ITMI20090010A1 - Dispositivo di interruzione per impianti di bassa tensione - Google Patents

Description

“DISPOSITIVO DI INTERRUZIONE PER IMPIANTI DI BASSA TENSIONE”

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di interruzione per impianti di bassa tensione provvisto di un meccanismo di comando con migliorate caratteristiche di compattezza ed affidabilità.

È noto che i dispositivi di interruzione di bassa tensione (cioè per applicazioni con tensioni di esercizio fino a 1000V AC/ 1500V DC), come ad esempio gli interruttori automatici, i sezionatori e i contattori, universalmente detti “switching devices” e di seguito denominati brevemente interruttori sono dispositivi concepiti per permettere il corretto funzionamento di specifiche parti di impianti elettrici e dei carichi installati. Gli interruttori automatici, ad esempio, assicurano che la corrente nominale richiesta possa fluire verso le diverse utenze, consentendo un corretto inserimento e distacco dei carichi dal circuito nonché il sezionamento automatico del circuito protetto rispetto alla sorgente di energia elettrica.

È noto che gli interruttori comprendono un involucro, uno o più poli elettrici a ciascuno dei quali è associata almeno una coppia di contatti reciprocamente accoppiabili e disaccoppiabili tra loro ed un meccanismo di comando che causa il movimento relativo delle coppie di contatti. L’azione del meccanismo di comando sui contatti mobili si esplica tradizionalmente attraverso un albero principale operativamente collegato ai contatti mobili oppure attraverso un equipaggio mobile che sostiene operativamente gli stessi. Il meccanismo di comando è tradizionalmente formato da un telaio di sostegno il quale sostiene una catena cinematica provvista di almeno un elemento operativamente collegato all’equipaggio mobile per consentirne la movimentazione.

I meccanismi di comando comprendono solitamente almeno un elemento di sgancio azionato da un dispositivo di protezione qualora si verifichi un’anomalia del circuito, quale ad esempio un corto circuito, nel quale l’interruttore è inserito. Il dispositivo di protezione, ad esempio di tipo termico, magneto-termico o elettronico, attiva direttamente o indirettamente la catena cinematica del meccanismo di comando in modo da provocare una rapida separazione dei contatti ovvero in modo da provocare l’apertura automatica dell’interruttore.

Le catene cinematiche predisposte nei meccanismi di comando tradizionali sono formate da una pluralità di elementi operativi almeno uno dei quali è collegato al telaio per mezzo di una giunzione a cerniera formata da un perno passante che collega i fianchi del telaio. Nella quasi totalità dei casi, anche il collegamento reciproco fra gli altri elementi della catena cinematica è realizzato in modo analogo cioè attraverso giunzioni a cerniera provviste di perno.

Nelle soluzioni conosciute uno degli aspetti più critici dal punto di vista dei costi di realizzazione è rappresentato delle operazioni di assemblaggio dell’interruttore. Nella maggior parte dei casi, i componenti vengono assemblati “in linea” ovvero uno di seguito all’altro secondo una logica che dipende ovviamente dalla struttura dell’interruttore. I tempi di assemblaggio sono in particolar modo determinati dalla struttura del meccanismo di comando il quale comprende un elevato numero di componenti di dimensioni relativamente contenute. Emerge quindi la necessità di sviluppare nuove soluzioni tecniche che consentano di ridurre in modo evidente gli attuali tempi di assemblaggio semplificando in sostanza tale operazione.

In base a queste considerazioni, compito precipuo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di interruzione per impianti di bassa tensione che consenta di superare gli inconvenienti descritti ed in particolare che permetta tempi di assemblaggio inferiori a quelli delle soluzioni note.

Questo compito viene raggiunto da un dispositivo di interruzione secondo quanto indicato nella rivendicazione 1 e nelle rivendicazioni da essa dipendenti.

Nel corso della descrizione verrà fatto riferimento, unicamente per scopi descrittivi, ad un interruttore multipolare a semplice interruzione per impianti di bassa tensione. È ovviamente da intendersi che i principi e le soluzioni tecniche esposte nell’ambito della descrizione del concetto inventivo restano validi anche per altri tipi di dispositivi di interruzione quali possono essere ad esempio interruttori a doppia interruzione con un numero di poli differente.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva dell’interruttore secondo la presente invenzione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica di una prima forma di realizzazione di un dispositivo di interruzione secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in esploso del dispositivo di interruzione di figura 1;

- la figura 3 è una vista prospettica del meccanismo di comando e dell’albero di sgancio del dispositivo di interruzione di figura 1;

- la figura 4 è una vista in sezione del gruppo formato dal telaio di sostegno e dall’albero di sgancio del dispositivo di figura 1;

- la figura 5 è una vista laterale del gruppo formato dal telaio di sostegno e dall’albero di sgancio del dispositivo di figura 1;

- la figura 6 è una vista in sezione secondo la linea VI-VI di figura 5;

- la figura 7 è una vista in esploso relativa ai componenti del meccanismo di comando del dispositivo di interruzione illustrato nelle figure da 1 a 6;

- la figura 8 è una vista in configurazione chiusa del meccanismo di comando illustrato in figura 1;

- la figura 9 è una vista in configurazione aperta del meccanismo di comando illustrato in figura 1;

- la figura 10 è una vista in configurazione scattata del meccanismo di comando illustrato in figura 1;

- la figura 11 è una vista prospettica del meccanismo di comando di figura 9;

- la figura 12 è una vista prospettica del meccanismo di comando di figura 10;

- la figura 13 è una prima vista prospettica di una seconda forma di realizzazione di un dispositivo di interruzione secondo la presente invenzione;

- la figura 14 è una seconda vista prospettica del dispositivo di figura 13;

- le figura 15 e 16 sono rispettivamente una prima vista e una seconda vista esplosa del dispositivo di figura 13;

- la figura 17 è una vista in prospettiva del meccanismo di comando del dispositivo di interruzione illustrato nelle figure da 13 a 16;

- la figura 18 è una vista prospettica relativa ad un albero di sgancio del dispositivo di illustrato nelle figure da 13 a 16;

- la figura 19 è una vista prospettica relativa al telaio di sostegno del meccanismo di comando del dispositivo illustrato nelle figure da 13 a 16;

