ES2583931T3 - Actuador electromagnético de bobinado externo - Google Patents

Abstract

Accionador electromagnético que comprende un circuito magnético que consiste en: - una armadura magnética estacionaria que tiene al menos una superficie polar; - una cuchilla móvil en oposición a un resorte y capaz de mover un miembro de accionamiento mecánico (6); - y un imán que permite la polarización del circuito magnético, la creación de una fuerza magnética permanente de la atracción de la hoja hacia la superficie polar de la armadura; y una bobina de inducción dispuesta sobre un brazo de la armadura, insertándose el conjunto en una carcasa (1) de la que el elemento mecánico (6) sobresale, caracterizado porque la carcasa (1) comprende una ranura pasante (2) situada en el interior del circuito magnético, en la que se enrolla la bobina una vez que la carcasa (1) esté cerrada.

Description

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Actuador electromagnetico de bobinado externo Descripcion

[0001] La presente invencion se refiere a un actuador electromagnetico del tipo rele diferencial, y se refiere al propio actuador y un metodo de montaje de un dispositivo de este tipo. El accionador de la invencion es un dispositivo altamente sensible, que se utiliza sobre todo en el ambito de la proteccion diferencial, cuando este ultimo se considera independiente de la red electrica.

[0002] En este contexto, los actuadores o rele diferente a la competencia utilizados en la industria o el sector

servicios son diferentes tipos para satisfacer las normas vigentes (tipo de producto diferencial A, AC, G, S, etc.). Sin embargo, son geometricamente identicos, es decir que las partes constituyentes son las mismas, con la excepcion de la bobina, en la que el numero de vueltas y la seccion de alambre estan adaptados a cada tipo de rele

mencionado anteriormente. En la practica hay al menos dos tipos diferentes de rele que obedecen a diferentes usos.

[0003] Este tipo de dispositivo de accionamiento electromagnetico, conocido, por ejemplo, de los documentos EP 1 643 526 y DE 3 531 051, en realidad incluye clasicamente:

- Una armadura magnetica fija, generalmente en forma de U, de la que los extremos de las dos patas constituyen dos superficies polares coplanares;

- Una matriz de material magnetico capaz de pivotar entre dos posiciones a distancia, respectivamente, es

decir, dejando un hueco con la armadura y, en la posicion de carga de la persiana, en contacto con dichas

superficies polares, cerrando as! el circuito magnetico constituido por dicho bastidor y dicha paleta, el punto de giro de la paleta se encuentra en la proximidad inmediata del extremo de una de las patas de la armadura;

- Un circuito magnetico de polarizacion de iman permanente, dispuesto entre las patas de la armadura, creando una fuerza magnetica permanente de la atraccion de la paleta a las superficies polares, fuerza magnetica que actua en contra de una fuerza de un muelle de recuperacion;

- Una bobina de induction que rodea el circuito magnetico, por ejemplo, conectado a un circuito para controlar y modificar el equilibrio original entre la fuerza y la fuerza de recuperacion del resorte magnetico.

[0004] Esto es lo que constituye la bobina y, de hecho permite variar la impedancia del rele, que es por lo tanto diferente de un tipo de rele a otro si las bobinas son distintas en terminos de numero de vueltas y seccion del alambre, que puede pasar de un orden de valor de aproximadamente 1Q para los reles de baja impedancia a un valor tlpico de aproximadamente 40 Q elegido en la mayorla de los calibres y sensibilidades de desencadenamiento, y es probable que vaya hasta valores altos del tipo 2000 Q.

[0005] El principio de funcionamiento, bien conocido, es el siguiente: cuando un incidente de orden diferencial se produce en las llneas diferenciales protegidas por el dispositivo, generando una corriente inducida en el cable de la bobina, el flujo creado en esta ocasion en el circuito magnetico por la bobina se combina con el flujo generado por el iman permanente. La combination del flujo inducido por el iman, por una parte y por la corriente aparente en la bobina de la otra parte destruye el equilibrio mecanico inicial y gira la paleta, dibujado en contacto con las superficies de los extremos polares de marco. El desplazamiento de la paleta implica el de un elemento mecanico, tal como una barra capaz de desbloquear el bloqueo de un producto diferencial situado cerca del actuador electromagnetico, de modo que dicha barra puede actuar sobre un disparador.

[0006] La bobina es la unica diferencia entre los diferentes tipos de reles. Constituye hasta ahora un componente a elegir durante la instalacion del rele. En las llneas de montaje en la industria, la etapa de montaje de la bobina esta implicada en la mayorla de los casos, es decir, la bobina seleccionada para el producto que se esta ensamblando esta montada durante las primeras fases usando existencias de diferentes bobinas disponibles.

