ES2881637T3 - Dispositivo para activar térmicamente, desconectar y/o señalizar el estado de un dispositivo de protección contra sobretensiones - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la activación térmica, desconexión y/o señalización del estado de un dispositivo de protección contra sobretensiones con: - un elemento de bloqueo (A1), sobre el que actúa una primera fuerza (F1) y que cambia su estado de agregación y/o su forma exterior cuando se supera una temperatura límite; - una corredera (S1), que está bloqueada en un primer estado (Z1) por el elemento de bloqueo (A1) y sobre la que actúa una segunda fuerza (F2) para transferir la corredera a un segundo estado (Z2), cuando el elemento de bloqueo (A1) ha cambiado su estado de agregación y/o su forma externa, en donde un dispositivo de retención sujeción (H1) conectado a la corredera (S1), mediante el cual el elemento de bloqueo (A1) bloquea indirectamente la corredera, está previsto y mediante el cual la segunda fuerza (F2), descompuesta en un componente de fuerza parcial, actúa con aprisionamiento sobre el elemento de bloqueo (A1), y asimismo el dispositivo de retención-sujeción (H1) tiene al menos dos mordazas (B; BF) que, en el primer estado (Z1), se apoyan en el elemento de cierre (A1) y en un entorno (G) de la corredera (S1), correspondiendo la primera fuerza (F1) a la componente de fuerza parcial, en donde al menos una de las mordazas (B) está configurada de forma elástica y flexible.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para activar térmicamente, desconectar y/o señalizar el estado de un dispositivo de protección contra sobretensiones

La invención se refiere a un dispositivo para activar térmicamente, desconectar y/o señalizar el estado de un dispositivo de protección contra sobretensiones con un elemento de bloqueo, sobre el que actúa una primera fuerza y que cambia su estado agregado y/o su forma externa cuando se supera una temperatura límite, según la reivindicación 1.

El documento DE 10 2006 037 551 B4 muestra un dispositivo de desconexión retenido, en donde una pieza conformada de soldadura móvil es sometida a una fuerza por un muelle pretensado, pero no puede escapar de ésta mientras un perno de soldadura bloquee la trayectoria del movimiento. Si el perno de soldadura se funde debido a una sobrecarga térmica, que está causada por una corriente elevada, por ejemplo, la pieza conformada de soldadura se desplaza y con ella una corredera, de modo que se cierra un circuito de corriente, que emite una señal de alerta, por ejemplo.

El documento US 3.412.356 se basa en un principio funcional similar y muestra un fusible térmico, en el que se establece un contacto entre un manguito metálico dispuesto fijamente y un elemento de contacto móvil en el manguito, estando el elemento de contacto móvil conectado a un mecanismo de movimiento pretensado con un muelle, que está bloqueado por un perno de soldadura fijo. Si el perno de soldadura se funde, el elemento de contacto móvil se mueve hacia fuera del manguito metálico y se interrumpe el contacto eléctrico.

El documento DE 102010061 110 A1 también da a conocer un dispositivo de desconexión térmico, en donde una primera sección de conductor está acoplada galvánicamente a una segunda sección de conductor a través de un contacto térmicamente separable. Si la temperatura es demasiado alta, el punto de contacto se libera y la primera sección de conductor es transportada a una sección aislante por una fuerza que actúa constantemente sobre ella, de modo que ya no es posible ninguna conexión eléctrica entre las dos secciones de conductor.

El documento ES 102005045778 A1 se refiere a un fusible térmico. Dos secciones de conductor están conectadas a través de una tercera sección de conductor. Si la temperatura es demasiado alta, esta sección de conductor se desplaza mediante un perno accionado, de tal manera que deja de actuar como elemento de conexión entre las otras dos secciones de conductor e interrumpe un circuito de corriente cerrado a través de las secciones de conductor. Un sistema de control compara una temperatura detectada por el sensor con una temperatura límite predefinida y activa un movimiento del perno, cuando se supera la temperatura límite. En lugar de una solución activa con un sistema de control y un sensor, también se puede realizar una solución pasiva mediante un elemento de muelle de flexión pretensado, en el que un movimiento de relajación se bloquea mediante un dispositivo mecánico de seguridad. El dispositivo mecánico de seguridad se libera cuando se sobrepasa una temperatura límite, por lo que el movimiento de relajación del elemento de muelle o de flexión transporta el elemento de conexión fuera de la sección de conductor y, de esta manera, interrumpe el circuito de corriente.