- le figure 20 e 21 sono viste in dettaglio relative rispettivamente ai particolari XX e XXI indicati nelle figure 18 e 19;

- la figura 22 è una vista in esploso del meccanismo di comando del dispositivo illustrato nelle figure da 13 a 16;

- le figure 23 e 24 sono viste relative al telaio di sostegno del meccanismo di comando del dispositivo illustrato nelle figure da 13 a 16;

- le figure da 25 a 28 sono relative a fasi dell’assemblaggio del meccanismo di comando del dispositivo di interruzione illustrato nelle figure da 13 a 16;

- la figura 29 è una vista in dettaglio di una porzione del telaio di sostegno indicata in figura 26. Con riferimento alle citate figure, il dispositivo di interruzione 1 secondo la presente invenzione comprende un involucro esterno 2 contenente per ogni polo almeno un contatto fisso 10 e almeno un contatto mobile 20 reciprocamente accoppiabili e disaccoppiabili fra loro. Il dispositivo di interruzione 1 comprende un meccanismo di comando 30 operativamente collegato a detto almeno un contatto mobile 20 per consentirne la movimentazione fra una posizione di accoppiamento e una posizione di disaccoppiamento con il corrispondente contatto fisso 10. Il meccanismo di comando 30 comprende un telaio di sostegno 31 il quale sostiene una catena cinematica operativamente collegata al contatto mobile 20 attraverso un equipaggio mobile 50 per consentirne l’accoppiamento e il disaccoppiamento con detto contatto fisso 10.

Il dispositivo di interruzione 1 comprende un dispositivo di sgancio fornito di un albero di sgancio 40 che interagisce con detto meccanismo di comando 30 per attivare la catena cinematica in modo da provocare il disaccoppiamento del contatto mobile 20 da quello fisso 10. Il meccanismo di comando 30 comprende una pluralità di elementi 31,32,33,34,35,36 (vedi ad esempio figura 7) i quali sono operativamente collegati in modo da definire almeno una catena cinematica che interviene sui contatti mobili 20 attraverso l’equipaggio mobile 50. Per gli scopi della presente invenzione con l’espressione catena cinematica si vuole indicare un gruppo di elementi del meccanismo di comando accoppiati fra loro per svolgere una delle funzioni (ad esempio apertura manuale o apertura automatica) per le quali il meccanismo stesso è concepito. Ciò significa che nel meccanismo di comando possono essere individuate più catene cinematiche ciascuna ad esempio proposta per realizzare una di queste funzioni.

Vantaggiosamente il telaio di sostegno 31 comprende una coppia di fianchi 134 contrapposti e reciprocamente collegati attraverso una prima porzione trasversale di collegamento 21. Secondo l’invenzione i fianchi 134 sono reciprocamente collegati attraverso ulteriori mezzi di collegamento che definiscono una ulteriore porzione trasversale di collegamento in una posizione differente da quella occupata dalla prima porzione trasversale di collegamento 21. In altre parole attraverso questa soluzione i fianchi 134 del telaio vengono reciprocamente vincolati in due punti così da mantenere una stabile posizione contrapposta. Ciò fa in modo che anche gli elementi della catena cinematica mantengano stabilmente la loro posizione operativa fra i fianchi 134 del telaio.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, tali mezzi di collegamento collegano trasversalmente i due fianchi 134 in modo che l’ulteriore porzione di collegamento si sviluppi in una posizione sostanzialmente frontale a quella in cui si sviluppa la prima porzione trasversale di collegamento 21. Questa soluzione consente un collegamento stabile e affidabile dei fianchi 134 garantendo la stabilità strutturale del telaio di sostegno 31 necessaria al corretto funzionamento del meccanismo di comando 30. Inoltre la soluzione descritta si dimostra particolarmente vantaggiosa anche dal punto di vista dell’assemblaggio del dispositivo di interruzione 1 in quanto il meccanismo di comando 30 può essere assemblato in maniera indipendente dal resto dell’interruttore 1 e solo alla fine inserito nello stesso. In pratica la possibilità di assemblare il meccanismo di comando 30 prima dell’assiemaggio dell’interruttore 1 consente di risparmiare tempi e costi di realizzazione di questo ultimo.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, tali mezzi di collegamento sono formati dall’albero di sgancio 40 del dispositivo di sgancio dell’interruttore 1. Più precisamente i fianchi del telaio di sostegno 31 sono operativamente collegati in modo girevole (pivotally) all’albero di sgancio 40. Conseguentemente il gruppo formato dall’albero di sgancio 40 e dal meccanismo di comando 30 possono essere assemblati simultaneamente nella struttura del dispositivo di interruzione 1 poiché il posizionamento dell’uno determina quello dell’altro. Tale gruppo può essere assemblato su una linea diversa da quella del dispositivo di interruzione 1 prima dell’assemblaggio di questo ultimo.

L’impiego dell’albero di sgancio 40 come mezzo di collegamento fra i fianchi è oltremodo vantaggioso per il fatto che viene utilizzata la struttura di un organo preposto tradizionalmente a realizzare una precisa funzione (quella appunto di sgancio della catena cinematica) per realizzare una ulteriore funzione strutturale per il telaio 31.

La figura 1 è una vista in prospettiva di una prima forma di realizzazione di un dispositivo di interruzione secondo la presente invenzione. Più precisamente il dispositivo di interruzione 1 illustrato è un interruttore automatico al quale verrà fatto in seguito riferimento unicamente per scopi descrittivi. E’ da intendersi comunque che le soluzioni tecniche e i principi di seguito esposti sono validi anche per altre tipologie di dispositivi di interruzione. L’interruttore 1 in figura 1 comprende un involucro esterno 2 formato da una scatola 2A e un coperchio 2B i quali si accoppiano attraverso mezzi di collegamento amovibili 76 quali ad esempio viti. La scatola 2A è configurata in modo da alloggiare una pluralità di primi terminali elettrici 100 ciascuno relativo ad un polo dell’interruttore 1. Ciascun terminale elettrico 100 è elettricamente collegato al contatto fisso 10 del relativo polo. Il coperchio 2B è configurato anche per alloggiare secondi terminali elettrici (non visibili nelle figure) ciascuno dei quali è relativo ad un polo dell’interruttore 1 ed è elettricamente collegato al contatto mobile 20.

