ES2217516T3 - Corta-bateria biestable con bloqueo mecanico. - Google Patents
Corta-bateria biestable con bloqueo mecanico.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN CORTACIRCUITO QUE COMPRENDE UNA CAJA (1) PROVISTA DE AL MENOS DOS PLOTS ELECTRICOS DE CONTACTO (3A), UN PUENTE TRANSVERSAL DE CONTACTO Y MEDIOS DE ACCIONAMIENTO, QUE INCLUYEN UN ORGANO MOVIL AXIALMENTE QUE COOPERA CON EL PUENTE TRANSVERSAL (5), UNA BOBINA ELECTRICA FIJA (6) QUE ACTUA AXIALMENTE SOBRE EL ORGANO MOVIL HACIA LOS PLOTS DE CONTACTO (3A), UN MUELLE DE RETORNO (16) Y MEDIOS DE TOPE QUE DEFINEN DOS ESTADOS ESTABLES DEL PUENTE (5) Y QUE COMPRENDEN UNA PARTE FIJA (17), PROVISTA DE AL MENOS UNA CLAVIJA INDICADORA (19), Y UNA PARTE MOVIL (14) QUE CONSTA DE UNA RAMPA SUPERIOR (20) Y UNA RAMPA INFERIOR (21) QUE COOPERA CON LA CLAVIJA INDICADORA (19). LA PARTE MOVIL (14) ES DE ROTACION LIBRE Y SOLIDARIA EN TRASLACION DEL ORGANO MOVIL.
Description
Corta-batería biestable con
bloqueo mecánico.
La presente invención concierne a un
corta-circuito utilizado como medio de seguridad
para un circuito eléctrico.
Los corta-circuitos son
utilizados corrientemente como corta-baterías
equipados en vehículos, principalmente vehículos de transporte de
materias peligrosas cuyas normas de seguridad son muy
estrictas.
Se conocen en el mercado distintos tipos de
corta-batería que pueden ser de accionamiento
manual, neumático o electromagnético. El
corta-batería comprende una caja, una base o placa
provista de al menos dos bornes de contacto, un puente transversal
de contacto que puede unir eléctricamente los bornes de contacto,
un órgano de accionamiento móvil axialmente que coopera
mecánicamente con el puente transversal de contacto. El órgano de
accionamiento móvil permite establecer o suprimir la unión
eléctrica entre los bornes de contacto por medio del puente
transversal de contacto y definir así los estados eléctricos
"ON" ("activado") y "OFF" ("desactivado") del
corta-batería.
Los corta-baterías clásicos de
accionamiento electromagnético comprenden una bobina de excitación
que rodea una parte del órgano de accionamiento móvil. La bobina
está constantemente alimentada por una corriente eléctrica continua
para mantener el puente transversal en contacto con los bornes de
contacto con el fin de asegurar el estado eléctrico ON del
corta-circuito. Es suficiente suprimir la corriente
de excitación de la bobina para que el puente transversal se aleje
de los bornes de contacto, asegurando así el estado eléctrico OFF
del corta-circuito. El puente transversal de
contacto se mantiene en la posición alejada de los bornes de
contacto mediante un resorte antagonista axial que actúa sobre una
extremidad del órgano de accionamiento móvil.
A causa de la necesidad de que una corriente
eléctrica alimente permanentemente la bobina de excitación para
mantener el corta-batería en posición ON, el
consumo eléctrico de este último es elevado. Además, en caso de
fallo del sistema de alimentación la corriente eléctrica a la
bobina, el corta- batería cambia automáticamente a posición OFF
debido a la fuerza mecánica ejercida sobre el órgano móvil de
accionamiento por el resorte antagonista. Tal cambio intempestivo
de estado eléctrico del corta-batería puede ser una
grave consecuencia para el circuito eléctrico al que está unido el
corta-batería, puesto que la alimentación eléctrica
del citado circuito es así interrumpida.
