IT8224123A1 - Dispositivo differenziale per rele' termici polifase - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale avente per titolo: "DISPOSITIVO DIFFERENZIALE PER RELE? TERMICI POLIFASE

A nome: LA TELEMECANIQilE ELECTRIQUE

di nazionalit?: francese

con sede in: Nanterre (Francia) 33 bis, ?venue du Mar?chal-Joffre A mezzo mandatario e domiciliatario DOTT. GIOVANNI LECCE & C.

S.r.l. - Ufficio Internazionale Brevetti - Via G. Negri 10, Milano. Depositata il 8 MOV. 1982 al No.

RIASSUNTO 241 23 A/ 82 L?invenzione si riferisce ad un dispositivo differenziale per

rel? termici, in cui due barrette parallele (2,29) dotate di

punti di contatto (3,4,5) (30,31,32) atti a cooperare con le

facce opposte mobili di lamine bimetalliche (17? 18, 19)?

sono associate ad una leva di trasmissione (35) per il fcramite di punti di appoggio (60, 60') almeno uno dei quali presenta un intervallo (P) che rende il dispositivo insensibile

a piccole variazioni di corrente.

Detto dispositivo trova particolare applicazione nei rel?

termici quando si desidera evitare disinseriiaenti intempestivi (Figura 1)?

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne un dispositivo differenziale per rel? termici polifase comprendente:

- un interruttore di sicurezza}

- una pluralit? di lamine bimetalliche ciascuna riscaldata

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da una resistenza di riscaldamento posta in serie con uno

dei conduttori di fase della rete di alimentazione di un apparecchio utilizzatore, e le cui estremit? mobili presentano ciascuna una prima faccia e una seconda faccia

opposta alla prima;

- una prima barretta e una seconda barretta mobili, ciascuna presentante una pluralit? di primi e rispettivamente secondi punti di contatto o collegamento atti a cooperare

con le dette prime e rispettivamente seconde facce;

- una leva di trasmissione la quale ? trasversalmente collegata a dette barrette tramite un primo e rispettivamente secondo punto di appoggio o fulcro e che presenta un braccio opposto a detto primo punto e atto a cooperare con un organo di disinserimento dell'interruttore dal quale e separato da

una distanza regolabile, essendo detta cooperazione il risultato:- sia di uno spostamento parallelo della leva, quando le due barrette si spostano in uguale misura a seguito di un riscaldamento identico dei bimetalli, eia di uno spostamento della leva combinato ad una inclinazione, quando le due barrette

si spostano in misura disuguale a seguito di un riscaldamento differente di almeno due lamine bimetalliche.

Tali rel? termici vengono impiegati, ad esempio, in combinazione a dei contattori per provvedere all'alimentazione

e assicurare la protezione di apparecchi utilizzatori di

vario tipo

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?Nei dispositivi noti, di struttura generale rispondente a, quella definita sopra, non viene preso alcun provvedimento atto a compensare gli effetti che possono esercitare le dispersioni di fabbricazione, le differenze nelle propriet? dei bimetalli e le variazioni nel rendimento termico o meccanico sul punto di scatto dell?interruttore di sicurezza.

Tutte queste variazioni,che si traducono in una modifica aleatoria della distanza fra il braccio della leva e l'organo di scatto, determinano incertezze sul funzionamento corretto dell'apparecchio, in particolare in presenza di correnti equilibrate da controllare che sono basse rispetto alle normali correnti d'intensit? superiore che possono attraversare l'apparecchio} in effetti, in quest'ultimo caso, le citate modifiche aleatorie diventano importanti nei confronti della breve corsa che deve percorrere il braccio della leva prima di scontrare l'organo di scatto(Soprattutto quando tale organo ? posto in prossimit? della leva allo scopo di reagire ai piccoli sovraccarichi. Inoltre, va tenuto conto del fatto che la funzione araplifioatrice svolta dalla leva determina un'amplificazione dei gi? menzionati difetti meccanici e termici, i quali a loro volta si possono assimilare ad asimmetrie di corrente.

L'invenzione si propone, pertanto, di porre rimedio agli inconvenienti presentati dai dispositivi noti, mediante l'uso di mezzi meccanici i quali siano atti a ridurre o inibire l'evoluzione della corsa del braccio della leva unicamente quando

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gli spostamenti di detta leva sono la conseguenza o di una* dispersione di fabbricazione o anche di piccoli squilibri delle correnti.