La figura 2 è una vista esplosa relativa all’interruttore di figura 1 privato del coperchio 2B ed illustra l’insieme formato dall’albero di sgancio 40 e dal meccanismo di comando 30 separato dal resto dell’interruttore 1. Come illustrato la scatola 2A sostiene preferibilmente un equipaggio mobile 50 il quale ha la funzione di alloggiare i contatti mobili 20 dell’interruttore 1. Più precisamente l’equipaggio mobile 50 comprende un corpo sagomato provvisto, per ogni polo dell’interruttore 1, di una sede destinata ad un contatto mobile 20.

Sempre con riferimento a figura 2, la scatola 2A alloggia un dispositivo di protezione che comprende per ciascun polo una unità di protezione 16 la quale interagisce con una porzione operativa 144 dell’albero di sgancio 40. Più precisamente tali unità di protezione 16 interagiscono con l’albero di sgancio 40 in seguito al verificarsi di una anomalia di funzionamento quale ad esempio un corto circuito della linea nel quale è inserito l’interruttore 1. Secondo forme di realizzazione note, le unità di protezione 16 possono essere di tipo termico, magnetico, termomagnetico, elettronico o una combinazione di queste.

La figura 3 è una vista in prospettiva dell’insieme formato dal meccanismo di comando 30 e dall’albero di sgancio 40. Il meccanismo di comando 30 è operativamente collegato ai contatti mobili 20 attraverso l’equipaggio mobile 50. Più precisamente il meccanismo di comando 30 assume una prima configurazione operativa (di seguito detta configurazione in chiusura) in seguito alla quale ciascun contatto mobile 20 si accoppia al corrispondente contatto fisso 10. Il meccanismo di comando 30 assume una seconda configurazione determinata da un’azione manuale portata su uno degli elementi della catena cinematica (configurazione in apertura manuale) in seguito alla quale ciascun contatto mobile 20 viene separato dal corrispondente contatto fisso 10. Il meccanismo di comando 30 assume inoltre una terza configurazione determinata dall’intervento del dispositivo di sgancio; tale intervento avviene attraverso un’azione determinata da una delle unità di protezione 16 su una delle porzioni operative 144 dell’albero di sgancio 40. Tale azione provoca la rotazione dell’albero di sgancio 40 la quale determina lo spostamento di un elemento di sgancio 36 (vedi figura 7) del meccanismo di comando 30. Il movimento dell’elemento di sgancio 36 determina uno “scatto” della catena cinematica in seguito al quale il meccanismo di comando 30 passa dalla configurazione “in chiusura” alla configurazione “scattata”.

Sempre con riferimento a figura 3, la catena cinematica del meccanismo di comando 30 comprende almeno un elemento operativo operativamente collegato al telaio di sostegno 31 in modo girevole (pivotally) attraverso mezzi di collegamento a perno. L’elemento operativo comprende una coppia di porzioni laterali contrapposte le quali sono collegate trasversalmente da una porzione di collegamento. I mezzi di collegamento a perno comprendono una coppia di estremità a perno ciascuna delle quali emerge da un lato di una porzione laterale dell’elemento operativo o del telaio di sostegno 31. I mezzi di collegamento a perno comprendono altresì una coppia di sedi di alloggiamento ciascuna delle quali definite nel telaio di sostegno o nell’elemento operativo per alloggiare una corrispondente estremità a perno. Una volta che le estremità a perno sono inserite nelle sedi di alloggiamento è configurato un asse di mutua rotazione fra il telaio di sostegno 31 e tale elemento operativo ad esso collegato. Le estremità a perno mantengono preferibilmente un solo grado di libertà in rotazione rispetto alle corrispondenti sedi di alloggiamento durante l’azionamento del meccanismo di comando.

La figura 4 è una vista in sezione illustrante, per semplicità, il telaio di sostegno 31 del meccanismo di comando 30 e l’albero di sgancio 40. I fianchi 134 del telaio 31 comprendono ciascuno una porzione di estremità 134B dalla quale emerge una porzione sagomata a perno 51. Ciascuna porzione di estremità 134B è inserita in una corrispondente cavità sagomata 52 della quale almeno una porzione di alloggiamento 53 presenta delle superfici geometricamente coniugate a quelle della porzione a perno 51 del telaio di sostegno 31 in modo tale da permettere un moto relativo dell’albero di sgancio 40 rispetto ai fianchi 134 del telaio 31. Più precisamente la porzione di alloggiamento 53 è definita in modo da essere coassiale all’asse di rotazione 200 dell’albero di sgancio 40.

La figura 5 è una vista laterale dell’insieme di componenti illustrato in figura 4 e consente di osservare la conformazione dei fianchi 134 del telaio di sostegno 31. In particolare tale figura consente di osservare le sedi di alloggiamento 61,65 nelle quali vengono inseriti le estremità a perno 71,75 degli elementi 32,36 (di seguito descritti in dettaglio) del meccanismo di comando 30 sostenuti direttamente dai due fianchi 134. Figura 5 consente di osservare inoltre la posizione operativa dell’albero di sgancio 40 contrapposta a quella della porzione trasversale di collegamento 21. Si osserva che il tratto longitudinale dell’albero di sgancio 40 compreso fra le due cavità sagomate definisce la sopra indicata ulteriore porzione di collegamento fra i fianchi 134 del telaio. Come sopra indicato questa soluzione consente vantaggiosamente di aumentare la rigidità complessiva del telaio 31 con ovvi vantaggi in termini di affidabilità.

La figura 6 è invece una vista secondo la linea VI-VI di figura 5 che illustra in sezione la porzione di albero di sgancio 40 in corrispondenza della quale sono definite le cavità 52 in cui vengono alloggiate le estremità a perno 51 dei fianchi 134 del telaio di sostegno 31. Come si osserva ciascuna cavità 52 definisce una superficie di battuta 66 per uno dei fianchi 134 del telaio 31 impedendo in sostanza movimenti assiali dei fianchi stessi.

