PT1575075E - Unidade de contacto para relés electromagnéticos - Google Patents

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PT1575075E PT05012458T PT05012458T PT1575075E PT 1575075 E PT1575075 E PT 1575075E PT 05012458 T PT05012458 T PT 05012458T PT 05012458 T PT05012458 T PT 05012458T PT 1575075 E PT1575075 E PT 1575075E
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Description

DESCRIÇÃO "UNIDADE DE CONTACTO PARA RELES ELECTROMAGNÉTICOS"
Para aumentar a segurança de contacto de relés electromagnéticos é conhecido, por exemplo, do documento DE-C-3224013, prover a mola de contacto, através de uma ranhura longitudinal, com duas extremidades elásticas e equipar cada extremidade com uma peça de contacto que interactua com uma correspondente peça de contacto de encontro num contacto fixo comum. A probabilidade de ambos os pares de contacto falharem por exemplo em consequência de contaminações por fibras de vidro diminutas, rebarbas de moldagem por injecção ou semelhantes, é substancialmente inferior do que nos contactos individuais.
Tais molas de contacto "geminadas", semelhantes às também conhecidas dos documentos DE-B-1175807, DE-U-9404775 e DE-C-972072, apresentam, no entanto, a dificuldade de os braços de mola formados pela ranhura longitudinal partirem com mais facilidade que a mola não dividida. Num tal caso, o relé em si continua de facto operacional, mas o braço de mola partido pode causar curto-circuitos imprevisíveis. Um outro problema da mola de contacto geminada conhecida consiste no facto de os braços de mola individuais serem muito menos rígidos que a mola não dividida pelo que, aquando da soldadura de um contacto, o respectivo braço de mola não apresenta rigidez suficiente para manter o actuador na posição de contacto fechado. Por estas razões a utilização das conhecidas molas de contacto geminadas não é permitida nos relés de segurança. 1
Do documento DE-C-3224468 é conhecida uma disposição de contactos, em que a mola de contacto suporta duas peças de contacto que interagem com contactos fixos separados. Para além do facto de, no caso de tais contactos em ponte, a resistência de contacto total ser o dobro de um contacto individual, esta disposição não aumenta a segurança do fecho do contacto, mas sim a segurança de abertura do contacto. São além disso conhecidos os chamados "contactos de coroa", em que pelo menos um de dois rebites de contacto que interactuam, apresenta um bordo sobrelevado, pelo que no caso de um menor desalinhamento reciproco dos dois rebites resultam dois pontos de contacto. Para além do facto de os pontos de contacto assim formados terem uma superfície muito pequena, o bordo sobrelevado desgasta-se com relativa rapidez em serviço, pelo que se perde rapidamente o efeito de contacto duplo pretendido. 0 documento DE-A-3224468 mostra uma disposição em que os pontos de contacto de dois contactos fixos interactuam com um ponto de contacto comum de uma mola de contacto de ponte.
Uma unidade de contacto com as características apresentadas no conceito genérico da reivindicação 1 é conhecida a partir dos documentos EP 0081164 AI e DE-U-9015406. Ambos os documentos não apresentam nenhuns relés de segurança. A invenção tem como base o objectivo de conseguir uma unidade de contacto que aumente a fiabilidade do fecho do contacto em relés de segurança, isto é, de relés com contactos forçados. A solução de acordo com a invenção deste objectivo está caracterizada na reivindicação 1. 2
Na unidade de contacto assim configurada estão previstos na mola de contacto dois pontos de contacto, que estão dispostos transversalmente em à extensão longitudinal da mola de contacto e que interactuam com o mesmo contacto fixo, ou com os pontos de contacto de encontro nele previstos, sendo que ambos os pontos de contacto no contacto fixo são configurados na forma de uma peça de contacto comum. 0 facto de a mola de contacto ser, em pelo menos uma zona, não apenas flexível, mas também apresentar maior capacidade de torção em volta do seu eixo longitudinal, garante que ambos os pares de contacto também fecham quando a extremidade livre da mola de contacto que suporta as peças de contacto, não se desenvolve em paralelo com o contacto fixo que suporta os contactos de encontro.
Ao contrário da mola de contacto geminada acima mencionada, na unidade de contacto de acordo com a invenção a mola de contacto é mantida continuamente na sua forma não dividida, de modo que uma ruptura de mola é menos provável e, eventualmente, conduz à falha completa do relé por interrupção.
Configurações vantajosas para a zona de maior capacidade de torção são apresentadas na reivindicação 2.
Com os aperfeiçoamentos da invenção de acordo com as reivindicações 3 a 6 pode ser conseguida uma condução forçada da mola de contacto pelo actuador, em particular também aquando da abertura. A configuração do actuador que conduz a mola de contacto de acordo com as reivindicações 7 e 8 é conveniente para aproveitar 3 de forma eficaz o comportamento de torção da mola de contacto, que é típico para o relé de acordo com a invenção.
