ES2895702T3 - Conmutador dependiente de la temperatura - Google Patents

Abstract

Conmutador dependiente de la temperatura, que tiene un primer y un segundo contracontacto estacionario (19, 21) y un mecanismo de conmutación (12) dependiente de la temperatura con un elemento de transmisión de corriente (24), en donde el mecanismo de conmutación (12), en función de su temperatura, o bien cierra el conmutador presionando el elemento de transmisión de corriente (24) contra el primer y el segundo contracontacto (19, 21) y, en el proceso, estableciéndose una conexión eléctricamente conductora entre los dos contracontactos (19, 21) a través del elemento de transmisión de corriente (24), o bien lo abre, manteniendo el elemento de transmisión de corriente (24) a una distancia del primer y del segundo contracontacto (19, 21) e interrumpiendo con ello la conexión eléctricamente conductora, caracterizado porque se prevé una barrera de cierre (39), que mantiene el conmutador (10) abierto, cuando se ha abierto por primera vez, en donde la barrera de cierre (39) comprende un anillo de resorte (43, 51) que interactúa directamente con el elemento de transmisión de corriente (24) y bloquea mecánicamente este último de forma permanente, cuando el conmutador (10) se ha abierto por primera vez, de modo que el conmutador (10) permanece permanentemente abierto.

Description

DESCRIPCIÓN

Conmutador dependiente de la temperatura

La presente invención se refiere a un conmutador dependiente de la temperatura, que tiene un primer y un segundo contracontacto estacionario y un mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura con un elemento de transmisión de corriente, en donde el mecanismo de conmutación o bien cierra el conmutador en función de su temperatura, por medio de que se presiona el elemento de transmisión de corriente contra el primer y el segundo contracontacto y se establece de esta manera una conexión eléctricamente conductora entre los dos contracontactos a través del elemento de transmisión de corriente, o se abre, por medio de que se mantiene el elemento de transmisión de corriente a una distancia del primer y segundo contracontacto y, con ello, se interrumpe la conexión eléctricamente conductora, en donde está prevista una barrera de cierre, que mantiene el conmutador abierto cuando se ha abierto por primera vez.

Un conmutador de este tipo es conocido por el documento ES 102013101392 A1.

El conmutador conocido tiene un mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura con un disco a presión bimetálico dependiente de la temperatura y una arandela elástica biestable, que lleva un contracontacto móvil o un elemento de transmisión de corriente en forma de platillo de contacto. Cuando el disco a presión bimetálico se calienta a una temperatura superior a su temperatura de respuesta, levanta el contracontacto o el elemento de transmisión de corriente desde el contacto o los contracontactos en contra la fuerza de la arandela elástica y, con ello, presiona la arandela elástica en su segunda configuración estable, en la que el mecanismo de conmutación está en su posición de alta temperatura.

Si el conmutador y, por tanto, el disco a presión bimetálico se enfrían de nuevo, éste salta de nuevo a su primera configuración. Sin embargo, debido a su diseño, no puede apoyarse con su borde en un contracojinete, por lo que la arandela elástica permanece en la configuración en la que el conmutador está abierto.

Por lo tanto, el conmutador conocido permanece en su posición de apertura después de haber sido abierto una vez, incluso si se enfría de nuevo. Sin embargo, las pruebas realizadas en la empresa del solicitante han demostrado que el conmutador conocido se cierra de nuevo en caso de vibraciones mecánicas más fuertes, por lo que, dado el caso, no puede usarse de forma óptima desde el punto de vista de la seguridad en algunas aplicaciones.

Un conmutador conocido del documento ES 10 2007 042 188 B3 tiene tres posiciones de conmutación. En su posición de baja temperatura, el conmutador está cerrado, de tal manera que los dos contracontactos están conectados eléctricamente entre sí.

En su posición de alta temperatura, el conmutador está abierto, de modo que no puede fluir corriente a través de él. En su posición de enfriamiento, el conmutador permanece asimismo abierto, aunque el disco a presión se haya enfriado de nuevo y, de esta forma, haya retomado su configuración de baja temperatura.

De este modo, el conmutador dependiente de la temperatura es un conmutador de uso único que, después de abrirse una vez, permanece abierto incluso si la temperatura del disco a presión ha disminuido de nuevo.

Unos conmutadores desechables comparables se conocen del documento ES 8625999 U1 y del documento DE 25 44201A.

Tales conmutadores dependientes de la temperatura se utilizan de manera conocida para proteger los equipos eléctricos del sobrecalentamiento. Para ello, el conmutador se conecta eléctricamente en serie con el aparato a proteger y su tensión de alimentación y se dispone mecánicamente en el aparato de tal forma, que esté en conexión térmica con él.

Por debajo de la temperatura de respuesta del disco a presión, los dos contracontactos están conectados eléctricamente entre sí, de modo que el circuito se cierra y la corriente de carga del aparato a proteger fluye a través del conmutador. Si la temperatura se eleva por encima de un valor admisible, el disco a presión levanta el elemento de contacto desde el contracontacto en contra la fuerza de ajuste de la arandela elástica, con lo que se abre el conmutador y se interrumpe la corriente de carga del aparato a proteger.

El aparato ahora sin corriente puede entonces enfriarse de nuevo. Con esto también se enfría el conmutador que está acoplado térmicamente al aparato, que entonces se cerraría de nuevo en realidad automáticamente.

Con los cuatro conmutadores mencionados anteriormente, ahora se garantiza que este retroceso no se produzca en la posición de enfriamiento, de modo que el aparato que se va a proteger no pueda volver a conectarse automáticamente después de haberse desconectado. Se trata de una función de seguridad para evitar daños, como es el caso de los motores eléctricos utilizados como grupos de accionamiento, por ejemplo.

También es conocido dotar estos conmutadores dependientes de la temperatura de una llamada resistencia de autosujeción, que está conectada en paralelo a los dos contracontactos, de modo que asume una parte de la corriente de carga cuando el conmutador se abre. Entonces se genera calor óhmico en esta resistencia de autosujeción, que es suficiente para mantener el disco a presión por encima de su temperatura de respuesta.

