BRPI0715410A2

BRPI0715410A2 - unidade de ligaÇço

Info

Publication number: BRPI0715410A2
Application number: BRPI0715410-0A
Authority: BR
Inventors: Ludwing Birkl; Thomas Ritzer; Christoph Weber
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2013-07-02
Also published as: EP2050115A1; WO2008017612A1; EP2050115B1; CN101501806A; CN101501806B; DE102006037225A1

Abstract

UNIDADE DE LIGAÇçO. A presente invenção refere-se a uma unidade de ligação para o desligamento seletivo de, pelo menos, um consumidor, que apresenta, pelo menos, um ponto de contato, com um braço de contato (4) apoiado móvel, um induzido de choque (7) que pode ser acionado para a abertura do ponto de contato, por meio de deslocamento do braço de contato (4), e um bloqueio de ligação (6) que com um trinco (5) apoiado móvel, e uma alavanca de soltura (3) apoiada móvel, coordenada ao trinco (5). A alavanca de soltura (3) pode ser deslocada entre uma posição de liberação do trinco, e uma posição de bloqueio do trinco, na qual o trinco (5) está bloqueado. A liberação do trinco (5) ocorre através da alavanca de soltura (3) retardada tempo- ralmente em relação ao acionamento do braço de contato (4), por meio do induzido de choque (7).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "UNIDADE DE LIGAÇÃO".

Descrição

A presente invenção refere-se a uma unidade de ligação para o desligamento seletivo de, pelo menos, um consumidor.

Em cascatas de chaves de proteção de condução ou em chaves de potência a seletividade é decisiva. No caso de falha, somente deve ser desligado o órgão de proteção, que se encontra mais próximo do local da falha. Com isso é obtido que, no caso de falha, somente o ramal defeituoso é desligado. Para isso, do estado da técnica são conhecidas chaves de pro- teção de condução principal, que apresentam uma seletividade. Todavia, a aquisição dessas chaves de proteção de condução principal está ligada com altos custos. Além disso, para isso poderiam ser empregadas unidades ele- trônicas, que até o presente, em virtude de seus altos custos, porém, não estão disponíveis no mercado.

À invenção cabe a tarefa de superar as desvantagens do estado

da técnica.

Essa tarefa é solucionada pelas características indicadas na rei- vindicação 1. O núcleo da invenção consiste no fato de que, o desbloqueio ocorre retardado temporalmente, após a abertura do ponto de contato.

A seguir, a invenção será descrita em mais detalhes, com auxílio de exemplos de execução preferidos, em ligação com o desenho. Neste ca- so, são mostrados:

na figura 1 uma vista esquemática de uma unidade de ligação de acordo com um primeiro exemplo de execução, que se encontra em um estado de operação isento de interferência;

na figura 2 uma vista esquemática da unidade de ligação repre- sentada na figura 1, sendo que, o induzido de choque foi acionado através de um curto-circuito;

na figura 3 uma vista esquemática da unidade de ligação repre-

sentada na figura 1, sendo que, o induzido de choque foi acionado através de um curto-circuito, e um pino de desbloqueio da alavanca de soltura; na figura 4 uma vista esquemática de um outro exemplo de exe- cução da unidade de ligação de acordo com a invenção.

A seguir, com referência às figuras de 1 a 3 será descrito um primeiro exemplo de execução da invenção. Um dispositivo de ligação com- preende uma unidade de ligação 1 de acordo com a invenção que se liga automaticamente, com cuja saída estão em ligação vários grupos de condu- ção. Em cada grupo de condução se encontra uma outra unidade de ligação que se liga automaticamente, à qual, por sua vez, está subordinado, respec- tivamente, um consumidor. No caso de consumidores pode se tratar, em geral de instalações de edifícios usuais.

A unidade de ligação 1 disposta à frente compreende uma placa de suporte 2, na qual estão apoiados, podendo girar, uma alavanca de soltu- ra 3, um braço de contato 4 e um trinco 5. A placa de suporte 2, a alavanca de soltura 3, e o trinco 5 são componentes de uma fechadura de ligação 6. O braço de contato 4 é executado maior que a alavanca de soltura 3.

