ITMI942128A1 - Interruttore automatico ad elevate prestazioni - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente Invenzione riguarda un Interruttore automatico (o breaker) magnetotermlco miniaturizzato di elevate prestazioni .

E’ noto che gl i Interruttori magnetotermld sono dispositivi Interruttori automatici in cui due contatti vengono chiusi da un dispositivo di armamento manuale e devono aprirsi in modo automatico per effetto di sovracorrentl che attraversano l ' Interruttore, onde assicurare la protezione degli Impianti elettrici contro sovraccarichi e cortocircuiti .

A questo scopo due tipi di interventi d1 protezione sono 1n generale previsti :

- protezione contro i sovraccarichi ,

- protezione contro i cortocircuiti .

La protezione contro i sovraccarichi è assicurata da un elemento bimetall ico che, riscaldato dalla corrente che lo attraversa, si deforma fino ad agire su un meccanismo di sgancio del dispositivo di armamento e cosi provocare l ’apertura del contatti .

Poiché l ’elemento bimetallico forma una trave ad Incastro dotata di una certa flessibi l ità, la cui estremità agisce sul dispositivo di sgancio, le deformazioni Indotte a parità di condizioni di sovraccarico dipendono dal le forze resistenti opposte dal dispositivo di sgancio, che possono variare nel tempo e in funzione delle condizioni di lavoro.

Per assicurare la ripetitività di Intervento occorre quindi che le forze resìstenti opposte siano minime, cosi che le loro variazioni risultino trascurabi li in valore assoluto e relativamente al le forze meccaniche eserdtabll l dall ’elemento bimetall ico.

L’ Intervento della protezione termica contro i sovraccarichi non richiede di soddisfare requisiti di particolare prontezza ma solo di ripetitività.

Ben diverso è i l problema del la protezione contro i cortocircuiti .

In questo caso i contatti vengono attraversati da una corrente che può crescere rapidamente nello spazio anche di un mi llisecondo a livell i dell ’ordine di migl iaia di ampere con effetti catastrofici sul l ' Impianto e sull ’ interruttore se protratta nel tempo anche per pochi millisecondi .

La prima conseguenza, dovuta al la resistenza di contatto tra i contatti , che per quanto bassissima non è nulla, è i l riscaldamento locale e la possibi le saldatura del contatti tra loro che pregiudica la funzional ità dell ’ Interruttore e la sua possibil ità di Intervenire come protezione evitando ulteriori conseguenze.

E’ quindi Indispensabi le che al primo manifestarsi di una corrente di cortocircuito, appena la corrente raggiunge livelli superiori al la norma, i contatti vengono aperti con estrema rapidità.

A questo scopo un elettromagnete a nucleo mobile energi zzato dal la corrente di Interruttore, proietta un percussore contro i l meccanismo di sgancio causando lo sgancio del dispositivo di armamento.

Simultaneamente il percussore agisce, in generale attraverso un elemento Intermedio, su uno del contatti allontanandolo dall ’altro.

La velocità Impressa al percussore del campo magnetico generato dalla corrente, per quanto elevata, non è Infinita e l ’energia trasferita dal percussore al dispositivo di sgancio e la velocità a questo Impressa dipendono dal la sua inerzia e dal le forze resistenti che si oppongono alla operazione di sgancio.

Occorre quindi che i dispositivi di sgancio presentino una Inerzia minima e oppongano forze resistenti il più possibile basse.

Al tempo stesso i dispositivi devono risultare costruttivamente semplici , consentire agevoli operazioni di montaggio e allestimento e devono essere piccol i e compatti per poter essere alloggiati in contenitori miniaturizzati con dimensioni di fatto standardizzate, nel quali deve essere al loggiata una pluralità di altri componenti qual i morsetti , elettromagneti di Intervento rapido, camera di spegnimento d’arco.

Per soddisfare congiuntamente queste esigenze è stata proposta una grande varietà di dispositivi di sgancio tra i quali particolarmente efficaci per rapidità di Intervento appaiono essere i dispositivi di sgancio a rottura di ginocchiera con plano Incl inato ed arpione di tenuta, un esemplo del qual i è descritto nella domanda di brevetto francese pubblicata con il numero 2.674.679.

