ITTO970182A1 - Contattore, in particolare per il distacco delle batterie in impianti elettrici a bordo di veicoli. - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda un contattore, in particolare del tipo destinato all'impiego come staccabatterie in impianti elettrici a bordo di veicoli .

I contattori di questo tipo presentano generalmente una base stazionaria portante uno o più contatti fissi, un albero mobile assialmente portante uno o più contatti mobili che cooperano frontalmente con i contatti fissi, mezzi elastici che tendono a spingere l'albero verso una prima posizione operativa e un dispositivo di comando elettromagnetico atto a produrre una forza che richiama l'albero verso una seconda posizione operativa contro l'azione dei suddetti mezzi elastici .

Nei contattori del tipo sopra specificato attualmente disponibili in commercio una delle due posizioni operative del contattore (posizione di contatti aperti o di contatti chiusi) è una configurazione instabile che viene mantenuta contro la spinta dei mezzi elastici mantenendo sotto tensione la bobina elettrica che produce una forza di richiamo elettromagnetica sull'albero portante i contatti mobili. Il consumo elettrico della bobina, anche se normalmente abbastanza contenuto, è indesiderato nel caso in cui il contattore debba essere utilizzato come .interruttore generale staccabatterie dell'impianto elettrico di un veicolo .

I relè del tipo cosiddetto a passo utilizzati ad esempio in impianti di illuminazione domestici hanno due posizioni di lavoro stabili che non richiedono di mantenere sotto tensione la bobina del dispositivo di comando elettromagnetico. Tuttavia, la struttura costruttiva di questi relè li rende inadatti nell'impiego in impianti elettrici a bassa tensione dove le correnti di interruzione sono molto elevate spesso dell'ordine di svariate decine od anche centinaia di ampere.

Allo scopo di risolvere i suddetti inconvenienti, la presente invenzione ha per oggetto un contattore avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione principale. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la fig. 1 è una vista prospettica schematica di un contattore secondo la presente invenzione,

la fig. 2 è una vista prospettica esplosa del contattore di fig. 1,

la fig. 3 è una vista schematica illustrante lo sviluppo in piano della parte indicata dalla freccia III nella fig. 2, e

le figure 4 a 8 sono sezioni assiali schematiche illustranti la sequenza di funzionamento del contattore secondo l'invenzione.

Con riferimento alle figure 1 e 2, il contattore 10 secondo la presente invenzione comprende una base stazionaria includente una piastra 12 ad esempio di materiale plastico stampato ad iniezione portante almeno un contatto fisso. Nell'esempio illustrato nelle figure la piastra 12 porta due coppie di contatti fissi 14, ciascuno dei quali è costituito da un elemento a squadra di materiale conduttore fissato ad un rispettivo perno 16 che si estende dalla parte opposta della piastra 12 rispetto ai contatti fissi 14. I.perni 16 servono per la connessione a conduttori (non illustrati) di un circuito elettrico.

La base stazionaria del contattore 10 comprende inoltre un elemento di supporto 18 costituito ad esempio di lamiera piegata, presentante due pareti 20, 22 ortogonali alla piastra 12. L'elemento di supporto 18 presenta inoltre una parete di copertura 24 ed una parete di base 26 che è fissata ad esempio tramite viti 28 alla piastra 12. L'elemento di supporto 18 porta una bobina 30 atta a produrre una forza elettromagnetica di richiamo. La bobina 30 è normalmente disattivata e può essere attivata ad esempio premendo un pulsante di comando (non illustrato).

Come è visibile nella fig. 2, il contattore 10 comprende un albero 32 che è portato dall'elemento di supporto 18 in modo da poter traslare nella direzione del proprio asse longitudinale. A questo scopo, una parte 32a dell'albero 32 è montata scorrevole all'interno di un elemento tubolare di guida 34 che è fissato alla parete 22 dell'elemento di supporto 18.

Sull'albero 32 è montato liberamente girevole un organo cilindrico 36, costituito di materiale ferromagnetico, che coopera con la bobina stazionaria 30 per realizzare un dispositivo di comando elettromagnetico atto a produrre una forza di richiamo sull'albero 32. L'organo cilindrico 36 è liberamente girevole attorno all'asse dell'albero 32 ma è vincolato in senso assiale all'albero 32 tramite due spailamenti 37 , 40. Pertanto, per i movimenti nella direzione dell'asse longitudinale dell'albero 32, l'organo cilindrico 36 e l'albero 32 sono solidali fra loro.

