ITRM20120279A1 - Relè perfezionato. - Google Patents

Description

Relà ̈ perfezionato

La presente invenzione riguarda un relà ̈ perfezionato.

Più dettagliatamente l’invenzione concerne un relà ̈ per l’apertura e la chiusura contemporanea di un circuito elettrico sulla fase e sul neutro, studiato e realizzato in particolare per avere ridotte dimensioni e, nello stesso tempo, un’elevata affidabilità.

Nel seguito la descrizione sarà rivolta ad un relà ̈ a doppio contatto, ma à ̈ ben evidente come la stessa non debba essere considerata limitata a questo impiego specifico.

Com’à ̈ ben noto, un relà ̈ à ̈ un interruttore elettromeccanico, che viene azionato da un elettromagnete.

Attualmente esistono un elevato numero di dispositivi relà ̈, anche assai complicati. Tra questi à ̈ possibile citare il brevetto GB2383469B, la domanda di brevetto europeo EP2009665 A2, il modello di utilità cinese CN201229905Y, il modello di utilità cinese CN201408711Y, e il modello di utilità cinese CN201435353Y.

I documenti indicati e i diversi prodotti disponibili in commercio comprendono in genere un elettromagnete, comprendente una bobina e un nucleo, un elemento mobile, in genere imperniato su un perno avente un magnete permanente e delle armature, delle molle lamellari, in grado di flettersi, sulle quali sono fissati degli elettrodi mobili, tale che a seguito della movimentazione di dette molle lamellari, detti elettrodi mobili possano chiudere o aprire un contatto elettrico, e un cursore impegnato con detto elemento mobile, tale che variando la polarità di alimentazione della bobina, varia la polarità dell’elettromagnete che movimenta l’elemento mobile, in genere ruotandolo. In tal modo, il cursore trasla longitudinalmente, interagendo e flettendo o meno la molla lamellare, così di conseguenza chiudendo o aprendo i contatti tra gli elettrodi mobili e fissi.

Il principale problema tecnico dei relà ̈ secondo la tecnica nota à ̈ dato dall’ingombro, che aumenta notevolmente nel caso, in particolare, di relà ̈ a due poli.

Inoltre, i relà ̈ come descritti sono assai soggetti a malfunzionamenti in caso di urti e sollecitazioni meccaniche.

Alla luce di quanto sopra, à ̈, pertanto, scopo della presente invenzione quello di proporre un relà ̈ di ridotte dimensioni, ma al tempo stesso altamente affidabile e resistente a sollecitazioni.

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un relà ̈ comprendente un involucro di contenimento, un elettromagnete, disposto in detto involucro di contenimento ed alimentato elettricamente, per poterne variare la polarità, almeno una molla lamellare, avente una prima ed una seconda estremità, detta prima estremità essendo fissata a detto involucro di contenimento, almeno un contatto elettrico fisso, fissato a detto involucro di contenimento e almeno un contatto mobile, disposto su detta molla lamellare e in corrispondenza di detto contatto elettrico fisso, detta molla lamellare essendo in grado di assumere una prima posizione operativa, in cui detto contatto mobile non à ̈ a contatto con detto contatto elettrico fisso ed una seconda posizione operativa, in cui detto contatto mobile à ̈ a contatto con detto contatto elettrico fisso, detto relà ̈ essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un gruppo di controllo comprendente un elemento di supporto, imperniato a detto involucro di contenimento in modo da poter ruotare intorno ad un primo asse, provvisto di almeno una sede, nella quale à ̈ vincolata detta almeno una molla lamellare , ed avente un alloggiamento, in cui à ̈ disposta un’unità magnetica, in grado di interagire con detto elettromagnete, e dal fatto che il piano individuato dai contatti elettrici à ̈ ortogonale a detto primo asse, in modo che, a seguito della variazione di detta polarità, detto gruppo di controllo ruotando rispetto a detto involucro di contenimento, così facendo passare detta molla lamellare da detta prima posizione a detta seconda posizione operativa e viceversa.

Sempre secondo l’invenzione, detto relà ̈ può comprendere due molle lamellari e detto elemento di supporto può presentare due sedi.