Sin embargo, esta autosujeción sólo está activa mientras el aparato eléctrico siga conectado. En cuanto se desconecta el aparato del circuito de alimentación, ya no circula tampoco corriente por el conmutador dependiente de la temperatura, por lo que la función de autosujeción deja de ser aplicable.

Tras la reconexión del aparato eléctrico, el conmutador volvería a estar en estado cerrado, lo que permitiría que el aparato se calentara de nuevo, lo que podría provocar los consiguientes daños.

Este problema se evita con los conmutadores dependientes de la temperatura del documento ES 102007042 188 B3 y del documento DE 102013101 392 A1, en los que la función de autosujeción no se realiza eléctricamente, sino mediante una pieza de resorte biestable, que tiene dos configuraciones geométricas estables independientemente de la temperatura, como se describe en las publicaciones citadas anteriormente.

Por el contrario, el disco a presión es un disco a presión biestable, que adopta una configuración de alta temperatura o una configuración de baja temperatura dependiendo de la temperatura.

En el caso del conmutador conocido del documento DE 102007042188 B3 citado al comienzo, la arandela elástica es una arandela elástica circular, al que está fijado centralmente un elemento de contacto. El elemento de contacto es, por ejemplo, una pieza de contacto móvil, que es presionada por la arandela elástica contra el primer contracontacto estacionario, que está dispuesto interiormente en una tapa de la carcasa del conmutador conocido. Con su borde, la arandela elástica presiona contra una base interior de una parte inferior de la carcasa, que actúa como un segundo contracontacto.

De este modo, la arandela elástica, que es en sí misma conductora de la electricidad, establece una conexión eléctricamente conductora entre los dos contracontactos.

La conexión externa del conmutador conocido se realiza, por un lado, a través del lado exterior de la parte inferior eléctricamente conductora y, por otro lado, a través de un metalizado del primer contracontacto estacionario a través de la parte superior hasta su lado exterior, en donde, por ejemplo, se puede prever una conexión de soldadura. En los conmutadores conocidos, el disco a presión biestable es un disco a presión bimetálico, que pasa de su configuración convexa a una cóncava cuando se supera su temperatura de respuesta.

El disco a presión bimetálico del conmutador conocido del documento DE 102007 042 188 B3 tiene centralmente una abertura de paso, con la que se voltea sobre la pieza de contacto móvil que está fijada a la arandela elástica. En su posición de baja temperatura, el disco a presión bimetálico queda suelto en la pieza de contacto. Si la temperatura del disco a presión bimetálico aumenta, cambia a su posición de alta temperatura, en la que empuja con su borde interiormente contra la parte superior de la carcasa y, de esta manera, presiona con su centro sobre la arandela elástica de tal manera, que esta última cambia de su primera a su segunda configuración estable, con lo que se levanta la pieza de contacto móvil desde el contracontacto estacionario y se abre el conmutador.

Si la temperatura del conmutador se enfría de nuevo, el disco a presión bimetálico vuelve a su posición de baja temperatura. A este respecto, con su borde entra en contacto con el borde de la arandela elástica y con su centro entra en contacto con la parte superior de la carcasa. Sin embargo, la fuerza de ajuste del disco a presión bimetálico no es suficiente para hacer que la arandela elástica vuelva a su primera configuración.

Sólo cuando el conmutador se enfría considerablemente, el disco a presión bimetálico se curva aún más, de modo que finalmente puede presionar el borde de la arandela elástica hacia abajo sobre la base interior de la parte inferior, hasta tal punto que la arandela elástica vuelve a su primera configuración y cierra el conmutador de nuevo.

El conmutador conocido del documento ES 10 2007 042 188 B3 , por lo tanto, después de abrirlo una vez permanece abierto hasta que se enfría a una temperatura inferior a la temperatura ambiente, para lo cual se puede utilizar, por ejemplo, un spray de frío.

Aunque este conmutador cumple con los requisitos de seguridad pertinentes en muchas aplicaciones, se ha descubierto que en raras ocasiones mediante el arriostramiento del disco a presión bimetálico entre la parte superior de la carcasa y el borde de la arandela elástica, sin embargo, se produce que la arandela elástica retroceda involuntariamente.

Según la ilustración anterior, el conmutador conocido conduce la corriente de carga del aparato a proteger a través de la arandela elástica, lo que sólo es posible hasta una determinada intensidad de corriente. Con corrientes más altas, la arandela elástica se calienta precisamente hasta tal punto, que este autocalentamiento de la corriente hace que se alcance la temperatura de conmutación del disco a presión bimetálico, antes de que el aparato a proteger haya alcanzado realmente su temperatura no permitida.

En el caso del conmutador conocido del documento ES 102013101 392 A1, la arandela elástica está fijada con su borde a la parte inferior de la carcasa, mientras que el disco de presión bimetálico está previsto entre la arandela elástica y la base interior de la parte inferior.

Por debajo de la temperatura de respuesta del disco a presión bimetálico, la arandela elástica presiona el platillo de contacto contra los dos contracontactos. Si el disco a presión bimetálico cambia a su posición de alta temperatura, presiona con su borde contra la arandela elástica y con su centro tira de la arandela elástica hacia fuera de la parte superior, de modo que el platillo de contacto deja de contactar con los dos contracontactos. Para que esto sea geométricamente posible, el platillo de contacto, la arandela elástica y el disco a presión bimetálico están unidos entre sí de forma imperdible mediante un remache que discurre centralmente.

Cuando la temperatura del disco a presión bimetálico baja de nuevo, pasa éste de nuevo a su posición de baja temperatura, pero la arandela elástica permanece en su configuración asumida, porque el disco a presión bimetálico carece de un contracojinete para su borde, de modo que no puede presionar de nuevo el elemento de transmisión de corriente contra los dos contracontactos estacionarios.

Por lo tanto, este conmutador tiene una función de autosujeción por diseño. Sin embargo, en caso de fuertes vibraciones mecánicas, la arandela elástica también puede retroceder involuntariamente en algunos casos.

A partir del documento DE 2544201 A1 ya mencionado al comienzo se conoce un conmutador dependiente de la temperatura con un elemento de transmisión de corriente diseñado como puente de contacto, en el que el puente de contacto se presiona contra dos contracontactos estacionarios a través de un resorte de cierre.

