ES2239705T3 - Perfeccionamiento en una estructura laminar para un disyuntor. - Google Patents
Perfeccionamiento en una estructura laminar para un disyuntor.Info
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Abstract
Un disyuntor de circuito para interrumpir la circulación de corriente al detectarse una intensidad excesiva o una temperatura excesiva, que comprende un bastidor (303) sobre el cual están montados un contacto fijo (317), así como unos conductores para establecer a través de éste una vía de circulación de corriente interruptible, una traviesa de lámina (333) montada sobre dicho bastidor (303) para permitir un movimiento de giro sobre un eje de la traviesa de lámina, teniendo dicha traviesa de lámina (333) una abertura (339) de alojamiento de un gancho y estando provista de una lámina (313) conductora de corriente montada en disposición de giro sobre ésta en torno a un eje geométrico de lámina (325), encontrándose montado un contacto móvil (315) sobre dicha lámina para acoplarse y separarse respecto a dicho contacto fijo (317), un resorte (329) de solicitación de la lámina montado sobre la citada traviesa de lámina (333) para solicitar dicha lámina (313) hacia el citado contacto fijo (317) enuna acción de apertura, de cierre y de desconexión de dicho disyuntor, y para enganchar la citada lámina en posición abierta al producirse una acción de desconexión de dicho disyuntor, una espiga (341) de fijación del resorte sobre dicha traviesa de lámina (333), y una espiga (345) seguidora del resorte, montada sobre la citada lámina.
Description
Perfeccionamiento en una estructura laminar para
un disyuntor.
Está invención se refiere en general a
disyuntores de circuito y, más específicamente, a un disyuntor de
circuito que tiene una estructura laminar en la cual un resorte de
torsión actúa tanto como punto de presión por contacto,
suministrando la presión necesaria a la lámina para mantener una
posición de cierre, como a modo de fiador, impidiendo el cierre de
la lámina tras producirse una interrupción por cortocircuito.
Se utiliza disyuntores para proporcionar
protección a los circuitos en sistemas de distribución de bajo
voltaje. Los circuitos eléctricos o sistemas eléctricos son
protegidos por disyuntores contra condiciones eléctricas de
corriente excesiva, tales como condiciones de sobrecarga así como
condiciones de cortocircuito de bajo y de alto nivel o condiciones
de corriente de pérdida o de avería.
Un componente que contribuye a interrumpir con
éxito el circuito cuando tienen lugar condiciones de exceso de
corriente es una lámina. La lámina está sometida a una fuerza de
resistencia que típicamente se establece para permitir que dicha
lámina deje paso libre solamente cuando tienen lugar determinadas
condiciones, esto es, cuando la corriente que atraviesa el
disyuntor rebasa un umbral particular. Esta fuerza de resistencia
es en general aportada por un resorte laminar tal como se describe
en las patentes US 4.539.538 y US 6.194.983. Se puede también
utilizar el resorte laminar en general en combinación con algún
otro elemento, tal como una espiga, para proporcionar un mecanismo
fiador que impida que la lámina alcance una posición de cierre sin
el conocimiento de un operador del disyuntor.
Sin embargo, uno de los inconvenientes de los
dispositivos de la técnica anterior es que, en general, se precisa
más de un componente para crear un mecanismo fiador con éxito. Así
por ejemplo, un dispositivo de la técnica anterior utiliza una
combinación de resorte laminar y espiga en la cual el resorte y la
espiga actúan al unísono para proporcionar un fiador que sujeta la
lámina en su posición activa. Al girar la lámina de este
dispositivo, la espiga desvía una proyección del resorte laminar y
actúa como barrera respecto a la lámina cuando ésta intenta
regresar a su posición cerrada.
Otro inconveniente de los dispositivos de la
técnica anterior es el de que el resorte laminar requiere, en
general, otro componente para fijar el resorte laminar a un
bastidor dela lámina. Igualmente, una espiga para la lámina sobre la
cual pueda girar la lámina libremente requiere componentes
adicionales para fijar dicha espiga en su posición.
Otro inconveniente de los dispositivos de la
técnica anterior es el de que, para proteger el resorte laminar, se
establecen complicados blindajes protectores de la lámina. Estos
blindajes protectores vienen a añadir componentes adicionales y
etapas adicionales de montaje al conjunto.