[0007] Para mejor satisfacer las demandas del mercado, es obligatorio producir los diferentes tipos de reles para tener siempre suficientes existencias. Esto no es ni sensato en terminos de production ni de almacenamiento, con todas las consecuencias financieras negativas que implican estas transacciones.

[0008] Para resolver este problema, y simplificar al mismo tiempo la industrialization de dichos reles, el dispositivo y el metodo de la invencion hacen posible la fabrication unificada de cationes de todo el actuador excepto la bobina, que se anade a la carta, justo a tiempo, en el montaje final del producto.

[0009] En otras palabras, el accionador electromagnetico de acuerdo con la invencion que comprende esencialmente un circuito magnetico que comprende una armadura magnetica fija y una cuchilla movil contra un resorte y capaz de mover un elemento de accionamiento mecanico, y una bobina de induccion dispuesta alrededor de una pierna de la armadura, el conjunto, insertandose en una carcasa que excede del elemento mecanico, se caracteriza porque el alojamiento comprende una ventana localizada en el interior a traves del circuito magnetico, en el que la bobina se enrolla una vez que la carcasa se cierre.

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[0010] Esta ventana, delimitada por las caras interiores del alojamiento, esta situado adyacente al menos de un lado exterior de dicho alojamiento, la bobina se enrolla alrededor de una parte de la carcasa que rodea una parte de la armadura magnetica y separa la ventana proximal fuera de la carcasa.

[0011] La ventana esta practicamente completamente encerrada en la carcasa, que esta completamente cerrada, con las caras interiores de la periferia de la ventana.

[0012] De acuerdo con una configuracion posible, esta ventana se puede abrir en forma de U en un lado exterior de la carcasa y se bloquea cerca de dicho lado por una barra formada por la carcasa y que rodea una parte de la armadura magnetica. En este caso, la parte del alojamiento que forma la barra es mas delgada que el resto de la carcasa y se situa detras de la cara exterior adyacente a dicho alojamiento, y es una base muy natural para el bobinado.

[0013] Segun una posibilidad, la bobina puede sin embargo ser enrollada sobre un soporte que comprende un manguito de forma cillndrica que rodea la varilla y al menos dos placas de extremo.

[0014] Con el fin de tener la bobina sobre el vastago, el soporte de bobina puede estar hecho de dos piezas ensambladas en una direccion de la velocidad paralela al eje del manguito. Se fijan el uno al otro despues de que la barra se haya colocado entre las dos medias mangas.

[0015] Alternativamente, la sujecion de bobina puede estar formada integralmente de material flexible elastico provisto de una ranura radial formada en las bridas y el manguito. En este caso, la ranura se ensancha elasticamente por el paso de la barra, entonces la elasticidad del material conduce a volver a cerrar la brecha y aprisionar la barra.

[0016] Con el fin de imprimir un soporte de la bobina en rotacion para el bobinado de la bobina, la periferia de al menos una brida puede ser dentada. Dicho soporte puede entonces hacerse girar por una rueda dentada de motor externo.

[0017] Antes de la rotacion, es importante no obstante asegurar el extremo del cable de la bobina para la sujecion de bobina. Segun una posibilidad, dos placas adyacentes pueden equipar para este proposito un extremo de la manga. A continuacion, se enrolla un par de vueltas en el cable, que se fija al apoyo por acunamiento entre los dos escudos que estan situados muy cerca el uno del otro.

[0018] Alternativamente, uno de los extremos de la funda excede de una brida, siendo la dimension axial de la bobina sustancialmente igual a la de la barra. En este caso, las dos placas adyacentes de la solucion anterior se sustituyen en la practica por una pestana y una pared interior de la ventana, siguiendo la fijacion el mismo principio que el anterior ya que el extremo del manguito que se proporciona es muy corto y la pared es muy cerca de la brida.

[0019] De acuerdo con otra posible alternativa, la cara exterior de una pestana puede estar provista de al menos un gancho, y preferiblemente dos ganchos simetricamente con respecto al eje del soporte, y alrededor de un primer devanado sobre algunas vueltas, dado el mismo resultado que anteriormente: una fijacion del alambre sin operation mecanica de coaccion.

[0020] Finalmente, siempre con el mismo proposito, al menos una de las bridas puede comprender, en su lado exterior, una pastilla de metal. Entonces se utiliza para la soldadura del extremo de un cable a ser enrollado.

[0021] La invention se refiere ademas a un metodo de fabrication de un dispositivo de accionamiento electromagnetico obedeciendo las caracterlsticas anteriores, que comprende como esenciales los siguientes pasos:

- Montaje del bastidor, la bandeja de carga, el resorte y el elemento mecanico dentro de la carcasa;

- Cierre de la carcasa;

- Enrollamiento de la bobina a traves de la ventana de la carcasa.