Secondo 1'invenzione, lo scopo perseguito ? raggiunto grazie al fatto che viene operato un collegamento fra la leva di trasmissione e una delle barrette, per contatto fra due superfioi rispettivamente appartenenti a detta leva e ad una delie barrette, soltanto quando la differenza esistente fra le s?ngole corse delle due barrette risulti superiore ad una certa soglia.

L?invenzione sar? meglio compresa nel corso della seguente descrizione dettagliata fatta con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- La fig. 1 rappresenta una prima forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione collegato ad un circuito utilizzatore e a riposo?

- La fig. 2 rappresenta un particolare di realizzazione di un interruttore che pub essere associato al dispositivo dell'invenzione;

- Le figg. 3a ? 3b rappresentano due fasi del funzionamento dell 1appareoohio quando il riscaldamento dei bimetalli ? equilibrato;

- La fig. 4 rappresenta il dispositivo secondo fig. 1, ma durante il funzionamento 'che corrisponde ad un riscaldamento squilibrato delle lamine bimetalliche;

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- La fi g. 5 rappresenta la posizione estrema che pu? assumere il dispositivo durante un funzionamento squilibrato } e - La fig. 6 rappresenta una seconda forma di' realizzazione dell 'invenzione.

Con riferimento alla Fig. 1 , il dispositivo differenziale secondo l ' invenzione comprende, entro un involucro , una prima barretta 2 mobile nelle direzioni 5, S e presentante una pluralit? di primi punti di collegamento 3? 4? 5 allineati . Letta barrette sostiene un organo mobile 6 che si pu? spostare, ad esempio per scorrimento rispetto ad esea , e il quale presenta un piano 7 sollecitato a poggiare contro uno spallamento 8 della barretta 2 da una molla 9?

Letto organo mobile presenta una superficie di appoggio 10 la quale pu? spostarsi nella direzione S rispetto a detta prima barretta.

Letti primi punti di oollegamento sono posti contro prime facce 11 , 12 , 13 le quali eono situate alle estremit? mobili 14? 15 ? 16 di una pluralit? di lamine bimetalliche 17 ? 18, 19, e le quali sono opposte alle seconde facce di collegamento 20 , 21 e 22. Lette lamine bimetalliche, che sono poste solitamente lungo piani so stanzialmente perpendicolari al piano della figura , potrebbero anche essere disposte in modo tale che i rispettivi aesi longitudinali risultino paralleli a detta figura , come ? stato rappresentato per maggiore convenienza

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Alle lamine bimetalliche sono contrapposte corrispondenti =-resistenze elettriche 23? 24? 25, percorse da rispettive correnti i^ , i^? ij ohe circolano ciascuna fra due morsetti quali quelli indicati con 26 e 27? essendo uno di detti morsetti collegato ad una fase di una rete polifase RST, mentre l'altro morsetto ? collegato ad un carico o apparecchio utilizzatore d'energia 28 che deve essere protetto da sovratensioni accidentali.

Una seconda barretta 29 mobile parallelamente a S ed S, presenta una pluralit? di secondi punti di collegamento 30, 31, 32 allineati, i quali sono posti contro le succitate seconde facce 20, 21, 22, nonch? un dito 33 sul quale ? impegnata l'apertura 34 di una leva di trasmissione 35? Tale leva, una cui superficie 38* poggia in un punto 36 della seconda barretta 29 costituendo un secondo fulcro 60', presenta sull'uno e l'altro lato di detto secondo fulcro, un braccio 37 e una parte d'estremit? 38, quest 'ultima essendo disposta in corrispondenza della superficie di appoggio 1C, in modo da costituire, come descritto in appresso, un primo fulcro 60.

Il braccio 37 ? posto in allineamento, nella direzione S, con l'estremit? 39 di uno scatto 40, ls cui posizione pu? essere regolata nelle direzioni 3 e S per modificare la distanza d che separa fra loro l'estremit? 39 e il braccio 37? In condizione di riposo, detta estremit? 39 viene a

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poggiare elasticamente contro un arresto 61 solidale con 40 | sotto l 'azione della molla 62.

Quando la leva 35 occupa la posizione rappresentata nella fig. 1 , il braccio 37 ? posto in corrispondenza di un piano 37 della seconda barretta 29 ? il quale ? disposto sul lato opposto all ' estremit? 39 e di fronte a quest 'ultima per costituire un terzo appoggio o fulcro possibile 73 l il dito 33 ? disposto fra il secondo fulcro 60 * e detto terzo appoggio .