Ancora secondo l’invenzione, detto elettromagnete può presentare una bobina, un nucleo di detta bobina, e un mantello, accoppiato a detto nucleo, così da realizzare due traferri dell’elettromagnete, e dal fatto che detta unità magnetica comprende una coppia di armature di commutazione ed un magnete permanente, dette armature di commutazione essendo disposte in modo che ciascuna sia inserita in uno di detti traferri.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detto nucleo può essere orientato secondo un secondo asse, perpendicolare a detto primo asse.

Ancora secondo l’invenzione, dette molle lamellari possono essere impegnate con la rispettiva sede in corrispondenza o in prossimità di detta seconda estremità.

Ulteriormente secondo l’invenzione, dette molle lamellari possono essere parallele tra loro, sovrapposte l’una all’altra ed orientate in senso opposto l’una rispetto all’altra.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, dette molle lamellari possono essere disposte affiancate a detto elemento di supporto.

Sempre secondo l’invenzione, detto elemento di supporto può prevedere un incavo nel quale può essere collocato detto elettromagnete.

Ancora secondo l’invenzione, detto alloggiamento può essere disposto ad una estremità di detto elemento di supporto.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detto involucro di contenimento può comprendere all’interno un supporto, e detto elemento di supporto può comprendere due perni accoppiato in rotazione a detto supporto.

Ulteriormente, secondo l’invenzione detto elemento di supporto può comprendere almeno un perno imperniato integralmente a detto involucro di contenimento, in modo che detto elemento di supporto ruoti intorno a detto primo asse.

La presente invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la figura 1 mostra una vista prospettica del relà ̈ secondo la presente invenzione;

la figura 2 mostra una vista esplosa del relà ̈ secondo la figura 1;

la figura 3 mostra una prima sezione longitudinale del relà ̈ secondo la figura 1;

la figura 4 mostra una seconda sezione longitudinale del relà ̈ secondo la figura 1;

la figura 5 mostra una vista esplosa di un gruppo di controllo del relà ̈ secondo al presente invenzione; la figura 6 mostra una vista esplosa di una molla lamellare del relà ̈ secondo al presente invenzione;

la figura 7 mostra una prima sezione del relà ̈ in una prima configurazione di funzionamento;

la figura 8 mostra una seconda sezione del relà ̈ in una prima configurazione di funzionamento;

la figura 9 mostra una prima sezione del relà ̈ in una seconda configurazione di funzionamento; e

la figura 10 mostra una seconda sezione del relà ̈ in una seconda configurazione di funzionamento.

Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici.

Facendo riferimento alle figure 1-6, si osserva un relà ̈ 1 secondo la presente invenzione. Detto relà ̈ 1 comprende un involucro di contenimento 20, nel quale sono collocati un elettromagnete 30, un gruppo di controllo 40, un gruppo di contatti 50, associato a detto gruppo di controllo 40, ed opportuni collegamenti elettrici.

L’involucro di contenimento 20 comprende una base 21, un coperchio 22 di copertura, uno schermo 23 ed un supporto 24, inserito tra detta base 21 e detto coperchio 22.

L’elettromagnete 30 presenta una bobina 31, un nucleo 32 sul quale à ̈ avvolta detta bobina 31, lungo il quale à ̈ passante, per riferimento, l’asse X mostrato in figura 4, e un mantello 33, accoppiato a detto nucleo 32. In tal modo, si vengono a realizzare due traferri T dell’elettromagnete 30.

Il gruppo di controllo 40 comprende un elemento di supporto 41, provvisto, preferibilmente ad un’estremità, di un alloggiamento 42’, in cui à ̈ collocata un’unità magnetica 43. Detta unità magnetica 43 comprende (vedi in particolare figura 5) una coppia di armature di commutazione 43’ ed un magnete permanente 43†. Dette armature di commutazione 43’ sono disposte in modo che ciascuna sia inserita in uno di detti traferri T. L’elemento di supporto 41 comprende anche dei perni 44, atti ad imperniare detto elemento di supporto 41 al supporto 24 di detto involucro di contenimento 20, in modo che ruoti intorno all’asse Y (vedi ad esempio la figura 3).

L’elemento di supporto 42 prevede un incavo 42†, nel quale à ̈ collocato detto elettromagnete 30. Questa disposizione permette l’ottenimento di un ridotto ingombro complessivo.