In questi dispositivi una biel la di armamento è premuta contro un plano Inclinato formato in una leva di supporto di braccio di contatto mobile e mantiene in posizione armata (con contatto chiuso) la leva di supporto ed il braccio di contatto mobile, contrastando l ’azione di una mol la di richiamo della leva di supporto e del braccio di contatto in una posizione di riposo a contatto aperto.

La spinta esercitata dal la biel la di armamento sul plano Incl inato non è perpendicolare al plano, cosi che la biel la tende a scivolare sul plano, ma è ivi trattenuta da un arpione di bloccaggio che assorbe la componente di spinta esercitata dal la biella tangenziale al plano Incl inato.

Questa componente che risulta convenientemente Inferiore al la spinta del la biella, viene scaricata su un perno di articolazione dell ’arpione.

Ruotando l ’arpione di bloccaggio Intorno al suo perno, la biella di armamento, non più contrastata, può scorrere sul plano Inclinato e Ubera la leva di supporto dal vincolo precedentemente Imposto consentendole di assumere la posizione di riposo Imposta dalla molla.

Il plano Incl inato formato dalla leva di supporto e il dente dell ’arpione di bloccaggio formano una articolazione suscettibile di apertura, quindi di rottura, della ginocchiera costituita dal la leva di supporto e dalla biel la di armamento.

Per quanto dispositivi di sgancio d1 questo tipo risultino efficaci , vi è la esigenza di provvedere prestazioni ancora più spinte e di realizzare Interruttori automatici miniaturizzati con potere di Interruzione ancora superiore e tempi di Intervento ancor più brevi .

Soddisfa questa esigenza l ’ Interruttore automatico miniaturizzato oggetto della presente invenzione in cui un dispositivo di armamento di tipo convenzionale ò assodato ad un dispositivo di sgancio del tipo già descritto in cui l ’arpione di tenuta è sostituito da un nottol ino di arresto comandato da un percussore elettromagnetico attraverso l Intermediarlo di un organo o leva di scatto.

Si ricorda in proposito che un arpione di arresto è un elemento di arresto sollecitato a trazione mentre un nottolino è un elemento di arresto sollecitato a compressione.

Con questa sempl ice sostituzione non solo si può real izzare un dispositivo di sgancio semplice e particolarmente compatto che lascia in un Involucro di volume standardizzato più ampio spazio per altri componenti , in particolare elettromagnete di Intervento rapido e camera di spegnimento d’arco, ma anche consente di ottenere un tempo di Intervento del dispositivo di sgancio più breve che non nel dispositivi ad arpione.

Di questo fatto in qualche modo Inatteso e sorprendente, posto che arpione e nottol ino appaiono funzionalmente equivalenti , si propone una spiegazione teorica.

I vantaggi conseguiti In prestazioni compensano largamente la relativa maggior complessità costruttiva del dispositivo che richiede un elemento Intermedio di azionamento del nottolino.

Le caratteristiche e i vantaggi dell ’ Invenzione risulteranno più chiari dalla descrizione che segue di una forma preferita di realizzazione dell ’ Invenzione fatta con riferimento al disegni allegati in cui :

- la figura 1 rappresenta in vista di Insieme la struttura di un Interruttore automatico real izzato in accordo con la presente Invenzione;

- la figura 2 rappresenta in vista prospettica esplosa una forma preferita di real izzazione di dispositivo di sgancio dell ’ interruttore di figura 1 ;

- la figura 3 rappresenta in vista frontale i l dispositivo di sgancio di figura 2 in posizione di riposo;

- la figura 4 rappresenta 1n vista frontale il dispositivo di sgancio di figura 2 in posizione annata;

- la figura 5 rappresenta in vista frontale il dispositivo di sgancio di figura 2 in posizione annata con Intervento del la protezione elettromagnetica;

- la figura 6 rappresenta in diagramma vettoriale le forze agenti su alcuni elementi del dispositivo di scatto di figura 2;

- la figura 7 è un diagramma energetico qualitativo relativo a un nottolino;

- la figura 8 è un diagramma energetico qualitativo relativo ad un arpione.

