POSIÇÃO E TRAVAMENTO NO CONTATO ELÉTRICO"

Refere-se o presente relatório descritivo, a um pedido de patente de invenção para um conjunto pelo qual é proporcionado um sistema de fechamento de contato elétrico aplicado em um comutador utilizado em transformadores de distribuição. O sistema funciona a partir de um par de elementos móveis dispostos de forma adjacente entre si e com ação independente, trabalhando através de uma cremalheira acoplada a engrenagem dentada de um eixo vertical giratório e um seletor, fazendo deslizar elementos móveis e travando-os pressionados por molas, contra elementos fixos (contatos) para garantir o fechamento de contato eficiente e de forma segura.

ESTADO DA TÉCNICA

Como é de conhecimento, um comutador elétrico é destinado a chavear ou comutar, entre uma pluralidade de posições para o contato elétrico, o que é feito por ação mecânica a partir de um seletor ou botão. Essa classe de dispositivos ou chaves elétricas, genericamente, compreendem elementos móveis mecanicamente deslocáveis entre as diversas posições pré- selecionadas de modo a colocar em curto elementos fixos (contatos). o documento de patente PI 9902210-9, citado aqui apenas como exemplo, trabalha com molas de abertura que separam os contatos interrompendo a corrente do circuito de energia, ao passo que molas de fechamento (que armazenam energia) vencem as forças mecânicas e magnéticas através de mecanismos de catraca com came e alavanca manual para a liberação da corrente de energia.

Um problema existente nesse tipo de dispositivo está na garantia de que haja sempre um bom contato elétrico entre o elemento fixo e o elemento móvel, de modo que a corrente flua de forma constante, sem interrupções e sem variações na resistência elétrica entre dois ou mais pontos de contato elétrico. De qualquer forma, no comutador convencional corre-se o risco de, ao ser girado o seletor esses elementos móveis posicionarem-se de forma tal que mantenham-se junto a apenas um dos elementos fixos e não estabelecendo, assim, o contato seguro para manter o circuito fechado. OBJETIVO DA PATENTE

É justamente essa a proposta do comutador em questão, motivo desse pedido de patente, o qual é composto por um conjunto que vem trazer um posicionamento seguro através de elementos móveis (esferas, anilhas, arruelas, roletes e similares), impulsionados por molas que, por meio de um mecanismo de cremalheira permitem a troca de posições de forma segura e apta a compensar quaisquer deformações geométricas, garantindo o contato elétrico, que dá-se por de contato de elementos fixos montados em uma superfície eletricamente isolante. Após giro de seletor é transmitida rotação de um eixo vertical ligado a engrenagem da cremalheira. Com o acionamento os elementos móveis são deslocados pressionados por respectivas molas com ação independente, percorrendo as cabeças semicirculares (que, por essa geometria evitam "fugas" de posicionamento) dos elementos fixos (contatos) e, após vencida a força dessas molas o sistema é mantido na posição desejada, garantindo a passagem de corrente elétrica pelos pontos de contato.

Explicado superficialmente, passa o comutador e o sistema que o envolve a ser melhor detalhado através dos desenhos anexos, pelos quais se vêem: Figura 1 - vista em perspectiva de todos os componentes do conjunto. Nessa vista é mostrada a cremalheira com seu terminal de pinos receptores das molas dos elementos móveis. Às guias da cremalheira está alinhado um trilho de superfície eletricamente isolante dotado de elementos fixos (contatos de cabeça semicircular), sendo que, no seu extremo oposto a cremalheira é acoplada a dentes da engrenagem de um eixo vertical com ponteira de engate e furos roscados, que serão fechados e envoltos por suportes inferior, superior e principal. O bocal roscado do suporte principal é posicionado externamente à carenagem do transformador de distribuição para receber um visor de posição externo com flange numerado e porca. Acima da porca é mostrado um seletor e uma capa superior, além de parafuso de travamento;

Figura 2 - mostra a cremalheira móvel acoplada à engrenagem do eixo vertical, com sua ponteira de furo roscado. No det. A, é mostrado o terminal com guias ao passo que no det. B são mostrados os elementos móveis (roletes, esferas, anilhas, arruelas e etc);

Figura 3 - mostra o suporte inferior alinhado à engrenagem dentada da cremalheira;

Figura 4 - mostra o suporte inferior com a engrenagem dentada assentada, estando as guias da cremalheira alinhadas ao trilho de superfície isolante. No det. A é mostrado que o trilho recebe os elementos fixos (contatos) e no det. B é mostrado que esses elementos fixos possuem cabeça semicircular;

Figura 5 - mostra que o trilho de superfície isolante foi inserido e expõe, de um lado, os elementos fixos (contatos) e, do lado oposto, suas cabeças semicirculares;

