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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