Além disso, a unidade de ligação 1 compreende um induzido de choque 7 acionável, e um pino de desbloqueio 8 apoiado móvel, que se en- costa ao induzido de choque 7. O pino de desbloqueio 8 é fixado em sua posição através do induzido de choque 7 em um estado de operação normal da unidade de ligação 1, isento de interferência, e é pressionado por uma mola de compressão 9 na direção da alavanca de soltura 3. No caso de um curto-circuito, o induzido de choque 7 é posto em movimento e neste caso se choca contra o braço de contato 4. Deste modo, o braço de contato 4 é girado e, neste caso abertura um ponto de contato, ao qual o braço de con- tato 4 pertence. Depois que o induzido de choque 7 foi posto em movimento, o pino de desbloqueio 8 não é mais fixado em sua posição, e é acelerado na direção da alavanca de soltura 3. Por meio da escolha apropriada da massa do pino de desbloqueio 8, e por meio da escolha apropriada da força de mo- la da mola de compressão 9, para o trajeto de desbloqueio do pino de des- bloqueio 8 resulta um tempo de operação predeterminado, em torno do que o desbloqueio é retardado temporalmente em relação à abertura do ponto de contato. Através do giro da alavanca de soltura 3 o trinco 5 é liberado da alavanca de soltura 3.

Se, contudo, o curto-circuito for desligado por uma unidade de ligação subordinada dentro de um determinado tempo, não ocorre nenhum desbloqueio, uma vez que o induzido de choque 7 é retornado novamente para sua posição de repouso e, neste caso apanha o pino de desbloqueio 8 antes que ele seja destrancado.

A seguir, então, será aprofundado em mais detalhes sobre a forma de construção da unidade de ligação 1, que se encontra em um esta- do isento de interferência. A placa de suporte 2 apresenta um lado dianteiro 10 e um lado traseiro que fica oposto ao lado dianteiro 10.

Em uma área de apoio 11 inferior da placa de suporte 2 a ala- vanca de soltura 3 está apoiada, podendo girar. Para isso, na seção trans- versal está previsto um pino de apoio 12 redondo, que penetra em reentrân- cias adaptadas de modo correspondente na alavanca de soltura 3 e na pla- ca de suporte 2. O pino de apoio 12 define um eixo de apoio A. À reentrân- cia formada na alavanca de soltura 3 para a recepção do pino de apoio 12 está coordenado o número de referência 13. Além disso, a placa de suporte 2 está apoiada, podendo girar, no pino de apoio 12. A alavanca de soltura 3 está voltada para o lado dianteiro 10 da placa de suporte 2, enquanto que o braço de contato 4 se encontra no lado traseiro da placa de suporte 2. O braço de contato 4 se encontra em uma posição de ligação fechada.

Acima da área de apoio 11, a placa de suporte 2 apresenta uma área de apoio 14, na qual o trinco 5 está apoiado, podendo girar. Para isso, está previsto um pino de apoio 15 redondo na seção transversal, que atra- vessa reentrâncias adaptadas de modo correspondente no trinco 5 e na pla- ca de suporte 2. O pino de apoio 15 define um eixo de apoio B. À reentrân- cia para a recepção do pino de apoio 15 no trinco 5 está coordenado o nú- mero de referência 16. Os eixos de apoio AeB passam paralelos um ao outro. O trinco 5 se encontra no mesmo lado da placa de suporte 2 que a alavanca de soltura 3. Portanto, ele também está voltado para o lado dian- teiro 10 da placa de suporte 2. Além disso, o braço de contato 4 está apoia- do, podendo girar no pino de apoio 15. A alavanca de soltura 3 apresenta uma seção de apoio 17 cen- tral, na qual se encontra a reentrância 13 redonda. Da seção de apoio 17 se estende um braço de soltura 18 em uma primeira direção, em essência, pa- ra baixo. O braço de soltura 18 apresenta uma superfície de soltura 19, que está prevista distanciada em relação à reentrância 13.