Il meccanismo di comando 30 comprende un gancio principale 32 il quale è operativamente collegato al telaio di sostegno 31 attraverso primi mezzi di collegamento a perno. Il gancio principale 32 presenta una struttura formata da una seconda coppia di porzioni laterali 42 reciprocamente collegate da una seconda porzione trasversale di collegamento 22. Il gancio principale 32 è collegato al telaio di sostegno 31 attraverso primi mezzi di collegamento a perno secondo l’invenzione che definiscono un primo asse di mutua rotazione 101. Più precisamente il telaio di sostegno 31 mantiene una posizione fissa durante il funzionamento del meccanismo di comando 30. Ne consegue che il gancio principale 32 ruota rispetto al telaio di sostegno 31 attorno al primo asse di mutua rotazione 101 sopra definito.

I primi mezzi di collegamento a perno comprendono una prima coppia di estremità a perno 71 (di seguito indicate anche con l’espressione prime estremità a perno 71) le quali emergono ciascuna da una delle porzioni laterali 42 del gancio principale 32. Più precisamente le prime estremità a perno 71 sono realizzate in pezzo unico con una corrispondente porzione laterale 42 emergendo su un lato esterno della porzione esterna. I primi mezzi di collegamento a perno comprendono altresì una prima coppia di sedi di alloggiamento 61 (di seguito indicate anche con l’espressione prime sedi 61) in ciascuna delle quali è inserita una delle prime estremità a perno 71 del gancio principale 32. In particolare come visibile da figura 7, le prime sedi di alloggiamento 61 sono configurate sostanzialmente ad U in modo tale da permettere un inserimento delle prime estremità a perno 71 secondo una direzione precisamente definita.

Le prime sedi di alloggiamento 61 sono definite in posizione vicinale alla prima porzione trasversale 21 del telaio di sostegno 31, mentre le prime estremità a perno 71 sono ricavate in posizione sostanzialmente distanziale rispetto alla seconda porzione trasversale 22 del gancio principale 32. In questo modo la prima porzione trasversale 21 risulta contrapposta alla seconda porzione trasversale 22 del gancio principale 32 una volta che i due elementi sono stati collegati. Inoltre le porzioni laterali 42 del gancio principale 32 si posizionano fra le porzioni laterali 42 del telaio di sostegno 31 in modo tale cioè che il gancio principale 32 possa ruotare rispetto al telaio 31 internamente allo stesso telaio.

Il meccanismo di comando 30 illustrato nelle figure comprende una terzo elemento 33 di seguito indicato con il termine “forcella” 33. La struttura della forcella 33 comprende una terza coppia di porzioni laterali 43 contrapposte le quali sono reciprocamente collegate attraverso una terza porzione di collegamento 23. La forcella 33 è operativamente connessa al gancio principale 32 attraverso secondi mezzi di collegamento a perno i quali configurano un secondo asse di mutua rotazione 102 (vedi figura 8 e 9) sostanzialmente parallelo al primo asse di rotazione 101. I secondi mezzi di collegamento a perno comprendono una seconda coppia di estremità a perno 72 (di seguito indicate con l’espressione seconde estremità a perno 72) e una seconda coppia di sedi di alloggiamento 62 (di seguito indicate con l’espressione seconde sedi di alloggiamento 62) ciascuna delle quali atta ad alloggiare una delle seconde estremità a perno 72. Queste ultime sono realizzate in un pezzo unico con il gancio principale 32. Le seconde estremità a perno 72 emergono in posizione contrapposta da ciascuna dei lati interni delle porzioni laterali 42 del gancio principale 32. Le seconde sedi di alloggiamento 62 sono invece definite dalle porzioni laterali 43 della forcella 33. Più precisamente le seconde sedi di alloggiamento 62 presentano una configurazione sostanzialmente ad C e sono definite in corrispondenza di prime parti terminali contrapposte 43A delle porzioni laterali 43.

La forcella 33 è collegata ad un quarto elemento operativo 34 del meccanismo di comando 30 di seguito indicato con il termine “biella di comando” 34 la quale comprende una quarta coppia di porzioni laterali 44 trasversalmente collegate da una quarta porzione trasversale 24. La biella di comando 34 è operativamente collegata alla forcella 33 attraverso terzi mezzi di collegamento a perno i quali configurano un terzo asse di mutua rotazione 103 (vedi figure 8 e 9) sostanzialmente parallelo al primo 101 e al secondo asse 102 sopra definiti. Più precisamente i terzi mezzi di collegamento a perno comprendono una terza coppia di estremità a perno 73 (di seguito indicate con l’espressione terze estremità a perno 73) e una terza coppia di sedi di alloggiamento 63 (di seguito indicate con l’espressione terze sedi di alloggiamento a perno 63) ciascuna delle quali atta ad alloggiare una delle terze estremità a perno 73. Queste ultime sono realizzate in un pezzo unico con la biella di comando 34 ed emergono da parti contrapposte della quarta porzione trasversale 24. Le terze sedi di alloggiamento 63 sono configurate sostanzialmente ad C e ciascuna è definita su una delle porzioni laterali 43 della forcella 33. Più precisamente le terze sedi di alloggiamento 63 sono definite in corrispondenza di seconde parti terminali contrapposte 43B delle porzioni laterali 43. Tali seconde parti terminali contrapposte 43B sono sostanzialmente opposte alle prime parte terminali 43A in corrispondenza delle quali sono definite le seconde sedi di alloggiamento 62 dei secondi mezzi di collegamento a perno.

La biella di comando 34 comprende inoltre una seconda coppia di estremità di collegamento 82 realizzate in pezzo unico con le quarte porzioni laterali 44 in modo da assumere una posizione mutuamente contrapposta. Ciascuna di queste seconde estremità di collegamento 82 emerge rispetto al lato interno di una porzione laterale per essere inserite su corrispondenti sedi di centraggio (non visibile) definite sul corpo dell’equipaggio mobile. Più precisamente tali seconde estremità di collegamento 82, una volta inserite nelle corrispondenti sedi di centraggio, definiscono un asse di mutua rotazione per la biella di comando 34 rispetto all’equipaggio mobile 50 e viceversa. Tale asse risulta in posizione eccentrica rispetto a quello di rotazione dell’equipaggio mobile 50. Ne consegue che lo spostamento della biella di comando 34 determina una rotazione dell’equipaggio mobile 50 e conseguentemente dei contatti mobili 20 alloggiati in esso.