El documento DE 102009022069 A1 muestra un dispositivo de activación o desconexión térmica de un dispositivo de protección contra sobretensiones con un elemento de bloqueo correspondiente, que está bajo la acción de una fuerza, y una corredera que está bloqueada por el elemento de bloqueo fijado y sobre la que actúa una segunda fuerza.

En el caso del dispositivo de protección contra sobretensiones según el documentoDE 10 2013 006 052 A1, los extremos de la unidad de protección contra sobretensiones dirigidos hacia la lengüeta de contacto están configurados de tal manera, que tienen una forma de estribo, representando al menos un estribo un tope para un indicador visual que puede bascular alrededor de un eje, en donde el movimiento de basculación se libera cuando los extremos que discurren paralelos de los estribos de las lengüetas de contacto se alejan lateralmente de la lengüeta de contacto, con la ayuda de una corredera. Para la indicación de defectos en los descargadores de sobretensión según el documento DE 10 2012 011 072 A1, los dispositivos de accionamiento mecánicos están configurados como pernos o pasadores. Al menos dos dispositivos de protección contra la sobrecorriente están dispuestos uno respecto del otro, de tal manera que los vectores de dirección de los pernos o pasadores se cruzan en una extensión imaginaria de su trayectoria de movimiento, en donde el perno o pasador respectivo actúa sobre un lado de superficie respectivamente previsto de un inducido desplazable y el inducido mantiene una posición variable en la trayectoria de movimiento, pero también se encuentra en la intersección de la extensión imaginaria de las trayectorias de movimiento de los pernos. Asimismo, el inducido tiene otro lado de superficie que, a su vez, actúa sobre el elemento de señalización de error cuando el inducido se mueve, y para ello esta superficie adicional comprende al menos un chaflán en cuña para provocar un cambio en la dirección de la fuerza debido al movimiento de uno de los pernos.

Las desventajas del estado de la técnica son, en particular, los costes elevados, la susceptibilidad al mantenimiento y la falta de solidez de las soluciones activas. Las soluciones pasivas, por el contrario, se ven perjudicadas por el hecho de que sobre los elementos de bloqueo actúan fuerzas innecesariamente elevadas, ya que al mismo tiempo que se produce la interrupción por las fuerzas debe realizarse otra acción, por ejemplo, el movimiento de una corredera, un contacto de conmutación o similar. Esto puede llevar a una "activación progresiva" del dispositivo de desconexión antes de que se produzca en realidad una sobrecarga térmica relevante.

La tarea de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo perfeccionado para activar térmicamente, desconectar y/o señalar el estado de un dispositivo de protección contra sobretensiones, que proporcione fuerzas mecánicas suficientes para accionar un indicador, un contacto de conmutación o similar.

Esta tarea se resuelve mediante un dispositivo para activar térmicamente una corredera de un dispositivo de protección contra sobretensiones según la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se refieren al menos a unos perfeccionamientos preferidos.

El dispositivo para activar térmicamente, desconectar y/o señalizar el estado del dispositivo de protección contra sobretensiones comprende un elemento de bloqueo, sobre el que actúa una primera fuerza y que cambia su estado agregado y/o su forma externa cuando se supera una temperatura límite. Por ejemplo, a medida que el elemento de bloqueo se calienta, puede cambiar de forma, por ejemplo, de una sección transversal circular a una sección transversal elíptica.

Asimismo, el dispositivo comprende una corredera, que está indirectamente bloqueada por el elemento de bloqueo en un primer estado. Una segunda fuerza actúa sobre la corredera. La segunda fuerza transfiere la corredera a un segundo estado, cuando el elemento de bloqueo ha cambiado su estado agregado.