Así pues, un objeto de esta invención es el de
utilizar un resorte laminar que pueda cumplir el oficio de fiador
de la lámina y que pueda quedar fijado a la estructura laminar sin
utilizarse componentes adicionales.
Otro objeto de esta invención es el de integrar
un blindaje protector al alojamientode la lámina que proteja los
resortes laminares contra los residuos ocasionados por la
producción de arco eléctrico.
Según una forma preferida de realización de la
invención, se establece un disyuntor destinado a interrumpir el
flujo de corriente al ser detectado un exceso de corriente o de
temperatura, el cual tiene un bastidor que presenta un contacto fijo
y unos conductores para establecer un flujo de corriente
interruptible a través del contacto fijo. Queda montada una
traviesa de lámina sobre el bastidor para ejercer un movimiento
giratorio sobre un eje geométrico de la traviesa de lámina. La
traviesa de lámina tiene una lámina conductora de corriente montada
para ejercer un movimiento giratorio sobre la misma en torno al eje
geométrico de la lámina, preferentemente desviado radialmente de la
traviesa de lámina. La lámina presenta un contacto móvil destinado
a acoplarse y desacoplarse del contacto fijo. La traviesa de lámina
presenta un resorte impelente de la lámina destinado a impulsar la
lámina a una primera posición de giro sobre la traviesa durante la
operación de apertura, cierre y activación del disyuntor, y para
fijar la lámina en una segunda posición de giro sobre la traviesa
de lámina al producirse una activación del disyuntor.
Se dispone preferentemente una espiga de montaje
de resorte sobre la traviesa de lámina, paralelamente y desviada del
eje geométrico de la traviesa de lámina. Hay una espiga seguidora
del resorte, montada sobre la lámina, paralela al eje geométrico de
giro de la lámina y desviada de la misma. Se ha establecido una
abertura receptora de un gancho, sobre la traviesa de la lámina.
Hay un resorte impelente de la lámina que es un muelle de torsión
situado en torno a la espiga de montaje del resorte y que presenta
una primera rama de extremo que se proyecta hacia fuera formando un
gancho que queda fijado en la citada abertura receptora,
presentando también una segunda rama de extremo que se extiende
hacia fuera y queda dispuesta en voladizo, en contacto con la espiga
seguidora del resorte. El segundo extremo de esta rama queda
curvado hacia fuera desde la espiga seguidora del resorte, para
reducir la fuerza de elasticidad ejercida entre la traviesa de
lámina y la lámina al producirse una activación del disyuntor. Se
habrá establecido preferentemente un orificio de montaje en la
lámina situada sobre el eje correspondiente, juntamente con una
espiga de giro de la lámina que atravesará el orificio para el
montaje de la lámina. La espiga de giro de la lámina es cilíndrica
en general y presenta una sección central de diámetro reducido que
forma unos rebordes sobre la espiga a ambos lados del orificio de
la lámina, de modo que al aplicarse fuerza sobre ésta por medio del
resorte, la espiga de giro de la lámina queda bloqueada contra todo
desplazamiento respecto al orificio. Se prefiere por otra parte
establecer una barrera sobre la traviesa de la lámina situada de
manera que al producirse un movimiento giratorio de la traviesa de
la lámina hacia una posición activa, abierta o de puesta en marcha,
la barrera quede interpuesta entre el resorte y el contacto fijo,
quedando así protegido el resorte contra los residuos generados a
proximidad del contacto fijo.
En los dibujos:
La fig. 1 es una vista en corte transversal de un
disyuntor de circuito conforme a la presente invención, representado
en la posición cerrada,
La fig. 2 es una vista en corte transversal del
disyuntor de la fig. 1, representado en la posición abierta,
La fig. 3 es una vista en corte transversal del
disyuntor de la fig. 1, representado en la posición de puesta en
marcha,
La fig. 4 es una vista en corte transversal del
disyuntor de la fig. 1 representado en la posición activa,
La fig. 5 es una vista en corte transversal de la
estructura laminar en el disyuntor de la fig. 1, representado en
posición de cierre,
La fig. 6 es una vista en corte transversal de la
estructura laminar de la fig. 5, en la posición de puesta en marcha
y
La fig. 7 es una vista ortogonal de la espiga de
giro de la lámina en el disyuntor de la fig. 1.
