ES2290652T3 - Accionador regulable para aparato de proteccion de lineas electricas. - Google Patents
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Abstract
Aparato eléctrico modular de protección de línea eléctrica que comprende, en la caja de material plástico: - al menos dos bornes de conexión a la línea eléctrica, - una palanca (2) de mando que puede desplazarse entre dos posiciones estables, accionando - un mecanismo (3) de cerradura que controla la apertura y la cerradura de la conexión eléctrica entre los dos bornes de conexión; - un contacto eléctrico fijo y un contacto eléctrico móvil, que abren y cierran la conexión eléctrica bajo la acción del mecanismo (3) de cerradura, - un bimetal (7) de disparo térmico que actúa sobre el mecanismo (3) de cerradura a través de un accionador (8) en caso de sobrecarga eléctrica en la línea, estando dispuesto dicho accionador flotante en la caja; y - unos medios de regulación (11) del umbral de disparo del bimetal (7); caracterizado porque los medios de regulación están integrados en el accionador (8).
Description
Accionador regulable para aparato de protección
de líneas eléctricas.
La presente invención se refiere al campo
técnico de los aparatos eléctricos y, más particularmente, al campo
de los aparatos eléctricos modulares de tipo disyuntor o
interruptor, utilizados para la protección de líneas con el fin de
garantizar la seguridad de las personas.
La invención se refiere, todavía más
precisamente, al accionamiento de un mecanismo de cerradura tales
como los que equipan los disyuntores de disyunción magnetotérmica o
los aparatos de este tipo, por ejemplo los disyuntores de fase.
Los disyuntores de protección de línea
comprenden, tradicionalmente, en una caja aislante, un circuito que
se extiende entre dos bornes y que comprende un bimetal de disparo
térmico para la protección contra las sobrecargas eléctricas y un
accionador electromagnético que presenta esencialmente una bobina
que coopera con un núcleo magnético móvil asociado a un percutor,
para garantizar, en caso de sobreintensidad, la disyunción mediante
apertura de un contacto móvil que coopera con uno o varios contactos
fijos. Los disyuntores de fase y de neutro comprenden, aparte de la
etapa de fase descrita, una etapa de neutro también con contactos
fijo y móvil, siendo el contacto móvil de neutro accionado
conjuntamente con el contacto móvil de fase.
El desplazamiento del contacto móvil hacia o a
distancia del contacto fijo se controla tradicionalmente por un
mecanismo de cerradura de tipo articulación, accionado manualmente
por una palanca de control que acciona una biela que tiende a
empujar un portacontactos pivotante para poner el o los contactos
móviles en contacto cada uno con un contacto fijo, posición en la
que el movimiento inverso se impide normalmente por un trinquete
que impide que la biela, apoyada a modo de articulación sobre el
portacontactos, se escape y lo libere.
La apertura manual se efectúa accionando la
palanca en sentido contrario. La disyunción se provoca mediante la
acción del bimetal o del percutor del accionador magnético contra un
disparador de manera que provoca la liberación del trinquete y, por
tanto, el escape de la biela, lo que conduce a la apertura del
contacto eléctrico. Dicho mecanismo de cerradura está descrito, por
ejemplo, en la patente europea EP 0 570
647 B1.
El subconjunto térmico que comprende el bimetal
está por tanto destinado a desbloquear el mecanismo de cerradura
para liberar o abrir los contactos eléctricos e interrumpir la
circulación de la corriente en el aparato modular. El desbloqueo de
la cerradura debe realizarse cuando la intensidad que circula en el
circuito eléctrico sobrepasa un umbral predeterminado. Conviene por
tanto proceder a una regulación precisa del posicionamiento del
bimetal para que su deflexión sea suficiente, una vez alcanzado
este umbral, para garantizar el disparo. La fiabilidad y la
precisión de funcionamiento del aparato eléctrico modular dependen
de ello.
Los aparatos deben por tanto estar equipados con
medios de regulación que permitan garantizar un posicionamiento del
bimetal compatible con el umbral de disparo deseado. Este
posicionamiento y la gestión del disparo deben tener en cuenta,
además, la existencia, entre el bimetal y el mecanismo de cerradura,
de un accionador.