Da seção de apoio 17 se estende, além disso, um braço de desbloqueio 20 em uma segunda direção, que passa, em essência, para cima, contrária à primeira direção do braço de soltura 18. O braço de des- bloqueio 20 apresenta uma superfície de bloqueio 21 reta plana, que por sua vez, está distanciada em relação à reentrância 13. A superfície de blo- queio 21 passa, em essência, perpendicular à superfície de soltura 19 reta plana. O trinco 5 apresenta uma seção de bloqueio 25 recortada, na qual encosta com segurança a superfície de bloqueio 21 da alavanca de soltura 3 no estado isento de interferência. A seção de bloqueio 25 está disposta dis- tanciada em relação à reentrância 16.

No braço de contato 4 agarra uma mola de tração 23 abaixo do pino de apoio 15, que está fixada em uma superfície de apoio 24 fixa e puxa o braço de contato 4 para uma posição de fechamento.

Na área da seção de bloqueio 25 uma barra de ligação 26 está conectada ao trinco 5, que acopla o trinco 5 rigidamente com um punho 39. O punho 39 pode ser acionado pela mão. A barra de ligação 26, o punho 39 e a mola de tração 23 são outros componentes do bloqueio de ligação 6.

Além disso, a unidade de ligação 1 apresenta uma placa de guia 27 fixa disposta sob a placa de suporte 2, com uma abertura de guia 28 infe- rior e uma abertura de guia 29 superior, que estão paralelas uma a outra e passam perpendicularmente aos eixos A, B dos pinos de apoio 12 e 15. O braço de soltura 18 da alavanca de soltura 3 alcança até a área da abertura de guia 29, enquanto que o braço de contato 4 se estende além da abertura de guia 28.

Na placa de guia 27 encosta uma bobina elétrica 31 em um pri-

meiro lado 30. O induzido de choque 7 apresenta um eixo longitudinal cen- tral C, e pode ser deslocado ao longo de seu eixo longitudinal central C. A- lém disso, o induzido de choque 7 compreende um cabeçote de retenção 32 magnético, e um ressalto de choque 33 que atua como pino, alongado, que ressalta do cabeçote de retenção 32. O cabeçote de retenção 32 está volta- do para o lado 30. O ressalto de choque 33 atravessa a bobina 31 e a aber- tura de guia 28. Ele se projeta para fora da placa de guia 27, e termina na direção do eixo longitudinal central C distanciado em relação ao braço de contato 4. Em contrapartida, o cabeçote de retenção 32 está distanciado em relação à placa de guia 27, e se projeta para fora da bobina 31. Ele é execu- tado de tal modo que, ele não passa através da abertura de guia 28. Através de uma mola de pressão 42, que se encosta ao lado 30 e no cabeçote de retenção 32, o induzido de choque 7 é mantido em sua posição de repouso.

Através da abertura de guia 29 o pino de desbloqueio 8 é con- duzido deslocável, o qual apresenta um eixo central longitudinal D paralelo ao eixo longitudinal central C do induzido de choque 7. Além disso, o pino de desbloqueio 8 apresenta uma seção de desbloqueio 34 oval, com uma superfície de desbloqueio 35 plana dianteira, um braço de encosto 36 que ressalta lateralmente da seção de desbloqueio 34, e um cabeçote de admis- são 37, no qual encosta a mola de pressão 9. A mola de pressão 9 se apóia contra uma superfície de apoio 38 fixa, e através do cabeçote de admissão 37, exerce uma força de pressão sobre o pino de desbloqueio 8 na direção da superfície de soltura 19. O braço de encosto 36 se estende até o induzi- do de choque 7, e assenta sobre o cabeçote de retenção 32 planamente.