Con riferimento alla figura 1 , un Interruttore automatico miniaturizzato realizzato secondo la presente Invenzione comprende un Involucro modulare 1 (costituito da due semlgusd accoppiati , uno del quali è rimosso per consentire la visibi l ità del l ’ Interno) in cui è alloggiata una plural ità di componenti e in particolare:

- un primo e secondo morsetto 2,3 di connessione elettrica con l ’esterno;

- una lama 1n bimetal lo 4;

- un elettromagnete a risucchio 5;

- un pacco di lamel le di spegnimento d’arco 6;

- una leva di armamento manuale 7;

- un contatto fisso 8;

- un contatto mobi le 9 al l ’estremità di un braccio di contatto 10 in materiale conduttore;

- una biella di armamento 11 ;

- un dispositivo di sgancio rapido formato da una leva di supporto 12 del braccio di contatto 10, da una mol la 13 di polarizzazione del braccio di contatto 10 1n posizione aperta, da un nottol ino di arresto 14 e da un organo o leva di scatto 15; - una slitta di accoppiamento meccanico unidirezionale tra lama in bimetallo 4 e dispositivo d1 sgancio.

I due morsetti 2,3 sono elettricamente connessi tra loro attraverso la serie della lama in bimetallo 4, una treccia conduttrice flessibile 16 di collegamento tra lama 4 e braccio di contatto 10, contatto 9 e contatto 8 quando chiusi ed avvolgimento di elettromagnete 5.

L’avvolgimento di elettromagnete ovviamente è connesso, con le sue estremità, al contatto 8 attraverso una appendice rigida in rame 18 dell’elettromagnete che supporta il contatto 8 e al morsetto 3 attraverso una appendice di saldatura 19 del morsetto 3.

L’apertura del contatti 8 e 9 Interrompe i collegamenti elettrici con lo sviluppo tra i contatti di un arco elettrico che commuta, quando i due contatti 8,9 sono convenientemente distanziati tra loro, su un elettrodo di commutazione 20 connesso al morsetto 2 che lo convoglia verso il pacco di lamelle di spegnimento 6.

Perché l’Interruttore automatico sia efficace è necessario non solo che i contatti 8 e 9 vengano aperti, ma anche che vengano allontanati tra loro il più rapidamente possibile in modo che la commutazione dell’arco sull’elettrodo 20 avvenga prima possibile cosi da ridurre al minimo la durata dell’arco.

La figura 2 rappresenta in vista prospettica esplosa per maggior chiarezza la struttura del dispositivo di sgancio rapido.

La leva di supporto 12 del braccio di contatto 10 è fornita ad una estremità di una sede cilindrica 21 per ricevere una spina 22 che funge da perno di supporto per la leva 12, cosi articolata in rotazione sul la spina 22.

La spina 22 viene Innestata con le sue estremità in una posizione fìssa del l ’ Involucro 1.

All ’estremità opposta della leva 12 sono formate, sul le due facce opposte della leva, due spine cilindriche 23,24 con asse parallelo a quello della spina 22 che fungono rispettivamente da perni di articolazione del braccio 10 e del nottolino di arresto 14.

Il braccio 10 ò fornito alle estremità opposte al contatto 9, di una sella 25 di alloggiamento della spina 23.

La sella 25 è preferita ad un al loggiamento cilindrico perché consente di portare i l centro di rotazione del braccio i l più vicino possibile alla sua estremità e di aumentare, a parità di ingombro, i l braccio di leva.

Un’asola 26 praticata 1n una posizione Intermedia del braccio 10, consente il Ubero passaggio della spina 22 nel braccio, Impedisce l ’uscita della spina 23 dal la sel la 25 e consente una predeterminata e l imitata rotazione relativa tra braccio 10 e leva 12 sul perno formato dal la spina 23.

