BR112016005979B1 - Chave de segurança operada manualmente com atraso de tempo - Google Patents

Abstract

chave de segurança operada manualmente com atraso de tempo a presente invenção refere-se a uma chave de segurança operada manualmente, com atraso de tempo (1), compreendendo um dispositivo de comutação (2) adaptado para ser ancorado em uma parte fixa da proteção, e provida de dispositivos de comutação (5) adaptados para serem conectados a uma planta a ser controlada, e um dispositivo de operação (3) adaptado para ser ancorado em uma parte móvel da proteção a fim de interagir com os dispositivos de comutação (5) durante o fechamento da parte móvel. o dispositivo de comutação (2) compreende um mecanismo de bloqueio (9) associado com os dispositivos de comutação (5) e adaptado para travar/liberar seletivamente o dispositivo de operação (3), e dispositivos de desbloqueio operáveis manualmente (10), operativamente acoplados ao mecanismo de bloqueio (9) para desbloquear o dispositivo de operação (3) com um tempo de atraso predeterminado com relação à comutação do circuito de fornecimento de energia realizada pelos dispositivos de comutação (5). o dispositivo de comutação (2) tem dispositivos de detecção (13) operativamente acoplados aos dispositivos de comutação (5) para modificar sua condição operacional em função de um sinal de entrada. o dispositivo de operação (3) também compreende um transmissor (14) adaptado para enviar um sinal de proximidade a ser recebido como entrada pelos dispositivos de detecção (13), a fim de controlar os dispositivos de comutação (5) quando o transmissor (14) está colocado a uma distância mínima predeterminada dos dispositivos de detecção (13). o mecanismo de bloqueio (9) também compreende uma passagem interna (29) adaptada para permitir a passagem de elementos de conexão dos dispositivos de detecção (13) com os dispositivos de comutação (5) evitando a interferência com os dispositivos de desbloqueio (10).

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção encontra aplicação no campo dos dispositivos de segurança elétrica e refere-se em particular a um comutador de segurança operado manualmente, com unidade de atraso de tempo.

Estado da técnica

[002] As estruturas para a proteção de máquinas e plantas industriais, tais como barreiras e painéis de proteção, normalmente são fornecidas com um ou mais comutadores de segurança projetados para serem aplicados nas áreas de acesso, de modo a permitir a partida do sistema somente na condição segura de proteção fechada, parando-a automaticamente na abertura da proteção.

[003] Normalmente, estes comutadores específicos compreendem um invólucro projetado para ser aplicado em uma parte fixa da proteção e alojam os componentes de comutação elétricos e eletrônicos para conectar o comutador ao sistema a ser controlado.

[004] Por sua vez, um elemento de operação projetado para interagir com o comutador para abrir/fechar um ou mais circuitos conectados ao mesmo durante a abertura e fechamento do painel ou outra parte móvel, é fixado em correspondência com a porta ou painel de abertura da proteção.

[005] Desta maneira, a ativação do sistema somente é possível quando a proteção está na condição segura de painel fechado, havendo uma interação entre a porção de comutação e o elemento de operação.

[006] Nesse contexto, os comutadores de maior extensão fornecem a interação entre o atuador móvel e a porção do circuito contida no invólucro fixo através de uma ranhura no mesmo.

[007] Através dessa ranhura, será possível inserir um atuador com a forma adequada, por exemplo, em formato de chave, para agir sobre um mecanismo de travamento/destravamento de contatos adequados alojados no invólucro, conforme descrito por exemplo em US7456368 e DE10056458.

[008] O atuador também está projetado para interagir com um dispositivo de travamento alojado no invólucro para ser bloqueado pelo mesmo, a fim de evitar que a porta possa ser aberta por pessoas não autorizadas quando a planta ainda está funcionando.

[009] Por conseguinte, a fim de abrir a proteção, primeiramente é preciso proceder ao destravamento do referido mecanismo de travamento, o qual é adequadamente conectado aos meios de comutação fornecidos no mesmo invólucro, de maneira que seu destravamento conduz necessariamente à comutação do circuito de fornecimento de energia do sistema na condição aberta, com a consequente parada do mesmo.

[010] Também são conhecidos os comutadores atuados eletronicamente (um exemplo das mesmas é descrito em WO2013098788), nas quais os meios de comutação são ativados por um sinal de proximidade transmitido por um dispositivo de operação do tipo eletrônico, fornecido de uma etiqueta eletrônica e captado por uma antena alojada no invólucro.

[011] Por sua vez, a WO2013/087183 descreve um comutador de segurança operada por uma chave mecânica, mas fornecida de um sensor de proximidade adaptado para comunicar com o atuador de chave, tendo por sua vez, um solenóide indutivo para detectar a sua presença.

[012] A conexão entre o sensor de proximidade e os meios de comutação é realizada por meio de fios localizados na parte externa do invólucro.

[013] Dentre os comutadores operados mecanicamente, também são conhecidos comutadores tendo um mecanismo de travamento controlado por meios de controle operados manualmente, que fornecem um ou mais comandos, como botões cogumelo de emergência, chaves comutadoras ou outros semelhantes, projetados para interagirem com o mecanismo de travamento, a fim de responderem a uma ação específica realizada por um usuário a partir do exterior.

[014] Por exemplo, a EP0849750 descreve um comutador de segurança conhecido, operado manualmente e do tipo descrito acima, que inclui meios de atraso de tempo adaptados para interagirem com o mecanismo de travamento, de modo a permitir o destravamento do mesmo com um atraso de tempo relacionado à abertura do circuito de fornecimento de energia do sistema.

[015] Em particular, os meios de atraso são constituídos por um parafuso/porca de acoplamento adaptado para ser manobrado a partir do exterior através de uma roda, a fim de promover o movimento de translação de uma haste de travamento projetada para interagir com o atuador quando o mesmo está na posição de inserido.