A seguir, então, será descrito o funcionamento da unidade de ligação 1 no caso de um curto-circuito, que não é desligado dentro de um determinado período de tempo por uma unidade de ligação disposta poste- riormente. Em um estado de operação normal, isento de curto-circuito, que está representado na figura 1, o braço de contato 4 se encontra em uma posição fechada, e o ponto de contato correspondente está fechado; uma peça de contato 45 que está em ligação direta com o braço de contato 4 móvel, neste caso, encosta em uma peça de contato fixa, não-representada. O ponto de contato, portanto, é formado pelo braço de contato 4 com a peça de contato 45 e a peça de contato fixa. Com referência ao fluxo de corrente através da unidade de ligação 1, o ponto de contato da bobina 31 está liga- do posteriormente em série, sendo que, a peça de contato fixa se encontra antes da peça de contato 45.

A mola de tração 23 providencia para que o braço de contato 4 com a peça de contato 45 seja puxado na direção do ponto de contato fixo. Além disso, através do cabeçote de admissão 37 a mola de pressão 9 com- prime o braço de encosto 36 contra o cabeçote de retenção 32, com uma superfície de contato 40 voltada para o cabeçote de retenção 32. Através do cabeçote de retenção 32, sobre o qual atua a mola de pressão 42, o pino de desbloqueio 8, porém, está fixado em sua posição.

No caso de um curto-circuito, o induzido de choque 7 é desloca- do ao longo de seu eixo central longitudinal C contra a mola de pressão 42, através da bobina 31 que está agora sob corrente de curto-circuito, a qual está em ligação com uma entrada, sendo que, o cabeçote de retenção 32 se aproxima da placa de guia 27. O ressalto de choque 33 se choca com uma superfície de choque 41 voltada para o braço de contato 4, contra o braço de contato 4, pelo que esse braço é girado em torno do eixo de apoio B, e neste caso, abre o ponto de contato. A peça de contato 45 móvel, portanto, é levantada da peça de contato fixa, pelo que as unidades de ligação dis- postas posteriormente tornam-se sem corrente. O braço de encosto 36, en- tão, não encosta mais no cabeçote de retenção 32, por causa do induzido de choque 7 deslocado. Em virtude do sistema de mola e massa, que é for- mado pelo pino de desbloqueio 8, e pela mola de pressão 9, o pino de des- bloqueio 8 agora livre é acelerado ao longo do eixo D de forma especificada. Uma vez que o pino de desbloqueio 8 não é magnético, ele não é influenci- ado pelo campo da bobina 31. O pino de desbloqueio 8 pode ser constituí- do, por exemplo, de material sintético, de cerâmica ou de grafite.

Se o curto-circuito for desligado dentro de um certo tempo, por uma unidade de ligação ligada posteriormente, o induzido de choque 7 é apoiado através da mola de pressão 42 disposta na bobina 31, que se apóia na placa de guia 27 no lado 30 e no cabeçote de retenção 32, é empurrado de volta para sua posição de partida. Neste caso, eventualmente também o pino de desbloqueio 8 é empurrado de volta. O cabeçote de retenção 32, neste caso, é pressionado novamente contra a superfície de contato 40 do braço de encosto 36. O ponto de contato é fechado novamente.

Se não ocorrer nenhum desligamento do curto-circuito por uma unidade de ligação ligada posteriormente, dentro de um certo período de tempo, o pino de desbloqueio 8 é deslocado pela mola de pressão 9 para a mesma direção que o induzido de choque 7, e é pressionado contra a super- fície de soltura 19 da alavanca de soltura 3, pelo que a alavanca de soltura 3 é girada em torno do eixo de apoio A. Neste caso, o pino de desbloqueio 8 percorre um trajeto de desbloqueio, que é, em essência, a distância entre a superfície de desbloqueio 35 e a superfície de soltura 19 na posição de re- pouso. Por meio do giro da alavanca de soltura 3, o braço de desbloqueio também é girado, de tal modo que a superfície de bloqueio 21 consegue ficar fora de engate com a seção de bloqueio 25 do trinco 5. O trinco 5, ago- ra, não está mais retido. A placa de suporte 2 com o trinco 5 e a alavanca de soltura 3 é girada no sentido anti-horário, através da força da mola de tração 23 em torno do eixo de apoio A, de tal modo que o braço de contato 4 per- manece na posição aberta. O ponto de contato, neste caso, permanece a- berto.

