PT1734552E - Dispositivo de accionamento de um aparelho eléctrico interruptor com meios de bloqueio em rotação - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE ACCIONAMENTO DE DM APARELHO ELÉCTRICO INTERRUPTOR COM MEIOS DE BLOQUEIO EM ROTAÇÃO" A presente invenção tem por objecto um dispositivo de accionamento de um aparelho eléctrico interruptor, tal como, por exemplo, um disjuntor. A invenção tem igualmente por objecto um aparelho eléctrico interruptor que integra um dispositivo de acionamento deste tipo. 0 dispositivo de accionamento é afastado, por exemplo, em relação ao aparelho eléctrico interruptor.

Por razões de segurança, o bloqueio do manipulo de um dispositivo de accionamento para um aparelho eléctrico interruptor só deve ser possivel quando o manipulo se encontrar na posição "Paragem". Para o efeito, é conhecido o modo de dotar o dispositivo de accionamento de um dispositivo de bloqueio do manipulo quando este está na sua posição "Paragem". A fim de manter o manipulo na posição bloqueada, são presos cadeados através de uma ou de várias aberturas formadas no manipulo. A patente US 6,423,912 descreve nomeadamente um dispositivo de bloqueio deste tipo.

No entanto, quando os contactos do aparelho eléctrico interruptor estão soldados entre si, na sequência, por exemplo, de um curto-circuito, o bloqueio da rotação do manipulo na posição "Paragem" deve-se tornar impossível, dado que um operador poderia crer que os contactos estariam abertos, enquanto estes, na realidade, estão bloqueados, por estarem soldados.

As patentes US 6,797,903 e US 5,222,382 (ou a correspondente patente EP 0 450 699) apresentam soluções 2 que permitem impedir uma situação deste tipo. Nestas patentes, a rotação do manipulo para a sua posição "Paragem" enquanto os contactos estão soldados entre si, provoca a rotação de um elemento que vai obturar a passagem pela qual deve passar um órgão de bloqueio. Mesmo se o operador forçar o manipulo para o levar à posição "Paragem", o bloqueio torna-se impossível.

No entanto, ao forçar o manipulo para tentar levá-lo à sua posição de paragem enquanto os contactos estão soldados entre si, o operador pode danificar o manipulo e o aparelho eléctrico interruptor. Além disso, se ao forçar o manipulo, o operador conseguir descolar os contactos, há o risco da formação de arcos eléctricos, o que se pode tornar perigoso. 0 documento EP 0 472 477 descreve um dispositivo para bloquear uma pega de um disjuntor quando os contactos estão soldados. Aquando da soldadura dos contactos, após a passagem de um ponto morto por acção manual, a pega imobiliza-se e bloqueia numa posição intermediária estável, situada entre a posição de abertura e a posição de bloqueio. Nesta posição intermédia, uma peça deformável deforma-se sob a acção da pega, de maneira a ir encostar contra um encosto fixo do dispositivo.

Num dispositivo deste tipo, a peça deformável é particularmente solicitada e exerce a dupla função de detecção do binário quando um operador tenta levar o manipulo para a posição aberta, quando os contactos estão soldados, e de limitação do binário, bloqueando a rotação da pega contra o encosto fixo quando os contactos estão soldados. A peça deve assim apresentar, ao mesmo tempo, uma certa flexibilidade e uma certa rigidez, para exercer as duas funções. Além disso, aquando de uma soldadura dos 3 contactos na posição intermédia da pega, a peça deformável é solicitada de maneira permanente, o que pode causar, se a peça estiver gasta, um retorno da pega para a posição de abertura enquanto os contactos estão soldados. 0 objectivo da invenção é, portanto, propor um dispositivo de accionamento fiável que evite danificar o manipulo e o aparelho eléctrico quando um operador tenta levar o manipulo para a posição "Paragem" enquanto os contactos estão soldados entre si e que evite a formação de um arco eléctrico se o operador conseguir descolar os contactos, rodando o manipulo para a sua posição "Paragem".