Figura 6 - mostra o suporte superior alinhado ao eixo vertical. Ao suporte superior estão alinhados anéis de vedação, capa principal com batente anelar assentado em seu bocal roscado;

Figura 7 - mostra o suporte superior montado com o suporte principal, ambos alinhados ao eixo vertical;

Figura 8 - mostra os suportes inferior e superior (o qual está montado com o suporte principal) fechando a engrenagem dentada da cremalheira;

Figura 9 - mostra que o conjunto (até então montado) do comutador, encontra-se interno à carenagem do transformador de distribuição. O bocal roscado é passante por um furo previamente aberto na carenagem para receber os componentes que ficarão externos ao transformador;

Figura 10 - mostra que o visor de posição foi inserido pelo bocal roscado e recebeu o assentamento do flange numerado, bem como da porca;

Figura 11 - mostra que o seletor está alinhado à ponteira do eixo vertical; Figura 12 - mostra que o seletor já foi acoplado e os elementos fixos (contatos) receberam os cabos elétricos;

Figura 13 - mostra o seletor sendo girado;

Figura 14 - mostra que, após o giro do seletor os elementos móveis percorrem os elementos fixos (contatos), em sequencia vista pelos detalhes A, B e C;

Figura 15 - mostra que foi achado o ponto selecionado entre os elementos fixos para o fechamento do circuito elétrico, quando o elemento móvel mantém-se ali seguramente travado pela ação da mola;

Figura 16 - vista superior segundo figura anterior e, no detalhe A, corte lateral;

Figura 17 - mostra a cremalheira em perspectiva a partir das cabeças semicirculares dos elementos fixos (contatos), além do alinhamento do parafuso de travamento do seletor. Nos detalhes A e B é mostrada a introdução do parafuso de travamento;

Figura 18 - mostra uma capa sendo acoplada no visor de posição para receber uma fita de ligação, vista no detalhe A;

Figura 19 - vista segundo figura anterior. No detalhe A, bem como no detalhe B , é mostrado que a fita de ligação já foi acoplada;

Figura 20 - mostra que capa e seletor foram travados por um cadeado, para fechamento inviolável. No detalhe A é mostrado que as numerações do flange numerado e da capa coincidem e são vistas pela janela do visor de posição;

Figura 21 - mostra que capa e seletor foram travados por uma cinta lacre, para fechamento inviolável.

Em conformidade com os desenhos anexos, o "COMUTADOR LONGITUDINAL, PARA SISTEMA DE MUDANÇA DE POSIÇÃO E TRAVAMENTO NO CONTATO ELÉTRICO", objeto desse presente pedido de patente, constitui-se de um comutador cujos componentes estão mostrados praticamente na sua totalidade pela figura 1. A montagem sequencial do comutador será mostrada pelas figuras relacionadas de 2 a 12.

Como ilustra a figura 2, uma cremalheira móvel ( 1) possui, em um de seus extremos, guias (2) de um terminal (3) com um par de pinos internos de encaixe (4), mostrados no detalhe A, junto aos quais posicionam-se um par de molas (5) alojadas pressionadas em canais (6) de respectivo par de elementos móveis (7) (que podem ser esferas, roletes e etc), mostrados no detalhe B . Em seu extremo oposto a cremalheira móvel ( 1) recebe uma engrenagem dentada (8) que estende eixo vertical (9) com ponteira ( 10) de furo roscado ( 11). Como ilustra a figura 3, os elementos móveis (7) foram acoplados, juntamente com as molas (5), nos pinos internos de encaixe (4) do interior do terminal (3) da cremalheira (1 ), a qual, por sua engrenagem dentada (8) está alinhada a um suporte inferior ( 12) dotado de berço ( 13) e nervuras de engate (14). Como ilustra a figura 4, a engrenagem dentada (8) foi assentada no berço (13) juntamente com a cremalheira (1 ), a qual tem as guias (2) de seu terminal (3) alinhadas a um trilho de superfície isolante ( 15) receptor da fixação de elementos fixos (contatos) (16), como mostra o det. A. Como mostra o det. B, esses elementos fixos ( 16) são dotados de cabeças semicirculares (17). O trilho de superfície isolante ( 15) possui recortes ( 18) e, a partir das guias (2) desliza junto à cremalheira (1) sendo preso nas nervuras de engate ( 14) do berço ( 13) do suporte inferior ( 12), como ilustra a figura 5. Ao eixo vertical (9) são alinhados um suporte superior ( 19) com pescoço de engate (20), além de anéis de vedação (21 ) e um suporte principal (22) com bocal roscado (23) dotado de canal externo (24) e batente anelar (25), como mostra a figura 6.