[016] A haste do lado oposto ao atuador está conectada aos contatos de comutação do circuito, de modo que somente na primeira parte do curso da haste ocorre a abertura dos contatos sem destravar o atuador.

[017] O primeiro inconveniente desses comutadores temporizados operados manualmente consiste em seu grau de segurança relativamente baixo, pois não são fornecidos com meios que impeçam condutas negligentes ou fraudulentas, que podem levar à abertura da planta em uma condição insegura, especialmente com a proteção aberta, uma vez que sempre é possível operar o comutador sem atuadores especificamente projetados.

[018] Além disso, a possibilidade de entrar poeira ou sujeira na ranhura torna os comutadores não confiáveis.

[019] Não menos importante, é o fato de o atraso de tempo entre a abertura dos contatos e o destravamento do atuador somente ser possível por meio de dispositivos de natureza mecânica, que geralmente têm um grau de imprecisão relativamente alto.

[020] Além disso, estes tipos de comutadores não são fornecidos com sistemas de controle a serem usados em todas as condições em que é exigido um grau particularmente alto de segurança.

Objeto da invenção

[021] O objeto da presente invenção é ultrapassar os inconvenientes acima, proporcionando um comutador de segurança com atraso de tempo, operado manualmente, altamente eficiente e relativamente barata.

[022] Um objetivo específico consiste em fornecer um comutador de segurança com atraso de tempo, operado manualmente, que é particularmente seguro e evita aberturas e/ou fechamentos não autorizados dos acessos, sempre garantindo que a partida da planta ocorre em uma condição segura de proteção fechada.

[023] Outro objetivo consiste em fornecer um comutador de segurança com atraso de tempo, operado manualmente, alojando meios de comutação do tipo eletromecânico ou eletrônico e onde os componentes eletrônicos estão protegidos contra o contato com os componentes mecânicos móveis dos meios de destravamento com atraso de tempo.

[024] Ainda outro objetivo consiste em fornecer um comutador de segurança operado manualmente, com atraso de tempo, altamente confiável e garantindo que a abertura do circuito de fornecimento de energia da planta controlada ocorre antes do destravamento da parte móvel da proteção.

[025] Estes objetivos, assim como outros detalhados mais adiante, são alcançados por um comutador de segurança operado manualmente, com atraso de tempo que, de acordo com a reivindicação 1, compreende um dispositivo de comutação adaptado para ser ancorado em uma parte fixa da proteção e fornecido de meios de comutação adaptados para serem operativamente conectados, pelo menos, ao circuito de fornecimento de energia do sistema a ser controlado para a abertura/fechamento do mesmo, e um dispositivo de operação adaptado para ser ancorado em uma parte móvel da proteção, a fim de interagir com os referidos meios de comutação durante o fechamento da parte móvel na parte fixa.

[026] O dispositivo de comutação compreende um mecanismo de travamento associado com os referidos meios de comutação e adaptado para travar/liberar seletivamente o dispositivo de operação, e meios de destravamento operáveis manualmente, operativamente acoplados ao referido mecanismo de travamento para realizar o destravamento do dispositivo de operação com um atraso de tempo predeterminado com relação à comutação do circuito de fornecimento de energia efetuada pelos referidos meios de comutação.

[027] Além disso, o dispositivo de comutação tem meios sensoriais operativamente acoplados aos meios de comutação para modificar o seu estado em função de um sinal de entrada; o referido dispositivo de operação, compreendendo um transmissor adaptado para enviar um sinal de proximidade, é projetado para ser recebido como entrada pelos meios sensoriais a fim de controlar os meios de comutação quando o referido transmissor é colocado a uma distância mínima predeterminada dos meios sensoriais.

[028] Por sua vez, o mecanismo de travamento compreende uma passagem axial interior adaptada para permitir a passagem dos meios para conexão dos referidos meios sensoriais com os meios de comutação, evitando a interferência com os meios de destravamento.

[029] Graças a esta combinação particular de características e a um comutador operado manualmente será possível conferir um grau de segurança relativamente elevado, uma vez que não será possível operar os meios de comutação em condições inseguras e/ou não autorizadas, especialmente com a proteção na condição aberta, pois é necessário que o dispositivo de operação específico esteja suficientemente próximo ao dispositivo de comutação. Além disso, a presença da passagem interna para os meios de conexão elétrica vai permitir aplicar de um modo seguro os meios de destravamento do tipo mecânico a um comutador atuado eletronicamente, ou seja, um comutador já fornecido de um alto grau de segurança, uma vez que irá impedir que as partes mecânicas móveis dos meios de destravamento possam interferir com os meios de conexão.

[030] Ao mesmo tempo não irá ser necessário conectar os meios sensoriais aos meios de comutação por meio de conexões externas ao invólucro, que geralmente causam potenciais riscos e falhas, por exemplo devido a um possível contato com as partes móveis do dispositivo de operação.

[031] Vantajosamente, o dispositivo de operação pode ter um pino de centragem adaptado para ser inserido no furo de centragem do dispositivo de comutação no momento de fechamento da proteção, a fim de engatar o mecanismo de travamento.

[032] A existência de um pino e de um furo de centragem mutuamente acoplados, sempre garantirá um alinhamento suficiente entre as partes, não necessariamente preciso, tornando a comutação particularmente confiável e permitindo recuperar quaisquer desalinhamentos longitudinais e/ou transversais entre os dispositivos causados por uma montagem não precisa.

[033] Adequadamente, o referido dispositivo de comutação compreende um mecanismo de travamento com uma haste longitudinal mecanicamente acoplada aos referidos meios de destravamento para transladar longitudinalmente, com um curso máximo predeterminado entre uma primeira posição limite de travamento do dispositivo de operação e uma segunda posição limite de destravamento do mesmo.