Además de esto, el dispositivo comprende un dispositivo de retención-sujeción. Este está conectado a la corredera, en particular de manera desmontable o fija. El elemento de bloqueo bloquea indirectamente la corredera mediante el dispositivo de retención-sujeción. El dispositivo de sujeción está conformado de tal manera que la segunda fuerza, que actúa sobre la corredera, es esencialmente sólo de fricción y no actúa sobre el elemento de bloqueo en la dirección del movimiento de la primera fuerza.

El elemento de bloqueo puede, por ejemplo, cerrar un circuito de corriente. Esto puede lograrse, en particular, haciendo que el elemento de bloqueo sea conductor de la electricidad. Adicional o alternativamente, un circuito de corriente puede ser cerrado por la corredera, cuando está en el primer estado. Este circuito de corriente se interrumpe preferiblemente cuando la corredera pasa al segundo estado. En particular, este circuito de corriente puede interrumpirse en el segundo estado.

La idea básica de la invención consiste en desacoplar el elemento de bloqueo de la segunda fuerza, más grande, que es necesaria para mover la corredera y desencadenar una acción. Esto se realiza por medio de que esencialmente no actúan fuerzas con encaje geométrico, que se originan en la segunda fuerza, sobre el elemento de bloqueo. Sólo la primera fuerza actúa con encaje geométrico, es decir, directamente sobre el elemento de bloqueo. La segunda fuerza actúa esencialmente solo por fricción, es decir, indirectamente sobre el elemento de bloqueo. En particular, se puede implementar una fuerza elevada como segunda fuerza, que es necesaria para mover la corredera, sin que por ello el elemento de bloqueo se salga de su posición a largo plazo por presión y, por lo tanto, se someta el dispositivo a una "activación progresiva".

Como se ha explicado anteriormente, se proporciona un corredera, que está bloqueado en su primer estado por el elemento de bloqueo y sobre el que actúa la segunda fuerza, para transferir la corredera al segundo estado cuando el elemento de bloqueo ha cambiado su estado agregado y/o su forma externa. El dispositivo de retención-sujeción conectado a la corredera, a través del cual el elemento de bloqueo bloquea indirectamente la corredera, descompone la segunda fuerza en un componente de fuerza parcial que actúa con aprisionamiento sobre el elemento de bloqueo.

Según la invención, el dispositivo de sujeción comprende al menos dos mordazas en forma de pinza, de las cuales al menos una mordaza es de diseño elástico, que, en el primer estado, se apoyan contra el elemento de bloqueo y contra un entorno de la corredera. Un entorno en el sentido de la invención puede ser, a este respecto, en particular una carcasa o una pared intermedia de la carcasa del dispositivo, o de un dispositivo que está conectado al dispositivo según la invención. En particular, las mordazas están configuradas de forma elásticamente flexible, de modo que las mismas vuelvan a su estado original después de una deformación forzada. Esto significa que el elemento de sujeción puede ser reutilizado en particular.

Preferiblemente, las mordazas están dispuestas de tal manera, que las fuerzas normales que actúan sobre el elemento de bloqueo se compensan sustancialmente. Esto puede realizarse, en particular, mediante dos mordazas opuestas. También es concebible una variante con tres mordazas, cada una de ellas desplazada 60 grados, de modo que también en este caso no actúa prácticamente ninguna fuerza resultante sobre el elemento de bloqueo. De acuerdo con el mismo principio, puede estar dispuestas preferiblemente también más mordazas, que están dispuestas aún más juntas.

Preferiblemente, una o varias mordazas pueden tener un escalonamiento biselado que se apoya en el entorno, en particular en una carcasa o en una pared intermedia de la carcasa, de manera que la segunda fuerza hace que una o varias mordazas cedan cuando dejan de estar bloqueadas por el elemento de bloqueo. En particular, en el primer estado, la elasticidad de una o más mordazas está bloqueada, por medio de que las mismas son presionadas contra el elemento de bloqueo por el escalonamiento y no hay esencialmente espacio para la elasticidad. El escalonamiento y el elemento de bloqueo hacen que la segunda fuerza, más grande, se desvíe hacia el entorno y no afecte al elemento de bloqueo.