[0022] Se observo antes la importancia de relegar en ultima instancia, la instalacion de la bobina, lo que solo es posible porque se proporciona el alojamiento para este proposito, es decir, en la practica con una ventana interior cruzada.

[0023] En el caso en el que el accionador de la invencion comprende un soporte de la bobina, el metodo es mas especlficamente el siguiente:

- Tras el cierre de la carcasa, un soporte de la bobina se coloca alrededor de un brazo de la carcasa, separando la ventana y un lado exterior de la carcasa;

- Un cable se une a dicho soporte; y

- Dicho soporte se gira para lograr el enrollamiento.

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[0024] En la practica, como se ha mencionado anteriormente, el soporte se hace girar por medio de al menos una brida, accionado por una rueda dentada si esta dentada, o una rueda de friccion se no lo esta.

[0025] En la variante en la que no hay ningun soporte de la bobina, lo cual tambien es posible, es necesario usar un cuerpo de bobina que sirve para enrollar el cable directamente a la rama, y el metodo a continuacion, comprende las siguientes etapas:

- Tras el cierre de la carcasa, un cuerpo de bobina esta configurado alrededor de una rama de la carcasa, separando la ventana y un lado exterior de la carcasa;

- Un cable esta unido a dicha molde;

- Dicha molde se gira para enrollar la longitud necesaria del cable el bobina; y a continuacion, una segunda vez.

- El cable es simultaneamente desenrollado de la molde y enrollado alrededor del brazo de la carcasa, separando la ventana y el lado exterior proximal de la carcasa; y

- La molde se retira de la rama.

[0026] En este caso, el cable necesario para la bobina se enrolla en un primer momento a la molde antes de estarlo directamente en la carcasa. En la practica, la molde de bobina esta en la forma de un soporte de bobina que no se queda en la rama sino que simplemente sirve para transferir el hilo en dicha rama. Sin ella, serla necesario hacer pasar el extremo del hilo en la ventana para cada vuelta, lo cual no es aconsejable.

[0027] Otras ventajas y caracterlsticas se haran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion de una realizacion particular de la invention, dada a modo de ejemplo y representada en los dibujos adjuntos, en los que:

- La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un actuador en el que la bobina esta montada de acuerdo con los criterios de la invencion; y

- La figura 2 muestra esquematicamente un ejemplo de soporte de bobina en dos partes.

[0028] Haciendo referencia a la figura 1, la carcasa (1) tiene forma de arco con una ventana prolongada pasante en

(2) U invertido y una barra (3) que encierra una parte de la estructura magnetica (no visible). La carcasa (1) es totalmente cerrada, lo que significa que las superficies internas que delimitan el U son paredes cerradas de la carcasa (1) de la misma manera que los lados exteriores. El lado superior exterior (4) comprende tambien la unica abertura en la carcasa (1), un orificio (5) para el paso de un vastago (6) del accionador, la potencia mecanica permite por ejemplo, activar el bloqueo mecanico de un dispositivo electrico diferencial.

[0029] La bobina asociada con el actuador de la invencion es, en esta configuration, envuelta alrededor de la barra

(3) , por ejemplo despues de haber colocado un soporte de bobina (7) tal como aparece muy esquematicamente en la Figura 2.

[0030] Tal soporte de bobina (7) se compone de dos partes (8, 8') formadas simetricamente de acuerdo con una configuracion posible, montadas a cada lado de la barra (3). La fijacion de una parte (8, 8') a la otra (8', 8) se puede llevar a cabo en la practica sin elementos adicionales, por acoplamiento sencillo de los esparragos o pasadores que sobresalen de una de las partes (8, 8') y el ajuste a la fuerza en los orificios de la otra parte (8', 8).

[0031] Cuando el soporte de la bobina (7) se instale, un extremo del cable de la bobina se fija y el soporte (7) se hace girar alrededor de la varilla (3) de modo que la bobina crea a su vez progresivamente espira tras espira obtenida por cada vuelta completa del soporte de la bobina (7). Desde un punto de vista dimensional, la longitud del soporte (7) con un extremo de brida (9) a la otra (9'), y las dimensiones transversales del canal delimitado por la tapa central de la falta (10) estan previstos de tal modo que el soporte de bobina (7) este libre de girar alrededor de la varilla (3).

[0032] Por supuesto, el ejemplo anterior no debe considerarse exhaustivo de la invencion, el cual comprende al contrario un conjunto de formas y configuraciones de variantes tales como la duplication de una de las bridas (9, 9') para la fijacion de un extremo de la bobina de alambre, la forma de realizacion de un soporte (7) en una sola pieza provista de una ranura radial de acuerdo con una configuracion visible en la Figura 2 si las piezas descontinuas (11) eran extensiones solidas de soporte (7) de acuerdo con la primera version, las piezas (8, 8') no simetricas, etc...