[034] Além disso, os meios de comutação serão preferencialmente do tipo eletromecânico ou eletrônico, compreendendo um sensor de posição conectado a um microprocessador controlado eletronicamente por uma unidade lógica e posicionado de maneira a detectar a translação da haste longitudinal em direção à segunda posição limite, a fim de responder a um curso parcialmente longitudinal da mesma, inferior ao curso máximo, e enviar para a unidade lógica de controle um sinal de comando para abertura do circuito de alimentação.

[035] Esta característica adicional permitirá eliminar os componentes mecânicos típicos dos comutadores manuais conhecidos, tornando este tipo de comutador mais confiável.

[036] Além disso, a presença da unidade lógica com microprocessador irá permitir integrar neste tipo de comutador diferentes funções de controle, geralmente implementadas nos comutadores operados eletronicamente.

[037] Adequadamente, o dispositivo de operação pode compreender um transponder adaptado para enviar o sinal de proximidade associado com um código de identificação, e os meios sensoriais podem compreender um receptor adaptado para ser colocado no transponder, a fim de receber o sinal de proximidade quando o transponder está colocado a uma distância mínima predefinida da cabeça e envia o código de identificação para a unidade lógica de controle.

[038] Desta maneira, a cabeça não terá as ranhuras típicas normalmente fornecidas, a fim de permitir o acesso do dispositivo de operação ao mecanismo de controle dos meios de comutação, impedindo que os meios de comutação sejam ativados por elementos de operação diferentes daqueles instalados na parte móvel.

[039] O elemento de operação será caracterizado por um código de identificação único, que deverá ser reconhecido univocamente pela unidade lógica.

[040] A ausência da ranhura necessária para alojar atuadores-chave conhecidos ou semelhantes, também irá melhorar a limpeza do comutador tornando-o mais eficiente e usável, mesmo em ambientes com elevada presença de poeira.

[041] Vantajosamente, o dispositivo de comutação pode compreender uma cabeça fornecida com o referido furo de centragem e os meios sensoriais serão presos de forma móvel no invólucro para rotacionarem pelo menos parcialmente em torno de um eixo de rotação substancialmente central com relação à cabeça e variarem a orientação do furo de centragem e/ou dos meios sensoriais com relação ao invólucro.

[042] Desta maneira, a configuração do comutador pode ser modificado de uma maneira simples e rápida para adaptar-se à configuração específica da barreira ou proteção para a qual foi projetado e, em particular, para ter um único disjuntor adaptado para ser aplicado, de maneira universal, a barreiras articuladas e deslizantes, com fechamento para a direita ou esquerda.

[043] Vantajosamente, o invólucro pode incluir primeiros meios de prendimento axial da cabeça, adequados para evitar ou limitar a translação longitudinal da mesma com respeito ao invólucro, ao mesmo tempo deixando-a livre para rotacionar em torno do eixo central.

[044] Esta configuração seria particularmente vantajosa na presença de meios de comutação do tipo eletromecânico ou eletrônico, uma vez que os meios sensoriais são conectados à unidade lógica por meio de cabos; o comutador pode ser sempre fornecido montado, mas deixando a possibilidade de o usuário final escolher o melhor orientação da cabeça; a cabeça estará livre para rotacionar, na medida em que está bloqueada por meio de dispositivos de prendimento adequados, sem poder ser completamente removida do invólucro.

[045] Adequadamente, o invólucro pode ser fornecido de uma abertura cilíndrica para a inserção de uma projeção tubular axial da cabeça, sendo a referida abertura cilíndrica e a referida projeção tubular fornecidas de elementos de encosto apropriados para interagirem entre si durante a rotação da cabeça, de modo a limitá-la a um valor inferior a 360°.

[046] Esta configuração irá evitar que a cabeça possa realizar uma ou mais voltas completas em torno do eixo central, o que poderia causar o enrolamento dos cabos que conectam os meios sensoriais aos meios de comutação, com o risco de danificar os mesmos.

[047] Formas vantajosas de realização da invenção são detalhadas nas reivindicações dependentes.

Breve descrição dos desenhos

[048] Outras características e vantagens da invenção serão mais evidentes à luz da descrição detalhada de algumas realizações preferenciais mas não exclusivas de um comutador de segurança operado manualmente, com atraso de tempo, mostradas a título de exemplo não limitativo com o auxílio dos desenhos anexos, onde:

[049] FIG. 1 é uma representação explodida e ampliada de um comutador da invenção em uma primeira forma de realização preferencial;

[050] FIG. 2 é uma representação explodida e ampliada de um comutador da invenção em uma segunda forma de realização preferencial;

[051] FIG. 3 é uma representação aumentada de um comutador da invenção em uma terceira forma de realização preferencial;

[052] FIG. 4 é uma vista frontal do dispositivo de comutação do comutador da Fig. 1;

[053] FIG. 5 é uma vista em corte do dispositivo da Fig. 4 de acordo com o plano de corte A-A;

[054] FIG. 6 é uma vista em corte ampliada de um detalhe do dispositivo de comutação do comutador da Fig. 1 ou Fig. 3 em duas condições de operação diferentes;

[055] FIG. 7 é uma vista frontal do dispositivo de comutação do comutador da Fig. 2, associado com duas seções transversais diferentes, de acordo com os planos de corte B-B e C-C;

[056] FIG. 8 é uma vista frontal do dispositivo de comutação do comutador da Fig. 2, com a cabeça montada com uma primeira orientação angular e associada com uma seção transversal, de acordo com o plano de corte D-D;

[057] FIG. 9 é uma vista frontal do dispositivo de comutação do comutador da Fig. 2 com a cabeça montada com uma segunda orientação angular rotacionada de 180° com relação àquela da Fig. 8 e associada com uma seção transversal, de acordo com o plano de corte E-E.