No aperfeiçoamento da invenção de acordo com a reivindicação 9, a unidade de contacto é configurada de tal modo que a mola de contacto está inclinada em relação ao contacto fixo, de forma que resultam um contacto prévio que fecha primeiro e abre por último, e um contacto principal que fecha por último e abre primeiro. Esta configuração apresenta a vantagem de um fecho de contacto mais suave com menos vibrações.
Na configuração da invenção de acordo com as reivindicações 10 a 12 o par de contactos que fecha primeiro e abre por último está equipado com as propriedades adequadas para um contacto de carga, enquanto o outro par de contactos apresenta as qualidades de um contacto de sinalização.
Um exemplo de realização da invenção será em seguida explicado em maior detalhe com base nos desenhos; nestes mostram
Figura 1 uma representação esquemática de uma unidade de contacto em vista lateral,
Figura 2 uma vista frontal em direcção da seta II da figura 1,
Figura 3 uma vista em perspectiva de uma parte de um relé electromagnético com uma unidade de contacto de acordo com a figura 2, 4
Figura 4 uma representação semelhante à da figura 1 da unidade de contacto utilizada para o relé de acordo com a figura 3,
Figura 5 uma vista frontal do actuador na disposição de acordo com a figura 3 com uma mola de contacto,
Figura 6 uma representação ampliada de uma parte da figura 5, e
Figura 7 um exemplo de realização de uma disposição de contactos de acordo com a invenção, numa representação esquemática de acordo com a figura 2.
As figuras 1 a 6 servem para explicação; não mostram quaisquer disposições de contactos de acordo com a invenção. A unidade de contacto representada nas figuras 1 e 2 é constituída essencialmente por uma mola 10 de contacto, fixada numa das suas extremidades a um suporte 11, por exemplo por meio de rebites, por um contacto 12 fixo que se encontra do lado oposto da extremidade livre da mola 10 de contacto e por um actuador 13 que actua sobre a mola 10 de contacto, o qual, no exemplo de realização aqui assumido, está acoplado a uma armadura 14 de relé indicada na figura 2. A extremidade livre da mola 10 de contacto oposta ao contacto 12 fixo, apresenta-se mais larga em relação à sua parte principal e suporta duas peças 15, 16 de contacto que se encontram dispostas uma ao lado da outra (no desenho uma por baixo da outra) transversalmente em relação à extensão longitudinal da mola 10 de contacto. Do mesmo modo, o contacto 5 12 fixo está provido de duas peças 17, 18 de contacto opostas às peças 15, 16 de contacto da mola 10 de contacto e que interactuam respectivamente com estas.
Como é visível a partir da figura 2, a extremidade livre da mola 10 de contacto situa-se num tal ângulo em relação ao contacto 12 fixo, que a recta que liga as peças 15, 16 de contacto da mola de contacto 10 intersecta a recta que liga as peças 17, 18 de contacto do contacto 12 fixo segundo um ângulo agudo. Esta posição oblíqua da extremidade livre da mola 10 de contacto resulta do facto de a mola de contacto apresentar uma torção prévia em volta do seu eixo longitudinal numa zona 19 de torção que se situa entre as suas extremidades fixa e livre. 0 actuador 13 é disposto e configurado de tal modo que actua sobre a mola 10 de contacto perto da extremidade livre desta, e pode entrar em contacto com ambas as superfícies opostas da mola 10 de contacto. As zonas 20, 21 de contacto do actuador 13 apresentam neste caso uma forma convexa em direcção à respectiva superfície da mola 10 de contacto.
Quando no caso do accionamento do relé, a armadura 14 é movida na direcção da seta A, então ela move o actuador 13 para a direita na figura 2. A figura 2 representa o momento em que a peça 15 de contacto superior da mola 10 de contacto toca na peça 17 de contacto do contacto 12 fixo. Quando o actuador 13 se move mais para a direita na figura 2, a extremidade anterior da mola 10 de contacto gira à volta do ponto de contacto entre as peças 15 e 17 de contacto, sendo este movimento giratório garantido por uma capacidade de torção suficiente da zona 19 de torção, até que as peças 16, 18 de contacto inferiores toquem uma na outra. O movimento adicional subsequente do actuador 13 para a 6 direita na figura 2 até à posição final da armadura 14, faz agora com gue o contacto 12 fixo seja deflectido e, neste caso, aumenta a força de contacto nos dois pares de contacto.
Durante o movimento giratório descrito da extremidade livre da mola 10 de contacto que suporta as peças 15, 16 de contacto, esta move-se ao longo da zona 20 de contacto convexa do actuador 13 .