L 'organo 40 pu? essere sia una leva di disinserimento i cui movimenti angolari sono trasmessi ad un interruttore di sicurezza 41 normalmente chiuso e per il tramite di uri elemento di trasmissione 42 ? sia un altro organo di disinserimento 43 ? vedere fig. 2 , la cui rotazi?ne determina la liberazione di un dispositivo a disinserimento rapido risizerabile 44? 45 ? atto ad aprire direttamente o indirettamente un interruttore di sicurezze 46 e in grado di spostarsi nelle direzioni S 0 S come il precedente.

Tali interruttori di sicurezza presentano ciascuno dei morsetti 47 ? 48 ? rispettivamente 49 ? 50 , destinati ad esempio all 'alimentazione di una bobina 51 facente parte di un contattore 52 ? contenuto 0 meno nella scatola 1 , i cui interruttori di potenza 53 ? 54 , 55 controllano 1 ' alimentazione del carico 28, quando ?.v i e ne azionato un interruttore di. comando 56

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Nella condizione di riposo del dispositivo rappresentato nella f ig. 1 , circolano delle correnti i , i , i uguali e 1 2 3 d ' intensit? normale nelle resistenze di riscaldamento ; la : leva 35 e le barrette 2 e 29 non sono sottoposte ad alcun movimento particolare al difuori di quello dovuto alle leggere deformazioni delle coppie bimetalliche, determinate d? un leggero risceldamento.

In tale condizione di riposo , sussiste un piccolo intervallo di separazione F fra le parte 38 e la superficie 10.

Il funzionamento del dispositivo in questione ? il seguente 1 Se nelle resistenze di riscaldamento circolano a lungo delle correnti i? , i_ , i_ uguali e di notevole intensit?, alle 1 2 3

coppie bimetalliche viene trasmessa una quantit? rilevante di calore che determina in esse delle deformazioni identiche con direzione Sj la seconda barretta 29 si sposta quindi nella stessa direzione compiendo un certo tratto di corsa j se l 'intensit? di corrente ? troppo forte per la regolazione che ? stata soelta e stabilita mediante la distanza _d, il braccio di leva 37 va a scontrare l ' appoggio 57 quando detto braccio incontra l ' estremit? 39 ? provocando cos? l 'inclinazione della levetta 40 e l 'apertura dell 'interruttore 41 e quindi la disattivazione del contattore. ^Durante un tale spostamento , le prima barretta non svolge alcun ruolo , giacch? quando il punto d'appoggio 38 inoontra la superficie 10 , la posizione inclinata temporaneamente assunta dalla

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,leva 35? non pu? trasmettere alcuno sforzo all?estremit? J 39 (vedere fig. 3?0?

In effetti? quando la corsa della seconda barretta porta . il braccio 37 contro l'estremit? 39? la leva 35 riassume progressivamente un orientamento parallelo a quello illustrato nella fig. 1, e il punto d?appoggio 38 trascina la prima barretta nella direzione S, senza incontrare sforzi resistenti (vedere fig. 3b) fino al momento in cui la leva ridiventa parallela alla eua prima posizione.

Se nella resistenza di riscaldamento 23 circola accidentalmente una corrente i^ d'intensit? molto bassa o nulla, mentre nelle resistenze di riscaldamento 24? 23 assumono il rispettivo valore nominale e circolano delle correnti i^ e i^, la coppia bimetallica 17'non si deforma e la prima superficie 11,che trattiene il primo punto di collegamento 3, impedisce alla prima barretta 2 di spostarsi nella direzione S, mentre la seconda barretta viene normalmente spoetata dalle coppie bimetalliche 18 e 19 nella direzione S? Ne consegue che la parte 38 della leva 35 sar? trattenuta dalla superficie d?appoggio 10 e il braccio 37 aggiunger? un movimento di rotazione in senso antiorario alla corsa propria della seconda barretta, facendo cos? incontrare il braccio? 37 con l'estremit? 39 prima e pi? rapidamente che nel precedente caso (vedere fig. 4)?

Siccome esiete originariamente un intervallo P fra la parte

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_.3? e la superficie 10, un leggero squilibrio fra le cor- * renti i^?, i^, i^, che si ha di frequente nei motori, non determiner? n? effetti di accoppiamento fra le due barrette, n? una inclinazione efficace della leva 35 fino a tanto che non sar? colmato 11intervallo P.

Se si conferisce a detto intervallo P un valore uguale al limite superiore dello scarto, o alla differenza di corsa che pu? sussistere fra le due barrette a motivo delle tolleranze di fabbricazione e delle dispersioni termiche, in tal caso quando le correnti i^, i^, i^ hanno intensit? uguali e valori bassi, il funzionamento del differenziale viene ritardato fino ad una certa soglia, il che permette di evitare lo scatto intempestivo dell'interruttore.