Un dente 27 formato nel braccio 10, in posizione Intermedia tra asola 26 e sella 25, fornisce un innesto di posizionamento per la molla a compressione 13 che, puntando contro l ’ involucro, spinge il braccio di contatto 10 (e conseguentemente la leva 12) In una posizione di riposo e contatto aperto definito da una conveniente battuta dell'Involucro 1.

Integrale alla leva di supporto 12 è formato un dente 30 provvisto di un plano d1 appoggio 31 cooperante con un dente 29 del nottolino a formare un recesso a diedro che accoglie una estremità 32 della biella di armamento 11, Incernierata all'altra estremità su un tamburello 33 di una leva di armamento manuale 7.

Il dente 30 si estende oltre il piano 31 a formare una gola di alloggiamento dell'estremità di biella 32 quando l’azionamento del nottolIno consente all’estremità 32 di scivolare sul piano 31 e di penetrare nella gola di alloggiamento per effetto di un movimento relativo tra estremità 32 e braccio di supporto 12 Imposto dalla molla 13 o, come s1 vedrà più avanti, dall'attuatore elettromagnetico 5.

Il nottolino 14 è essenzialmente costituito da una piccola leva, provvista ad una estremità di un occhiello 28 di alloggiamento per 11 perno 24 e all’estremità opposta del dente di tenuta 29 già menzionato.

Convenientemente il nottolino 14 si estende in un braccio 34 ripiegato ad U e terminato in un dente di attuazione 35 di detto nottolino ripiegato verso l’occhiello 28 e a distanza radiale dall’occhiello eguale o Inferiore alla distanza radiale del dente di tenuta 29 dall’occhiello 28.

Il braccio 34 ripiegato a U forma, con il dente 30 del braccio di supporto, un'asola chiusa di contenimento in cui può scorrere l ’estremità di biel la 32.

Il nottolino 14 è polarizzato 1n una posizione di riposo e d1 arresto da una molla 36 con due estremità Interferenti rispettivamente con il nottolino 14 ed il corpo del braccio 12.

Un cappuccio di plastica 37 convenientemente sagomato è Innestato a scatto sul la testa della leva di supporto 12 del braccio di contatto 10 e Impedisce al nottol ino 14 di sfi larsi dal perno 24.

Vantaggiosamente i l cappuccio 37 può essere realizzato in plastica colorata o provvisto di etichetta adesiva colorata in modo da fornire, attraverso una finestra 38 (figura 1) aperta nell’ Involucro 1 , un’ Indicazione visiva della posizione del cappuccio nell ’Involucro e quindi della posizione del la leva di supporto del braccio di contatto mobile.

Il dispositivo di sgancio comprende anche un organo o leva di scatto operante come Intermedio di attuazione tra percussore di elettromagnete e nottolino 14.

In figura 2 l ’organo di scatto 39 è rappresentato come diviso in due parti 39A e 39B per maggiore chiarezza.

L'organo di scatto, convenientemente in materiale isolante, è formato da due guance parallele giustapposte e accoppiate da una piastra 42 a formare una sella di al loggiamento parziale del la leva 12 e del braccio 10.

Le due guance sono provviste di aperture assialmente allineate 40,411n cui si Innesta, passante beramente, la spina 22.

E’ chiaro che l’insieme dell’organo di scatto 39, del braccio 10, della leva 12, del nottolino 14 con relativa molla 36, del cappuccio 37 e della spina 22 può essere assemblato In modo agevole e come Insieme unitario costituisce un dispositivo di scatto che può essere installato con una semplice operazione nell’Involucro 1.

L’organo di scatto può ruotare relativamente alla leva di supporto ed al braccio 10 per un angolo predeterminato definito dall’interferenza di un rilievo 43 della leva d1 supporto 12 con un dente 44 della guancia 39A e dall’Interferenza di un risalto 45 della piastra 42 con il braccio di contatto mobile 10.