Su una porzione 32b dell'albero 32 è montato scorrevole un contatto mobile costituito da una piastrina 38 di materiale elettricamente conduttore. La piastrina 38 è libera di scorrere assialmente sulla porzione 32b dell'albero 32 ed è spinta contro lo spallamento 40 da una molla elicoidale in compressione 42. La piastrina 38 è isolata elettricamente dall'albero 32 tramite una rondella isolante 44 che appoggia contro lo spallamento 40 e tramite una boccola 46 inserita in un foro 48 della piastrina 38. La molla 42 è trattenuta assialmente da una rondella isolante 50 che è vincolata all'albero 32 tramite un anello elastico 52.

Riferendosi sempre alla figura 2, una molla elicoidale in compressione 53 è interposta fra l'elemento tubolare di guida 34 dell'elemento 18 e 10 spallamento 37 dell'albero 32. -La molla 53 esercita quindi sull'albero 32 una forza elastica diretta nel verso indicato dalla freccia F nella fig. 2.

L'organo cilindrico 36 presenta un profilo a camma 54 inciso sulla sua superficie cilindrica esterna. Il profilo a camma 54 coopera con almeno un organo di impegno portato dalla base stazionaria. Nel caso specifico illustrato nelle figure, sono previsti tre organi di impegno 56 costituiti da perni radiali portati dalla parete 20 dell'elemento di supporto 18. Per il fatto che gli organi di impegno del profilo a camma 54 sono in numero di 3, 11 profilo a camma 54 presenta tre settori di camma identici fra loro che si susseguono l'uno in serie all'altro lungo la circonferenza dell'organo cilindrico 36. Con riferimento alla figura 3, i tre settori di camma sono indicati con 58a, 58b e 58c ed interessano ciascuno una porzione circonferenziale dell'organo cilindrico 36 con un'ampiezza angolare di 120°C. Con riferimento al verso di applicazione della forza F della molla 53, ciascun settore di camma 58a, 58b, 58c presenta due sedi indicate rispettivamente con 60a, 62a, 60b, 62b e 60c, 62c in corrispondenza delle quali si verifica un impegno relativo stabile fra il profilo a camma 54 e gli organi di impegno 56. Le sedi 60, 62 di ciascun settore di camma 58 sono sfasate fra loro in senso assiale di una distanza pari alla corsa assiale che l'albero 32 compie per passare da una prima ad una seconda posizione operativa.Nell'esempio illustrato nelle figure, quando gli organi di impegno 56 sono situati in corrispondenza delle sedi 60a, 60b e 60c il contattore si trova nella configurazione operativa di contatti aperti mentre nella configurazione in cui gli organi di impegno 56 sono situati in corrispondenza delle sedi 62a, 62by 62c il contattore si trova nella posizione operativa di contatti chiusi. Naturalmente, scegliendo una diversa posizione relativa dei contatti fissi e del contatto mobile questa situazione potrebbe essere capovolta ossia si potrebbe avere la posizione operativa di contatti chiusi in corrispondenza delle sedi 60a, 60b, 60.c e la posizione operativa di contatti aperti in corrispondenza delle sedi 62a, 62b, 62c.

Sempre con riferimento alla fig. 3, il profilo a camma 54 presenta superfici inclinate 64a, 66a, 68a; 64b, 66b, 68b e 64c, 66c, 68c disposte in modo da provocare un movimento angolare relativo fra gli organi di impegno 56 e l'organo cilindrico 36 in corrispondenza di un movimento assiale relativo fra l'organo cilindrico 36 e gli organi di impegno 56 di andata e ritorno nei versi indicati dalle frecce A e B nella fig. 3. In particolare, le superfici 64, 66 e 68 sono disposte in modo da provocare un movimento angolare dell'organo 36 pari allo sfasamento angolare fra le sedi 60 e 62 in funzione di una corsa completa di andata e ritorno dell'albero 32 nei versi indicati dalle frecce A e B. Di conseguenza, l'albero 32 passa alternativamente da una posizione operativa all'altra a seguito di ogni attivazione della bobina 30.

Il funzionamento del contattore secondo l'invenzione risulterà maggiormente chiaro osservando la sequenza di lavoro illustrata nelle figure 4 a 8.