Il meccanismo di comando 30 comprende un quinto elemento operativo 35, di seguito indicato con il termine “elemento porta leva 35”, il quale comprende una quinta coppia di porzioni laterali 45 le quali sono collegate da una quinta porzione trasversale 25 almeno in parte ripiegata ad U. Tale ripiegamento ha lo scopo di sostenere una leva di manovra 35B la quale fuoriesce dall’involucro 2 dell’interruttore 1 una volta che lo stesso è stato assemblato. La leva di manovra 35B costituisce in pratica l’interfaccia manuale fra l’interruttore 1 e un operatore. Come più avanti meglio descritto, la leva di manovra 35B assume una posizione ben precisa in funzione della configurazione operativa assunta dal meccanismo di comando 30 (configurazione chiusa, aperta, scattata). Ne consegue che un operatore può determinare lo stato operativo dell’interruttore 1 osservando la posizione della leva di manovra 35B.

L’elemento porta leva 35 è operativamente collegato al telaio di sostegno 31 attraverso quarti mezzi di collegamento comprendenti una quarta coppia di estremità a perno 74 (di seguito indicate con l’espressione quarte estremità a perno 74) le quali sono ricavate in pezzo unico con il telaio di sostegno 31. I quarti mezzi di collegamento comprendono altresì una quarta coppia di sedi di alloggiamento 64 (di seguito indicate anche con l’espressione quarte sedi di alloggiamento 64) ciascuna delle quali definite su una delle quinte porzioni laterali 45 della leva di manovra 35. Una volta che le quarte estremità 74 sono inserite nelle corrispondenti quarte sedi di alloggiamento 64 esse definiscono un quarto asse di rotazione fisso 104 (vedi figura 12) parallelo agli assi di rotazione finora indicati. Ciascuna delle quarte estremità a perno 74 emerge da un corrispondente lato esterno di un fianco 134 del telaio di sostegno 31 per inserirsi in una corrispondente quarta sede di alloggiamento 64 configurata sostanzialmente a C.

Come sopra già accennato, il meccanismo di comando 30 comprende un elemento di sgancio 36 il quale è operativamente collegato al telaio di sostegno 31 attraverso quinti mezzi di collegamento a perno. Più precisamente l’elemento di sgancio 36 è strutturalmente formato da una sesta coppia di porzioni laterali di collegamento 46 contrapposte le quali sono collegate da una quinta porzione trasversale 26. Questa ultima comprende una prima estremità di aggancio 85 la quale ha la funzione di intercettare una seconda estremità di aggancio (non visibile) del gancio principale 32.

I quinti mezzi di collegamento a perno comprendono una quinta coppia di estremità a perno 75 realizzate in pezzo unico con le seste porzioni laterali 46 dell’elemento di sgancio 36. Più precisamente ciascuna di queste quinte estremità a perno 75 emerge da un lato esterno di una delle porzioni laterali 46. I quinti mezzi di collegamento comprendono inoltre una quinta coppia di sedi di alloggiamento 65 definite in posizione contrapposta ciascuna su un fianco 134 del telaio di sostegno 31. Ciascuna delle quinte estremità a perno 75 è inserita in una corrispondente quinta sede di alloggiamento 65 in modo tale da configurare un quinto asse di rotazione fisso 105 (vedi figura 12) per la rotazione dell’elemento di sgancio 36.

Con riferimento alla vista prospettica di figura 11, almeno una delle porzioni laterali 46 dell’elemento di sgancio 36 comprende una prima estremità di attivazione 91 la quale è operativamente collegata ad una seconda estremità di attivazione 92 emergente dall’albero di sgancio 40. In questo modo una eventuale rotazione dell’albero di sgancio 40, in seguito all’intervento di un dispositivo di protezione, si traduce in uno spostamento della prima estremità 92 che toglie il sostegno all’elemento 85 determinando una rotazione dell’elemento di sgancio 36 attorno al quinto asse di rotazione 105. In questo modo l’elemento di sgancio 36 può passare dalla posizione di aggancio alla posizione di sgancio al raggiungimento della quale il gancio principale 32 diventa libero di ruotare attorno al primo asse di rotazione 101. Le due estremità di attivazione 91,92 sono reciprocamente collegate attraverso una molla 87 che permette il corretto riarmo dalla posizione di scattato a quella di aperto.

Il meccanismo di comando 30 comprende almeno una molla di comando 37, preferibilmente due. Ciascuna molla di comando 37 è operativamente collegata ad una sua prima estremità alla quarta porzione trasversale 24 della biella di comando 34 e ad una sua seconda estremità alla quinta porzione trasversale 25 dell’elemento porta leva 35, attraverso appositi agganci 37B. Nel meccanismo di comando 30 ciascuna molla di comando 37 ha più di una funzione. La prima funzione è quella di fornire al meccanismo stesso la forza elastica necessaria ad accelerare, tramite la biella di comando 34, la rotazione dell’equipaggio mobile 50 ovvero l’apertura e/o la chiusura dei contatti. Ciascuna molla di comando 37 ha inoltre il compito di esercitare una forza elastica sulle estremità a perno 71,72,73,74,75 degli elementi accoppiati in modo tale che le stesse mantengano una posizione stabilizzata all’interno della corrispondente sede di alloggiamento 61,62,63,64,65 nella quale sono inserite. In altre parole ciascuna molla di comando 37 agisce sui diversi elementi del meccanismo di comando 30 in modo da mantenere ciascun elemento costantemente collegato agli altri. In pratica ciascuna molla di comando 37 esercita una forza sulle diverse estremità a perno 71,72,73,74,75 orientata secondo una direzione concorde a quella di inserimento nelle corrispondenti sedi di alloggiamento 61,62,63,64,65. Inoltre ciascuna molla di comando 37 esercita tale forza sulle diverse estremità a perno 71,72,73,74,75 qualunque sia la configurazione assunta dal meccanismo di comando 30 in modo tale che sia comunque garantita la funzionalità operativa dello stesso. Un’ulteriore funzione delle molle di comando 37 consiste nell’assicurare la corretta pressione dei contatti elettrici quando l’interruttore si trova in posizione di chiuso.