Como mostra a figura 7, o suporte principal (22) recebe o assentamento de um espaçador (26) em seu batente anelar (25) e é acoplado ao pescoço de engate (20) do suporte superior (19) sendo ambos, assim montados, inseridos no eixo vertical (9), envolvendo-o. O travamento dá-se por meio de rebites (27), fixando o suporte inferior (12) com suporte superior (19) e suporte principal (22) montados, fechando assim o extremo com engrenagem dentada (8) da cremalheira ( 1), como mostra a figura 8. Nessa condição, como mostra a figura 9, o conjunto para o comutador até então montado, é introduzido no transformador de distribuição (T) e, a partir de furo previamente aberto em sua carenagem, expõe externamente o bocal roscado (23). Por esse bocal roscado (23) é inserido e assentado na carenagem do transformador de distribuição (T), um segundo espaçador (28), ao qual alinha-se um visor de posição (29) recortado por janela (30) em sua parede circular, sendo vazado no fundo por recortes oblongos radiais (31) distribuídos em torno de um furo central (32), em cujo ponto de sua beirada é incorporado um dente guia (33). A esse visor de posição (29) alinha-se um flange numerado (34) combinado a furos radiais (35) e furo central (36), incorporando em sua beirada um dente guia (37) alinhado ao dente guia (33), além de uma porca (38).

Assim sendo, como mostra a figura 10, sobre o espaçador (28) é assentado o visor de posição (29) deslizando por seu dente guia (33) no canal (24) do bocal roscado (23), pelo qual também desliza, igualmente por seu dente guia (37), o flange numerado (34) que, por sua vez, assenta-se no referido visor de posição (29) seguindo-se ao travamento pela porca (38), que é apertada no bocal roscado (23). Ao bocal roscado (23), como mostra a figura 1 1 , é alinhado um seletor (39) vazado por furo central (40) com terminal-fêmea (41), além de furo vertical (42) em uma das laterais de sua pega (43), completado dois furos horizontais (44) de diferentes diâmetros. O seletor (39), na lateral oposta de sua pega (43) recebe um recorte (45), sendo que, ao furo central (40) é alinhado um parafuso de travamento (46). Como mostra a figura 12, após o acoplamento de seu terminal-fêmea (41) o seletor (39) recebe o parafuso de travamento (46) que é rosqueado no furo roscado ( 11) da ponteira ( 10), travando-o no eixo vertical (9), seguindo-se a ligação dos cabos elétricos (E) que partem do transformador de distribuição (T).

As figuras a seguir relacionadas, de 13 a 21 , referem-se ao funcionamento do comutador em questão.

Após girado o seletor (39), como ilustra a figura 13, o eixo vertical (9) é também girado juntamente com a engrenagem dentada (8) que arrasta a cremalheira (1 ), fazendo com que os elementos móveis (7) deslizem sobre as cabeças semicirculares (17) dos elementos fixos ( 16), como ilustram os detalhes A, B e C da figura 14. Ao percorrerem as superfícies semicirculares ( 17) os elementos móveis (7) vencem a força das molas (5), comprimindo-as até encontrarem espaço entre os elementos fixos ( 16). Nessa condição as molas (5) retornam e mantêm os elementos móveis (7) posicionados nesses espaços entre as cabeças semicirculares (17) dos elementos fixos ( 16), em posição de circuito fechado, ou seja, estabelecendo o contato elétrico como mostram a figura 15 e a figura 16 com seu detalhe A. Pelo fato de as cabeças ( 17) serem semicirculares os elementos móveis (7) são impedidos de posicionarem sobre um único elemento fixo ( 16), mantendo-se sempre nos espaços de estabelecimento de contato elétrico. Por serem pares e montados independentemente entre si, o desgaste gerado em um dos elementos fixos ( 16) durante o arrasto pela cremalheira (1 ) passa a ser compensado pelo outro elemento fixo (16), garantindo maior durabilidade para o sistema.

Assim sendo, como mostra a figura 17, estando o comutador devidamente armado pelo seletor (39), é inserido pelo furo vertical (42) de sua pega (43) um segundo parafuso (47), de modo que seu corpo roscado ultrapasse os furos (35) do flange numerado (32) e atinja os recortes oblongos (31) do visor de posição externa (29), travando assim o seletor (39) na posição desejada, como mostram os detalhes A e B . Depois é inserida uma capa (48) com furos laterais (49) e um recorte lateral (50). Através dos recortes (50) e (45) respectivamente da capa (48) e seletor (39), como mostram as figuras 18 e 19 e seus detalhes A e A e B, é passada uma fita (F), estabelecendo uma ligação entre ambos. Como se observa pela figura 20 e seu detalhe A, a numeração da capa (48) coincide com a numeração do flange numerado (32) de modo que, pela janela (30) do visor de posição (29) é possível visualizar a posição de travamento do comutador. Finalmente, como mostram as figuras 20 e 21 , entre os furos (49) da capa (48) e furos (44) do seletor (39) é inserido um cadeado (C) ou uma cinta lacre (L) que, caso sejam quebradas, identificam adulterações ou manuseio indevido do comutador.