Un secondo dente 46 dell'organo d1 scatto Interferisce con un dente 47 della slitta 48, quando la slitta viene spostata nel senso indicato dalla freccia 49 per effetto della curvatura della lama in bimetallo 4 (figura 1) che agisce su un dente 50 della slitta.

Per azionare il nottolino 14 l’organo di scatto è provvisto di una leva di scatto 50 terminata in un dente 51.

Quando all’organo di scatto è Impressa una rotazione in senso orarlo (con riferimento alla vista d1 figura 1 e 2) sul perno 22, per effetto di una forza applicata sulla piastra 42 dal percussore 52 d1 elettromagnete, il dente 51 Interferisce con il dente di attuazione 35 del nottolino e ne provoca la rotazione in senso antiorario sul perno 24.

Per effetto di questa rotazione l 'estremità della biella 32, non più vincolata sul plano Inclinato 31 , si alza e l ’ Intero dispositivo di scatto è bero di ruotare in senso orarlo.

Nel caso di Intervento del percussore 52 la rotazione è Imposta dall ’azione esercitata dalla mol la 13 sul braccio di contatto 10 e congiuntamente dal l 'azione esercitata dal percussore 52 sull ’organo di scatto e da questo trasferita al braccio di contatto 10 attraverso i l dente 45. L’apertura risulta particolarmente rapida perché nessuna coppia resistente à appl icata al dispositivo di scatto, salvo il momento di Inerzia del dispositivo stesso.

Nel caso di Intervento della protezione termica, lo spostamento della sl itta 48 provoca una rotazione del l ’organo di scatto e della leva 50 sul perno 22 che determina lo scatto del nottol ino 14 e la rotazione del braccio di contatto 10 e del l ’ Intero dispositivo di scatto è determinata dal la sola azione del la molla 13.

In ambedue i casi la rotazione Impressa dal la molla alla leva 12 viene trasferita, per Interferenza del ril ievo 43 con i l dente 44, all ’organo di scatto 39, due appendici del quale, 39C, 39D possono essere scoppiate meccanicamente, in modo noto, a corrispondenti appendici dell ’organo di scatto di modul i Interruttori giustapposti per provocarne lo scatto.

Per una più agevole comprensione del funzionamento del dispositivo di scatto descritto, le figure 3,4,5 rappresentano schematicamente il dispositivo in diversi stati operativi .

In figura 3 il dispositivo di scatto è in posizione di riposo. Per questa condizione la molla 13 spinge la parte superiore del braccio di contatto 10 e la leva di supporto 12 contro una battuta di arresto 53 formata dall’ Involucro 1.

Il braccio d1 contatto 10 è mantenuto stabilmente 1n posizione aperta.

La leva di armamento 7 è in posizione disarmata e l ’estremità di biella è Inserita senza sforzo nel diedro formato dal plano Inclinato 31 e dal dente di nottolino 14.

Il nottolino è mantenuto in posizione di arresto dalla sua molla di richiamo ed i l dente di attuazione del nottolino, spingendo contro il dente 51 dell 'organo di scatto, tende a farlo ruotare in senso antiorario sul perno 22 mantenendolo nella posizione di riposo definita dall ’ Interferenza del dente 44 con il risalto 43.

Ruotando la leva di armamento 7 nel senso indicato dalla freccia 64, l ’estremità di biella 11 viene puntata contro il plano inclinato e, poiché il nottolino ne impedisce lo scorrimento, la leva di supporto viene spinta, Insieme al braccio di contatto, nella posizione Indicata 1n figura 4.

In questa condizione la leva di armamento 7 risulta appoggiata ad una battuta di fine corsa e l ’estremità di biella 11 , articolata sul la leva 7, oltrepassa i l raggio di retto dal fulcro della leva 7 all ’estremità 32 della biella 11 e la molla 13 mantiene stabilmente il dispositivo di sgancio in posizione annata.

Assicura Inoltre una predeterminata pressione di contatto tra i contatti 8 e 9 chiusi per effetto dell 'articolazione del braccio di contatto sul perno 23 e grazie alla libertà di rotazione assicurata dall’asola 26.