Claims (15)

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   Reivindicaciones

   1. Accionador electromagnetico que comprende un circuito magnetico que consiste en:

   - una armadura magnetica estacionaria que tiene al menos una superficie polar;

   - una cuchilla movil en oposicion a un resorte y capaz de mover un miembro de accionamiento mecanico (6);

   - y un iman que permite la polarizacion del circuito magnetico, la creacion de una fuerza magnetica permanente de la atraccion de la hoja hacia la superficie polar de la armadura;

   y una bobina de induccion dispuesta sobre un brazo de la armadura, insertandose el conjunto en una carcasa (l) de la que el elemento mecanico (6) sobresale, caracterizado porque la carcasa (1) comprende una ranura pasante (2) situada en el interior del circuito magnetico, en la que se enrolla la bobina una vez que la carcasa (1) este cerrada.
2. 2. Actuador electromagnetico segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque dicha ranura (2), delimitada por las caras interiores de la carcasa (1), esta situada cerca de al menos un lado exterior de dicha carcasa (1), enrolladandose la bobina alrededor de un brazo (3) de la carcasa (1), la cual contiene una porcion de la armadura magnetica y la separacion de la ranura (2) desde el lado exterior proximal de la carcasa (1).
3. 3. Actuador electromagnetico segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque la ranura (2) esta en forma de una abertura de U hacia un lado exterior de la carcasa (1), y prohibido en la proximidad de dicho lado por una barra (3) formada por la carcasa (1) y que rodea una parte de la armadura magnetica.
4. 4. Actuador electromagnetico segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque la bobina se enrolla sobre un soporte (7) que comprende un manguito esencialmente cillndrico (10) que rodea la barra (3) y al menos dos pestanas de los extremos (9, 9').
5. 5. Actuador electromagnetico segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque el soporte de la bobina (7) consiste de dos partes (8, 8') capaces de ser montadoas en una direccion esencialmente paralela al eje del manguito (10).
6. 6. Actuador electromagnetico segun la reivindicacion 4, caracterizado porque el soporte de la bobina (7) consta de una sola pieza hecha de un material elastico y flexible, provisto de una ranura radial realizada en las bridas (9, 9') y el manguito (10).
7. 7. Actuador electromagnetico segun una de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque la periferia de al menos una brida (9, 9') esta dentada.
8. 8. Actuador electromagnetico segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque las dos bridas adyacentes (9, 9') equipan uno de los extremos del manguito (10).
9. 9. Actuador electromagnetico segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque uno de los extremos del manguito (10) se extiende mas alla de una brida (9, 9'), siendo la dimension axial de la bobina esencialmente igual a la de la barra (3).
10. 10. Actuador electromagnetico segun una de las reivindicaciones 4 y 6, caracterizado porque la periferia de al menos una brida (9, 9') esta provista de al menos un gancho.
11. 11. Actuador electromagnetico segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque al menos una de las bridas (9, 9') comprende, en su cara exterior, un trozo de metal.
12. 12. Metodo de fabricacion de un actuador electromagnetico de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por las siguientes etapas:

    - Montaje de la armadura, la hoja, el resorte y el miembro mecanico (6) en el interior de la carcasa;

    - Cierre de la carcasa (1);

    - Devanado de la bobina a traves de la ranura de la carcasa (1).
13. 13. Metodo de fabricacion de un accionador electromagnetico de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado porque:

    - Despues de cerrar la carcasa (1), un soporte de bobina (7) se coloca alrededor de un brazo (3) de la carcasa (1) la separacion de la ranura (2) y un lado exterior de la carcasa (1);

    - Un cable conductor esta unido a dicho soporte (7); y

    - Dicho soporte (7) se pone en rotacion con el fin de realizar el bobinado.

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14. 14. Metodo de fabrication de un accionador electromagnetico de acuerdo con la revindication anterior, caracterizado porque el soporte (7) se pone en rotation por medio de al menos una brida (9, 9'), accionado por una rueda dentada si esta dentada, o por una rueda de friction.
15. 15. Metodo de fabrication de un actuador electromagnetico de acuerdo con la revindication 12, caracterizado porque:

    - Despues de cerrar la carcasa (1), un molde de enrollamiento se coloca alrededor de un brazo (3) de la carcasa (1), separando la ranura (2) y un lado exterior de la carcasa (1);

    - Un cable conductor esta unido a dicho molde;

    - Dicho molde se pone en rotation con el fin de enrollar la longitud de alambre necesaria para la bobina; y despues

    - El alambre es a la vez desenrollada del molde y de enrollada alrededor del brazo (3) de la carcasa (1) separando la ranura (2) y el lado exterior proximal de la carcasa (1); y

    - El molde se retira del brazo (3).