Volviendo a los dibujos, y con referencia
inicialmente a la fig. 1, diremos que los componentes internos de
un disyuntor de circuito 301 están protegidos por un alojamiento
303. Hacia la parte superior del alojamiento 303, sobresale una
empuñadura 304 a través de una ranura situada en el alojamiento 303
para abrir y cerrar los contactos del disyuntor 301, es decir, para
permitir la reactivación del disyuntor 301 cuando se encuentra en
estado inactivo. Esto se efectúa por medio de un mecanismo manual
306 que comunica la empuñadura 304 con una estructura laminar 311.
Opcionalmente, se puede utilizar la empuñadura 304 para indicar
visualmente el estado en que se encuentra el disyuntor 301 mediante
una leyenda situada sobre el alojamiento 303 junto a la empuñadura
304, que indicará claramente, por ejemplo, si el disyuntor 301 se
encuentra en situación ACTIVA, INACTIVA, o DESCONECTADA. La
indicación ACTIVA es una posición "cerrada", con los contactos
cerrados, como aparece en la fig. 1; la indicación INACTIVA es una
posición "abierta", con los contactos abiertos, tal como pueden
verse en la fig. 2; y la indicación DESCONECTADA es una posición de
"desconexión" con los contactos abiertos, debida a, por
ejemplo, un estado no deseado de exceso de corriente.
Hay una estructura 315 de apagado de arco
eléctrico que incluye un paso 307 de arco eléctrico situado junto a
la lámina 313. El paso 307 de arco contiene una pluralidad de
placas 309 de paso de arco eléctrico situadas paralelamente entre sí
y separadas por unos espacios angulares iguales. Como es bien
conocido en esta técnica, la función de la estructura 305 de
extinción de arco es la de recibir y disipar los arcos eléctricos
que se crean al separarse el contacto móvil 315 del contacto fijo
317 del disyuntor 301.
La parte central inferior del disyuntor 301 es
donde queda situada la estructura laminar 311. Tal como aparece en
las figs. 5 y 6, la estructura laminar 311 contiene una lámina 313
para cada fase que está destinado a ejercer un disyuntor de
circuito. Así por ejemplo, un disyuntor de tres polos contendrá
tres láminas. En el extremo móvil 315 de la lámina 313, el contacto
móvil 315 está fijado por un medio de conexión, tal como por
soldadura. De manera similar, hay un conductor de conexión 319
fijado al extremo de giro 321. Un orificio 323 de la lámina situado
junto al extremo de pivotación 321 permite la inserción de una
espiga 325 de giro de la lámina, representada en la fig. 7, dentro
del orificio 323 de la lámina. La espiga de giro 325 permite que la
lámina 313 disponga de un movimiento angular. Además, la espiga de
giro 325 que es un cilindro metálico macizo, tiene un esconce
central destinado a impedir que se salga la espiga cuando queda
ensamblada toda la estructura laminar 311. El diámetro de la espiga
de giro 325 es menor que el diámetro del orificio 323 de la lámina
para permitir que la espiga de giro 325 sobresalga a través del
orificio 323 de la lámina, mientras que la longitud de la espiga
325 de giro es suficientemente grande para ajustar con la anchura de
un blindaje protector 327. Teniendo en cuenta el reducido diámetro
de la espiga de giro 325 y la presión aplicada por un par de
resortes 329 de la lámina, de los que trataremos después, la espiga
de giro 325 no se saldrá durante el funcionamiento del disyuntor
301.