Questa soluzione è oltremodo vantaggiosa in quanto sfrutta l’azione di elementi di spinta cinematica, quali sono di fatto le molle di comando 37, per mantenere stabilmente assemblato il meccanismo di comando 30. In questo modo è possibile allargare il campo di tolleranza relativo alle dimensioni delle estremità a perno e delle sedi di alloggiamento con ovvi vantaggi in termini di costi complessivi.

La figura 8 è una vista in sezione del meccanismo di comando 30 che illustra lo stesso in una configurazione chiusa per la quale i contatti mobili 20 sono accoppiati con i relativi contatti fissi 10. In questa configurazione le molle di comando 37 sono in uno stato di trazione ed esercitano una forza elastica che si sviluppa lungo una linea di azione 7. Tale linea 7 risulta in pratica definita dai punti in cui le molle di comando 37 si agganciano rispettivamente alla biella di comando 34 e all’elemento porta-leva 35. L’elemento di sgancio 36 del meccanismo di comando si trova nella posizione di aggancio per vincolare il gancio principale 32 ovvero per impedirne la rotazione attorno al primo asse 101.

Il passaggio dalla configurazione chiusa di figura 8 alla configurazione aperta (illustrata in figura 9) viene realizzato in seguito ad un azione manuale (indicata con la freccia F in figura 8) eseguita da un operatore sulla leva di manovra 36. Questa azione manuale F provoca la rotazione dell’elemento porta leva 35 intorno al quarto asse di mutua rotazione 104 (vedi figura 12). Durante una prima fase della rotazione dell’elemento porta leva 35, i contatti mobili 20 rimangono ancora accoppiati mentre le molle di comando 37, collegate fra l’elemento porta leva 35 e la biella di comando 34, si pongono in uno stato di trazione crescente. Tale condizione persiste fintanto che la linea di azione 7 non interseca il secondo asse di mutua rotazione 102 definito dai secondi mezzi di collegamento a perno che collegano il gancio principale 32 alla forcella 33. In questa condizione le molle di comando 37 raggiungono la loro massima estensione ovvero il suo massimo stato di trazione. Non appena la linea di azione 7 si abbassa, oltrepassando il secondo asse di rotazione 102, le molle di comando 37 rilasciano l’energia elastica immagazzinata durante la prima fase di apertura. Ciò determina un rapido trascinamento della biella di comando 34 verso il basso ovvero in direzione del gancio 36. Tale trascinamento determina una rotazione dell’equipaggio mobile 50 attorno al suo asse di rotazione che si traduce in una rapida separazione dei contatti 10,20. Al termine dell’apertura il meccanismo di comando 30 raggiunge la configurazione illustrata in figura 9. Si osserva che durante l’apertura manuale l’elemento di sgancio 36 mantiene la sua posizione di aggancio.

La figura 10 illustra il meccanismo di comando 30 in configurazione “scattata”. Il passaggio dalla configurazione chiusa (in figura 8) alla configurazione scattata si realizza appunto in seguito ad un intervento di un dispositivo di protezione dell’interruttore 1 il quale provoca una rotazione dell’albero di sgancio 40. Tale rotazione si traduce in una rotazione dell’elemento di sgancio 36 attorno al quinto asse di rotazione 105 che porta lo stesso in una posizione di sgancio in seguito alla quale il gancio principale 32 risulta libero di ruotare rispetto al telaio di sostegno 31 attorno al primo asse di mutua rotazione 101. Più precisamente quando il gancio principale 32 è sganciato, le molle di comando 37 esercitano una trazione sulla biella di comando 34 in direzione della leva di manovra 35B. Tale trazione si ripercuote sul gancio principale 32 attraverso la forcella 33 determinando la rotazione dello stesso gancio 32 intorno al primo asse di rotazione 101. Il trascinamento della biella di comando 34 provoca a sua volta la rotazione dell’equipaggio mobile 50 ovvero la repentina separazione dei contatti 10,20. Il meccanismo di comando 30 assume quindi la configurazione mostrata in figura 9 la quale è evidentemente diversa da quella di figura 9 relativa all’apertura manuale.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il telaio di sostegno 31 illustrato nelle figure da 1 a 12 è realizzato in materiale metallico ad esempio in lamiera metallica. Più precisamente i fianchi 134 del telaio 31 sono realizzati in un pezzo unico con la porzione trasversale di collegamento 21.

Le figure da 13 a 29 sono relative ad una seconda forma di realizzazione di un dispositivo di interruzione secondo l’invenzione. In particolare le figure sono ancora relative ad un interruttore automatico 3 da impiegarsi preferibilmente per correnti inferiori rispetto all’interruttore 1 illustrato nelle figure da 1 a 6.

Con riferimento alle figure 13 e 14, la struttura dell’involucro dell’interruttore 3 è sostanzialmente analoga a quella dell’interruttore 1 precedentemente descritto essendo provvista di una scatola 2A alla quale è associato un coperchio 2B e una maschera di protezione 2C. La figura 13 mostra l’interruttore automatico 3 pronto all’installazione cioè al termine del suo assemblaggio, mentre la figura 14 illustra lo stesso interruttore 3 con la maschera di protezione frontale 2C rimossa dal coperchio 2B.

La figura 15 è una prima vista in esploso dell’interruttore 3 di figura 13 che illustra lo stesso senza la maschera di protezione frontale 2C. Più precisamente figura 15 consente di osservare in dettaglio il coperchio 2B dell’interruttore 3 nel quale è definita una struttura di supporto 81 che ha la funzione di supportare il meccanismo di comando 30. Tale struttura comprende una coppia di pareti di supporto 131 mutuamente contrapposte e geometricamente coniugate ai fianchi 134 del telaio di sostegno 31 del meccanismo di comando 30 allo scopo di mantenere questo ultimo nella corretta posizione operativa durante il normale funzionamento dell’interruttore. Sempre con riferimento a figura 15 si osserva che fra le pareti laterali di supporto 31 è presente un’apertura 82 dalla quale fuoriesce la leva di comando 35B del meccanismo di comando 30 una volta che l’interruttore automatico 3 è stato assemblato.