Este objectivo é atingido por um dispositivo de accionamento para um aparelho eléctrico interruptor, compreendendo: - um corpo no qual está montado um manipulo rotativo em torno de um eixo principal, que coopera com um veio de transmissão apto a comandar a abertura ou fecho de contactos eléctricos de aparelho eléctrico interruptor, - meios de ligação elásticos entre o manipulo e o veio de transmissão, - meios de bloqueio em rotação do manipulo em relação ao corpo, que entram em acção quando um afastamento angular entre o manipulo e o veio de transmissão ultrapassar um limiar determinado, sendo o referido dispositivo caracterizado por - os meios de bloqueio compreenderem um órgão de bloqueio rotativo em torno de um eixo paralelo ao eixo principal, e por - o órgão de bloqueio ser solicitado em rotação pelo manipulo, de modo temporário, de cada vez que o afastamento angular entre o manipulo e o veio de transmissão ultrapassar o limiar determinado. 4

Em relação ao ensinamento do documento US 5,222,382 citado acima, o bloqueio em rotação do manipulo no dispositivo da invenção é realizado, portanto, em relação ao corpo do dispositivo. Além disso, em relação ao dispositivo descrito no documento EP 0 472 477, as funções de detecção e de limitação do binário são realizadas por dois meios diferentes, o que permite fiabilizar o funcionamento do dispositivo no decurso do tempo. Além disso, na invenção, o órgão de bloqueio só é solicitado temporariamente, e só bloqueia o manipulo em cada tentativa de retorno do manipulo à posição de paragem quando os contactos estão soldados. 0 manipulo não se detém em nenhuma posição intermédia na qual o órgão de bloqueio seja solicitado de maneira permanente.

De acordo com uma particularidade, o órgão de bloqueio é solidário em rotação com o veio de transmissão.

De acordo com uma outra particularidade, o órgão de bloqueio é móvel entre uma posição de repouso, na qual é solidário em rotação com o manipulo, e uma posição de trabalho, na qual, accionado em rotação pelo manipulo quando o afastamento angular entre o manipulo e o veio de transmissão ultrapassa o limiar determinado, se apoia contra o corpo do dispositivo e bloqueia a rotação do manipulo.

De acordo com uma outra particularidade, o órgão de bloqueio compreende pelo menos um carne, contra o qual se apoia uma parte do manipulo para ser accionado em rotação.

De acordo com uma outra particularidade, o órgão de bloqueio pode compreender dois carnes, formados simetricamente em relação a um plano que passa pelo seu 5 eixo e pelo eixo principal. A parte do manipulo, ao seguir um dos carnes, acciona o órgão de bloqueio em rotação num sentido ou no outro. 0 órgão de bloqueio, ao rodar, apoia-se, portanto, contra o corpo do dispositivo e bloqueia então a rotação do manipulo. Com dois carnes simétricos, um órgão de bloqueio desta configuração permite bloquear o manipulo num sentido de rotação ou no outro.

De acordo com a invenção, a rotação do órgão de bloqueio é realizada no sentido oposto ao da rotação do manipulo.

De acordo com a invenção, o órgão de bloqueio compreende dentes aptos a cooperar com os dentes correspondentes formados no corpo.

De acordo com uma particularidade, o órgão de bloqueio é solicitado da sua posição de trabalho para a sua posição de repouso por uma mola de chamada. 0 órgão de bloqueio pode igualmente ser levado para a sua posição de repouso naturalmente, seguindo o carne em sentido inverso.

De acordo com a invenção, os meios de ligação elásticos são constituídos, por exemplo, por uma mola de lâmina. Pode ser concebida a utilização de outros meios de ligação. A mola de lâmina tem, por exemplo, uma forma trapezoidal, a fim de repartir melhor os esforços que se exercem entre o manipulo e o veio de transmissão. 0 dispositivo de accionamento descrito acima está particularmente adaptado para o controle de um aparelho eléctrico interruptor e pode ser montado num armário no qual está colocado o aparelho eléctrico interruptor. Neste caso, o veio de transmissão é solidário com um órgão móvel rotativo do aparelho eléctrico interruptor. 6