Melhores formas de realização da invenção

[058] Com referência às figuras anexas, são mostradas duas formas de realização preferencial, mas não exclusivas, de um comutador de segurança operado manualmente, com atraso de tempo, de acordo com a invenção, projetadas para serem aplicadas, de uma forma preferencial, mas não exclusiva, a uma proteção do tipo barreira ou painel móvel, a fim de impedir o acesso não- seguro a uma máquina em operação ou planta industrial.

[059] De uma maneira conhecida, o comutador irá ser projetado para ser aplicado na proteção em correspondência com um dos acessos da mesma, a fim de permitir a partida do sistema somente quando o acesso está fechado e parar, de um modo substancialmente imediato, o funcionamento da máquina ou planta em caso de abertura ou fechamento de uma porta ou painel desse acesso, de acordo com os procedimentos descritos abaixo.

[060] Fig. 1 mostra uma primeira forma de realização de um comutador operado manualmente, com atraso de tempo, geralmente indicado com 1, compreendendo um dispositivo de comutação 2 adaptado para ser ancorado na parte fixa da proteção, próximo ao acesso a ser controlado, e um dispositivo de operação 3 adaptado para ser ancorado na parte móvel da proteção, projetado para fechar o acesso e aproximar-se do dispositivo de comutação 2 durante o movimento de fechamento da parte móvel.

[061] O dispositivo de comutação 2 é composto essencialmente por três módulos que podem ser solidários entre si ou mutuamente montados de um modo removível.

[062] Em particular, o dispositivo de comutação 2 compreende um invólucro inferior 4 que se estende ao longo de um eixo longitudinal X e aloja meios de comutação 5, adaptados para serem operativamente conectados ao circuito de fornecimento de energia da planta e, possivelmente, a um ou mais controles e/ou circuitos de serviço da planta para o controle da mesma.

[063] O invólucro 4 também é fornecido de um módulo intermediário 6 que pode ser opcionalmente fornecido de um ou mais botões de emergência operáveis manualmente 7 para atuarem sobre os meios de comutação 5, especialmente em condições inseguras, tal como previsto, por exemplo, na configuração da Fig. 2, que somente difere da anterior neste elemento. O botão de emergência 7 irá ser selecionado dentre os botões cogumelo, como mostrado na figura, chaves de destravamento ou outros dispositivos de destravamento manual, adequados para operar diretamente sobre os meios de comutação 5 "bypassando" quaisquer possíveis controles eletrônicos.

[064] Em particular, o botão de emergência 7 pode ser configurado para projetar-se no interior da proteção, a fim de poder ser operado a partir do interior da mesma e, assim, causar a parada do sistema no caso de uma situação de perigo, por exemplo, quando um operador permanece dentro da barreira de segurança após o seu fechamento, com consequente partida da planta.

[065] Acima do módulo intermediário 6 também há uma cabeça superior 8 projetada para interagir com o dispositivo de operação 3 na fase de fechamento da proteção.

[066] Nestas primeiras configurações, o invólucro 4 será substancialmente estendido ao longo do eixo longitudinal X e substancialmente simétrico com relação a um plano longitudinal que passa através do mesmo e a cabeça 8 será substancialmente central relativamente ao invólucro 4.

[067] Fig. 3 mostra uma terceira configuração de um dispositivo de comutação 2 que difere daquele da Fig. 1 essencialmente pelo fato de que o invólucro 4 não tem uma extensão longitudinal principal e a cabeça 8 está disposta assimetricamente sobre o mesmo.

[068] Independentemente da configuração específica do invólucro 4, um mecanismo de travamento 9 associado com os meios de comutação 5 e adaptado para travar/liberar seletivamente o dispositivo de operação 3 após a abertura/fechamento do circuito de fornecimento de energia realizada pelos meios de comutação 5, será alojado dentro do invólucro 4.

[069] O módulo intermediário 6 aloja, por sua vez, meios de destravamento 10 operados manualmente a partir do exterior e operativamente acoplados ao mecanismo de travamento 9 para realizar o destravamento do dispositivo de operação 3 com um atraso de tempo predeterminado relativamente à comutação do circuito de fornecimento de energia efetuada pelos meios de comutação 5, de acordo com os procedimentos operacionais descritos abaixo.

[070] A cabeça 8 irá ter um furo de centragem 11 projetado para receber um pino de centragem 12 que se projeta transversalmente a partir do dispositivo de operação 3, a fim de ser inserido no furo de centragem 11 no momento de fechamento da proteção, de modo a engatar o mecanismo de travamento 9 e também permitir um alinhamento suficientemente preciso do dispositivo de operação 3 com a cabeça 8.

[071] A cabeça 8 também é fornecida de meios sensoriais 13 operativamente acoplados aos meios de comutação 5 para modificar seu estado como uma função de um sinal de entrada proveniente do dispositivo de operação 3.

[072] Este último, por sua vez, é fornecido de um transmissor 14 adaptado para enviar um sinal de proximidade, projetado para ser recebido como entrada pelos meios sensoriais 13 e, em seguida, ser enviado pelos mesmos para os meios de comutação 5 quando o transmissor 14 está colocado a uma distância mínima predefinida, de modo a determinar o fechamento do circuito de fornecimento de energia da planta. Preferencialmente, o transmissor 14 será um transponder ou semelhante, adaptado para enviar o sinal de proximidade aos meios sensoriais 13, fornecidos, por sua vez, de um ou mais receptores 15 adaptados para receberem o sinal quando a distância entre o dispositivo de operação 3 e a cabeça 8 é, pelo menos, igual a um valor mínimo predeterminado e suficiente para considerar a proteção fechada.

[073] Portanto, o furo 11 e o pino de centragem 12 terão o objetivo de alinhar com precisão o transmissor 14 e o receptor 15, a fim de recuperar qualquer folga ou desalinhamento entre estes elementos, causados pela montagem ou uso do comutador 1.