A través de un perno de accionamiento, el puente de contacto está en contacto con un mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura, que consiste en un disco a presión bimetálico así como en una arandela elástica, ambos sujetos a su borde.

Como en el caso del conmutador conocido del documento ES 102007042188 B3, la arandela elástica y el disco a presión bimetálico son ambos biestables, el disco a presión bimetálico de forma dependiente de la temperatura y la arandela elástica de forma independiente de la temperatura.

Si la temperatura del disco a presión bimetálico aumenta, éste presiona la arandela elástica a su segunda configuración, en la que ésta presiona el perno de accionamiento contra el puente de contacto y, con ello, levanta el mismo desde los contracontactos estacionarios en contra la fuerza del resorte de cierre.

Incluso cuando el disco a presión bimetálico se enfría, la arandela elástica permanece en esta segunda configuración y mantiene el conmutador conocido abierto en contra de la fuerza del resorte de cierre.

Ahora puede aplicarse presión sobre el puente de contacto desde el exterior mediante un botón, de modo que mediante ello la arandela elástica es presionada de nuevo a su primera configuración estable a través del perno de accionamiento.

Además del diseño muy complejo, este conmutador tiene la desventaja, por un lado, de que en el estado abierto la arandela elástica levanta el puente de contacto desde los contracontactos en contra la fuerza del resorte de cierre, por lo que la arandela elástica en su segunda configuración debe superar de forma fiable la fuerza del resorte de cierre. Sin embargo, debido a que el resorte de cierre garantiza que el puente de contacto se apoye de forma segura contra los contracontactos en el estado cerrado, se requiere aquí una arandela elástica con una estabilidad muy alta en la segunda configuración.

Otro conmutador con tres posiciones de conmutación se conoce del ya mencionado documento ES 8625 999 U1. En este conmutador conocido, se prevé una lengüeta de resorte que se sujeta en un lado y lleva una pieza de contacto móvil en su extremo libre, que interactúa con un contracontacto fijo.

En esta lengüeta de resorte está configurado un casquete, que es presionado en su segunda configuración por una placa bimetálica también fijada a la lengüeta de resorte, en la que distancia la pieza de contacto móvil respecto al contracontacto estacionario.

En este conmutador, el casquete debe mantener la pieza de contacto móvil a una distancia del contracontacto fijo en contra la fuerza de cierre de la lengüeta de resorte sujetada en un lado, de modo que el casquete debe aplicar una elevada fuerza de ajuste en su segunda configuración.

El conmutador conocido tiene, por tanto, las desventajas ya comentadas anteriormente, a saber, que hay que superar elevadas fuerzas de ajuste, lo que conlleva altos costes de fabricación y un estado inseguro en la posición de enfriamiento.

De la publicación DE 102012 103279 B3 se conoce un conmutador que, en un ejemplo de realización como el del documento mencionado al comienzo ES 102013 101 392 A1, presenta un platillo de contacto, pero que en este caso se retiene mecánicamente de forma permanente por la barrera de cierre, cuando se ha abierto el conmutador por primera vez. La barrera de cierre comprende un primer elemento de enclavamiento en el borde del platillo de contacto y un segundo elemento de enclavamiento que coopera con el mismo, que está dispuesto en un lado interior de un anillo distanciador. El montaje de este conmutador ha resultado ser problemático en algunos casos.

La publicación ES 10 2012 103279 B3 divulga un conmutador adicional dependiente de la temperatura, que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1.

En este contexto, la presente invención se basa en la tarea de perfeccionar el conmutador mencionado al principio de tal manera, que garantice una interrupción segura y permanente del circuito incluso en caso de fuertes vibraciones, con un diseño estructuralmente sencillo.

Según la invención, esta tarea se resuelve mediante el conmutador dependiente de la temperatura según la reivindicación independiente 1.

La tarea en la que se basa la invención queda así completamente resuelta.

Dado que, según la invención, la barrera de cierre retiene permanentemente el elemento de transmisión de corriente de forma mecánica, el nuevo conmutador no puede volver a cerrarse después de haberse abierto una vez, incluso si se producen fuertes vibraciones o fluctuaciones de temperatura. En consecuencia, mediante la retención mecánica también se retiene mecánicamente el conmutador, que se utiliza como sinónimo en el contexto de la presente solicitud.

La barrera de cierre se materializa a este respecto mediante la arandela elástica, que puede insertarse y conectarse al elemento de transmisión de corriente, si es necesario, sin mayores problemas durante el montaje del nuevo conmutador.

El mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura incluye un elemento a presión dependiente de la temperatura, preferiblemente un disco a presión bimetálico, que de manera habitual hace que el mecanismo de conmutación se abra, por medio de que levanta el elemento de transmisión de corriente desde el contracontacto estacionario. Según la invención, el conmutador, una vez abierto se bloquea en el estado abierto.

Sin embargo, como suele ser el caso, el mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura también puede tener una arandela elástica biestable que, cuando el conmutador está cerrado, produce la fuerza de cierre y, por tanto, la presión de contacto entre el elemento móvil de transmisión de corriente y los contracontactos. De este modo se alivia mecánicamente el disco a presión bimetálico, lo que influye positivamente en su vida útil y en la estabilidad a largo plazo de la temperatura de respuesta.

Teniendo esto en cuenta, se prefiere que el mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura comprenda un disco a presión dependiente de la temperatura que tenga una configuración geométrica de alta temperatura y una configuración geométrica de baja temperatura, y una arandela elástica biestable en el que esté dispuesto el elemento de transmisión de corriente, teniendo la arandela elástica dos configuraciones geométricas estables independientes de la temperatura y, en su primera configuración, presionando el elemento de transmisión de corriente contra los primeros y segundos contracontactos y, en su segunda configuración, presionando el elemento de transmisión de corriente hacia fuera de los primeros y segundos contracontactos.

Se prefiere además que el disco a presión, durante la transición de su configuración de baja temperatura a su configuración de alta temperatura, se apoye con su borde en el interior del conmutador y, de esta manera, actúe sobre la arandela elástica de tal manera que este último cambie de su primera a su segunda configuración estable, en donde además se prefiere que el disco a presión y la arandela elástica se fijen al elemento de transmisión de corriente a través de su centro respectivo.