Outras características e vantagens vão surgir na descrição pormenorizada que se segue, com referência a um modo de realização dado a titulo de exemplo e representado pelos desenhos anexos, nos quais: - A figura 1 representa esquematicamente, segundo um corte axial, o dispositivo de accionamento de acordo com a invenção. - As figuras 2A e 2B representam, de maneira esquemática, o funcionamento da invenção. A figura 2A representa o estado do manipulo em marcha normal, enquanto a figura 2b representa a utilização dos meios de bloqueio da rotação do manipulo quando os contactos do aparelho eléctrico interruptor estão soldados. - A figura 3 representa, de maneira esquemática, o funcionamento de uma variante dos meios de bloqueio da rotação do manipulo. 0 dispositivo de accionamento 1 de acordo com a invenção está, por exemplo, afastado em relação ao aparelho eléctrico interruptor e está montado na porta de um armário eléctrico, a fim de permitir ao operador manipular o aparelho eléctrico sem abrir o armário eléctrico. Um armário deste tipo só pode ser aberto se o dispositivo de accionamento 1 se encontrar numa posição "Paragem" (PARAGEM nas figuras 2A, 2B e 3). Dispositivos de accionamento deste tipo são bem conhecidos da técnica anterior e sãoutilizados, por exemplo, para o comando afastado do disjuntor.

Com referência à figura 1, um dispositivo de accionamento 1 afastado, de acordo com a invenção, compreende um corpo 10, no qual está montado um manipulo 2 rotativo, cujo movimento de rotação em torno de um eixo principal (A) é solidário com o de um veio de transmissão 3 encarregado de transmitir 7 o movimento do manipulo 2 a um órgão rotativo do aparelho eléctrico interruptor presente no armário, comandando o referido órgão rotativo do aparelho eléctrico a abertura ou o fecho dos contactos eléctricos no aparelho eléctrico interruptor. 0 veio de transmissão 3 é solidário com um suporte de veio 4 que tem a forma de um chapéu, composto por uma tampa 40 que recebe a cabeça 30 do veio de transmissão 3, estendido para o exterior de uma placa anelar 41. O suporte de veio 4 está disposto de maneira coaxial em relação ao veio de transmissão 3. Um rolamento de esferas 5 está posicionado coaxialmente entre o corpo 10 e o suporte de veio 4, para permitir a rotação do veio de transmissão 3 em relação ao corpo 10. O suporte de veio 4 é solidário em rotação com o manipulo 2 por intermédio de meios de ligação elásticos, tais como, por exemplo, uma mola de lâmina 6. Em funcionamento normal, a mola de lâmina 6 é encarregada de transmitir ao suporte de veio 4, e, portanto, ao veio de transmissão 3, o movimento de rotação imprimido ao manipulo 2 pelo operador ou, em caso de disjunção, o movimento de rotação do veio de transmissão 3 ao manipulo 2. A mola de lâmina 6 tem uma flexibilidade suficiente para, em funcionamento normal, tornar solidários em rotação o manipulo 2 e o suporte de veio 4 e para, quando o suporte do veio está imobilizado devido a uma soldadura entre os contactos, fletir-se quando é exercido um binário de rotação sobre o manipulo 2. A mola de lâmina 6 está disposta, por exemplo, segundo um plano axial do dispositivo 1 e apresenta, por exemplo, uma forma trapezoidal, a fim de repartir melhor os esforços sobre o seu comprimento quando se flecte. A base menor da 8 mola de lâmina 6 está ligada, por exemplo, ao manipulo 2, enquanto a base maior está ligada ao suporte de veio 4. 0 suporte de veio 4 compreende, além disso, um contacto eléctrico 42, que se ergue sobre a sua placa anelar 41 segundo um eixo paralelo ao eixo principal (A), atravessando o corpo 10 e formando um veio sobre o qual está montado um órgão de bloqueio 7, 7a, 7b. Aquando da rotação do veio de transmissão 3 e, portanto, do suporte de veio 4, o contacto eléctrico 42 segue uma ranhura 12 formada através do corpo 10.