Se conoce igualmente, por el documento
EP-A-
0 630 034, un corta-circuito de impulsión en el cual la corriente eléctrica de mantenimiento en la bobina de excitación cuando el corta-circuito está en un estado eléctrico ON u OFF es nula. El corta-circuito comprende un eje móvil de accionamiento solidario con un eje transversal porta-rodillo cuyas extremidades están provistas de rodillos rodantes capaces de cooperar con una rampa superior fijada a un soporte solidario con una carcasa metálica en cuyo interior hay una bobina, y con una rampa inferior fijada a un soporte metálico inferior solidario con la base. El funcionamiento de este corta-circuito es satisfactorio. Sin embargo, se busca mejorar su funcionamiento y reducir su coste disminuyendo el número de piezas y mejorar su fiabilidad de funcionamiento.
0 630 034, un corta-circuito de impulsión en el cual la corriente eléctrica de mantenimiento en la bobina de excitación cuando el corta-circuito está en un estado eléctrico ON u OFF es nula. El corta-circuito comprende un eje móvil de accionamiento solidario con un eje transversal porta-rodillo cuyas extremidades están provistas de rodillos rodantes capaces de cooperar con una rampa superior fijada a un soporte solidario con una carcasa metálica en cuyo interior hay una bobina, y con una rampa inferior fijada a un soporte metálico inferior solidario con la base. El funcionamiento de este corta-circuito es satisfactorio. Sin embargo, se busca mejorar su funcionamiento y reducir su coste disminuyendo el número de piezas y mejorar su fiabilidad de funcionamiento.
La presente invención tiene por objeto mejorar
este corta-circuito proponiendo un dispositivo
económico y con una vida útil mejorada.
El corta-circuito según la
invención comprende un caja provista de al menos dos bornes
eléctricos de contacto, un puente transversal de contacto situado
encima de los bornes de contacto, y medios de accionamiento del
puente transversal que establecen o suprimen eléctricamente la
unión entre los bornes de contacto, comprendiendo los medios de
accionamiento un órgano móvil axialmente que coopera mecánicamente
con el puente transversal de contacto, una bobina eléctrica fija
para generar una fuerza electromagnética que actúa axialmente sobre
el órgano móvil hacia los bornes de contacto, un resorte
antagonista que actúa axialmente sobre el órgano móvil alejando los
bornes de contacto, y medios de tope que definen dos estados
estables del puente, correspondientes a dos estados eléctricos ON,
OFF, del corta-circuito. Los medios de tope
comprenden una parte fija con relación a la caja del corta-
circuito, de forma cilíndrica hueca y provista de al menos un dedo
de indexación que sobresale hacia el interior a partir de su
superficie interior, y una parte móvil dispuesta en la cara
interior de la parte fija y que comprende una rampa superior y una
rampa inferior dispuestas una frente a otra, axialmente, a cada
lado del dedo de indexación con el cual cooperan. La parte móvil es
libre en rotación y solidaria en traslación del órgano móvil.
La parte móvil puede así estar formada por un
conjunto monobloque.
En un modo de realización, al menos una de las
rampas comprende al menos una superficie de guía de pendiente
variable. Se puede así reducir la percusión entre el dedo de
indexación y la rampa, lo que disminuye el desgaste de estas piezas
y aumenta la vida útil del corta-circuito. La
superficie de guía puede comprender dos porciones de superficie de
pendientes diferentes.
En un modo de realización de la invención, la
superficie de guía está prevista sobre la rampa superior para guiar
el dedo de indexación entre una primera posición estable y una
segunda posición estable definidas por la rampa inferior.
Ventajosamente, la parte móvil comprende seis
porciones de rampa, idénticas, circunferencialmente repartidas y
capaces de definir cada una de ellas dos estados estables del
puente que corresponden a dos estados eléctricos del
corta-circuito.
Se puede prever un material de dureza mayor o de
coeficiente de rozamiento más fiable para los dedos de indexación
que están dispuestos sobre la parte cilíndrica hueca de la parte
fija de los medios de tope.
La invención se comprenderá mejor con el estudio
de la descripción detallada de un modo de realización particular
tomado a título de ejemplo no limitativo e ilustrado por los
dibujos anejos, en los cuales:
la figura 1 es una vista en corte axial del
corta-circuito según la invención en estado
abierto;
la figura 2 es una vista en corte axial de un
corta-circuito en estado cerrado;
la figura 3 es una vista parcialmente
desarrollada de la parte móvil del corta-circuito
de la figura 1; y
la figura 4 es una vista en corte transversal
según IV-IV de la figura 2.