Se L1 è la lunghezza del braccio di leva tra contatti 8 e 9 ed 11 centro di rotazione del braccio di contatto, con L2 il braccio di applicazione della forza esercitata dalla molla rispetto al centro di rotazione del braccio di contatto e con FM la spinta esercitata dalla molla perpendicolarmente al braccio di contatto, la forza P esercitata tra i contatti è data da

P = FM ■ L2/L1.

La figura 5 rappresenta la condizione di attivazione del dispositivo di scatto per effetto di una sovracorrente.

Il percussore 52 viene proiettato contro l ’organo di scatto 39 che ruota sul perno 22 Insieme alla leva di scatto 50.

Il dente della leva di scatto agisce sul nottolino 14 provocandone lo sgancio.

Da questo momento in poi l’estremità della biella 11 , non più trattenuto dal nottolino, è Ubera di scivolare sul plano Inclinato e consente al dispositivo di sgancio di ruotare per effetto combinato della spinta esercitata dal percussore 52 e dalla molla 13.

Il tempo di sgancio del nottolino è di estrema Importanza per assicurare la prontezza di Intervento della protezione che deve essere il più breve possibile.

Poiché la potenza meccanica che può essere sviluppata da un elettromagnete è limitata, occorre che il lavoro di sgancio sia il minore possibile cosi da minimizzare il tempo occorrente per eseguire il lavoro.

La figura 6 rappresenta schematicamente in diagramma di forza le diverse componenti che definiscono il lavoro da compiere per sganciare il nottolino.

Con i numerali 31,32 e 56 sono Indicati rispettivamente 11 plano d1 appoggio della leva di supporto, l’estremità della biella 11, che in generale ha una sezione circolare di diametro non nullo, ed il piano di tenuta del nottolino 14.

Se F è la reazione esercitata dalla biella 11 per contrastare ed equilibrare la spinta della molla, la forza F può essere scomposta nella componente FT, perpendicolare al plano 31, e nella componente FR perpendicolare al plano 56.

La componente FT è Interamente assorbita dal braccio d1 supporto e dalla molla di polarizzazione.

E’ evidente che quanto più il plano 31 è prossimo ad una disposizione perpendicolare alla forza F, quindi quanto più piccolo è l’angolo a formato da F e FT, tanto più piccola risulta la componente FR.

In pratica l’angolo a non può essere Inferiore ad un certo limite per evitare che, per effetto del l ’attrito, si abbia Impuntamento della biella 11 sul plano 31 e in generale non è Inferiore al 20'.

E’ anche evidente che a parità di angolo a la condizione per cui la componente FR è minima è quel la in cui i l plano 56 è perpendicolare al plano 31.

La forza FR applicata al nottol ino nel punto di contatto tra plano 56 ed estremità d1 biella 32 è Interamente equilibrata dalla reazione esercitata dal perno 24 di supporto del nottolino se l ’asse del perno è al lineato con la componente FR.

Poiché le forze che agiscono sul nottolino si equi l ibrano completamente, è sufficiente una coppia M minima ed in prima approssimazione trascurabile, per polarizzare il nottolino in condizione di bloccaggio.

Cosi , in prima approssimazione, trascurando la coppia H si può di re che i l lavoro virtuale da compiere per sganciare i l nottol ino è dato da L = D <■ >μ · FR = D-p*F*tga dove D ò lo scorrimento da Imprimere al plano 56 relativamente al l ’estremità di biel la 32 per portare lo spigolo 56 del dente di nottolino nel punto di contatto tra plano 56 ed estremità 32 e dove p ò l i coefficiente di attrito.

Mediante l ’Impiego di materiali a basso coefficiente di attrito (bronzo, acciaio) à quindi possibile realizzare i dispositivi di scatto che richiedono un minimo lavoro di sgancio dell ’ordine di poche dine (g · cm) .

Questo schema concettuale è valido sia nel caso che il piano 56 appartenga al dente di un nottolino, come al dente di un arpione solo se la rotazione del nottollno/arpione necessaria per sganciare il dente è trascurabile, ciò che nella pratica non avviene occorrendo una rotazione predeterminata necessitata dal fatto che il centro di rotazione del nottolino/arpione ò relativamente vicino al plano 56.