Resulta ventajoso en este caso que se puedan utilizar para el nuevo conmutador mecanismos de conmutación dependientes de la temperatura en gran medida habituales, de modo que la complejidad de diseño para iniciar la producción en serie del nuevo conmutador sea baja.

Es particularmente preferido que el disco a presión esté fijado al elemento de transmisión de corriente, y que esté previsto un espacio libre para el borde del disco a presión, en el que el borde penetra al menos parcialmente cuando el disco a presión retoma su configuración de baja temperatura con la arandela elástica situada en su segunda configuración.

Este diseño tiene las ventajas conocidas del documento ES 102013101392 A1 mencionado al principio. Cuando el disco a presión vuelve a su posición de baja temperatura, su borde entra en el espacio libre en el que no se ha previsto ningún contrafuerte para él, de modo que no puede empujar la arandela elástica de vuelta en su primera configuración.

Incluso las fuertes vibraciones mecánicas no hacen que la arandela elástica vuelva a su primera configuración, en la que cerraría de nuevo el conmutador, ya que se lo impide la barrera de cierre según la invención.

Sin este espacio libre, es decir, en el caso de un diseño del conmutador como el que se usa, por ejemplo, en el documento ES 102013101392 A1 mencionado al comienzo,e como punto de partida de la invención allí descrita, el disco a presión bimetálico ejercería presión sobre la arandela elástica cuando ésta volviera a su configuración de baja temperatura, lo que haría que la arandela elástica se encajase de nuevo en su otra configuración geométrica estable. Sin embargo, según la invención, este proceso es impedido por la barrera de cierre.

Si, en un perfeccionamiento, se prevé ahora el espacio libre para el borde del disco a presión bimetálico además de la retención mecánica mediante la barrera de cierre, no se produce inicialmente ninguna presión de cierre que la barrera de cierre tenga que absorber. Como se describe en el documento ES 102013 101 392 A1, el conmutador permanece permanentemente abierto.

Sin embargo, si las fuertes vibraciones mecánicas hacen que la arandela elástica vuelva a su configuración de baja temperatura después de todo, la retención mecánica prevista de acuerdo con la presente invención seguirá manteniendo el conmutador abierto.

En este perfeccionamiento, la barrera de cierre sólo tiene que absorber la presión de cierre en casos excepcionales, lo que aumenta aún más la fiabilidad del nuevo conmutador.

Es particularmente preferible que el conmutador comprenda una carcasa, en la que están previstos los dos contracontactos y en la que está dispuesto el mecanismo de conmutación.

Esta medida es conocida en sí misma, y asegura que el mecanismo de conmutación esté protegido contra la entrada de suciedad. La carcasa puede ser una carcasa individual del conmutador o una cavidad en el aparato a proteger del sobrecalentamiento.

Al fijar la arandela elástica con su borde a la carcasa, la fijación de la arandela elástica con su borde a la carcasa garantiza que el elemento de transmisión de corriente se mantenga en una posición segura con respecto a los contracontactos.

Se prefiere además que la carcasa comprenda una parte inferior cerrada por una parte superior, en donde los dos contracontactos están dispuestos en un lado interior de la parte superior.

Esta medida es conocida en sí misma desde el punto de vista del diseño; en el nuevo conmutador, garantiza que cuando la parte superior se monta en la parte inferior, también se establezca al mismo tiempo la asignación geométricamente correcta entre el contracontacto o los contracontactos y el elemento de contacto respectivo.

Se prefiere además que la parte inferior tenga una base interior, sobre cuya zona de borde se prevé un espacio libre para el borde del disco a presión.

Esta medida es especialmente ventajosa desde el punto de vista del diseño, porque permite de la forma más sencilla dotar un conmutador dependiente de la temperatura conocido por sí mismo de las tres posiciones de conmutación mencionadas al principio, si se utiliza allí respectivamente una pieza de resorte biestable con dos configuraciones estables independientes de la temperatura.

Esta medida, por ejemplo, con el conmutador conocido del documento DE 196 23 570 A1 con pieza de contacto móvil, no daría lugar todavía por sí misma a que el conmutador permaneciera abierto en la posición de enfriamiento, ya que allí el disco a presión bimetálico se apoyaría precisamente con su borde en el borde exterior de la base y, por tanto, presionaría la pieza de resorte de vuelta a su posición de alta temperatura.

La misma situación se da en el caso del conmutador conocido del documento DE 102011 016 142 A1, en el que una arandela elástica firmemente sujetada por su borde está dispuesta por debajo de un elemento de transmisión de corriente, así como un disco a presión por debajo de la misma, que también está apoyada con su borde interiormente en la base de la parte inferior, de modo que presionaría una pieza de resorte biestable de vuelta a su primera configuración durante un enfriamiento.

Para evitar esto, sin el espacio libre adicional ahora previsto, sería necesario diseñar la fuerza de ajuste de la arandela elástica en su segunda configuración tan alta, que no pueda ser presionada de vuelta a su primera configuración mediante el disco a presión.

En otras palabras, en particular por medio de que el disco a presión se dispone entre la arandela elástica y la base la parte inferior, pero se prevé un espacio libre en el borde de la base para el borde del disco a presión en su posición de enfriamiento, el nuevo conmutador no sólo es fácil de fabricar, sino que también permanece abierto de forma segura en su posición de enfriamiento.

La parte inferior puede estar fabricada a este respecto con material conductor de la electricidad y, preferiblemente, la parte superior con material aislante de la electricidad, en donde el disco a presión biestable puede ser un disco a presión bimetálico o trimetálico.

Es particularmente preferido que el anillo de resorte coopere con el elemento de transmisión de corriente y un anillo distanciador dispuesto entre la parte superior y la parte inferior, en donde el anillo de resorte está preferiblemente dispuesto por un lado entre el anillo distanciador y la parte superior y tiene al menos un elemento de bloqueo, que coopera con el elemento de transmisión de corriente.

Dichos anillos distanciadores se insertan a menudo entre la parte inferior y la parte superior en los conmutadores dependientes de la temperatura para conseguir la altura constructiva requerida, que permite un recorrido de conmutación suficientemente grande entre el contracontacto y el elemento de contacto, para proporcionar el aislamiento eléctrico necesario en el conmutador abierto.