Como se ilustra en las figuras, el
corta-circuito comprende una caja 1 realizada en
material plástico rígido no conductor de la electricidad, por
ejemplo de baquelita. La caja 1 es de sección axial rectangular y
está provista de una pared inferior 2 a través de la cual están
fijados dos terminales eléctricos de salida 3 que comprenden cada
uno de ellos un borne eléctrico de contacto 3a y terminales
eléctricos de recepción de una información de mando, no
representados.
En el interior de la caja 1 se encuentran medios
de accionamiento 4 de un puente eléctrico de contacto 5 con el fin
de desplazar este último en el sentido vertical en los dibujos.
Cuando el puente 5 está en contacto con los bornes eléctricos 3a,
los terminales eléctricos 3 están unidos entre ellos
eléctricamente. Entonces el corta-circuito está en
estado eléctrico ON, es decir en posición cerrada. Cuando el puente
transversal 5 no está en contacto con los bornes eléctricos 3a, los
terminales eléctricos 3 no están ya unidos eléctricamente entre sí.
El corta-circuito está entonces en estado eléctrico
OFF, es decir en posición abierta.
Los medios de accionamiento 4 del puente
eléctrico de contacto 5 comprenden una bobina cilíndrica 6
delimitada interiormente por un elemento cilíndrico 7 realizado en
material no magnético, y exteriormente por una carcasa metálica 8
fijada a una pieza metálica superior 9.
El elemento cilíndrico no magnético 7 delimita un
paso cilíndrico vertical 7a en el cual está alojado un núcleo fijo
10 tubular cuya extremidad inferior está en tope axial con los
bordes de una abertura central 11 de la carcasa metálica 8. En el
paso cilíndrico 7a se encuentra igualmente un núcleo móvil 12 en el
cual está fijada concéntricamente la extremidad superior de un eje
de mando 13. El eje de mando 13 se extiende verticalmente a través
del núcleo fijo 10. Debajo de la abertura central 11 de la carcasa
metálica 8 se encuentra una pieza móvil 14 de forma cilíndrica
coaxial con el eje de mando 13. El eje de mando 13 se prolonga por
debajo de la pieza móvil 14 y su extremidad inferior atraviesa el
puente transversal de contacto 5. Entre el puente transversal de
contacto 5 y la pieza móvil 14 está dispuesto un resorte helicoidal
15 llamado "resorte principal de contacto". El resorte
principal 15 tiende a separar la pieza móvil 14 del puente
transversal de contacto 5 que puede deslizar axialmente con
relación al eje de mando 13. Un segundo resorte helicoidal 16
llamado "resorte antagonista" está dispuesto bajo el puente
transversal de contacto 5 entre este último y la pared inferior 2 de
la caja 1. Se prevé aislar eléctricamente el eje de mando 13, el
resorte principal 15 y el resorte antagonista 16 del puente
transversal de contacto 5 mediante medios no representados.
Un elemento de indexación 17, de forma
cilíndrica, está dispuesto alrededor de la pieza móvil 14. El
elemento de indexación 17 está solidarizado con la caja 1 mediante
medios no representados. El ánima 17a del elemento de indexación 17
está en contacto con la superficie exterior 14a de la pieza móvil
14. Dos taladros 18 transversales y coaxiales están previstos en el
elemento de indexación 17 para recibir cada uno un dedo de
indexación 19 parcialmente en voladizo hacia el interior a partir
de la superficie interior 17a del elemento de indexación 17.
La superficie exterior 14a de la pieza móvil 14
está provista en todo su contorno de una cavidad que forma una
rampa superior 20 y una rampa inferior 21. Las rampas superior 20 e
inferior 21 están inclinadas para el guía y el bloqueo de la pieza
móvil 14 con relación a los dedos de indexación 19.