El blindaje 327 queda integrado dentro de un
alojamiento 331 de la lámina, que es una pieza plástica moldeada
designada a realizar por lo menos tres funciones. En primer lugar,
el alojamiento 331 de la lámina tiene una función estructural al
sustentar la lámina 313 junto al extremo de giro 321 en el orificio
323 para la lámina. Una ranura situada en un lado del alojamiento
331 de la lámina permite que esta lámina 313 oscile entre las
posiciones "abierta", "cerrada", "activa" y
"desconectada". En segundo lugar, el alojamiento 331 de la
lámina está realizado como una unidad integrada que crea la
traviesa 333 de lámina, conectando la lámina 313 a otra lámina 313
si el disyuntor 301 tiene más de una sola fase. Así por ejemplo, si
el disyuntor 301 es un disyuntor con circuito de tres polos, la
traviesa 333 de la lámina será una pieza de plástico moldeada dotada
de tres blindajes protectores similares conectados en paralelo
entre sí, donde las conexiones entre los blindajes formarán parte
de la pieza plástica moldeada. Las conexiones tienen una forma
tubular que espacian los blindajes conforme a los parámetros de
diseño requeridos. En tercer lugar, el alojamiento 331 de la lámina
está destinada a proteger el resorte 329 de la lámina contra los
residuos formados por el arco eléctrico.
El resorte 329 de la lámina es un resorte de
torsión utilizado para cumplir varias funciones. En general,
teniendo en cuenta el reducido espacio dentro del disyuntor 301, el
resorte 329 laminar permite un diseño simplificado que cumpla con
las especificaciones requeridas. Específicamente, el resorte
laminar 329 realiza dos funciones principales que le convierten
tanto en resorte de presión por contacto como en fiador en la
posición activa.
En primer lugar, el resorte laminar 329 tiene un
gancho 335 formado en el extremo de un primer brazo elástico 337
que se utiliza para sostener el resorte laminar 329 en posición al
engancharse el resorte 329 en un esconce 339 del blindaje. Se
utiliza una espiga elástica 341 para mantener el resorte laminar 329
paralelo a un segundo resorte laminar idéntico 329, utilizándose el
par de resortes laminares 329 para equilibrar y sujetar cada
extremo de la espiga de giro 325 y la espiga elástica 341. Cada
extremo de la espiga elástica 341 ajusta en un correspondiente
esconce previsto al efecto formado en el blindaje 327. El situar el
gancho elástico 335 dentro del esconce 339 del blindaje impide que
la espiga 341 se salga por deslizamiento de su posición
deseada.
En segundo lugar, el resorte laminar 329 presenta
una curva 343 situada sobre un segundo brazo de resorte 346, lo que
aumenta el gradiente negativo del resorte 329 laminar y que actúa,
dado el tamaño, la forma y el emplazamiento del resorte laminar
329, para sujetar positivamente la lámina 313 en la posición activa
durante una breve interrupción del circuito. Una espiga 345 de
sujeción de la lámina se extiende desde cada uno de los lados de
dicha lámina 313, estando situada aproximadamente en una posición
central entre la espiga de giro 325 y la espiga de giro 341. En la
posición "cerrada", la espiga de bloqueo 345 permanece sobre
el segundo brazo elástico 346 fuera de la curva 343, mientras que
la fuerza torsional aplicada por el resorte laminar 329 obliga a la
lámina 313 a permanecer en la posición "cerrada". Aunque el
resorte laminar 329 ejerce el mínimo grado de fuerza torsional
cuando la lámina 313 se encuentra en la posición "cerrada" por
estar situados los brazos elásticos 337 y 346 a cierta distancia
mayor entre sí, la fuerza torsional aumenta al ser empujada la
lámina 313 hacia la posición "abierta" por fuerzas
electromagnéticas. Al ser empujada la lámina 313 más allá del
contacto fijo 317, gira el segundo brazo elástico 346,
desplazándose hacia el primer brazo 337, lo que produce una enorme
separación entre los dos brazos elásticos 337 y 346 y produciéndose
así, por consiguiente, una fuerza torsional superior por el resorte
laminar 329. Así pues, la fuerza torsional más elevada aplicada por
el resorte laminar 329 se produce en la posición "activa".
Cuando se alcanza el umbral predeterminado para las condiciones de
corriente excesiva no deseada, se habrá rebasado por completo la
fuerza torsional por la fuerza electromagnética resultante y la
espiga de bloqueo 345 entrará en la curva 343. El resultado será que
la lámina 313 penetrará en la posición "activa".