Detto elemento di supporto 41 presenta su un lato ed alle estremità anche delle sedi 45, il cui funzionamento sarà meglio chiarito nel seguito. Internamente a detto elemento di supporto 41 à ̈ disposto detto elettromagnete 30, così consentendo una notevole riduzione di spazio.

Il gruppo di contatti 50 comprende anche una coppia di contatti fissi 51 ed una coppia di contatti mobili 52. Il gruppo di contatti 50 comprende anche una coppia di molle lamellari 53a e 53b, ciascuna delle quali à ̈ composta di una pluralità di lamelle e comprende uno di detti contatti mobili 52 (vedi figura 6). Ciascuna molla lamellare 53a e 53b comprende una prima estremità 53a’ e 53b’, fissata, preferibilmente con un rivetti o viti autofilettanti, a detto supporto 24, e una seconda estremità 53a†e 53b†.

Ciascuna molla lamellare 53, in particolare la porzione prossima alla seconda estremità 53a†e 53b†o direttamente la lama 54 di ciascuna molla lamellare 53a e 53b, à ̈ inserita, inoltre, in una rispettiva sede 45, così da essere vincolata a detto elemento di supporto 41.

Le molle lamellari 53a e 53b sono disposte parallelamente all’asse X, sovrapposte l’una all’altra ed orientate in senso opposto l’una rispetto all’altra, i.e. in modo che (facendo riferimento ad esempio alla figura 3) la prima estremità 53a’ della prima molla lamellare 53a si trovi a sinistra, mentre prima estremità 53a†della seconda molla lamellare 53a si trovi a destra.

Pertanto, con la soluzione adottata il piano individuato dai contatti 51 e 52 à ̈ ortogonale all’asse Y.

Il funzionamento del relà ̈ 1 sopra descritto si svolge nel modo seguente.

Facendo riferimento alle figure 7 e 8, si osservano due sezioni longitudinali del relà ̈ 1, che raffigurano rispettivamente la posizione del gruppo di contatti 50, in una prima posizione operativa di apertura (circuito aperto), e dell’elemento di supporto 41 quando le due al armature di commutazione 43’ sono in contatto con il nucleo 32 e con la porzione inferiore del mantello 33. Tale configurazione à ̈ conseguita a seguito di una prima polarizzazione della bobina 31 dell’elettromagnete 30.

Quando la bobina 31 viene alimentata con una seconda polarizzazione, inversa alla prima polarizzazione, il flusso magnetico della bobina 31 si inverte e, facendo riferimento alle figure 9 e 10, l’elettromagnete 30 cambia polarità di conseguenza. In tal modo, l’unità magnetica 43, che ha una polarizzazione magnetica fissa, comprendendo un magnete permanente 43†, viene attratta nella direzione opposta dall’elettromagnete 30. Così il gruppo di controllo 40 ruota nella direzione della freccia A, tale che detto elemento di supporto 41 assume una seconda posizione operativa, in cui la seconda estremità 53a†e 53b†delle rispettivamente delle molle lamellari 53a e 53b, viene movimentata e segue la rotazione di detto elemento di supporto 41.

In tal modo, il relà ̈ 1 commuta, poiché ciascuno dei contatti mobili 52, grazie alla flessione delle molle lamellari 53a e 53b, entra in contatto con il rispettivo contatto fisse 51, chiudendo i circuiti elettrici e così passando in una seconda posizione operativa. Ogni volta che viene effettuata una commutazione, i.e. ogni volta che detto elemento di supporto 41 e detti contatti mobili 52 passano dalla prima alla seconda posizione operativa e viceversa, il relà ̈ 1 rimane nella posizione grazie all’attrazione magnetica presente fra le armature di commutazione 43’ e il nucleo 32/mantello 33. Per determinare una nuova commutazione del relà ̈ 1, à ̈ sufficiente invertire la polarità di pilotaggio della bobina 31 e dare un nuovo impulso di comando.

Tra l’altro, per avere un consistente fissaggio dei contatti fissi 51 sul supporto 24, come anticipato, sono previste viti autofilettanti e rivetti a foro cieco. Tale soluzione evita l’impiego di collanti, attualmente in uso nella maggior parte dei relà ̈ in commercio, garantendo vantaggi su tempi di montaggio e pulizia all’interno del pezzo, utilizzando tecnologie mutuate da processi consolidati.