E’ quindi evidente che nel caso di un nottolino, un plano di appoggio come 56 realizza per l’estremità 32 della biella un appoggio in condizioni di equilibrio stabile e che spostamenti angolari del nottolino dalla condizione di equilibrio sono ottenuti solo compiendo un lavoro che allontana, in qualche misura, l’estremità 32 dal centro di rotazione.

Il diagramma di figura 7 rappresenta qualitativamente il lavoro da compiere per ruotare il nottolino di un angolo φ rispetto alla posizione stabile.

Viceversa nel caso dell’arpione un plano di appoggio come 56 realizza per l’estremità della biella una condizione di equilibrio Instabile, rappresentata dal diagramma energetico A di figura 8.

E’ solo sagomando la superficie di appoggio 56 cane arco cilindrico con raggio eguale alla distanza tra superficie di appoggio ed asse di rotazione dell’arplone/nottolino che si ottiene in ambedue i casi una condizione di equilibrio Indifferente.

Ciò però non è sufficiente a rendere equivalente il comportamento del due elementi.

Infatti nel caso del nottolino, la forza FR agente è una forza di compressione semplice che non modifica l’orientamento della superficie di appoggio ma solo la distanza della superficie dell’asse di rotazione (per effetto della elasticità, ancorché minima, del materiale).

Invece nel caso dell’arpione, alla sollecitazione di trazione si assodano Inevitabilmente momenti flettenti che tendono a favorire la condizione di instabilità per evitare la quale è necessario aumentare in modo considerevole e non trascurabile il momento di polarizzazione M o inclinare la superf icie/piano di appoggio in modo da Introdurre una componente di spinta che si oppone allo sgancio dell’arpione ed è causa di un maggior lavoro di sgancio.

Per entrambi gl i accorgimenti il diagramma energetico risulta qualitativamente modificato, come rappresentato dal diagramma B di figura 8.

Il confronto delle figure 7 e 8 mette in evidenza una ulteriore e non trascurabile differenza tra comportamento del nottolino e dell’arpione.

Nel caso del nottolino, il lavoro differenziale Ldo da compiere per spostarlo dalla condizione di riposo, è Inizialmente nullo e cresce in modo più che proporzionale con l’entità dello spostamento.

Invece nel caso dell’arpione il lavoro differenziale è ielevato in un Intorno della condizione di riposo e decresce quanto più ci si allontana da questa.

Poiché nel caso di un dispositivo di scatto l’angolo di rotazione del nottolino/arpione è correlato al tempo necessario per la sua attuazione, anche se in modo non necessariamente lineare, l'impiego di un nottolino consente una maggior efficienza e rapidità di risposta perché le sue caratteristiche dinamiche meglio si adattano a quelle di un attuatore elettromagnetico che è in grado di sviluppare una spinta e potenza crescente nel tempo man mano che l’ampiezza del traferro diminuisce.

Cosi l'Impiego di un nottolino in sostituzione di un arpione, in un dispositivo di scatto a rottura di ginocchiera di Interruttore automatico, si rileva vantaggioso sia nel caso che il dente del nottolino abbia superficie di appoggio cilindrica, sia nel caso che questa sia plana.