La regulación del posicionamiento se efectúa
tradicionalmente por deformación de una pieza elástica, por ejemplo
metálica, que soporta el bimetal. Una condición para la eficacia de
la regulación es la estabilidad del umbral de disparo, es decir, la
estabilidad del posicionamiento del bimetal: de ahí que sea
indispensable que la deformación de la pieza elástica sea
perfectamente reversible, lo que implica que no llegue, durante el
funcionamiento, más allá del límite elástico del material
constitutivo de la pieza que soporta el bimetal.
Se conoce por ejemplo utilizar un muelle de
acero inoxidable asociado a esta pieza de soporte, cuya regulación
puede realizarse con ayuda de un tornillo cuya cabeza es accesible
desde el exterior de la caja.
El objetivo de la presente invención prevé
realizar un subconjunto térmico de protección para aparato eléctrico
modular que garantice con precisión y fiabilidad un umbral de
disparo predeterminado, salvando al mismo tiempo el riesgo de fallo
de reversibilidad atribuible especialmente a los soportes elásticos
durante la regulación del umbral de disparo.
Otro objetivo de la presente invención prevé
simplificar los elementos constitutivos de este subconjunto térmico,
así como las operaciones de montaje de dicho subconjunto en el
aparato eléctrico modular.
Puesto que la solución tradicional con soporte
elástico requiere varios componentes, también es interesante, en el
marco de la presente invención, obtener la reducción del número de
piezas constitutivas del subconjunto de protección térmica, y
lograr por consiguiente una reducción importante de los costes de
fabricación.
Según la invención, a título principal, el medio
de regulación está integrado en el accionador.
Se prescinde de esta manera del referencial
representado por la caja de material plástico, cuyas variaciones
dimensionales asociadas especialmente a los cambios de higrometría
pueden afectar a la regulación del bimetal. Los plásticos
seleccionados para las cajas son, en efecto, sensibles a la humedad
ambiente, y sufren deformaciones susceptibles de repercutir en la
posición del bimetal en frío y, en consecuencia, en el disparo del
producto. Es posible ciertamente encontrar plásticos que son
insensibles a las variaciones higrométricas, pero su coste es más
elevado, y la incidencia económica es disuasiva para una caja.
La solución de la invención permite utilizar
este tipo de plástico solamente para el accionador, pieza de
dimensiones tales que el impacto económico es insignificante.
Por último, esto conduce a prescindir de la
pieza elástica de soporte que sirve para la regulación de la
posición del bimetal.
Preferentemente, el accionador se desliza en
traslación en la caja y presenta dos zonas activas de contacto en
la orientación opuesta con respecto a la dirección de deslizamiento,
estando previstas dichas zonas activas respectivamente para ser
accionadas por el bimetal y para actuar sobre el mecanismo de
cerradura, permitiendo los medios de regulación modificar la
distancia que los separa.
Hasta ahora, los accionadores utilizados nunca
han servido como elementos de regulación y, por lo tanto, son
piezas cuya forma no es susceptible de modificarse.
La originalidad de la invención reside
efectivamente en la posibilidad de modificar los lados del
accionador, y por tanto de adaptarlo al posicionamiento del bimetal
en lugar de a la inversa.
Preferentemente además, los medios de regulación
actúan sobre el posicionamiento de al menos una de las zonas
activas con respecto a la otra.
Por motivos económicos, sin embargo, en la
mayoría de las hipótesis tan sólo podrá regularse una de las zonas
activas.
De hecho, según una posibilidad, el accionador
presenta la forma de una U cuyo fondo se desliza en la caja y los
brazos comprenden las zonas activas.
Esta forma, tradicional en sí misma, se presta
naturalmente a la invención: el fondo en U procura un elemento de
guiado/deslizamiento favorable para el deslizamiento, mientras que
los brazos presentan zonas con orientaciones opuestas a las que
resulta fácil asociar unos medios de regulación dirigidos a
modificar la distancia que las separa.
Según una configuración preferida, la zona
activa que coopera con el bimetal consiste en el extremo libre de
un elemento que sobrepasa un brazo en dirección al bimetal y que
puede regularse en paralelo al fondo del accionador.
La regulación se efectúa por lo tanto en
paralelo al desplazamiento, lo que tiene que ver con la optimización
de cada operación de regulación.
De hecho, más precisamente, dicho elemento
regulable es un tornillo autoperforador fijado al brazo.
La manipulación de regulación es sencilla, al
igual que la fijación del elemento regulable a un brazo: en
términos de industrialización, esta solución es favorable y poco
costosa.