Il relà ̈ 1 secondo l’invenzione presenta il vantaggio di movimentare direttamente le molle lamellari 53a e 53b senza la necessità di utilizzare componenti intermedi in plastica o metallici, rendendo il dispositivo meno soggetto a malfunzionamenti e resistente agli urti.

Un ulteriore vantaggio della presente invenzione à ̈ data dal fatto che l’unità magnetica 43 à ̈ guidata su delle sedi presenti su due pareti ortogonali alla base del supporto facenti parte dello stesso componente.

La presente invenzione à ̈ stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma à ̈ da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Relà ̈ (1) comprendente un involucro di contenimento (20), un elettromagnete (30), disposto in detto involucro di contenimento (20) ed alimentato elettricamente, per poterne variare la polarità, almeno una molla lamellare (53a, 53b), avente una prima ed una seconda estremità (53a’, 53b’, 53a†, 53b†), detta prima estremità (53a’, 53b’) essendo fissata a detto involucro di contenimento (20), almeno un contatto elettrico fisso (51), fissato a detto involucro di contenimento (20) e almeno un contatto mobile (52), disposto su detta molla lamellare (53a, 53b) e in corrispondenza di detto contatto elettrico fisso (51), detta molla lamellare (53a, 53b) essendo in grado di assumere una prima posizione operativa, in cui detto contatto mobile (51) non à ̈ a contatto con detto contatto elettrico fisso (51) ed una seconda posizione operativa, in cui detto contatto mobile (52) à ̈ a contatto con detto contatto elettrico fisso (51), detto relà ̈ (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un gruppo di controllo (40) comprendente un elemento di supporto (41), imperniato a detto involucro di contenimento (20) in modo da poter ruotare intorno ad un primo asse (Y), provvisto di almeno una sede (45), nella quale à ̈ vincolata detta almeno una molla lamellare (53a, 53b), ed avente un alloggiamento (42’), in cui à ̈ disposta un’unità magnetica (43), in grado di interagire con detto elettromagnete (30), e dal fatto che il piano individuato dai contatti elettrici (51, 52) à ̈ ortogonale a detto primo asse (Y), in modo che, a seguito della variazione di detta polarità, detto gruppo di controllo (40) ruotando rispetto a detto involucro di contenimento (20), così facendo passare detta molla lamellare (53a, 53b) da detta prima posizione a detta seconda posizione operativa e viceversa.
2. 2. Relà ̈ (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere due molle lamellari (53a, 53b) e detto elemento di supporto (41) presenta due sedi (45).
3. 3. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elettromagnete (30) presenta una bobina (31), un nucleo (32) di detta bobina (31), e un mantello (33), accoppiato a detto nucleo (32), così da realizzare due traferri (T) dell’elettromagnete (30), e dal fatto che detta unità magnetica (43) comprende una coppia di armature di commutazione (43’) ed un magnete permanente (43†), dette armature di commutazione (43’) essendo disposte in modo che ciascuna sia inserita in uno di detti traferri (T).
4. 4. Relà ̈ (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto nucleo (32) à ̈ orientato secondo un secondo asse (X), perpendicolare a detto primo asse (Y).
5. 5. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette molle lamellari (53a, 53b) sono impegnate con la rispettiva sede (45) in corrispondenza o in prossimità di detta seconda estremità (53a†, 53b†).
6. 6. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette molle lamellari (53a, 53b) sono parallele tra loro, sovrapposte l’una all’altra ed orientate in senso opposto l’una rispetto all’altra.
7. 7. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette molle lamellari (53a, 53b) sono disposte affiancate a detto elemento di supporto (41).
8. 8. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di supporto (42) prevede un incavo (42†) nel quale à ̈ collocato detto elettromagnete (30).
9. 9. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto alloggiamento (42’) à ̈ disposto ad una estremità di detto elemento di supporto (41).
10. 10. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto involucro di contenimento (20) comprende all’interno un supporto (24), e dal fatto che detto elemento di supporto (41) comprende due perni (44) accoppiato in rotazione a detto supporto (24).
11. 11. Relà ̈ (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato che detto elemento di supporto (41) comprende almeno un perno (44) imperniato integralmente a detto involucro di contenimento (20), in modo che detto elemento di supporto (41) ruoti intorno a detto primo asse (Y).