[074] A cabeça 8 pode ser rotativamente montada no módulo intermediário 6 do invólucro 4 de modo a rotacionar o furo de centragem 11 e/ou os meios sensoriais 13 com relação ao invólucro 4 em torno de um mesmo eixo de rotação R, preferencialmente longitudinal e substancialmente central relativamente à cabeça 8, e que pode ou não coincidir com o eixo longitudinal X de simetria do invólucro 4.

[075] A possibilidade de rotacionar a cabeça 8 vai permitir mudar a orientação angular relativamente ao invólucro 4 e adaptar a configuração do dispositivo de comutação 2 à posição relativa do dispositivo de operação 3 e ao tipo de fechamento da proteção.

[076] Nas figuras anexas, a cabeça 8 é mostrada como um único corpo, no qual o furo de centragem 11 e os meios sensoriais 13 somente podem rotacionar solidários entre si.

[077] No entanto, de acordo com uma configuração alternativa, não mostrada nestas figuras, a cabeça 8 pode ser constituída por duas porções diferentes fornecidas, respectivamente, de um furo de centragem 11 e de meios sensoriais 13 para permitir a sua orientação angular com relação ao invólucro 4 de uma maneira mutuamente independente.

[078] Da mesma maneira, o módulo intermediário 6 também pode ser projetado para rotacionar em torno do invólucro 4 e/ou da cabeça 8, a fim de orientar os botões de emergência 7 e/ou os meios de destravamento 10 de forma independente no que diz respeito ao furo de centragem 11 e meios sensoriais 13.

[079] O dispositivo de operação 3 compreende, essencialmente, uma base 16 projetada para ser ancorada diretamente na parte móvel da proteção ou através de suportes de montagem adequados, não mostrados, e que vai alojar o transmissor 14, o qual será adequadamente disposto por baixo do pino de centragem 12.

[080] Este último irá se projetar transversalmente a partir da base 16 e terá uma forma essencialmente cilíndrica com uma extremidade interna inserida na base 16, de modo a permitir uma ligeira oscilação do pino, o que é útil para recuperar eventuais desalinhamentos com o furo de centragem 11.

[081] O pino 12 terá uma extremidade externa arredondada ou cônica 12 ' para facilitar a sua inserção no furo de centragem 11 e agir sobre os meios de comutação 5, conforme descrito abaixo.

[082] O pino 12 também terá um rebaixo perimetral intermediário 17 para interagir com o mecanismo de travamento 9 e no qual possíveis elementos de retenção, não visíveis nas figuras, dispostos no furo de centragem 11 podem se encaixar.

[083] O furo de centragem 11 será preferencialmente um furo que atravessa transversalmente a cabeça 8 para ser acessível pelo pino de centragem 12 a partir de ambas as seções transversais da extremidade, independentemente da posição do receptor 15.

[084] Além disso, o furo de centragem 11 vai ser substancialmente cilíndrico, com uma ou ambas as seções com as extremidades curvadas para fora para receberem o pino de centragem 12 e facilitarem o acoplamento mútuo, mesmo na presença de desalinhamentos relativamente significativos.

[085] O mecanismo de travamento 9 irá se estender essencialmente na direção longitudinal do invólucro 4 e do módulo intermediário 6 e compreender uma haste longitudinal 18 mecanicamente acoplada aos meios de destravamento 10 para transladar longitudinalmente, de acordo com um curso máximo predeterminado, entre uma primeira posição limite de travamento do dispositivo de operação 3 e uma segunda posição limite de destravamento dos mesmos.

[086] A Fig. 5 mostra a haste longitudinal 18 na primeira posição limite de travamento, na qual tem sua extremidade superior 18' projetando-se para o furo de centragem 11 para engatar o rebaixo 17 do pino de centragem 12 e travar o dispositivo de operação 3 na cabeça 8 impedindo a abertura não autorizada da proteção.

[087] Os meios de destravamento 10 estarão em uma primeira condição de funcionamento extraída, na qual não interagem com o mecanismo de travamento 9.

[088] Este último, também vai incluir um deslizador 19 operativamente acoplado à extremidade inferior 18'' da haste 18 para ser arrastado para baixo pelo mesmo seguindo seu deslizamento, desde a primeira posição até a segunda posição limite, impulsionado pelos meios de destravamento 10.

[089] Como mais claramente mostrado na Fig. 6, os meios de destravamento 10 serão alojados no módulo intermediário 6 e compreenderão um mecanismo 20 do tipo porca/parafuso, tendo um elemento de acionamento externo 21 definido por uma roda manobrada manualmente para rotacionar em torno de um eixo de rotação transversal Z.

[090] O mecanismo cinemático 20 também compreende um atuador 22 com uma porção roscada para engatar na roda 21 e ser arrastado para baixo na direção transversal seguindo a rotação da mesma, 21 entre uma primeira posição projetada para dentro e uma segunda posição projetada para fora, nas quais o atuador 22 pode ou não ser completamente contido no módulo intermediário 6 ou se projetar para o exterior, em função da sua dimensão transversal específica, não limitante para a presente invenção.

[091] Desta maneira, o movimento do atuador 22 corresponde a uma ação exercida na haste 18 para movê-la entre a primeira e a segunda posição limite.

[092] Em particular, a haste 18 irá compreender um elemento de impulsão 23 associado com sua extremidade inferior 18'' e disposto de maneira a empurrar o deslizador 19 para baixo da haste 18.

[093] O elemento de impulsão 23 terá uma primeira superfície de contato inclinada 24 adaptada para interagir com um elemento final do plano inclinado 25 do atuador 22, que tem uma segunda superfície de contato inclinada 26 colocada de frente para a primeira 24.

[094] Assim, as duas superfícies de contato 24, 26 podem deslizar mutuamente para causar a translação longitudinal da haste 18 seguindo o deslizamento do atuador 22.