Preferiblemente, un escalonamiento puede formar parte de una ranura que se apoya en una leva correspondiente del entorno. Alternativamente, un escalonamiento puede formar parte de una leva que se apoya en una ranura correspondiente del entorno. En particular, una conexión entre ranura y leva permite posicionar el dispositivo de sujeción y/o la corredera de forma fácil y precisa durante la instalación, especialmente sin que se produzca un desplazamiento posterior.

En una forma de realización, el dispositivo tiene una superficie de visualización, que señala el estado respectivo (primer estado, segundo estado) de la corredera. En particular, la superficie de visualización puede estar dispuesta de forma fija o desmontable en la corredera.

En una forma de realización, el dispositivo comprende un dispositivo de telecomunicación, que señala el estado respectivo (primer estado, otro estado) del dispositivo. En particular, el dispositivo de telecomunicación está directamente conectado a la y/o es activado por la corredera. Preferiblemente, el dispositivo de telecomunicación está diseñado para cerrar o interrumpir un circuito de corriente, de modo que, según una variante, el circuito de corriente se interrumpe en el primer estado y se cierra en el segundo estado. Esto permite la conmutación activa a un segundo estado. Adicional o alternativamente, también es posible que un circuito de corriente sea cerrado por el dispositivo de telecomunicación en un primer estado e interrumpido en un segundo estado.

En una forma de realización, el elemento de bloqueo y/o el dispositivo de sujeción están recubiertos para reducir la fricción. En particular, de este modo pueden reducirse las fuerzas de fricción generadas por el dispositivo de sujeción, a través del elemento de bloqueo, por la segunda fuerza. En particular, esto permite un desacoplamiento aún más completo de la segunda fuerza respecto al elemento de bloqueo, de modo que esencialmente sólo la primera fuerza actúa sobre el elemento de bloqueo y se da un rápido movimiento del elemento de bloqueo hacia fuera de las mordazas.

Según una forma de realización, el área de contacto entre el elemento de bloqueo y el dispositivo de sujeción es pequeña. En particular, una o más mordazas del dispositivo de sujeción pueden estar conformadas de tal manera, que se apoyen sustancialmente en el elemento de bloqueo en un solo punto. Adicional o alternativamente, el elemento de bloqueo también puede estar conformado de tal manera, que el dispositivo de sujeción sólo pueda apoyarse esencialmente en un punto o en una línea. Preferiblemente, el elemento de bloqueo puede estar moldeado en forma de cuña o de cono, de modo que durante la transición al segundo estado, tras un primer desplazamiento, el elemento de bloqueo se desprende de su fijación. En particular, el dispositivo de sujeción, especialmente una o más mordazas, también puede estar biselado de manera que, tras un primer desplazamiento durante la transición al segundo estado, se anule el desacoplamiento de fuerzas y el elemento de bloqueo sea acelerado adicionalmente por la segunda fuerza.

Las características de diversos ejemplos de realización pueden combinarse entre sí ventajosamente en otras formas de realización no mostradas. Otras ventajas y características se derivan de las reivindicaciones dependientes y de los ejemplos de realización. Para ello muestran, parcialmente de forma esquematizada:

la figura 1 una primera forma de realización según la invención con dos mordazas flexibles en un primer estado;

la figura 2 una segunda forma de realización según la invención con un elemento de bloqueo deformado;

la figura 3 una primera forma de realización según la invención en un segundo estado, y

la figura 4 una segunda realización según la invención con una mordaza flexible y una mordaza rígida opuesta.