Cuando la bobina 6 es excitada por una corriente
eléctrica, genera un campo magnético cuyas líneas de campo pasan a
través de un circuito magnético formado por el núcleo móvil 12, el
núcleo fijo 10, el soporte metálico superior 9 y la carcasa
metálica 8. De esta forma, se crea una fuerza electromagnética que
actúa sobre el núcleo móvil 12 axialmente hacia abajo, siendo
entonces el eje de mando 13 solidario con el núcleo móvil 12 y la
pieza móvil 14 arrastrados hacia abajo del mismo modo.
Cuando se parte de una posición abierta del
corta-circuito (figura 1), los dos dedos de
indexación 19 son mantenidos sobre la rampa inferior 21 por el
resorte antagonista 16 en una primera posición estable P1 (figura
3). Un impulso eléctrico proporcionado a la bobina 6 hace desplazar
el núcleo móvil 12 hacia el núcleo fijo 10. El eje de mando 13
solidario del núcleo móvil 12 se desplaza axialmente hacia abajo y
pone en contacto el puente eléctrico 5 con los dos terminales de
contacto 3a.
El eje de mando 13 que es guía axialmente a
través del puente eléctrico 5 continúa desplazándose hacia abajo
venciendo el esfuerzo axial del resorte principal 15, lo que
aumenta entonces la presión de contacto del puente transversal 5
sobre los bornes de contacto 3a.
Como puede verse en la figura 3, la rampa
superior 20 comprende una porción de superficie de guía 20a
fuertemente inclinada que se prolonga en una porción de superficie
de guía 20b débilmente inclinada. Una porción redondeada cóncava
20c adyacente a la porción 20b, es de curvatura adaptada a la del
dedo de indexación 19 y forma la unión con una porción de tope 20d
de una inclinación muy fuerte, próxima a la vertical. Una porción
de superficie de guía 20e es adyacente a la porción de tope 20d y
forma un ángulo vivo con ésta. La porción de superficie de guía 20e
está débilmente inclinada, sensiblemente tanto como la porción de
superficie de guía 20b, y se prolonga en una porción redondeada 20f
de curvatura igual a la de la porción redondeada 20c. Una porción de
tope 20g, adyacente a la porción redondeada 20f, enlaza con la
porción de superficie de guía siguiente mediante un ángulo vivo.
Las porciones 20a a 20g forman una parte de la rampa superior 20 en
un sector angular de 60º. La rampa superior 20 comprende seis
partes idénticas que se suceden cada 60º.
Ocurre lo mismo con la rampa inferior 21, de la
cual una parte en un ángulo de 60º comprende una porción redondeada
cóncava 21a que forma una posición estable P1 para un dedo de
indexación 19 y que se prolonga en una porción de tope 21b
fuertemente inclinada, una porción de superficie de guía 21c
débilmente inclinada que forma un ángulo vivo con la porción de
tope 21b, una porción redondeada cóncava 21d que forma una posición
estable P3 para un dedo de indexación 19, una porción de tope 21e
de una inclinación muy fuerte, próxima a la vertical, y una porción
de superficie de guía 21f fuertemente inclinada y que forma un
ángulo vivo con la porción de tope 21e. La porción de superficie de
guía 21f enlaza con una porción redondeada cóncava de la parte
siguiente de rampa inferior 21.
Cuando el dedo de indexación 19 está en posición
P1 y un impulso eléctrico es enviado a la bobina 6, la pieza móvil
14 es arrastrada verticalmente hacia abajo hasta que la porción de
superficie de guía 20a entra en contacto con el dedo de indexación
19. La pieza móvil 14 es entonces puesta en rotación. Como la
porción de superficie de guía 20a está fuertemente inclinada, el
contacto citado anteriormente es relativamente suave. La porción de
superficie de guía 20b entra a continuación en contacto con el dedo
19, lo que tiende a ralentizar el movimiento axial de la pieza
móvil 14 debido a la débil inclinación de la citada porción 20b. La
rotación de la pieza móvil 14 se para cuando la porción redondeada
20c y la porción de tope 20d entran en contacto con el dedo de
indexación 19. Este último está entonces en la posición P2 y se
mantiene en ella mientras dura el impulso eléctrico en la bobina 6.
Cuando el impulso eléctrico cesa, la pieza móvil 14 se desplaza
verticalmente hacia arriba por la acción del resorte principal 15.