Depois do desligamento do curto-circuito, o induzido de choque

7 é movimentado de volta para a sua posição de partida representada na figura 1, e neste caso, arrasta consigo o pino de desbloqueio 8. A alavanca de soltura 3 é girada novamente para a sua posição de partida através de uma mola de relógio não-representada, de tal modo que é possível uma Ii- gação renovada do circuito de ligação. O trinco 5 é girado de volta para a sua posição de partida, por meio do giro do punho 39 para a exposição no- vamente.

De acordo com um exemplo de execução alternativo, o pino de desbloqueio 8 não-magnético está disposto na bobina 31 e atravessa essa bobina. Deste modo, é possibilitada uma forma de construção extremamen- te econômica quanto ao espaço da unidade de ligação 1. A bobina 31 não tem nenhuma influência sobre o pino de desbloqueio 8, uma vez que esse pino - como já foi mencionado - é não-magnético.

Ao invés das molas indicadas também podem ser empregados outras molas ou elementos, que produzem forças correspondentes. É impor- tante somente o fato de que, os elementos que estão em ligação com as molas empregadas são admitidos ou pressionadas nas direções correspon- dentes, a fim de atuar alternadamente com os respectivos componentes. As molas de relógio, por exemplo, também podem ser empregadas. As superfí- cies fixas podem formar partes de uma carcaça, na qual a unidade de liga- ção 1 está disposta.

A seguir, com referência à figura 4 será descrito um outro exem- plo de execução da invenção. As partes idênticas recebem os mesmos nú- meros de referência, como no exemplo de execução anterior, a cuja descri- ção é remetida por meio desse exemplo. As partes com construção diferen- te, contudo, com o mesmo tipo de funcionamento recebem os mesmos nú- meros de referência com um traço colocado acima.

Em oposição ao exemplo de execução descrito anteriormente, o exemplo de execução de acordo com a figura 4 não apresenta nenhum pino de desbloqueio 8 separado. Para isso, na extremidade livre do braço de sol- tura 18' a alavanca de soltura 3' apresenta um depósito de massa de inércia 43, de tal modo que ele possui uma inércia de massa particularmente alta. Além disso, no braço de soltura 18' está conectada uma mola de tração 44, que também está fixada no braço de contato 4.

Durante a entrada de um curto-circuito, o induzido de choque 7 bate novamente contra o braço de contato 4, pelo que esse braço é girado e o ponto de contato é aberto. Com isso, a mola de tração 44 é fortemente tensionada. Em virtude do depósito de massa de inércia 43, a alavanca de soltura 3' apresenta uma inércia de massa particularmente alta, e reage de modo retardado temporalmente ao giro do braço de contato 4. Quando o curto-circuito não é desligado por uma unidade de ligação disposta posteri- ormente, a alavanca de soltura 3' é puxada pela mola de tração 44 para a posição girada do braço de contato 4. Neste caso, o braço de desbloqueio também é acionado, de tal modo que o trinco 5 é liberado pela superfície de bloqueio 21 do braço de desbloqueio 20. O trinco 5, então, pode ser a - cionado pelo punho 39.

Se o curto-circuito for desligado dentro do retardamento por uma unidade de ligação disposta posteriormente, o induzido de choque 7 é mo- vimentado novamente para sua posição de repouso através da mola de pressão 42. O ponto de contato é fechado novamente pelo braço de contato 4, e a mola de tração 44 é relaxada novamente. Ao invés da mola de tração 44 também podem ser empregadas outras molas, como por exemplo, uma mola de pressão ou mola de relógio, com colocação alterada. De acordo com um desenvolvimento completo a posição ou a tensão da mola de tração 44 pode ser regulada por fora. Deste modo, a seletividade de tempo pode ser ajustada conforme o desejo, de tal modo que também em cascatas de vários estágios pode ser obtida seletividade contínua. A posição da mola de tração 44 pode ser alterada de forma variável por meio de um parafuso de ajuste, uma roda excêntrica ou uma cunha deslizante.

A unidade de ligação 1 não necessita de nenhum componente eletrônico. Ela pode ser executada mecânica. Por isso, ela apresenta uma confiabilidade particularmente alta.