La Fig. 1 muestra un dispositivo para activar o desconectar térmicamente un dispositivo de protección contra sobretensiones con una superficie de visualización y un corredera S1 en el primer estado Z1. Sobre las mismas se aplica una fuerza F2 mediante un muelle helicoidal. El muelle helicoidal se apoya para ello en una carcasa G, en la que se monta la corredera S1. El muelle helicoidal sirve aquí como acumulador de fuerza, en donde la fuerza F2 es correspondientemente alta para mover la corredera S1. La corredera S1 tiene un dispositivo de sujeción, que está construido mediante dos mordazas opuestas B.

En la carcasa G está previsto asimismo un elemento de bloqueo A1. El elemento de bloqueo A1 está preferiblemente en contacto térmico con una fuente de calor, en particular el dispositivo de protección contra sobretensiones, y se inserta de forma suelta y está sujetado sólo por las mordazas B.

Las mordazas B del dispositivo de sujeción H1 están conformadas de forma flexible, en particular compuestas por un material plástico flexible. Asimismo, las mordazas B tienen cada una una ranura orientada hacia el exterior. Estas están ahí para alojar una leva cada una, que están construidas como parte de la carcasa G. Mediante la segunda fuerza F2 se presiona la corredera S1 en dirección al elemento de bloqueo A1. Mediante las levas, que encajan en la ranura de las mordazas B, se descompone esta fuerza en un componente de fuerza parcial F1, de modo que las mordazas son presionadas hacia dentro.

Sin embargo, una desviación hacia el interior de las mordazas B se impide mediante el elemento de bloqueo A1, que está dispuesto entre los extremos de las mordazas B. De este modo se impide un movimiento de las mordazas B entre sí y, por tanto, también un movimiento de la corredera S1. En este primer estado, en el que el elemento de bloqueo A1 tiene estabilidad de forma, el elemento de bloqueo A1 impide que las mordazas B de la corredera se muevan una respecto a la otra. Por lo tanto, las pinzas de las mordazas no pueden comprimirse. La conexión de retención H1 impide un movimiento de la corredera.

Mediante las mordazas B dispuestas una frente a la otra B se compensan las fuerzas normales, que se aplican al dispositivo de sujeción H1 a través de las mordazas B mediante la segunda fuerza F2. Esto hace que la fuerza normal resultante sobre el elemento de bloqueo A1 desaparezca. La segunda fuerza F2 se desacopla de esta forma de una acción directa sobre el elemento de bloqueo A1 en el primer estado.

La Fig. 2 muestra el dispositivo para la activación térmica de un dispositivo de protección contra sobretensiones de la Fig. 1. En este caso, la forma del elemento de bloqueo A1 ha cambiado al superarse una temperatura límite y el dispositivo pasa al segundo estado Z2 (Fig. 3).

La Fig. 3 muestra el dispositivo según las Figs. 1 y 2, en donde la transición de estado está en una segunda fase. El elemento de bloqueo A1 se ha deformado en gran medida por la primera fuerza F1. De este modo las mordazas B de los dispositivos de sujeción pueden moverse hacia dentro. La segunda fuerza F2 presiona las mordazas B hacia dentro a través de los medios de retención, en particular mediante las levas de la carcasa, de modo que el lado derecho de la ranura de las mordazas B ya no bloquea un movimiento de la corredera S1. De este modo se supera la conexión de retención H1. La segunda fuerza F2 acelera la corredera S1 y, por tanto, también desplaza la superficie de visualización A hacia la derecha. Esto señala, por ejemplo, una activación del dispositivo de protección contra sobretensiones.

De acuerdo con la invención y las explicaciones en el ejemplo de realización anterior, el elemento de bloqueo no está fijado, sino que sólo se inserta de forma suelta y se sujeta con aprisionamiento entre las mordazas B. Asimismo, sólo una componente de fuerza parcial F1, generada por la fuerza del muelle F2 a través de las mordazas B, actúa sobre el elemento de bloqueo A1 en una dirección vectorialmente modificada.

Es esencial que el elemento de bloqueo cambie su estado de agregación cuando se supere una temperatura límite, es decir, que sea deformable mediante el componente de fuerza parcial F1, de modo que finalmente las mordazas de sujeción elásticas y flexibles B se compriman, con la consecuencia de liberar una trayectoria de movimiento de la corredera S1 recurriendo a la fuerza habitualmente mayor F2.