La porción de superficie de guía 21c entra entonces en contacto con
el dedo de indexación 19, siendo la pieza móvil 14 puesta en
rotación hasta que la porción redondeada 21d y la porción de
retención 21e entran en contacto con el dedo de indexación 19, que
se encuentra entonces en la posición estable P3. El puente
transversal 5 está entonces en contacto con los terminales 3a.
Cuando se proporciona un impulso eléctrico
ulterior en la bobina 6, la pieza móvil 14 es arrastrada
verticalmente hacia abajo hasta que la porción de superficie de
guía 22e entra en contacto con el dedo de indexación 19, lo que
provoca la puesta en rotación de la pieza móvil 14 hasta que la
porción redondeada 20f y la poción de tope 20g entran en contacto
con el dedo de indexación 19. Este último está entonces en la
posición P4, en la cual se mantiene hasta que cesa el impulso
eléctrico. La pieza móvil 14 toma entonces de nuevo un movimiento
vertical hacia arriba hasta que la porción de superficie de guía
21f entra en contacto con el dedo de indexación 19, lo que provoca
la puesta en rotación de la pieza móvil 14 hasta que el dedo de
indexación 19 se encuentra de nuevo en la posición estable P1 de la
parte siguiente de la pieza móvil 14.
Gracias a la invención, se obtiene un
corta-circuito cuyas rampas de guía pueden estar
realizadas en una sola pieza y cuyo funcionamiento es suave gracias
al hecho de que las superficies de guía de las rampas están
previstas con pendientes diferentes.
Claims (6)
1. Corta-circuito de impulsos, de
cierre mecánico, que comprende un caja (1) provista de al menos dos
bornes eléctricos de contacto (3a), un puente transversal de
contacto (5) situado encima de los terminales de contacto (3a), y
medios de accionamiento (4) del puente transversal que establecen o
suprimen eléctricamente la unión entre los bornes de contacto (3a),
comprendiendo los medios de accionamiento (4) un órgano móvil (12)
axialmente que coopera mecánicamente (13) con el puente transversal
de contacto (5), una bobina eléctrica fija (6) para generar una
fuerza electromagnética que actúa axialmente sobre el órgano móvil
(12) hacia los bornes de contacto (3a), un resorte antagonista (16)
que actúa axialmente sobre el órgano móvil (12) alejando los bornes
de contacto (3a), y medios de tope que definen dos estados estables
del puente correspondientes a dos estados eléctricos (ON, OFF) del
corta-circuito y que comprenden una parte fija (17)
con relación a la caja del corta-circuito, de forma
cilíndrica hueca y una parte móvil (14) dispuesta en el ánima de la
parte fija (17), caracterizado por el hecho de que la parte
fija (17) comprende al menos un dedo de indexación (19) en voladizo
hacia el interior a partir de su superficie interior, y que la
superficie exterior (14a) de la pieza móvil (14) está provista en
todo su contorno de una cavidad que forma una rampa superior (20) y
una rampa inferior (21) dispuestas una enfrente de la otra y,
axialmente a cada lado del dedo de indexación (19) con el cual
cooperan, siendo la citada parte móvil (14) libre en rotación y
solidaria en traslación con el órgano móvil (12), estando las
citadas rampas (20, 21) inclinadas para el guía y el bloqueo de la
parte móvil (14) con relación a los dedos de indexación (19).
2. Corta-circuito según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la parte
móvil es monobloque.
3. Corta-circuito según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que una
de las rampas comprende al menos una superficie de guía de
pendiente variable.
4. Corta-circuito según la
reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la
citada superficie de guía comprende dos porciones de superficie de
pendientes diferentes.
5. Corta-circuito según la
reivindicación 3 ó 4, caracterizado por el hecho de que la
citada superficie de guía está prevista sobre la rampa superior
para guiar el dedo de indexación entre una primera posición estable
(P1) y una segunda posición estable (P3) definidas por la rampa
inferior.
6. Corta-circuito según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado por el hecho de que la parte móvil comprende
seis porciones de rampa idénticas, circunferencialmente repartidas
y capaces de definir cada una dos estados estables del puente
correspondientes a dos estados eléctricos del
corta-circuito.
Applications Claiming Priority (2)
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