Aquí el montaje sencillo es una ventaja, porque después de insertar el anillo distanciador, que es necesario de todos modos al ensamblar el conmutador, el anillo de resorte se coloca encima a continuación, que es entonces fijado por la parte superior colocada encima después junto con el anillo distanciador y el mecanismo de conmutación. Para no modificar el recorrido de conmutación y la altura constructiva del conmutador, puede ser necesario acortar ligeramente el anillo distanciador.

A este respecto, se prefiere entonces que el elemento de bloqueo comprenda una lengüeta elástica radialmente hacia adentro que, bajo tensión, hace contacto con un borde del elemento de transmisión de corriente, cuando el conmutador está cerrado y se apoya contra el elemento de transmisión de corriente cuando el conmutador está abierto.

A este respecto, puede ser necesario utilizar una ayuda de montaje, por ejemplo una herramienta de expansión, para permitir que la o cada lengüeta se coloque entre el borde orientado radialmente hacia el exterior del elemento de transmisión de corriente y el anillo distanciador, durante el montaje del mecanismo de conmutación en la posición de baja temperatura.

La o cada lengüeta elástica radialmente hacia adentro está situada, por lo tanto, entre el anillo distanciador y el elemento de transmisión de corriente cuando el conmutador está cerrado. Cuando el conmutador se abre, el elemento de transmisión de corriente se desplaza hacia abajo y la o cada lengüeta elástica se desprende de su borde y continúa radialmente hacia dentro sobre el elemento de transmisión de corriente, que queda así retenido mecánicamente de forma permanente por la o cada lengüeta y, en consecuencia, se impide que se desplace de nuevo hacia arriba para entrar en contacto con los dos contracontactos, incluso cuando el mecanismo de conmutación se haya enfriado de nuevo y la arandela elástica haya vuelto a su primera configuración.

Por otra parte, se prefiere que el anillo de resorte esté dispuesto sobre el elemento de transmisión de corriente y comprenda al menos un elemento de bloqueo que coopere con el anillo distanciador, comprendiendo el elemento de bloqueo preferiblemente una lengüeta elástica radialmente hacia fuera que, bajo tensión, hace contacto con una superficie interior del anillo distanciador cuando el conmutador está cerrado, y se apoya contra un rebaje en el anillo distanciador cuando el conmutador está abierto.

Después de insertar el mecanismo de conmutación en la parte inferior, se inserta también aquí en siguiente lugar el anillo distanciador. A continuación, el anillo de resorte se coloca sobre el elemento de transmisión de corriente, en donde las lengüetas elásticas hacia el exterior se desplazan radialmente hacia el interior por contacto con la superficie interior del anillo distanciador.

A este respecto, puede ser necesario fijar el anillo de resorte sobre el elemento de transmisión de corriente, lo que puede hacerse encajando, soldando, pegando u otras medidas adecuadas.

A continuación, se coloca encima la parte superior y se cierra el conmutador de la forma habitual.

La o cada lengüeta elástica radialmente hacia afuera está así en contacto con una superficie interna del anillo distanciador, cuando el conmutador está cerrado. Cuando el conmutador se abre, el elemento de transmisión de corriente se mueve hacia abajo y la o cada lengüeta elástica se libera de la superficie interior y continúa radialmente hacia afuera en el rebaje en el anillo distanciador, bloqueando así mecánicamente de forma permanente el elemento de transmisión de corriente. De este modo, el elemento de transmisión de corriente conectado al anillo de resorte es impedido mecánicamente por la o cada lengüeta de volver a ponerse en contacto hacia arriba con los dos contracontactos, incluso cuando el mecanismo de conmutación se ha enfriado de nuevo y la arandela elástica ha vuelto a su primera configuración.

De la descripción y del dibujo adjunto se derivan otras ventajas.

Se entiende que las características mencionadas anteriormente y las que se explicarán a continuación pueden utilizarse no sólo en la combinación indicada en cada caso, sino también en otras combinaciones o por sí solas, sin salirse del ámbito de la presente invención.

En el dibujo se muestran ejemplos de realización de la invención, que se explicarán con más detalle en la siguiente descripción. Aquí muestran:

la figura 1, en una representación lateral esquemática, un ejemplo de realización de un conmutador conocido en estado cerrado;

la figura 2 una representación como la de la Fig. 1, pero en el estado cerrado del conmutador conocido, en donde aquí está previsto un espacio libre para el borde del disco a presión;

la figura 3 un primer ejemplo de realización de un anillo de resorte utilizado como barrera de cierre, arriba en una vista en planta con lengüetas situadas en el plano del anillo, y abajo cortado con lengüetas dobladas hacia arriba y elásticas hacia dentro;

la figura 4 un segundo ejemplo de realización de un anillo de resorte utilizado como barrera de cierre, arriba en una vista en planta con lengüetas situadas en el plano del anillo, y abajo cortado con lengüetas dobladas hacia arriba y elásticas hacia dentro;

la figura 5 una representación ampliada de la vista fragmentaria I de la Fig. 1, pero con el anillo de resorte según la Fig. 3;

la figura 6 una representación como la de la Fig. 5, pero con el conmutador abierto;

la figura 7 una representación ampliada de la vista fragmentaria I de la Fig. 1, pero con el anillo de resorte según la Fig. 4;

la figura 8 una representación como la de la Fig. 5, pero con el conmutador abierto.

En la Fig. 1, se muestra una vista lateral esquemática y cortada de un conmutador 10, que está configurado rotativamente simétrico en la vista en planta, teniendo preferiblemente una forma circular.

El conmutador 10 tiene una carcasa 11, en la que está previsto un mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura 12.

La carcasa 11 incluye una porción inferior en forma de olla 14 hecha de material eléctricamente conductor y una parte superior plana y aislante 15, que se sujeta a la parte inferior 14 mediante un borde doblado 16. Por razones de claridad, el borde doblado 16 no se muestra extendiéndose transversalmente sobre la parte superior 15 y doblado completamente hacia abajo sobre la parte superior 15.

Entre la parte superior 15 y la parte inferior 14 está previsto un anillo distanciador 17, que mantiene la parte superior 15 distanciada de la parte inferior 14.