De acordo com um primeiro modo de realização representado nas figuras 2A e 2B, o órgão de bloqueio 7a é constituído por uma alavanca montada em rotação sobre o contacto eléctrico 42 e susceptível de rodar segundo um plano perpendicular ao eixo principal (A), entre uma posição de repouso e uma posição de trabalho. O órgão de bloqueio 7a compreende uma cavidade na qual está encaixada uma parte do manipulo 2, por exemplo, uma saliência 20 formada sobre o mesmo. A cavidade define um carne 70a sobre o qual se apoia a saliência 20 para fazer rodar o órgão de bloqueio 7a em torno do seu eixo quando os contactos estão soldados e, portanto, quando o veio de transmissão e o suporte de veio estão imobilizados. A rotação do manipulo 2 acciona, portanto, a rotação do órgão de bloqueio 7a até que este venha à sua posição de trabalho, apoiado contra o corpo 10 do dispositivo 1. A rotação do manipulo 2 num sentido que vai da sua posição "Arranque "(ARRANQUE) para a sua posição "Paragem" (PARAGEM) acciona uma rotação do órgão de bloqueio 7a no sentido oposto. 9 0 órgão de bloqueio 7a compreende, além disso, dentes 71a para engatarem em dentes 11 correspondentes formados no corpo 10 do dispositivo 1 quando está apoiado contra o corpo 10.

Em funcionamento normal, a rotação do manipulo 2 entre as suas posições "Arranque" (ARRANQUE) e "Paragem" (paragem) é acompanhada por uma rotação do veio de transmissão 3 e do suporte do veio 4 que comporta o órgão de bloqueio 7a, sendo a transmissão do movimento realizada por intermédio da mola de lâmina 6. O afastamento angular entre o manipulo 2 e o conjunto suporte de veio 4/veio de transmissão 3 é então nulo.

Quando os contactos estão soldados entre si na sequência, por exemplo, de um curto-circuito, o veio de transmissão 3, o suporte de veio 4 e, portanto, o órgão de bloqueio 7a encontram-se imobilizados e o manipulo 2 está, portanto, na sua posição "Arranque" (ARRANQUE). O exercício de um binário de rotação sobre o manipulo 2 para o levar para a sua posição "Paragem" (PARAGEM) provoca uma flexão da mola de lâmina 6 e, portanto, uma rotação de um certo ângulo do manipulo 2 em relação ao suporte de veio 4. O afastamento angular entre o manipulo 2 e o conjunto suporte de veio 4/veio de transmissão 3 aumenta quando se exerce este binário de rotação. Por rotação do manipulo 2 em relação ao suporte de veio 4 e aumentando o afastamento angular, a saliência 20 apoia-se contra o carne 70a do órgão de bloqueio 7a, iniciando a rotação do órgão de bloqueio 7a no sentido oposto ao da rotação do manipulo 2. Quando o afastamento angular entre o manipulo 2 e o conjunto suporte de veio 4/veio de transmissão 3 ultrapassa um limiar determinado, o órgão de bloqueio 7a, ao rodar, retoma a sua posição de trabalho e vem, portanto, apoiar-se contra o corpo 10 do dispositivo 1, cooperando os seus dentes 71a 10 com os dentes 11 correspondentes do corpo 10 (figura 2B) . Para lá deste limiar, a rotação do manipulo 2 em relação ao corpo 10 é impossível, vindo então a saliência 20 do manipulo 2 encostar ao órgão de bloqueio 7a (figura 2B).

De acordo com um segundo modo de realização representado na figura 3, o órgão de bloqueio 7b é mostrado em rotação sobre o contacto eléctrico 42 e tem a forma de uma borboleta, apresentando duas asas simétricas em relação ao plano axial que passa pelo seu eixo de rotação, formando entre si uma cavidade que define dois carnes 70b, 71b simétricos. Uma parte do manipulo 2, por exemplo, uma saliência 20 formada sobre este, está encaixada na cavidade do órgão de bloqueio 7b. Este órgão de bloqueio 7b compreende, além disso, duas superfícies de apoio simétricas, cada uma formada num flanco oposto a um carne 70b, 71b. Estas duas superfícies de apoio são dotadas de dentes 72b, 73b que podem cooperar com os dentes 11 correspondentes do corpo 10 do dispositivo 1. O funcionamento da invenção com o órgão de bloqueio de acordo com este segundo modo de realização é idêntico ao anterior.