Claims

1. Unidade de ligação para o desligamento seletivo de, pelo me- nos, um consumidor, a) com, pelo menos, um ponto de contato, que compreende um bra- ço de contato (4) apoiado móvel, b) com um induzido de choque (7) que pode ser acionado para a a- bertura do ponto de contato, por meio de deslocamento do braço de contato (4), c) com um bloqueio de ligação (6) que compreende d) um trinco (5) apoiado móvel, e e) uma alavanca de soltura (3) apoiada móvel, coordenada ao trinco (5), que pode ser deslocada entre f) uma posição de liberação do trinco, na qual o trinco (5) está libe- rado, e g) uma posição de bloqueio do trinco, na qual o trinco (5) está blo- queado, h) sendo que, a liberação do trinco (5) ocorre através da alavanca de soltura (3) retardada temporalmente em relação ao acionamento do braço de contato (4), por meio do induzido de choque (7), caracterizada por i) um pino de desbloqueio (8), que j) é móvel em uma direção de acionamento, k) apresenta uma superfície de desbloqueio (35) para o contato na alavanca de soltura (3) e I) uma superfície de contato (40) para o apoio em relação ao induzi- do de choque (7), pelo fato de que, o pino de desbloqueio (8) é fixado em sua posição na direção de acionamento, em um estado de operação isento de interferência da unidade de ligação.

2. Unidade de ligação de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizada pelo fato de que, o pino de desbloqueio (8) é admitido por uma mola (9) na direção de acionamento, para o acionamento da alavanca de soltura (3).

3. Unidade de ligação de acordo com qualquer uma das reivindi- cag5es anteriores, caracterizada por uma bobina eletrica (31) para ο acio- namento do induzido de choque (7).

4. Unidade de Iigagao de acordo com a reivindicagao 3，caracte- rizada pelo fato de que, ο pino de desbloqueio (8) atravessa a bobina (31).

5. Unidade de Iigagao de acordo com quaiquer uma das reivindi- cag5es anteriores, caracterizada pelo fato de que, ο pino de desbloqueio (8) e nao-magnetico.

6. Unidade de Iigapao de acordo com quaiquer uma das reivindi- cagdes anteriores, caracterizada pelo fato de que, para ο desbloqueio do bloqueio de Iigagao (6) ο pino de desbloqueio (8) percorre um trajeto de des- bloqueio, sendo que ο tempo de funcionamento do pino de desbloqueio (8) para ο trajeto de desbloqueio e especificado por sua massa.

7. Unidade de Iigagao de acordo com quaiquer uma das reivindi- cagoes anteriores, caracterizada pelo fato de que, para ο desbloqueio do bloqueio de Iigagao (6) ο pino de desbloqueio (8) percorre um trajeto de des- bloqueio, sendo que ο tempo de funcionamento do pino de desbloqueio (8) para ο trajeto de desbloqueio e especificado pela mola (9).

8. Unidade de Iigagao para ο desligamento seletivo de, pelo me- nos, um consumidor, a) com, pelo menos, um ponto de contato, que compreende um brago de contato (4) apoiado movel, b) com um induzido de choque (7) que pode ser acionado para a abertu- ra do ponto de contato, por meio de deslocamento do brago de contato (4), c) com um bloqueio de Iigagao (6) que compreende d) um trinco (5) apoiado movel, e e) uma alavanca de soltura (3，）apoiada movel, coordenada ao trinco (5), que pode ser deslocada entre f) uma posigao de Iiberagao do trinco, na qual ο trinco (5) esta liberado, e g) uma posigao de bloqueio do trinco, na qual ο trinco (5) esta bloquea- do, h) sendo que a Iiberagao do trinco (5) ocorre atraves da alavanca de soltura (3，）retardada temporalmente em reIagao ao acionamento do brago de contato (4)，por meio do induzido de choque (7), caracterizada pelo fato de que, i) a alavanca de soltura (3') esta acoplada ao brago de contato (4) atra- ves de uma mola (44)，e apresenta um deposito de massa de inercia (43).