Nella configurazione di fig. 4 il contattore si trova nella posizione di contatti aperti dato che la piastrina 38 si trova distanziata assialmente dai contatti fissi 14. Gli organi di impegno 56 impegnano il profilo a camma in corrispondenza delle rispettive sedi 60a, 60b, 60c. Il contattore è in una configurazione stabile dato che la forza della molla 53 è compensata dal contrasto meccanico fra gli organi di impegno 56 con le relative sedi 60a, 60b 60c del profilo a camma 54. Nella configurazione di fig. 4 la bobina è disattivata. Attivando ora la bobina, si genera una forza di richiamo sul nucleo ferromagnetico costituito dall'organo cilindrico 36 e tale forza provoca un movimento assiale dell'albero 32 contro l'azione della molla 53. La fig. 5 illustra il contattore al termine della corsa nel verso indicato dalla freccia C nella fig. 5. Gli organi di impegno 56 si trovano alla sommità delle superfici inclinate 66a, 66b, 66c (fig. 3). La posizione illustrata nella fig. 5 è una posizione instabile dato che, cessando l'azione di richiamo della bobina, l'albero 32 tende a muoversi nel verso opposto a quello indicato dalla freccia C nella fig.

5 sotto la spinta della molla 53. La bobina viene alimentata per il solo tempo necessario per portare l'albero 52 nella configurazione di fig. 5. L'alimentazione della bobina viene interrotta subito dopo e l'albero 32 sotto la spinta della molla 53 si porta nella configurazione di fig. 6. In questa configurazione, gli organi di impegno 56 impegnano le rispettive sedi 62a, 62b, 62c (fig. 3). In questa posizione operativa i contatti sono chiusi. Si può notare che la piastrina 38 è spinta contro i contatti fissi 14 dalla molla 42. La posizione di fig. 6 è stabile in quanto la forza della molla 53 è contrastata dalla battuta meccanica fra gli organi di impegno 56 e le sedi 62a, 62b, 62c del profilo a camma 54.

Partendo dalla configurazione di contatti chiusi illustrata nella fig. 6, per portare il contattore nelle configurazione di contatti aperti si attiva nuovamente la bobina richiamando verso il basso l'albero 32 nella configurazione di fig. 7. In seguito, appena si interrompe l'alimentazione della bobina l'albero 32 si sposta verso l'alto sotto la spinta della molla 53 portandosi nella configurazione di contatti aperti illustrata nella fig. 8, che è identica alla configurazione di partenza illustrata nella fig. 4.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Contattore destinato in particolare all'impiego come staccabatterie in impianti elettrici a bordo di veicoli, comprendente: - una base stazionaria (12, 18) portante almeno un contatto fisso (14), - un albero (32) mobile rispetto alla base (12, 18) nella direzione del proprio asse longitudinale e portante almeno un contatto mobile (38) cooperante frontalmente con detto contatto fisso (14), - mezzi elastici (53) tendenti a spingere l'albero (32) verso una prima posizione operativa, e - un dispositivo di comando elettromagnetico (30, 36) atto a produrre una forza che richiama l'albero (32) verso una seconda posizione operativa contro l'azione di detti mezzi elastici (53), caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo di ancoraggio (54, 56) operativamente associato all'albero (32) ed alla base (18, 12) ed avente due posizioni di ritegno stabili corrispondenti alla prima ed alla seconda posizione operativa dell'albero (32), detto dispositivo di ancoraggio (54, 56) essendo predisposto per passare da una all'altra di dette posizioni di ritegno stabili ad ogni attivazione di detto dispositivo di comando elettromagnetico (30, 36).
2. 2. Contattore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di ancoraggio comprende un organo cilindrico (36) assialmente solidale all'albero (32) e liberamente girevole su quest'ultimo, l'organo cilindrico (36) avendo sulla sua superficie cilindrica un profilo a camma (54) che coopera con almeno un organo di impegno stazionario (56) portato dalla base (18).
3. 3. Contattore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il profilo a camma (54) presenta almeno una prima (60a, 60b, 60c) ed una seconda (62a, 62b, 62c) sede di impegno relativo stabile fra il profilo a camma (54) e l'organo di impegno (56), detta prima e detta seconda sede essendo distanziate fra loro in senso assiale ed in senso circonferenziale.
4. 4. Contattore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta prima e detta seconda sede di impegno (60a, 60b, 60c, 62a, 62b, 62c) sono collegate fra loro da un ramo di profilo a camma includente superfici inclinate (64a, 64b, 64c, 66a, 66b, 66c, 68a, 68b, 68c) atte a provocare una rotazione di detto organo cilindrico (36) di ampiezza pari allo sfasamento angolare fra dette sedi in corrispondenza di ogni corsa assiale dell'albero (32) conseguente all'attivazione di detto dispositivo di comando.
5. 5. Contattore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di ancoraggio comprende due o più organi di impegno (56) e dal fatto che il profilo a camma presenta due o più tratti identici (58a, 58b, 58c) in serie fra loro ciascuno dei quali si estende lungo una porzione della superficie dell'organo cilindrico avente un'estensione angolare pari a 360°/n dove n è il numero di detti organi di impegno.