La descrizione che precede riguarda solo una forma preferita di realizzazione dell’Invenzione e molte varianti possono essere apportate. Per esemplo l’accoppiamento tra nottolino e organo di scatto può essere realizzato mediante glifo, sul braccio di nottolino e sulla leva di scatto, anziché mediante denti di interferenza e la molla di polarizzazione del nottolino può in questo caso essere sostituita da una molla di polarizzazione che agisce sull’organo di scatto il quale impone a sua volta una predeterminata posizione di riposo al nottolino.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Interruttore automatico miniaturizzato con un Involucro al loggiente una coppia di contatti , rispettivamente mobi le e stazionarlo, detto contatto mobi le essendo disposto ad una prima estremità di un braccio di contatto mobi le tra una posizione chiusa ed aperta, comprendente: - una leva di armamento manuale accoppiata ad una biel la di trasmissione a formare un commutatore meccanico blstabi le, - un percussore azionato da elettromagnete, - una leva di supporto del braccio di contatto articolata su un primo perno Imperniato in detto Involucro, detto braccio d1 contatto essendo articolato al la sua seconda estremità su un secondo perno al la estremità Ubera di detta leva di supporto e suscettibi le di almeno una predeterminata rotazione relativa a detta leva di supporto, detto secando perno essendo radialmente opposto a detti contatti relativamente a detto primo perno, - una mol la agente su detto braccio di contatto, 1n posizione intermedia tra detto primo e secondo perno, per polarizzare detta leva di supporto e detto braccio di contatto 1n detta posizione aperta, un dente di appoggio formato su detta leva di supporto 1n posizione Intermedia tra detto primo e secondo perno, detto dente formando un plano di appoggio e di scorrimento per una estremità Ubera di detta biel la, Incl inato e non perpendicolare al la di rezione di spinta esercitata da detta biel la, detto Interruttore essendo caratterizzato da ciò che comprende: - un nottolino di arresto articolato su un terzo perno all’estremità U bera di detta leva di supporto, detto nottolino avendo un dente di tenuta con superficie di tenuta per detta estremità U bera di biella ortogonale, nel punto di contatto con detta estremità di biella, a detto plano di scorrimento, detto terzo perno essendo disposto con asse in un plano parallelo a detto piano di scorrimento e contenente il punto di contatto di detta biella con detto dente di tenuta, - un organo di scatto articolato su detto primo perno ed azionato da detto percussore, avente un braccio di attuazione che provoca la rotazione di detto nottolino ed il disimpegno di detta estremità di biella da detto dente di tenuta e - mezzi per applicare a detto nottolino una coppia di polarizzazione 1n posizione di tenuta.
2. 2. Interruttore come a rivendicazione 1, in cui detti mezzi per applicare a detto nottolino una coppia di polarizzazione comprendono una seconda molla avvolta su detto terzo perno, detta seconda molla, attraverso detto nottolino, polarizzando detto organo di scatto in una predeterminata posizione angolare di riposo definita da mezzi di Interferenza di detto organo di scatto con detta leva di supporto.
3. 3. Interruttore come a rivendicazione 2, in cui detto organo di scatto comprende un dente di apertura che Interferisce con detto braccio di contatto, in posizione chiusa, quando detto organo di scatto è spostato dalla sua posizione di riposo da detto percussore.
4. 4. Interruttore come a rivendicazione 3, comprendente un elemento bimetallico in serie tra detto contatto mobile ed un morsetto elettrico di connessione ed una slitta azionata da detto elemento bimetallico, detta slitta essendo provvista di un dente di Interferenza con un corrispondente dente di detto organo di scatto.
5. 5. Interruttore come a rivendicazione 4, in cui detto primo e secondo perno si estendono su lati opposti di detta leva di supporto comprendente Inoltre un cappuccio resiliente innestato a scatto su detto secondo e terzo perno per Impedire lo sfilamento di detto nottolino da detto terzo perno.
6. 6. Interruttore cane a rivendicazione 5, 1n cui detto cappuccio si affaccia su una apertura di detto Involucro e fornisce una Indicazione della posizione di detto braccio di contatto.
7. 7. Interruttore come a qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto nottolino comprende un braccio ad U, detto terzo perno essendo Inserito in una sede cilindrica provvista ad una estremità di detto nottolino, l’altra estremità di detto braccio essendo ripiegata verso detta sede cilindrica a formare un dente di attuazione contattabile da detto braccio di attuazione e di organo di scatto in un punto di detto dente di attuazione a eguale o minore distanza da detto terzo perno che non quella di detto piano di tenuta da detto terzo perno.
8. 8. Interruttore come a qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto braccio di contatto mobile comprende una sella di alloggiamento di detto secondo perno.