La figura 16 è una seconda vista in esploso dell’interruttore 3 che mostra il gruppo formato dal meccanismo di comando 30 e dall’albero di sgancio 40 separato dal resto dell’interruttore 3. Come visibile in questa seconda soluzione la conformazione dell’albero di sgancio 40 e del meccanismo di comando 30 sono differenti rispetto a quella degli stessi elementi illustrata nelle figure da 1 a 12. Come più avanti descritto in dettaglio, il telaio di sostegno 31 e l’albero di sgancio 40 sono collegati in modo differente ovvero attraverso un collegamento sostanzialmente “a chiave”. Tale collegamento prevede in sostanza l’inserimento di una coppia di porzioni sagomate 121 dell’albero di sgancio 40 in opportune sedi di collegamento 122 ciascuna definita su una porzione di estremità di un fianco 134A,134C del telaio 31.

Come illustrato nelle figure 19 e 21, ciascuna di tali sedi 122 comprende una porzione rastremata 123 che si sviluppa dal bordo 140 del corrispondente fianco 134 del telaio 31. Più precisamente la porzione 123 è rastremata verso l’interno del fianco 134. La sede 122 comprende inoltre una porzione circolare 141 che si sviluppa dalla sezione più interna della porzione rastremata 123. Tale porzione circolare 141 presenta un diametro D1 superiore alla dimensione S della sezione più interna della parte rastremata 123.

Le figure 20 e 21 illustrano la conformazione delle porzioni sagomate 121 destinate ad essere alloggiate nelle sedi di collegamento 122. Ciascuna porzione sagomata 121 comprende un tratto di sezione assiale, con riferimento L1, sul quale sono definite due superfici piane 125 in posizione contrapposta rispetto all’asse di rotazione dell’albero 40. Come indicato in figura 20, la distanza fra le due superfici piane (indicata con riferimento H) è inferiore al diametro del tratto cilindrico L1. Tale diametro è scelto in modo da essere preferibilmente coincidente con il diametro D1 della porzione circolare 141 della sede di collegamento 122. La distanza H1 fra le superfici piane 125 è invece inferiore alla dimensione S relativa alla sezione più interna della porzione rastremata 123.

L’inserimento delle porzioni sagomate 121 nelle corrispondenti sedi di collegamento 122 viene realizzato mantenendo l’albero 40 orientato in modo tale che le porzioni sagomate siano rivolte ciascuna verso una superficie 145 della porzione rastremata 123. Una volta che le porzioni sagomate 121 raggiungono la porzione circolare 141 l’albero è ruotato intorno al suo asse di rotazione 200 di circa 90 gradi. In questa condizione le porzioni sagomate 121 rimangono vincolate all’interno delle porzioni circolari 141 e l’albero di sgancio 40 resta libero di ruotare supportato nella rotazione dalle superfici delle stesse porzioni circolari 141.

Con riferimento ancora a figura 20, l’albero di sgancio 40 comprende un anello di battuta 161 che emerge in posizione adiacente a una corrispondente porzione sagomata 121. L’anello di battuta 161 definisce una superficie di battuta 166 per una porzione del fianco 134A del telaio 31 che circonda la relativa sede di collegamento 122. Questa soluzione aumenta vantaggiosamente la rigidità della struttura del telaio di sostegno 31 in quanto ostacola eventuale cedimenti laterali dei fianchi 134A,134C. Le soluzioni tecniche appena descritte possono essere sostituite da altre differenti e funzionalmente equivalenti che devono pertanto considerarsi parte della presente invenzione.

La figura 22 è una vista in esploso relativa al meccanismo di comando relativo alle figure da 13 a 16. La catena cinematica che compone il meccanismo è concettualmente equivalente a quella descritta in dettaglio per la forma di realizzazione illustrata nelle figure da 1 a 12. Si osserva in particolare che gli elementi che compongono la catena cinematica sono reciprocamente collegati attraverso mezzi di collegamento a perno similmente a quanto sopra descritto. Analogamente alla soluzione precedente, al telaio di sostegno 31 è imperniato un gancio principale 32 e un elemento di sgancio 36. A tal proposito i fianchi del gancio 32 e dell’elemento di sgancio 36 comprendono estremità a perno 71,75 destinate ad inserirsi in corrispondenti sedi 61,65 ciascuna definita sul lato interno 134E di uno dei fianchi 134A,134C del telaio13.

Le figure 23 e 24 sono due proiezioni del telaio di sostegno 31 il quale viene realizzato preferibilmente attraverso lo stampaggio di materiale plastico. Più precisamente i fianchi 134A,134C del telaio 31 sono stampati in un pezzo unico con la porzione trasversale di collegamento 21. Questa soluzione appare estremamente vantaggiosa in quanto consente di conformare il telaio di sostegno 31 attraverso un solo passaggio tecnologico ovvero una sola lavorazione. Lo stampaggio permette infatti di definire anche le sedi di alloggiamento 61,65 in cui verranno inserite le estremità a perno 71,75 del gancio principale 32 e dell’elemento di sgancio 36 del meccanismo di comando 30 o ancora le sedi di collegamento 122 destinate ad alloggiare le porzioni sagomate 121 dell’albero di sgancio 40. Dal punto di vista pratico, lo stampaggio offre inoltre la possibilità di definire nuove forme di collegamento fra i fianchi 134A,134C del telaio 31 e gli elementi della catena cinematica. Nella soluzione illustrata, ad esempio, i lati interni 134E dei fianchi 134A,134C comprendono una nervatura sagomata 145 (vedi figura 22) la quale definisce una sella di rotazione 146 per una estremità a perno 35C dell’elemento porta leva 35. Si intuisce che questa soluzione semplifica, fra gli altri vantaggi, la progettazione e la realizzazione proprio dell’elemento porta leva 35.