La parte superior 15 tiene un lado interior 18, en el que están previstos un primer contracontacto estacionario 19 y un segundo contracontacto estacionario 21. Los contracontactos 19 y 21 están configurados como remaches, que se extienden a través de la parte superior 15 y terminan externamente en las cabezas 22 y 23 respectivamente, que sirven para la conexión externa del conmutador.

El mecanismo de conmutación 12 comprende además un elemento de transmisión de corriente 24 que, en el ejemplo de realización mostrado, es un platillo de contacto, cuyo lado superior 25 está parcialmente revestido de manera eléctricamente conductora, de modo que proporciona una conexión eléctricamente conductora entre los dos contracontactos 19 y 21 cuando está en contacto con los contracontactos 19 y 21, como se muestra en la Fig. 1. Como es habitual, los componentes compuestos por material sólido, aquí el anillo distanciador 17 y el platillo de contacto 24, no están rayados, aunque también se han representado cortados.

El elemento de transmisión de corriente 24 está conectado a una arandela elástica biestable 27 y a un disco a presión biestable 28 a través de un remache 26, que también debe considerarse como parte del platillo de contacto. La arandela elástica 27 tiene dos configuraciones independientes de la temperatura, de las cuales la primera configuración se muestra en la Fig. 1 (conmutador cerrado 10) y la segunda configuración se muestra en la Fig. 2 (conmutador abierto 10).

El disco a presión 28 tiene dos configuraciones dependientes de la temperatura, a saber, su configuración de baja temperatura, que se muestra en la Fig. 1 (conmutador 10 cerrado) y su configuración de alta temperatura, que se muestra en la Fig. 2 (conmutador 10 abierto).

En la parte interior de la parte inferior 14 está previsto un hombro circunferencial 29, sobre el que se apoya el anillo distanciador 17. Entre el hombro 29 y el anillo distanciador 17, la arandela elástica 27 está aprisionada con su borde 31, mientras que descansa con su centro 32 sobre un hombro 33 en el remache 26. En su centro 32, la arandela elástica 27 está aprisionada de esta manera entre el elemento de transmisión de corriente 24 y el hombro 33.

En la Fig. 1, más abajo y radialmente más afuera, todavía se puede ver un hombro 34 en el remache 26, sobre el que descansa el disco a presión 28 con su centro 35.

El centro 35 se apoya libremente en el hombro 34. Con su borde 36, el disco a presión 28 también se apoya libremente, es decir, sin carga mecánica, en una base interior 37 de la parte inferior 14.

[Según la Fig. 1, la base interior 37 está formada por un hombro de asiento en forma de cuña 38 que se eleva radialmente hacia fuera y, como en el conmutador conocido del documento DE 102011 016 142 A1, se usa como superficie de asiento para el borde 36.

Si la temperatura del disco a presión 28 aumenta ahora, su borde 36 en la Fig. 1 se eleva hacia arriba, de modo que el disco a presión 26 cambia de su posición convexa mostrada en la Fig. 1 a su posición cóncava mostrada en la Fig. 2, en la que su borde 36 se apoya internamente en el conmutador 10, en este caso en la arandela elástica 27, como puede verse en la Fig. 2.

Por lo tanto, durante la transición desde su configuración de baja temperatura de la Fig. 1 a su configuración de alta temperatura de la Fig. 2, el disco a presión 28 se apoya con su borde 37 en la arandela elástica 27, presionando con su centro 35 contra el hombro 34 del remache 26 y, por medio de esto, empujando el elemento de transmisión de corriente 24 hacia fuera de los contracontactos estacionarios 19 y 21 en contra la fuerza de la arandela elástica 27. Este movimiento hace que el remache 26 se asiente sobre la base interior 37 de la parte inferior 14, en donde al mismo tiempo la arandela elástica 27 pasa de su primera configuración mostrada en la Fig. 1 a su segunda configuración geométrica igualmente estable, que se muestra en la Fig. 2.

Mientras que en su primera configuración según la Fig. 1 la arandela elástica 27 mantiene el elemento de transmisión de corriente 24 en contacto con los contracontactos 19 y 21 cuando el conmutador 10 está cerrado, en su segunda configuración según la Fig. 2 mantiene el elemento de transmisión de corriente 24 a una distancia de los contracontactos 19 y 21 cuando el conmutador 10 está abierto.

Mientras que el conmutador 10 se muestra en su estado cerrado en la Fig. 1, está en su estado abierto en la Fig. 2. Si ahora la temperatura del aparato a proteger y, por lo tanto, la temperatura del conmutador 10 se enfría de nuevo, el disco a presión 28 vuelve a pasar de su configuración de alta temperatura según la Fig. 2 a su configuración de baja temperatura, que ya había asumido en la Fig. 1.

El disco a presión 28 está de nuevo en su configuración de baja temperatura, a la que se ha enfriado como resultado del enfriamiento del aparato a proteger. El borde 36 del disco de a presión 28 se moverá a este respecto hacia abajo, de tal manera que llegue a situarse sobre el hombro de asiento 38, que está previsto en el conmutador 10 de la Fig. 1.

Por lo tanto, el disco a presión 28 presionará la arandela elástica 27 de nuevo a su primera configuración durante la transición a su configuración de baja temperatura, como es el caso en el conmutador según el documento ES 10 2011 016142 A1.

Sin embargo, en el ejemplo de realización de la Fig. 2, está previsto un espacio libre circunferencial 40 por debajo del borde 36 del disco a presión 28, que está previsto en una zona de borde 41 de la base interior 37.

Cuando el disco a presión 28 se encuentra de nuevo en su configuración de baja temperatura, en el caso del conmutador 10 según la Fig. 2, se ha movido con su borde 36 hasta dentro del espacio libre 40. De esta manera, en el caso del conmutador 10 de la Fig. 2, el disco a presión 28 no es capaz de presionar la arandela elástica 27 hacia arriba en su centro 32.

Por lo tanto, el conmutador 10 de la Fig. 2 permanece abierto, incluso después de que el disco a presión 28 haya vuelto a su configuración de baja temperatura. Sin embargo, las vibraciones pueden hacer que el conmutador 10 de la Fig. 2 se cierre de nuevo, lo que no es deseable en los conmutadores de un solo uso.