La curva 343 sujeta positivamente cada espiga de
bloqueo 345, impidiendo que se dirijan a la posición de
"cierre". Como el resorte laminar 325 aplica la más elevada
fuerza torsional en la posición "activa", la lámina 313
requiere una fuerza mucho más alta para vencer el efecto de
sujeción de la curva 343 que para caer en la posición
"activa". Para que la espiga de bloqueo 345 se desplaza hacia
su posición inicial, lo que tiene lugar en la posición
"cerrada", debe ejercer presión contra la curva 343, hasta que
llegue más allá del giro pronunciado de la curva 343. El movimiento
de la espiga de bloqueo 345 presiona el resorte 346 del segundo
brazo hacia el resorte 337 del primero, en la dirección en la cual
el resorte de lámina 329 presenta la máxima resistencia.
Naturalmente, se requiere un alto grado de fuerza para desplazar la
espiga de bloqueo 345 más allá de la curva 343. Una vez que la
espiga de bloqueo 345 queda situada en un lugar inmediatamente más
allá de la aguda curva 343, queda libre de desplazarse a lo largo
del segundo brazo elástico 346, deteniéndose en su posición
inicial. Por consiguiente, el movimiento natural del segundo brazo
elástico 345 de desplazarse más allá del primer brazo elástico 337,
empuja a la lámina 313 a pasar a su posición "cerrada".
Aunque hemos ilustrado y descrito formas
particulares de realización y de aplicación de la presente
invención, debe quedar entendido que no se limita la invención a la
construcción exacta y a las exactas composiciones aquí descritas, y
que pueden ser evidentes diversas modificaciones, cambios y
variaciones respecto a las descripciones que anteceden sin salir
del ámbito de la invención según queda definida en las adjuntas
reivindicaciones.
Claims (7)
1. Un disyuntor de circuito para interrumpir la
circulación de corriente al detectarse una intensidad excesiva o
una temperatura excesiva, que comprende un bastidor(303)
sobre el cual están montados un contacto fijo (317), así como unos
conductores para establecer a través de éste una vía de circulación
de corriente interruptible, una traviesa de lámina (333) montada
sobre dicho bastidor (303) para permitir un movimiento de giro
sobre un eje de la traviesa de lámina, teniendo dicha traviesa de
lámina (333) una abertura (339) de alojamiento de un gancho y
estando provista de una lámina (313) conductora de corriente montada
en disposición de giro sobre ésta en torno a un eje geométrico de
lámina (325), encontrándose montado un contacto móvil (315) sobre
dicha lámina para acoplarse y separarse respecto a dicho contacto
fijo (317), un resorte (329) de solicitación de la lámina montado
sobre la citada traviesa de lámina (333) para solicitar dicha lámina
(313) hacia el citado contacto fijo (317) en una acción de apertura,
de cierre y de desconexión de dicho disyuntor, y para enganchar la
citada lámina en posición abierta al producirse una acción de
desconexión de dicho disyuntor, una espiga (341) de fijación del
resorte sobre dicha traviesa de lámina (333), y una espiga (345)
seguidora del resorte, montada sobre la citada lámina (313),
caracterizado porque dicho resorte (329) de solicitación de
la lámina es un resorte de torsión helicoidal arrollado alrededor
de dicha espiga (341) de fijación de resorte, y porque está provisto
de una primera rama de extremo (337) que se extiende hacia el
exterior para ajustar en la citada abertura (339) de alojamiento del
gancho, y porque está provisto de una segunda rama de extremo (346)
montada en voladizo en contacto con dicha espiga (345) seguidora del
resorte, estando curvado para definir un gradiente negativo en la
fuerza elástica ejercida entre dicha traviesa de lámina (333) y
dicha lámina (313) al producirse la citada acción de desconexión de
dicho disyuntor, teniendo la segunda rama de extremo (346) una curva
(343) que se extiende hacia la primera rama de extremo (337) para
enganchar dicha lámina al tener lugar la citada acción de
desconexión de dicho disyuntor.
2. Un disyuntor según la reivindicación 1,
caracterizado porque una abertura (339) de alojamiento de
gancho está situada sobre la citada traviesa de lámina (333),
extendiéndose la citada primera rama de extremo (337) de dicho
resorte de torsión (329) hacia el exterior y formando un gancho
(335) enganchado en dicha abertura (339) de alojamiento del
gancho.