Para a abertura, a armadura 14 de relé é movida na direcção da seta B, pelo que agora a zona 21 de contacto oposta do actuador 13 entra em contacto com a outra superfície da mola 10 de contacto, fazendo com que as peças 15, 16 de contacto da mola 10 de contacto sejam levantadas das peças 17, 18 de contacto do contacto 12 fixo. Neste caso abre-se em primeiro lugar o par 16, 18 de contactos inferior e em seguida o par 15, 17 de contactos superior.
De acordo com o princípio de funcionamento explicado, o par 15, 17 de contactos superior configura um contacto prévio e o par 16, 18 de contactos inferior configura um contacto principal. Uma vez que o contacto prévio que fecha primeiro e abre por último configura um contacto de carga e apresenta um desgaste mais rápido, a peça 15 de contacto tem dimensões superiores que a peça 16 de contacto que pertence ao contacto principal, ou contacto de sinalização, como é visível a partir da figura 1. Além disso, as peças 15, 17 de contacto do contacto prévio são constituídas por um material menos nobre que as peças 16, 18 de contacto do contacto principal. As peças 15, 17 de contacto podem, por exemplo, ser feitas de AgSnO e as peças 16, 18 de contacto de uma liga de AuAg. 7
Em lugar da torção prévia acima mencionada da zona 19 de torção para conseguir a posição oblíqua, ilustrada na figura 2, da extremidade livre da mola 10 de contacto em relação ao contacto 12 fixo, o mesmo modo de funcionamento pode também ser conseguido mediante posicionamento oblíquo do contacto 12 fixo, ou também mediante o posicionamento oblíquo do suporte 11 juntamente com a mola 10 de contacto, a qual neste caso se apresenta plana na posição de repouso. O relé electromagnético parcialmente representado na vista em perspectiva da figura 3 (com supressão da tampa da caixa), compreende um corpo 22 de base, do qual se projecta uma ala 23 de culatra de uma culatra que atravessa uma bobina (não representada) . A ala 23 de culatra encontra-se entre os dois braços da armadura 14 de relé que, neste exemplo de realização, adopta geralmente a forma de um Η, o qual se apoia de forma giratória num perno 24 de apoio disposto à volta de um eixo vertical médio no corpo 22 base. O actuador 13 acoplado à armadura 14 de relé é conduzido de forma corrediça por colunas 25 de guia formadas no corpo 22 base e engrena, conforme representado de forma mais detalhada nas figuras 4 a 6, circunda a mola 10 de contacto, cujas peças 15, 16 de contacto interactuam com as peças 17, 18 de contacto fixadas no contacto 12 fixo. A figura 3 representa o relé provido de duas molas 10 de contacto. Os contactos 26 machos dos contactos 12 fixos projectam-se do corpo 22 base para baixo.
Na mola 10 de contacto mostrada de forma mais detalhada na figura 4, a zona 19 de torção é realizada por redução da largura da mola. Em alternativa, ou adicionalmente a este facto, nesta zona 19 a mola 10 pode também apresentar uma redução da 8 espessura do material ou outro tratamento que aumente a sua capacidade de torção.
Como representado, a zona 19 situa-se entre a extremidade fixa da mola 10 de contacto, rebitada no suporte 11 de contacto e a zona de actuação do actuador 13. A mola 10 de contacto possui nesta zona de actuação e na sua extremidade fixa a sua largura completa, a qual aumenta mais uma vez na extremidade livre, a fim de conseguir distância suficiente entre as peças 15 e 16 de contacto. O actuador 13 actua sobre a mola 10 de contacto numa zona reforçada.
Como se depreende da figura 5 e da ampliação da figura 6, a mola 10 de contacto estende-se entre as duas zonas 20, 21 de contacto do actuador 13, apresentando a zona 20 uma forma convexa ou esférica a fim de, quando a mola 10 de contacto é apertada, permitir um movimento giratório em volta do seu eixo longitudinal e desta forma garantir o fecho de contacto nos dois pares 15, 17 e 16, 18 de contacto. A zona 21 de contacto oposta que entra em contacto com a mola 10 de contacto aquando da abertura, não necessita de uma configuração convexa ou esférica. Desde que a mola 10 de contacto seja colocada em posição de fecho por esforço prévio, a superfície 21 do actuador 13 que actua sobre ela aquando da abertura, deve ser esférica.
Na forma de realização de acordo com a invenção representada na figura 7, os dois pontos de contacto situados no contacto 12 fixo estão formados numa peça 27 de contacto comum, cuja superfície de contacto é dimensionada de tal maneira que possa interactuar com ambas as peças 15 e 16 de contacto separadas da mola de contacto. A fim de permitir um correcto fecho do contacto, mesmo com a mola 10 de contacto torcida ou contacto 12 9 fixo em posição obliqua, a superfície de contacto da peça 27 de contacto comum apresenta uma forma esférica.