Según la invención, se prevé por lo tanto una barrera de cierre 39, que está dispuesta en la zona de los círculos I y II indicados en las Figs. 1 y 2. Por razones de claridad, los ejemplos de realización para las barreras de cierre 39 no se muestran en las Figs. 1 y 2, sino en las Figs. 3 a 8.

La tarea de las barreras de cierre 39 es la de enclavar mecánicamente de forma permanente el mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura 12 en un conmutador 10 una vez que se ha abierto, de forma que el conmutador 10 no pueda volver a cerrarse incluso cuando el disco a presión 28 se enfríe.

Mientras que en el conmutador 10 de la Fig. 1, las barreras de cierre 39 deben absorber permanentemente la presión de cierre ejercida por el disco a presión 28, que se ha enfriado de nuevo, esta presión de cierre está ausente en el conmutador 10 de la Fig. 2, porque el borde 36 del disco a presión 28 no tiene aquí un hombro de asiento 38, sino que viene a situarse en el espacio libre 40.

Las barreras de cierre 39 comprenden cada una una arandela elástica 43, 51, como se muestra esquemáticamente y no a escala en la Fig. 3 en un primer ejemplo de realización y en la Fig. 4 en un segundo ejemplo de realización. La arandela elástica 43 se muestra en la Fig. 3 arriba en una vista en planta. Tiene una superficie anular 44, con cuyo lado interior 45 están configuradas en una pieza tres lengüetas elásticas 46. El anillo de resorte 43 está estampado en acero para resortes y se presenta inicialmente como se muestra en la Fig. 3 arriba, es decir, con las lengüetas 46 situadas en el plano del anillo.

Las lengüetas 46 se doblan después hacia arriba aproximadamente 85°, como puede verse en la vista lateral cortada de la Fig. 3 abajo. Si las lengüetas 46 se doblan ahora más hacia fuera durante el montaje, se flexionan radialmente hacia dentro en la dirección de la flecha 47.

El anillo de resorte 51 se muestra en la Fig. 4 en una vista en planta. Tiene una superficie anular 52, con cuyo lado exterior 53 se configuran en una pieza tres lengüetas elásticas 54. El anillo de resorte 51 está estampado en acero para resortes y se presenta inicialmente como se muestra en la Fig. 4 arriba, es decir, con las lengüetas 54 situadas en el plano del anillo.

Las lengüetas 54 se doblan después hacia arriba aproximadamente 85°, como puede verse en la vista lateral cortada de la Fig. 4. Si las lengüetas 54 se doblan ahora más hacia dentro durante el montaje, se flexionan radialmente hacia fuera en la dirección de la flecha 55.

La Fig. 5 muestra una representación ampliada de la vista fragmentaria del conmutador cerrado 10 marcada como I en la Fig. 1. El anillo de resorte 43 de la Fig. 3 está situado con su superficie anular 44 arriba sobre el anillo distanciador 17 y está aprisionado entre éste y la parte superior 15, quedando así fijado. Las lengüetas 46 se encuentran en una rendija 57 entre el anillo distanciador 17 y un borde 58 orientado radialmente hacia el exterior del elemento de transmisión de corriente 24.

Las lengüetas 46 fueron dobladas radialmente hacia afuera durante el ensamblaje y se extienden a casi 90° con respecto a la superficie anular 44, de modo que están pretensadas elásticamente radialmente hacia adentro y hacen contacto con el borde 58, lo que se indica mediante la flecha 47.

Para este montaje, si es necesario, se utiliza una herramienta de expansión, con la que se presionan las lengüetas 46 radialmente hacia fuera durante la inserción del anillo de resorte 43 en la parte inferior 14 y sobre el anillo distanciador 17, pero sin doblarlas.

Cuando el conmutador 10 se abre ahora, el elemento de transmisión de corriente de la Fig. 5 se mueve hacia abajo y asume la posición mostrada en la Fig. 6. La Fig. 6 muestra una representación ampliada de la vista fragmentaria del conmutador cerrado 10 marcada como I en la Fig. 2.

Durante este movimiento del elemento de transmisión de corriente 24, las lengüetas 46 se liberan de su borde 58, se desplazan radialmente hacia el interior y pasan así por encima del elemento de transmisión de corriente 24, al que retienen mecánicamente de forma permanente al hacer contacto con su superficie superior 59. En la zona donde las lengüetas 46 están situadas sobre el lado superior 59, éste no es preferiblemente conductor de la electricidad.

En consecuencia, se impide que el elemento de transmisión de corriente 24 vuelva a ponerse en contacto con los dos contracontactos 19, 21, incluso cuando el mecanismo de conmutación 12 se haya enfriado de nuevo y la arandela de resorte 27 haya vuelto a su primera configuración.

La Fig. 7 muestra una representación ampliada de la vista fragmentaria del conmutador cerrado 10, marcada como I en la Fig. 1. El anillo de resorte 51 de la Fig. 4 está situado con su superficie anular 52 sobre el lado superior 59 del elemento de transmisión de corriente 24 y se fija allí convenientemente, por ejemplo, mediante pegado o soldadura. En la zona en la que la arandela elástica 51 está situada sobre el lado superior 59, éste no es preferiblemente conductora de la electricidad.

Las lengüetas 54 hacen contacto con una superficie interior 61 del anillo distanciador 17 orientada radialmente hacia el interior. Las lengüetas 54 se han doblado radialmente hacia dentro durante el montaje por el contacto con el anillo distanciador 24 y se extienden casi a 90° con respecto a la superficie anular 52, de modo que hacen contacto, pretensadas elásticamente radialmente hacia fuera, con la superficie interior 61, lo que se indica con la flecha 51. El montaje se realiza de tal manera, que primero se inserta el mecanismo de conmutador 12 en la parte inferior 14 y después el anillo distanciador 17. A continuación, la arandela elástica se introduce en el anillo distanciador 17 hasta que se sitúa sobre el lado superior 59 del elemento de transmisión de corriente 24. A continuación, la arandela elástica 51 se fija al lado superior 59.

Cuando el conmutador 10 se abre ahora, el elemento de transmisión de corriente se mueve hacia abajo junto con el anillo de resorte 51 en la Fig. 7 y asume la posición mostrada en la Fig. 8. La Fig. 8 muestra una representación ampliada de la vista fragmentaria del conmutador cerrado 10 marcada como I en la Fig. 2.