Em funcionamento normal, a rotação do manipulo 2 acciona uma rotação do suporte de veio 4 e do veio de transmissão 3. O afastamento angular entre o manipulo 2 e o conjunto suporte de veio 4/veio de transmissão 3 é nulo.

Quando os contactos estão soldados entre si e o órgão de bloqueio 7b, solidário com o suporte de veio 40, está imobilizado, uma rotação do manipulo 2 num sentido ou no outro modifica o afastamento angular entre o manipulo 2 e o conjunto suporte de veio 4/veio de transmissão 3, sendo esta modificação permitida por uma flexão num sentido ou no 11 outro da mola de lâmina 6 que liga o manipulo 2 ao suporte de veio 4. A saliência 20 encaixa-se então num dos carnes 70b, 71b do órgão de bloqueio 7b para iniciar a rotação do órgão de bloqueio 7b no sentido oposto ao da rotação do manipulo 2. Quando o afastamento angular entre o manipulo 2 e o conjunto suporte de veio 4/veio de transmissão 3 é superior a um limiar determinado, o órgão de bloqueio 7b, na sua posição de trabalho, vem apoiar-se contra o corpo 10 do dispositivo 1 por uma das suas superfícies de apoio, cooperando os seus dentes 72b, 73b com os dentes 11 correspondentes formados no corpo 10, para bloquear a rotação do manipulo 2. Para lá deste limiar, a rotação do manipulo 2 em relação ao corpo 10 é então impossível, vindo a saliência 20 do manipulo 2 encostar contra o órgão de bloqueio 7b.

Neste segundo modo de realização, graças aos seus dois carnes 70b, 71b simétricos, o órgão de bloqueio 7b apresenta a vantagem de poder ser accionado em rotação num sentido ou no outro, de acordo com o sentido de rotação forçada do manipulo 2.

De acordo com a invenção, o retorno do órgão de bloqueio 7, 7a, 7b da sua posição de trabalho para a sua posição de repouso, é realizado, por exemplo, naturalmente, aquando do retorno do manipulo 2 para a posição "arranque" (ARRANQUE), seguindo a saliência 20 deste o carne em sentido inverso, até que o afastamento angular entre o manipulo 2 e o conjunto suporte de veio 4/veio de transmissão 3 volte a um valor próximo do zero. De acordo com uma variante de realização, o órgão de bloqueio 7, 7a, 7b pode ser também montado numa mola de chamada (não representada) para ser reposto na posição de repouso. 12 0 dispositivo de accionamento 1 compreende, além disso, um dispositivo de bloqueio montado no manipulo 2 e que permitem bloquear a rotação do manipulo 2 quando este está na sua posição "paragem" (PARAGEM). Por razões de segurança, o bloqueio do manipulo 2 só deve ser possivel quando o manipulo 2 está na sua posição "paragem "(PARAGEM). Para isso, o dispositivo de bloqueio compreende um elemento corrediço 23 solidário com o manipulo 2 e removível deste, e um órgão 21 de bloqueio, ambos móveis em translação segundo o eixo principal (A) entre uma posição de desbloqueio e uma posição de bloqueio da rotação do manipulo 2. 0 órgão 21 de bloqueio compreende, por exemplo, uma haste 210 apta a atravessar um orifício 100 do corpo e um orifício 43 do suporte de veio 4, para bloquear o manipulo 2 em rotação quando se encontra na sua posição "paragem" (PARAGEM). O elemento corrediço 23 é dotado de uma abertura 24, por exemplo, de forma oblonga, pela qual é possível fazer passar cadeados, a fim de impedir o retorno do elemento corrediço 23 na sua concavidade e, portanto, bloquear o dispositivo de accionamento 1. Este elemento corrediço 23 é móvel em translação segundo o eixo principal (A). O movimento de translação do órgão de bloqueio 21 é acompanhado de um movimento correspondente do elemento corrediço 23, utilizando um mecanismo de accionamento montado no manipulo 2. Este mecanismo de accionamento, constituído por uma pequena biela 22, permite transformar o movimento de translação do órgão de bloqueio 21 segundo o eixo principal (A) e num determinado sentido, num movimento de translação do elemento corrediço 23 segundo o eixo principal (A) e no sentido oposto ao do órgão de bloqueio 21. Quando o manipulo 2 está na sua posição "paragem", uma pressão sobre um botão 211 do órgão de bloqueio 21 acciona, portanto, uma extracção do elemento corrediço 23. 13 É evidente que se pode, sem se sair do âmbito da invenção, imaginar outras variantes e aperfeiçoamentos de pormenor e mesmo conceber o emprego de meios equivalentes.