La forma de realización según la Fig. 4 muestra, como segunda variante según la invención, una solución que se basa en una mordaza elástica B solamente. El elemento de bloqueo A1 es sometido a una fuerza por esta mordaza elástica B contra una mordaza fija BF, pudiendo ser la mordaza fija BF un componente de la carcasa G.

También en esta forma de realización, el elemento de bloqueo A1 está en contacto térmico con una fuente de calor, por ejemplo, un dispositivo de protección contra sobretensiones, y se sujeta de forma suelta entre las mordazas B y BF.

También en esta forma de realización, la mordaza B tiene una ranura orientada hacia el exterior en la que encaja una leva H1, que puede formar parte de la carcasa G.

El mecanismo funcional cuando el elemento de bloqueo se calienta, con la subsiguiente deformación, corresponde al descrito con base en las Figs. 1 a 3. También en este caso es esencial que el elemento de bloqueo A1 cambie su estado de agregación cuando se supera una temperatura límite y se deforme, en este sentido, mediante el componente de fuerza parcial F1, con el resultado de que la mordaza elástica B se desplaza en dirección a la mordaza fija BF con el resultado de que se libera la trayectoria de movimiento de la corredera S1, en donde la fuerza mayor F2 entra en acción a este respecto.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. - Dispositivo para la activación térmica, desconexión y/o señalización del estado de un dispositivo de protección contra sobretensiones con:

- un elemento de bloqueo (A1), sobre el que actúa una primera fuerza (F1) y que cambia su estado de agregación y/o su forma exterior cuando se supera una temperatura límite;

- una corredera (S1), que está bloqueada en un primer estado (Z1) por el elemento de bloqueo (A1) y sobre la que actúa una segunda fuerza (F2) para transferir la corredera a un segundo estado (Z2), cuando el elemento de bloqueo (A1) ha cambiado su estado de agregación y/o su forma externa, en donde un dispositivo de retención sujeción (H1) conectado a la corredera (S1), mediante el cual el elemento de bloqueo (A1) bloquea indirectamente la corredera, está previsto y mediante el cual la segunda fuerza (F2), descompuesta en un componente de fuerza parcial, actúa con aprisionamiento sobre el elemento de bloqueo (A1), y asimismo el dispositivo de retención-sujeción (H1) tiene al menos dos mordazas (B; BF) que, en el primer estado (Z1), se apoyan en el elemento de cierre (A1) y en un entorno (G) de la corredera (S1), correspondiendo la primera fuerza (F1) a la componente de fuerza parcial, en donde al menos una de las mordazas (B) está configurada de forma elástica y flexible.

2. - Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda fuerza (F2) se activa mediante un muelle pretensado y/o mediante una masa.

3. - Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una mordaza tiene un escalonamiento, que puede empujar contra un punto fijo de tal manera, que la componente de fuerza parcial hace que la mordaza ceda cuando no está bloqueada por el elemento de bloqueo (A1).

4. - Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el escalonamiento forma parte de una ranura, que se apoya en una leva correspondiente del entorno (G) y/o porque el escalonamiento forma parte de una leva, que se apoya en una ranura correspondiente del entorno.

5. - Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de bloqueo (A1) puede estar dispuesto en contacto térmico con una fuente de calor, en particular con el dispositivo de protección contra sobretensiones.

6. - Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de bloqueo (A1) está insertado de forma suelta y está sujetado por las mordazas (B; BF).

7. - Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corredera (S1) puede estar conectada a una superficie de visualización, que señaliza el estado respectivo (Z1, Z2) del dispositivo.

8. - Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corredera (S1) está diseñada para activar un dispositivo de telecomunicación, que señaliza el estado respectivo (Z1, Z2) del dispositivo.

9. - Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque un circuito de corriente puede ser interrumpido y/o cerrado mediante el dispositivo de telecomunicación.

10. - Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie de contacto entre el elemento de bloqueo (A1) y el dispositivo de sujeción (H1) está configurada de forma puntual o lineal.