Según una posibilidad, el elemento que sobrepasa
el brazo está girado hacia el interior de la U, estando la otra
zona activa que coopera con el mecanismo de cerradura por
consiguiente orientada asimismo hacia el interior de la U.
En esta configuración, que es una de las dos
posibles, el accionador rodea parcialmente el mecanismo de
cerradura, y las zonas activas están enfrentadas.
En la hipótesis en la que el aparato de la
invención comprende un subconjunto electromagnético que garantiza
la disyunción de los contactos eléctricos fijo y móvil en caso de
cortocircuito, el bimetal presenta por ejemplo un extremo soldado
sobre un extremo de la bobina de dicho subconjunto electromagnético,
que es fijo con respecto a la caja.
Se puede así utilizar solamente una única trenza
de conexión eléctrica fijada al bimetal, reduciendo por consiguiente
aún más el número de piezas constitutivas del aparato
eléctrico.
Otras características y ventajas se pondrán más
claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada
siguiente haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
que:
- la figura 1 es una representación parcial del
subconjunto de protección térmica según la invención;
- las figuras 2 y 3 muestran detalles de la
figura 1;
- las figuras 4 y 5 representan el bimetal del
aparato eléctrico de acuerdo con la invención en dos posiciones de
funcionamiento diferentes.
La presente invención se refiere por ejemplo a
un aparato eléctrico modular que comprende una caja de material
plástico (no representada) con la que coopera una estructura de
soporte (1) representada parcialmente en las figuras 4 y 5. El
aparato eléctrico comprende más precisamente al menos dos bornes de
conexión eléctrica y una palanca de control (2) que puede
desplazarse entre dos posiciones estables y que acciona un mecanismo
(3) de cerradura que controla la apertura y la cerradura de la
conexión eléctrica entre los dos bornes de conexión.
Un contacto eléctrico fijo y un contacto
eléctrico móvil abren y cierran respectivamente la conexión
eléctrica bajo la acción del mecanismo (3) de cerradura. El
contacto eléctrico móvil (4) se acciona directamente por el
mecanismo de cerradura. El contacto eléctrico fijo está constituido
por ejemplo por una pastilla de contacto (5) solidaria de una
bobina de inducción (6) (véase la figura 1).
El aparato eléctrico comprende además un bimetal
(7) de disparo térmico que actúa sobre el mecanismo (3) de
cerradura a través de un accionador (8).
El accionador (8) está representado con mayor
detalle en las figuras 1, 2 y 3 y se desplaza en las cajas para
actuar sobre el mecanismo (3) de cerradura. Presenta un extremo (8a)
conformado para actuar sobre el mecanismo (3) de cerradura con el
fin de liberar el contacto eléctrico móvil (4) del contacto
eléctrico fijo (5). Los medios de regulación del umbral de disparo
están, según la invención, integrados en el accionador (8).
Estos medios de regulación permiten ajustar la
distancia entre un tope (8a) dispuesto en uno de los extremos del
accionador (8), y que presenta una superficie activa (8c), y un
elemento móvil (11), cuya superficie activa (10), destinada a
entrar en contacto con el extremo libre (7a) del bimetal (7), está
orientada a la inversa de la superficie (8c).
El elemento móvil (11), que constituye en
realidad el medio de regulación, está dispuesto en un tope (8b) del
accionador, y adopta en este caso la forma de un tornillo
autoperforador (11) cuyo extremo libre es la superficie activa
(10).
El tope (8a) actúa a través de su superficie
(8c) sobre el mecanismo (3) de cerradura, mientras que el tope (8b)
regulable según la posición del tornillo (11) interactúa con el
bimetal (7). El tornillo (11) está roscado, por ejemplo, en el
fondo de una perforación (12) practicada en el material constitutivo
del accionador (8). La distancia entre las superficies activas (8c,
10) está regulada para adaptarse a la que existe entre el bimetal
(7) y el mecanismo (3) de cerradura, o más particularmente, la pared
de dicho mecanismo (3) contra la cual actúa la superficie activa
(8c).