[095] Operativamente, o deslizamento do atuador 22 desde a primeira posição projetada para o interior até aquela projetada para fora, irá causar o deslizamento para baixo do elemento de impulsão 23, e, portanto, da haste 18, a qual liberará o furo 11 provocando o destravamento do dispositivo de operação 3.

[096] Quando os meios de destravamento 10 são operados no sentido reverso, levando o atuador 22 da segunda para a primeira posição, o elemento final de plano inclinado 25 irá liberar o elemento de impulsão 23 permitindo-lhe voltar para cima, como resultado da ação de um elemento elástico 50 que atua na direção longitudinal, localizado no invólucro 4.

[097] No entanto, parece óbvio que a configuração dos meios de destravamento 10 e o mecanismo cinemático relacionado 20 pode ser diferente daquela mostrada, mesmo de maneira significativa, sem por essa razão se afastar do âmbito da presente invenção. Relativamente aos meios de comutação 5, conforme mais claramente visível na Fig. 2, eles serão preferencialmente do tipo eletromecânico ou eletrônico e compreenderão um microprocessador controlado por uma unidade lógica 27, por exemplo uma placa eletrônica, que, por sua vez, será associada com um bloco terminal 28 para a conexão ao circuito de fornecimento de energia da planta e, opcionalmente, a um ou mais controles adicionais e/ou circuitos de serviço da planta a ser comutada.

[098] O bloco terminal 28 pode incluir dois ou mais pares para a conexão dos relativos cabos nos circuitos de controle e/ou serviço da máquina ou planta, a fim de ligar a mesma entre os estados de abertura e fechamento, dependendo da ativação do mecanismo de travamento 9.

[099] Por exemplo, os meios de comutação 5 podem ser conectados ao circuito de fornecimento de energia da máquina ou planta, a fim de comandar o seu tempo de inatividade durante a abertura da proteção, ou podem ser conectados aos circuitos de emergência ou sinalização, de acordo com métodos conhecidos.

[100] Em particular, os meios de comutação 5 podem ser configurados de uma maneira semelhante, como previsto no comutador de segurança descrito na aplicação WO2013098788 no nome do mesmo Requerente, à qual é feita referência para mais detalhes.

[101] No entanto, entende-se que as características dos meios de comutação 5 também podem ser diferentes e não representam uma limitação no que concerne o âmbito de proteção da presente invenção.

[102] Mesmo os meios sensoriais 13, em particular o receptor 15 e o transmissor 14, podem ser projetados de uma maneira idêntica ou tecnicamente equivalente aos elementos análogos do comutador da aplicação WO2013098788 citada acima, a fim de definir um acoplamento do tipo Etiqueta/RFID.

[103] Em particular, como mencionado acima, o transmissor 14 pode ser um transponder adaptado para enviar um sinal de presença associado com um código de identificação.

[104] O receptor 15 pode ser por exemplo uma antena adaptada para ser alinhada com o transponder 14 a fim de receber o sinal de proximidade e o código de identificação quando o transponder 14 está localizado a uma distância mínima predeterminada a partir da cabeça 8, de modo a enviar o código de identificação para a unidade lógica de controle 27.

[105] De acordo com uma configuração preferencial, mas não exclusiva, a unidade lógica de controle 27 pode ser programada para definir, para a fase de fechamento, uma distância mínima que deve ser alcançada pelo dispositivo de operação 3 com relação à cabeça 8, a fim de fornecer o consentimento para a partida da planta, e uma distância máxima de valor superior para os mesmos elementos na fase de abertura, de maneira a determinar o tempo de inatividade do sistema para tornar mais segura a fase de fechamento e, ao mesmo tempo, levar em conta quaisquer folgas e evitar que a unidade de controle 27 receba erroneamente um sinal de porta aberta, mesmo quando a mesma está fechada.

[106] A unidade lógica de controle 27 irá armazenar na memória o mesmo código de identificação, a fim de permitir a comutação do circuito de alimentação da planta, desde o estado de abertura até o fechamento, somente no caso de correspondência entre o código transmitido e aquele armazenado, permitindo assim a partida segura do sistema.

[107] Adequadamente, o receptor 15 estará completamente contido na cabeça 8, podendo ser fornecido de um ou dois pontos de leitura opostos, posicionados inferiormente às relativas aberturas das seções finais do furo de centragem 11, de maneira a ter o dispositivo de operação 3 indiferentemente em correspondência com qualquer um dos lados da cabeça 8 fornecida das relativas seções finais do furo 11, simplificando ainda mais a operação de orientação da cabeça 8.

[108] O receptor 15 será conectado à unidade lógica de controle 27 através de meios de conexão elétricos ou eletrônicos, como um ou mais cabos, não mostrados, que se deslocam ao longo de uma passagem substancialmente longitudinal 29 que se estende ao longo da cabeça 8 e do invólucro 4, e, preferencialmente, pelo menos parcialmente através da haste 18, a fim de permitir a rotação da cabeça 8 sem comprometer a integridade dos cabos e evitando o contato com os meios de destravamento 10.

[109] Os meios de comutação 5 também compreenderão um sensor de posição eletrônico 30 ligado à unidade lógica de controle 27, por exemplo, montado no mesmo suporte 31 da placa eletrônica 27 e alojado no invólucro 4, em uma posição que permite detectar a translação da haste longitudinal 18 na direção da segunda posição limite da mesma em um curso longitudinal parcial com um valor menor do que o curso máximo e de maneira que não permita o destravamento do dispositivo de operação 3.

[110] Além disso, o sensor eletrônico 30 irá ser projetado para enviar para a unidade lógica de controle 27 um sinal de comando para a abertura do circuito de fornecimento de energia.

[111] Por conseguinte, a necessidade de mover manualmente a roda 21, ou uma alternativa semelhante de destravamento do mecanismo cinemático, irá garantir que um tempo não negligenciável, mesmo mínimo, seja necessário a partir do momento em que o cursor 19 interage com o sensor 30 para a abertura do circuito de fornecimento de energia e o momento em que os meios de destravamento 10 completam seu curso necessário para empurrar a haste para baixo 18 e destravar o dispositivo de operação 3 a partir do dispositivo de comutação 2.