Las lengüetas 54 se liberan de la superficie interior 61 durante este movimiento del elemento de transmisión de corriente 24, se mueven radialmente hacia fuera y entran en el rebaje 62 retranqueado radialmente hacia fuera 62 en el anillo distanciador 17, situado debajo de la superficie interior 61.

De esta manera, el elemento de transmisión de corriente 24 está retenido permanentemente de forma mecánica mediante el apoyo de las lengüetas 54 en el rebaje 62. En consecuencia, se impide que el elemento de transmisión de corriente 24 vuelva a ponerse en contacto con los dos contracontactos 19, 21, incluso si el mecanismo de conmutación 12 se ha enfriado de nuevo y la arandela elástica 27 ha vuelto a su primera configuración.

El anillo de resorte 51 también puede ser fijado al elemento de transmisión de corriente 24 mediante grapas 63, que están dispuestas en el anillo de resorte 51 y abrazan el elemento de transmisión de corriente 24. Este tipo de fijación se realiza al insertar el anillo de resorte 51 y ahorra la fijación posterior mediante pegado o soldadura.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. - Conmutador dependiente de la temperatura, que tiene un primer y un segundo contracontacto estacionario (19, 21) y un mecanismo de conmutación (12) dependiente de la temperatura con un elemento de transmisión de corriente (24), en donde el mecanismo de conmutación (12), en función de su temperatura, o bien cierra el conmutador presionando el elemento de transmisión de corriente (24) contra el primer y el segundo contracontacto (19, 21) y, en el proceso, estableciéndose una conexión eléctricamente conductora entre los dos contracontactos (19, 21) a través del elemento de transmisión de corriente (24), o bien lo abre, manteniendo el elemento de transmisión de corriente (24) a una distancia del primer y del segundo contracontacto (19, 21) e interrumpiendo con ello la conexión eléctricamente conductora, caracterizado porque se prevé una barrera de cierre (39), que mantiene el conmutador (10) abierto, cuando se ha abierto por primera vez, en donde la barrera de cierre (39) comprende un anillo de resorte (43, 51) que interactúa directamente con el elemento de transmisión de corriente (24) y bloquea mecánicamente este último de forma permanente, cuando el conmutador (10) se ha abierto por primera vez, de modo que el conmutador (10) permanece permanentemente abierto.

2. - Conmutador según la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de conmutación dependiente de la temperatura (12) comprende un disco a presión dependiente de la temperatura (28) con una configuración geométrica de alta temperatura y una configuración geométrica de baja temperatura, y una arandela elástica biestable (27) en el que está dispuesto el elemento de transmisión de corriente (24), en donde la arandela elástica (27) tiene dos configuraciones geométricas estables independientes de la temperatura y, en su primera configuración, presiona el elemento de transmisión de corriente (24) contra el primer y el segundo contracontacto (19, 21) y, en su segunda configuración, presiona el elemento de transmisión de corriente (24) hacia fuera del primer y del segundo contracontacto (19, 21); 21).

3. - Conmutador según la reivindicación 2, caracterizado porque el disco a presión (28), durante la transición desde su configuración de baja temperatura a su configuración de alta temperatura, se apoya con su borde (36) interiormente en el conmutador (10) y, en este caso, actúa sobre la arandela elástica (27) de tal manera, que este último cambia de su primera a su segunda configuración estable.

4. - Conmutador según la reivindicación 3, caracterizado porque el disco a presión (28) está fijado al elemento de transmisión de corriente (24), y porque está previsto un espacio libre (40) para el borde (36) del disco a presión (28), en el que el borde (36) penetra al menos parcialmente, cuando el disco a presión (28) retoma su configuración de baja temperatura con la arandela elástica (27) situada en su segunda configuración.

5. - Conmutador según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el disco a presión (28) y la arandela elástica (27) están fijados al elemento de transmisión de corriente (24) a través de su respectivo centro (35, 32).

6. - Conmutador según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende una carcasa (11), en la que están previstos los dos contracontactos (19, 21) y en la que está dispuesto el mecanismo de conmutación (12).

7. - Conmutador según la reivindicación 6, caracterizado porque la carcasa (11) tiene una parte inferior (14) cerrada por una parte superior (15), estando los dos contracontactos (19, 21) dispuestos en un lado interior (18) de la parte superior (15).

8. - Conmutador según las reivindicaciones 2 y 7, caracterizado porque la parte inferior (14) tiene una base interior (37), sobre cuya zona de borde (41) está previsto un espacio libre (40) para el borde (36) del disco a presión (28).

9. - Conmutador según una de las reivindicaciones 2 a 5 y 8, caracterizado porque el disco a presión dependiente de la temperatura (28) es un disco a presión bimetálico o trimetálico.

10. - Conmutador según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el anillo de resorte (43, 51) coopera con el elemento de transmisión de corriente (24) y un anillo distanciador (17) dispuesto entre la parte superior (15) y la parte inferior (14).

11. - Conmutador según la reivindicación 10, caracterizado porque el anillo de resorte (43) está dispuesto entre el anillo distanciador (17) y la parte superior (15) y tiene al menos un elemento de bloqueo, que coopera con el elemento de transmisión de corriente (24).

12. - Conmutador según la reivindicación 11, caracterizado porque el elemento de bloqueo comprende una lengüeta (46) elástica radialmente hacia dentro, que hace contacto bajo tensión con un borde (58) del elemento de transmisión de corriente (24), cuando el conmutador (10) está cerrado y se apoya en el elemento de transmisión de corriente (24) cuando el conmutador (10) está abierto.

13. - Conmutador según la reivindicación 10, caracterizado porque el anillo de resorte (51) está dispuesto sobre el elemento de transmisión de corriente (24) y tiene al menos un elemento de bloqueo, que coopera con el anillo distanciador (17).

14.- Conmutador según la reivindicación 13, caracterizado porque el elemento de bloqueo comprende una lengüeta (54) elástica radialmente hacia fuera, que bajo tensión hace contacto con una superficie interior (61) del anillo distanciador (17), cuando el conmutador (10) está cerrado, y se apoya en un rebaje (62) en el anillo distanciador (17) cuando el conmutador (10) está abierto.