3. Un disyuntor según la reivindicación 1,
caracterizado porque un orificio (323) de fijación en la
mencionada lámina (313) se encuentra situado sobre dicho eje de la
lámina, y porque un eje de giro (325) de la lámina pasa a través de
dicho orificio de fijación de la mencionada lámina, teniendo dicho
eje de giro (325) de la lámina forma general cilíndrica, teniendo un
trozo central de diámetro reducido que establece unos rebordes sobre
dicho eje a un lado y otro del citado orificio en dicha lámina, de
tal modo que, al aplicarse una fuerza sobre dicha lámina por el
citado resorte, el referido eje de giro de la lámina no puede
desplazarse fuera de dicho orificio (323).
4. Un disyuntor según la reivindicación 1,
caracterizado porque una barrera (327) sobre dicha traviesa
de lámina (333) se encuentra situada de manera que, alproducirse un
movimiento de giro de la indicada traviesa de lámina (333) hacia
una posición desconectada, abierta, o
desconectada-abierta, la citada barrera (327) se
interpone entre dicho resorte (329) y el citado contacto fijo (317),
protegiendo así el citado resorte contra los residuos generados a
proximidad de dicho contacto fijo.
5. Un procedimiento de interrupción de la
circulación de corriente en un disyuntor al detectarse un exceso de
corriente o una temperatura excesiva, consistente en que:
se establece una vía de circulación de corriente
interrumpible a través de dicho disyuntor,
está prevista una traviesa de lámina (333),
montada sobre un bastidor (303) para permitir un movimiento de giro
sobre un eje de la traviesa de lámina, teniendo dicha traviesa de
lámina (333) una abertura (339) de alojamiento de gancho y estando
provista de una lámina (313) conductora de corriente, montada en
disposición giratoria sobre la misma alrededor de un eje de lámina,
habiéndose montado un contacto móvil (315) sobre dicha lámina para
acoplarse de dicho contacto fijo (317) y
separarse del mismo, siendo solicitada dicha
traviesa de lámina (333) para solicitar la citada lámina (313) hacia
dicho contacto fijo (317) al producirse una acción de apertura, de
cierre y de desconexión de dicho disyuntor, y quedando enganchada
dicha lámina en posición abierta al producirse una acción de
desconexión del citado disyuntor, estando montada una espiga (341)
de fijación de resorte sobre la mencionada traviesa de lámina (333),
quedando montada una espiga (345) seguidora del resorte sobre la
citada lámina, formando una abertura (339) de alojamiento de un
gancho sobre la indicada traviesa de lámina (333), y
caracterizado porque un resorte (329) de solicitación de la
lámina está configurado bajo la forma de un resorte de torsión
helicoidal arrollado alrededor de la citada espiga (341) de fijación
del resorte con una primera rama de extremo (337) que se extiende
hacia el exterior para ajustar y engancharse en dicha abertura (339)
de alojamiento de gancho, y con una segunda rama de extremo (346)
que se extiende hacia el exterior, y que se encuentra en voladizo en
contacto con dicha espiga (345) seguidora del resorte, estando
curvada para separarse de dicha espiga seguidora del resorte, con el
fin de reducir la fuerza elástica ejercida entre dicha traviesa de
lámina (333) y dicha lámina (313) en el curso de la mencionada
acción de desconexión de dicho disyuntor.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque se ha formado un orificio (323) de
fijación en la citada lámina, quedando situado sobre dicho eje de
lámina, habiéndose instalado un eje de giro (325) de la lámina, el
cual pasa a través de dicho orificio (323) de fijación de la
indicada lámina (313), presentando dicho eje de giro (325) de la
lámina una forma general cilíndrica y teniendo un trozo central de
diámetro reducido que establece unos rebordes sobre dicho eje a un
lado y otro de dicho orificio en la mencionada lámina, de tal modo
que al aplicarse una fuerza sobre dicha lámina por dicho resorte,
el referido eje de giro de la lámina no puede desplazarse saliendo
de dicho orificio.
7. Un procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque una barrerasobre dicha traviesa de
lámina (333) está situada de manera que, al producirse un
movimiento de giro de dicha traviesa de lámina (333) hacia una
posición desconectada, abierta o
desconectada-abierta, dicha barrera (327) se
interpone entre el citado resorte (329) y el citado contacto fijo
(317), protegiendo así dicho resorte contra los residuos generados
a proximidad del citado contacto fijo.
Applications Claiming Priority (2)
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