[112] Assim, o atraso necessário entre a abertura do circuito de fornecimento de energia, a consequente parada da planta e o destravamento do dispositivo de operação 3 para abrir a proteção será determinado.

[113] O sensor de posição eletrônico 30 pode ser selecionado dentre o grupo que compreende sensores ópticos, magnéticos e semelhantes.

[114] Nas configurações mostradas, o sensor 30 é constituído por um par de fotodíodos 32, sempre visível na Fig. 2 e na Fig. 5, dispostos no suporte 31 da placa 20 em uma posição transversalmente desfasada um do outro para definir um espaço projetado para ser atravessado pelo deslizador 19 após um curso parcial de um valor não suficiente para permitir o destravamento da haste 18.

[115] De acordo com um primeiro modo de operação, o deslizador 19 após uma translação parcial descendente irá liberar o espaço entre os dois fotodíodos 32 permitindo-lhes comunicar e enviar o sinal de comando para a unidade lógica 27, que irá abrir o circuito em conformidade. De acordo com outro modo de operação, os meios de comutação 5 irão agir no sentido inverso, enviando o sinal de comando quando o deslizador 19 está localizado entre os dois fotodíodos 32, Interrompendo a comunicação entre os mesmos.

[116] Da mesma maneira, a passagem do deslizador no sentido inverso 19, correspondendo ao elevador da haste 18 desde a posição de destravamento até a posição de travamento do dispositivo de operação 3 pode gerar um segundo sinal permitindo o fechamento do circuito de fornecimento de energia para a partida da planta, na condição de bloqueado para o dispositivo de operação 3.

[117] De acordo com um outro aspecto particularmente vantajoso, o invólucro 4 irá compreender um primeiro meio de prendimento axial 33 do módulo intermediário 6, adaptado para impedir ou limitar a sua translação longitudinal com relação ao invólucro 4, mas, ao mesmo tempo, deixando livre o mesmo para rotacionar em torno do eixo central R.

[118] Em particular, o invólucro 4 será fornecido de uma abertura superior cilíndrica 34 para a inserção de uma primeira projeção tubular axial 35 do módulo intermediário 6.

[119] A primeira projeção 35 compreenderá uma ranhura periférica externa 36 ' , na qual os primeiros meios de prendimento axial 33, que compreendem, por exemplo, pares de aletas 37 são adaptados para serem inseridos transversalmente nas relativas ranhuras diametralmente opostas 38 feitas na parede lateral 39 do invólucro 4 para engatarem nos lados opostos da ranhura periférica 36 '.

[120] Desta maneira, uma vez que as aletas 37 irão ser inseridas na ranhura periférica 36 ' através das relativas ranhuras 38, não será possível remover o módulo intermediário 6 a partir do invólucro 4.

[121] Ao mesmo tempo, no entanto, sempre que a fixação final é fornecida, a ranhura periférica 36 ' será sempre deslizável com relação às aletas 37 para permitir pelo menos a rotação parcial do módulo intermediário 6, necessária para obter-se a orientação desejada.

[122] Por sua vez, o módulo intermediário 6 será substancialmente tubular para alojar uma segunda projeção tubular axial 40 da cabeça 8, semelhante à primeira 35, e adaptada para ser inserida no módulo intermediário 6 a fim de interagir com os segundos meios de prendimento 41 do módulo intermediário 6, substancialmente semelhantes aos primeiros 33, para travarem axialmente a cabeça 8, deixando a mesma livre para rotacionar em torno do eixo central R.

[123] Assim como acontece com a primeira projeção tubular 35, a segunda projeção 40 também inclui uma ranhura periférica externa 42 adaptada para ser engatada pelas aletas dos segundos meios de prendimento 41.

[124] Tanto a primeira quanto a segunda saliência 35, 40 podem apresentar uma ranhura periférica adicional, cuja ranhura 36 '' pertencendo à primeira projeção 35 é claramente visível na Fig. 6, para alojar as relativas gaxetas, não mostradas.

[125] A fixação estável da cabeça 8 no invólucro 4 será obtida por meio de parafusos longitudinais 43 a serem inseridos em sedes adequadas da cabeça 8 do módulo intermediário 6 e do invólucro 4, uma vez selecionada a orientação mútua da cabeça.

[126] Como mostrado na Fig. 7, o invólucro 4 e a primeira projeção tubular 35 do módulo intermediário 6 também serão fornecidos, respectivamente, de um primeiro 44 e de um segundo elemento de encosto 45 adaptados para interagirem entre si durante a sua rotação relativa para limitá-la a um valor inferior a 360°.

[127] Em particular, o primeiro elemento de encosto 44 projeta-se radialmente para dentro da parede lateral da abertura cilíndrica 34 para comprimir, devido à rotação do módulo intermediário 6, o segundo elemento de encosto 45 que se estende radialmente para dentro a partir da primeira projeção tubular 35.

[128] Por sua vez, o módulo intermediário 6 compreende, na lateral da cabeça 8, um terceiro elemento de encosto 46 adaptado para interagir com um quarto elemento de encosto 47 que se estende transversalmente a partir da segunda projeção tubular 40 para limitar as rotações relativas a um valor inferior a 360°.

[129] As Figs. 8 e 9 mostram o dispositivo de comutação 2 com a cabeça 8 e o módulo intermediário 6 em duas configurações diferentes para a orientação angular com relação ao invólucro 4, sendo a cabeça 8 e o módulo 6 rodados por 180°.