El aparato eléctrico, cuando comprende un
subconjunto electromagnético que garantiza la disyunción de los
contactos eléctricos fijo y móvil en caso de sobreintensidad brutal,
está equipado con una bobina de inducción (6) de la que se
representa un ejemplo en la figura 1. El otro extremo (7b) del
bimetal (7) puede entonces, por ejemplo, estar fijado a un extremo
(14) de dicha bobina (6). La corriente eléctrica atraviesa por tanto
la bobina de inducción (6) y el bimetal (7), al que está conectada
asimismo una trenza de conexión eléctrica no representada. La
fijación del bimetal (7) al extremo (14) de la bobina de inducción
(6) se realiza por cualquier medio conocido y, especialmente, a
través de puntos de soldadura.
Las figuras 4 y 5 representan el bimetal (7) en
dos posiciones que corresponden, respectivamente, a una posición de
reposo y a una posición activa. Esta última permite liberar el
contacto eléctrico móvil (4) del contacto eléctrico fijo (5) en
respuesta a una deformación reversible del bimetal (7). El extremo
libre (7a) se apoya entonces sobre el tope móvil (10) para accionar
en traslación el accionador (8), que actúa a su vez sobre el
mecanismo (3) de cerradura.
El aparato eléctrico modular según la invención
está constituido, por ejemplo, por un disyuntor eléctrico. Según
otro ejemplo de realización, el aparato eléctrico modular puede ser
un interruptor eléctrico.
Claims (10)
1. Aparato eléctrico modular de protección de
línea eléctrica que comprende, en la caja de material plástico:
- -
- al menos dos bornes de conexión a la línea eléctrica,
- -
- una palanca (2) de mando que puede desplazarse entre dos posiciones estables, accionando
- -
- un mecanismo (3) de cerradura que controla la apertura y la cerradura de la conexión eléctrica entre los dos bornes de conexión;
- -
- un contacto eléctrico fijo y un contacto eléctrico móvil, que abren y cierran la conexión eléctrica bajo la acción del mecanismo (3) de cerradura,
- -
- un bimetal (7) de disparo térmico que actúa sobre el mecanismo (3) de cerradura a través de un accionador (8) en caso de sobrecarga eléctrica en la línea, estando dispuesto dicho accionador flotante en la caja; y
- -
- unos medios de regulación (11) del umbral de disparo del bimetal (7);
caracterizado porque los medios de
regulación están integrados en el accionador (8).
2. Aparato eléctrico según la reivindicación 1,
caracterizado porque el accionador (8) se desliza en
traslación en la caja y presenta dos zonas activas (8c, 10) de
contacto con la orientación opuesta con respecto a la dirección del
deslizamiento, estando previstas dichas zonas activas (8c, 10)
respectivamente para ser accionadas por el bimetal (7) y para
actuar sobre el mecanismo (3) de cerradura, permitiendo los medios
de regulación (11) modificar la distancia que las separa.
3. Aparato eléctrico según la reivindicación
anterior, caracterizado porque los medios de regulación (11)
actúan sobre el posicionamiento de al menos una de las zonas activas
(8c, 10) con respecto a la otra.
4. Aparato eléctrico según cualquiera de las
reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque el accionador
(8) presenta la forma de una U cuyo fondo se desliza en la caja y
los brazos comprenden las zonas activas (8c, 10).
5. Aparato eléctrico según la reivindicación
anterior, caracterizado porque la zona activa (10) que
coopera con el bimetal (7) consiste en el extremo libre de un
elemento (11) que sobrepasa un brazo en dirección al bimetal (7) y
que puede regularse en paralelo al fondo del accionador (8).
6. Aparato eléctrico según la reivindicación
anterior, caracterizado porque dicho elemento regulable es un
tornillo autoperforador (11) fijado al brazo.
7. Aparato eléctrico según una de las
reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque dicho elemento
(11) sobrepasa el brazo hacia el interior de la U, estando la otra
zona activa (8c) que coopera con el mecanismo (3) de cerradura
orientada asimismo hacia el interior de la U.
8. Aparato eléctrico según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende un
subconjunto electromagnético que garantiza la disyunción de los
contactos eléctricos fijo (5) y móvil (4) en caso de
cortocircuito.
9. Aparato eléctrico según la reivindicación 8,
caracterizado porque el bimetal (7) está fijado a un extremo
(14) de una bobina de inducción (6) del subconjunto
electromagnético, que es fijo con respecto a la caja.
10. Aparato eléctrico modular según la
reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque constituye un
disyuntor eléctrico.
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