Uma alternativa consiste em dispor uma peça de contacto contínua individual quer na mola 10 de contacto quer no contacto 12 fixo, e prover pelo menos a peça de contacto na mola de contacto com dois ressaltos para gerar dois pontos de contacto espacialmente separados.
Como se encontra ainda representado na figura 7, a mola 10 de contacto deve ser provida, na direcção do seu eixo central longitudinal, com uma acanaladura 28 que aumenta a rigidez da mola 10 de contacto no seu sentido longitudinal na zona entre as peças 15, 16 de contacto e a zona de actuação do actuador 13.
Em lugar da acanaladura 28 representada, um reforço da rigidez da mola 10 de contacto pode ser conseguido através do aumento da sua espessura na zona entre as peças 15, 16 de contacto e na zona de actuação do actuador 13.
Quando o reforço de rigidez é constituído pela acanaladura 28 mostrada na figura 7, então esta pode acompanhar todo o comprimento da mola 10 de contacto até à sua extremidade fixada no suporte 10 de contacto; uma acanaladura 28 que se estenda em direcção do eixo central longitudinal e desta forma dentro da zona neutra da mola 10 de contacto, conduz com efeito a uma menor flexibilidade, também na zona 19, mas restringe, apenas pouco a capacidade de torção nesta zona. 10 10 -11 -12 - 13 - 14 -15, 1 17, 1 19 -20, 2 22 - 23 - 24 - 25 - 26 - 27 - 28 - 6 - peças de contacto em 10 8 - peças de contacto em 12 zona de torção de 10 1 - zonas de contacto em 13
Lista de referência mola de contacto suporte para 10 contacto fixo actuador armadura de relé corpo base ala da culatra perno de apoio colunas de guia contactos machos peça de contacto comum acanaladura
Lisboa, 02 de Setembro de 2010 11

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Unidade de contacto para relés electromagnéticos com um contacto (12) fixo e uma mola (10) de contacto, que apresenta numa secção de extremidade não dividida, dois pontos (15, 16) de contacto, dispostas transversalmente em relação ao seu sentido longitudinal e que interactuam com o contacto fixo, bem como uma zona flexivel (19), entre a sua extremidade fixa e os pontos (15, 16) de contacto, com maior capacidade de torção em volta do eixo longitudinal da mola de contacto, caracterizada por a mola (10) de contacto ser conduzida de forma forçada e ambos os pontos de contacto do contacto (12) fixo serem configurados numa peça (27) de contacto comum.
  2. 2. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 1, sendo que a mola (10) de contacto, na sua zona (19) de maior capacidade de torção, tem menor largura e/ou menor espessura do que nas demais zonas.
  3. 3. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 1 ou 2, sendo que a mola (10) de contacto é reforçada na zona do ponto de actuação de um actuador (13) até à zona dos seus pontos (15, 16) de contacto.
  4. 4. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 3, sendo que o reforço consiste num espessamento ou deformação.
  5. 5. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 4, sendo que a mola (10) de contacto apresenta uma acanaladura (28) 1 que se desenvolve segundo a direcçao do seu eixo central longitudinal.
  6. 6. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 5, sendo que a acanaladura (28) se desenvolve sobre a totalidade do comprimento da mola (10) de contacto.
  7. 7 . Unidade de contacto de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores com um actuador (13), cuja zona de actuaçao (20 ou 21) que actua sobre a mola (10) de contacto é convexa na direcçao da mola de contacto.
  8. 8. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 7, sendo que o actuador (13) actua com uma zona (20, 21) convexa sobre ambos os lados da mola (10) de contacto.
  9. 9. Unidade de contacto de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que a recta que liga ambos os pontos (15, 16) de contacto da mola (10) de contacto, intersecta a recta que liga os pontos de contacto de encontro do contacto (12) fixo, segundo um ângulo agudo.
  10. 10. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 9, sendo que um ponto (16) de contacto, do par de contactos que fecha por último e abre primeiro, é constituído por um material de contacto mais nobre que o do outro par de contactos.
  11. 11. Unidade de contacto de acordo com a reivindicação 10, sendo que um ponto (15) de contacto, do par de contactos que fecha por último e abre primeiro, é formado por AgSnO, e o do outro par de contactos por uma liga de AuAg. 2
  12. 12. Unidade de contacto de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, sendo que um ponto (15) de contacto, do par de contactos que fecha por último e abre primeiro, é dimensionado maior que o do outro par de contactos. Lisboa, 2 de Setembro de 2010 3
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