[130] Do acima exposto torna-se evidente que, de acordo com a invenção, o comutador alcança os objetivos pretendidos e, em particular, fornece um comutador de segurança operado manualmente, com tempo de atraso, que é particularmente seguro e evita aberturas e/ou fechamentos não autorizados dos acessos, sempre garantindo que a partida da planta ocorre em condições seguras de proteção fechada.

[131] De acordo com a invenção, o comutador pode ter numerosas modificações e variações, todas dentro do conceito da invenção expresso nas reivindicações anexas. Todos os detalhes podem ser substituídos com outros elementos tecnicamente equivalentes e os materiais podem ser diferentes de acordo com os requisitos, sem se afastarem do âmbito da presente invenção.

[132] Mesmo se o comutador foi descrito com particular referência às figuras anexas, os números de referência usados na descrição e nas reivindicações são utilizados para melhorar o entendimento da invenção, não implicando qualquer limitação do âmbito reivindicado.

Claims (9)

1. Comutador de segurança operado manualmente com atraso de tempo, particularmente para barreiras de proteção ou painéis de plantas industriais, compreendendo: - um dispositivo de comutação (2) adaptado para ser ancorado a uma parte fixa da proteção e fornecido com meios de comutação (5) adaptados para serem operativamente acoplados com pelo menos um circuito de fonte de energia da planta a ser controlada para abertura/fechamento da mesma; - um dispositivo de operação (3) adaptado para ser ancorado a uma parte móvel da proteção para interagir com os referidos meios de comutação (5) ao fechamento da parte móvel na parte fixa; em que o referido dispositivo de comutação (2) compreende um mecanismo de travamento (9) associado com os referidos meios de comutação (5) e adaptado para seletivamente reter/liberar o referido dispositivo de operação (3) em que o dispositivo de comutação (2) tem meios sensoriais (13) operativamente acoplados com os referidos meios de comutação (5) para modificar sua condição operacional em função de um sinal de entrada; o referido dispositivo de operação (3) compreende, por sua vez, um transmissor (14) adaptado para enviar um sinal de proximidade a ser recebido como entrada pelos referidos meios sensoriais (13), para controlar os referidos meios de comutação (5) quando o referido transmissor (14) é colocado a uma distância mínima predeterminada a partir dos meios sensoriais (13); caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo de comutação (2) também compreende um meio de destravamento operável manualmente (10) operativamente acoplado com referido mecanismo de travamento (9) para destravar o referido dispositivo de operação (3) com um atraso de tempo predeterminado com relação à comutação do circuito de fonte de energia pelo referido meio de comutação (5), o referido mecanismo de travamento (9) compreende uma haste longitudinal (18) mecanicamente associada com o referido meio de destravamento (10) para transladar longitudinalmente com um curso máximo predeterminado entre uma primeira posição limite para travar o referido dispositivo operacional (3) e uma segunda posição limite para destravar o mesmo e uma passagem interna (29) que se estende pelo menos parcialmente através da referida haste (18) e que é adaptada para permitir a passagem de meios para conectar os referidos meios sensoriais (13) com os referidos meios de comutação (5), evitando a interferência com os referidos meios de destravamento (10).

2. Comutador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de operação (3) tem um pino de centragem (12) adaptado para ser inserido, ao fechamento da proteção, em um furo de centragem (11) fornecido dentro do dispositivo de comutação (2) para engatar o mecanismo de travamento (9); o referido dispositivo de comutação (2) tendo um invólucro (4) que define um eixo longitudinal (X) e aloja os referidos meios de comutação (5) e o referido mecanismo de travamento (10) e preso a uma cabeça (8) fornecida com o referido furo de centragem (11) e com os referidos meios sensoriais (13).

3. Comutador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os meios de comutação (5) são do tipo eletrônico ou eletromecânico e compreendem uma unidade de controle lógico de microprocessador (27) conectada com os referidos meios sensoriais (13) e associada com um bloco terminal (28) para a conexão com o circuito de fonte de energia e, opcionalmente, com um ou mais controles adicionais e/ou circuitos de serviço da planta a ser comutada.

4. Comutador, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os referidos meios de comutação (5) compreendem um detector de posição eletrônico (30) conectado com a referida unidade de controle lógica (27) e alojado no invólucro (4), disposto em uma posição de modo a detectar a translação da haste longitudinal (18) na direção da referida segunda posição limite, em um curso longitudinal parcial da mesma menor do que o referido curso máximo para enviar um sinal de controle para a unidade de controle lógica (27) para abrir o circuito de fonte de energia.

5. Comutador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o referido detector de posição eletrônico (30) é selecionado dentre o grupo compreendendo os detectores ópticos e magnéticos ou semelhantes.

6. Comutador, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que os meios de destravamento (10) compreendem um mecanismo cinemático (20) tendo um elemento de cabo externo (21) conectado com um atuador (22) deslizável para dentro do invólucro (4), entre uma primeira posição e uma segunda posição, para operar sobre a referida haste (18) e produzir a referida translação longitudinal.

7. Comutador, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a referida haste (18) e o referido atuador (20) compreendem superfícies de contato mútuo inclinadas (24, 26), voltadas reciprocamente, e adaptadas para deslizarem uma sobre a outra para determinar a translação longitudinal da referida haste (18) ao deslizamento do referido atuador (20).

8. Comutador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de que o transmissor (14) é um transponder adaptado para enviar o referido sinal de proximidade associado com um código de identificação; os referidos meios sensoriais (13) compreendem um receptor (15) adaptado para ser instalado próximo ao referido transponder (14), para receber o referido sinal de proximidade e enviar o referido código de identificação para a referida unidade de controle lógica (27).

9. Comutador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo fato de que a cabeça (8) é presa de maneira móvel no dito invólucro (4) para, pelo menos, rotacionar parcialmente em torno de um eixo de rotação (R), substancialmente central com relação à referida cabeça (8), e modificar a orientação do dito furo de centragem (11) e/ou dos meios sensoriais (13) com relação ao invólucro (4).

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