Con riferimento in particolare alla vista in dettaglio di figura 29, lo stampaggio del telaio 31 in materiale plastico avviene in modo da definire delle zone di strizione 155 interposte fra ciascun fianco 134A,134C del telaio 31 e la porzione di collegamento 21 che collega trasversalmente i due fianchi 134A,134C. Con l’espressione “zona di strizione” si vuole intendere un assottigliamento locale del materiale tale da consentire un ripiegamento di un fianco 134 rispetto alla porzione trasversale di collegamento 21 o viceversa come chiaramente illustrato nelle figure 25 e 26. In altre parole la zona di strizione 155 realizza una cerniera strutturale che consente di ripiegare il telaio 31 una volta stampato come mostrato nelle figure 23 e 24 e portarlo nella condizione di servizio illustrata ad esempio nelle figure 17 e 19. Ovviamente le zone di strizione 155 sono progettate in modo da garantire una certa resistenza meccanica sufficiente a contrastare eventuali sollecitazioni indirizzate a separare i fianchi 134A,134C del telaio 31.

Le figure 27 e 28 mostrano il meccanismo di comando 30 rispettivamente durante una fase di assemblaggio dello stesso e ad assemblaggio completato. Si è visto che lo stampaggio in un pezzo unico del telaio di sostegno 31 consente anche di semplificare le operazioni di assemblaggio del gruppo costituito dal meccanismo di comando 30 e dall’albero di sgancio 40. Con riferimento in particolare a figura 27, gli elementi che formano la catena cinematica del meccanismo 30 possono essere prima disposti su un lato interno 134E del primo fianco 134A del telaio 31. Così ad esempio una delle estremità a perno 71 del gancio principale 32 potrà inserirsi in una delle sedi di alloggiamento 61 stampate sul primo fianco 134A. Successivamente il secondo fianco 134C può essere ripiegato rispetto al primo 134A per effetto della presenza delle zone di strizione 155 in modo da bloccare gli elementi della catena cinematica anche dall’altro lato. Come indicato, l’altra estremità a perno 71 del gancio principale 32 potrà inserirsi nella corrispondente sede di alloggiamento 61 così da vincolare stabilmente su due lati il gancio stesso e di conseguenza tutti gli elementi ad esso collegati. Una volta raggiunta la configurazione illustrata in figura 28, la struttura del meccanismo di comando 30 potrà essere irrigidita attraverso il collegamento dell’albero di sgancio 40 secondo principi sopra esposti.

Le soluzioni tecniche adottate per il dispositivo di interruzione secondo l’invenzione consentono di assolvere pienamente il compito prefissato. In particolare la struttura interna del dispositivo è tale da consentire tempi di assemblaggio drasticamente ridotti rispetto alle soluzioni tradizionali. Allo stesso tempo il dispositivo di interruzione è affidabile e di facile realizzazione a costi estremamente competitivi.

Il dispositivo di interruzione così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali impiegati nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di interruzione (1,3) unipolare o multipolare di bassa tensione comprendente: - un involucro esterno (2) contenente per ogni polo almeno un contatto fisso (10) ed un contatto mobile (20) reciprocamente accoppiabili/disaccoppiabili fra loro; - un meccanismo di comando (30) comprendente un telaio di sostegno (31) che sostiene una catena cinematica operativamente collegata a detto contatto mobile (20) per consentirne l’accoppiamento e il disaccoppiamento con detto contatto fisso (10); caratterizzato dal fatto che detto telaio di sostegno (31) comprende una coppia di fianchi contrapposti (134) reciprocamente collegati attraverso una prima porzione trasversale di collegamento (21) ed attraverso ulteriori mezzi di collegamento che definiscono una ulteriore porzione trasversale di collegamento in una posizione differente da quella di detta prima porzione trasversale di collegamento (21).
2. 2. Dispositivo di interruzione (1,3) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima porzione trasversale di collegamento (21) è realizzata in un pezzo unico con detti fianchi (134).
3. 3. Dispositivo di interruzione (1,3) secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di collegamento collegano trasversalmente detti fianchi (134) in modo tale che detta ulteriore porzione trasversale di collegamento assuma una posizione frontale a quella di detta prima porzione trasversale di collegamento (21).
4. 4. Dispositivo di interruzione (1,3) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un albero di sgancio (40) per attivare detta catena cinematica, detti ulteriori mezzi di collegamento essendo formati da detto albero di sgancio (40) di detto dispositivo di protezione.
5. 5. Dispositivo di interruzione (1,3) secondo la rivendicazione 4, in cui detti fianchi (134) sono collegati in modo girevole a detto albero di sgancio (40).
6. 6. Dispositivo di interruzione (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detti fianchi (134) sono collegati in modo girevole a detto albero di sgancio (40) attraverso una coppia di estremità contrapposte (51) sagomate a perno ciascuna delle quali emergenti da uno di detti fianchi (134), ciascuna estremità a perno (51) essendo inserita in una corrispondente cavità sagomata (52) definita su detto albero di sgancio (40), detta cavità sagomata (52) comprendendo almeno una porzione di alloggiamento (53) che presenta superfici geometricamente coniugate a quelle di dette estremità a perno (51) di detti fianchi (134) del telaio (31).
7. 7. Dispositivo di interruzione (1) secondo la rivendicazione 6, in cui dette porzioni di alloggiamento (53) sono definite in modo che dette estremità a perno (51) assumano una posizione coassiale all’asse di rotazione di detto albero di sgancio (40), dette porzioni di alloggiamento (53) definendo una superficie di battuta (66) per un relativo fianco (134) di detto telaio (31).
8. 8. Dispositivo di interruzione (3) secondo la rivendicazione 5, in cui detto albero di sgancio (40) è collegato girevolmente ai fianchi (134A,134C) di detto telaio di sostegno (31) attraverso un collegamento “a chiave”, detto collegamento a chiave essendo definito attraverso una coppia di porzioni sagomate (121) dell’albero di sgancio (40) inserite in opportune sedi di collegamento (122) definite su porzioni di estremità dei fianchi (134A,134C) del telaio (31).
9. 9. Dispositivo di interruzione (3) secondo la rivendicazione 1, in cui detto telaio di sostegno (31) comprende zone di strizione (155) interposte fra ciascun fianco (134A,134C) di detto telaio (31) e detta prima porzione trasversale di collegamento (21).
10. 10. Dispositivo di interruzione (1) secondo la rivendicazione 9, in cui detto telaio di sostegno (31) è realizzato in materiale plastico.