Quando uno o due dei bimetalli sono sottoposti ad un riscaldamento molto forte, ad esempio a seguito di un cortocircuito a valle dell'apparecchio, la seconda barretta 29 effettua uno spostamento di grande entit? nella direzione S, il quale verr? amplificato, col pericolo di assoggettare i bimetalli o l'interruttore ad una sollecitazione meccanica F anormale.

Una tale situazione, illustrata nella fig. 5? dovrebbe tradursi in una trazione nel senso S trasmessa dalla parte 38 alla superficie 10 della prima barretta 2.

Grazie al collegamento elastico stabilito fra l'organo mobile 6 e la barretta 2, una simile sollecitazione viene assorbita per deformazione dalla molla di collegamento 9?

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Nella fig. 6 ? rappresentata una variante dell?!ui?venzione in cui i primi e secondi punti di appoggio e di imperniamento sono realizzati in modo diverse. In tale figura, una prima barretta 74 presenta, in cooD?razione con una leva di trasmissione 63? un primo punto di appoggio 64 realizzato tramiteuun riealto cilindrico 65 impegnato in un?apertura allungata 66 parallela ad S, mentre il secondo punto di appoggio 67 della seconda barretta 70 ? costituito da uno snodo che comprende un perno cilindrico 68 e un foro cilindrico

69? Allo stesso modo del precedente esempio di realizzazione, il braccio 71 della leva di trasmissione 63 pu? venire a scontrare un piano 72 della barretta 70, essendo tale terzo punto 73* di appoggio situato sostanzialmente in corrispondenza dell* organo 39 di disinserimento dell?interruttore?

aiVEMDICAZIONI

1. Dispositivo differenziale per un rel? termico polifase comprendente:

- un intetruttore di sicurezza;

- una pluralit? di lamine bimetalliche, ciascuna riscaldata da una resistenza di riscaldamento posta in serie con uno dei conduttori di fase della rete di alimentazione di un apparecchio utilizzatore,ea ciascuna delle cui estremit? ? presente una prima faccia e una seconda faccia opposta

alla prima;

- una prima e una seconda barretta mobili, ciascuna presen

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..tante una pluralit? di primi e rispettivamente secondi punti di contatto atti a cooperare con dette prime e rispettivamente seconde facce |

- una leva di trasmissione la quale ? trasversalmente col- : legata a dette barrette tramite un primo punto di appoggio (56) e rispettivamente tramite un punto di rotazione (36) rispettivamente posti su dette prima (2) e seconda (29) barrette , e la quale presenta un braccio (37) ? opposto a detto primo punto di appoggio rispetto al punto di rotazione e atto a cooperare con un elem?nto di disinserimento (39) dell ' in- , terruttore (40) dal quale ? separato per una distanza regolabile (d) , eseendo detta cooperaz?one il risultato:- sia di uno spostamento parallelo della leva, quando le due barrette si spoetano in misura uguale a seguito di un riscaldamento identico delle lamine bimetalliche, sia di uno spostamento combinato ad una inclinazione della leva, quando le due barrette si spostano non in misura uguale a seguito di un differente riscaldamento di almeno due lamine bimetalliche? caratterizzato da ci? che il braccio (37 ) della leva di trasmissione (35) ? posto fra un piano (57 ) della seconda barretta (29) e l 'elemento mobile (39) dell ' interruttore (40) in modo tale che , per uno spostamento di detta barretta derivante da un sovraccarico simmetrico, detto braccio venga applicato oontro detto piano (57) e contro il punto di rotazione (36) al suo scontro con l ' elemento mobile (39) ? essendo previsto

Claims (2)

1. un gioco "pM fra una superficie (10) solidale con la prima barretta (2) e il punto ?i appoggio (3?) quando la leva ? applicata contro detto piano e detto punto di rotazione, in maniera tale ohe la leva (55) possa inclinarsi soltanto quando lo spostamento relativo delle barrette dovuto ad un sovraccarico asimmetrico sia superiore a "p".
2. 2. Dispositivo differenziale per rel? termico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ci? che la superficie (IO) ? presentata da un elemento (6) il quale ? reso solidale con la prima barretta (2) tramite una molla (9) ? mediante l'attestarsi fra loro di superfici cooperanti (7) e rispettivamente (8), e il quale pu? scorrere quando,in conseguenza di corse molto differenti compiute dalle barrette (2, 29), il braccio (57) della leva (55) va a scontrare 1' elemento mobile (55) dell'interruttore.

   Do!E.GIOVANNILECCE & C.

   S. R, t.

   INTJESN*SIONA{?

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   l' Uffici

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