Lisboa, 29 de Outubro de 2010

Claims (12)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de accionamento (1) para um aparelho eléctrico interruptor, compreendendo: - um corpo (10), sobre o qual está montado um manipulo (2) rotativo em torno de um eixo principal (A), que coopera com um veio de transmissão (3) apto a comandar a abertura ou o fecho de contactos eléctricos do aparelho eléctrico interruptor, - meios de liqação elásticos entre o manipulo (2) e o veio de transmissão (3), - meios de bloqueio (7) em rotação do manipulo (2) em relação ao corpo (10), accionados quando um afastamento angular entre o manipulo (2) e o veio de transmissão (3) ultrapassa um limiar determinado, sendo o referido dispositivo caracterizado por - os meios de bloqueio compreenderem um órgão de bloqueio (7, 7a, 7b) rotativo em torno de um eixo paralelo ao eixo principal (A), e por - o órgão de bloqueio ser solicitado em rotação pelo manipulo (2), de maneira temporária, de cada vez que o afastamento angular entre o manipulo (2) e o veio de transmissão (3) ultrapassar o limiar determinado.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o órgão de bloqueio (7, 7a, 7b) ser solidário em rotação com o veio de transmissão (3). 2

3. Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o órgão de bloqueio (7, 7a, 7b) ser móvel entre uma posição de repouso, na qual é solidário em rotação com o manipulo (2), e uma posição de trabalho, na qual, accionado em rotação pelo manipulo (2) quando o afastamento angular entre o manipulo (2) e o veio de transmissão (3) ultrapassa o limiar determinado, se apoia contra o corpo (10) do dispositivo e bloqueia a rotação do manipulo (2).

4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o órgão de bloqueio (7, 7a, 7b) compreender pelo menos um carne (70a, 70b, 71b) contra o qual se apoia uma parte (20) do manipulo (2) para ser accionado em rotação.

5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o órgão de bloqueio (7b) compreender dois carnes (70b, 71b), formados simetricamente em relação a um plano que passa pelo seu eixo e pelo eixo principal (A), estando uma parte do manipulo (20) apta a apoiar-se contra um dos carnes para accionar o órgão de bloqueio (7b) em rotação.

6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a rotação do órgão de bloqueio (7, 7a, 7b) ser realizada no sentido oposto ao da rotação do manipulo (2).

7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o órgão de bloqueio (7, 7a, 7b) compreender dentes (71a, 72b, 73b) aptos a cooperar com dentes (11) correspondentes formados no corpo (10). 3

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o órgão de bloqueio (7, 7a, 7b) ser solicitado da sua posição de trabalho para a sua posição de repouso por uma mola de chamada.

9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por os meios de ligação elásticos serem constituídos por uma mola de lâmina (6).

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a mola de lâmina (6) ter uma forma trapezoidal.

11. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por estar afastado em relação ao aparelho eléctrico interruptor e por o veio de transmissão (3) ser solidário com um órgão móvel rotativo do aparelho eléctrico interruptor.

12. Aparelho eléctrico interruptor comandado com o auxilio de um dispositivo de accionamento (1) de acordo com uma das reivindicações 1 a 11. Lisboa, 29 de Outubro de 2010