MXPA95004369A - Conjunto de suspension de cuchilla para undisyuntor de circuito - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de suspensión de cuchilla para un disyuntor de circuito, que comprende:un pasador de pivote;un resorte de torsión que incluye una sección lateral media y un par de patas de extremo dispuestas en lados opuestos de dicha sección media, dicho resorte de torsión incluyendo además un agujero lateral que se extiende a su través para recibir lateralmente dicho pasador de pivote;una cuchilla alargada que incluye un contacto eléctrico montado en ella y una superficie inferior de apoyo para sostener dicha sección lateral media de dicho resorte de torsión, dicha cuchilla incluyendo además una apertura circular para recibir lateralmente dicho pasador de pivote;y un portador de cuchilla que incluye un primer par de superficies de apoyo para recibir y sostener patas de extremo respectivas de dichopar de patas de extremo de dicho resorte de torsión y u segundo par de superficies de apoyo para recibir y sostener extremos opuestos de dicho pasador de pivote, dicho portador de cuchilla incluyendo un par de paredes laterales opuestas, una pared frontal y una pared posterior, dicho primer par de superficies de apoyo siendo formadas por uniones entre dicha pared frontal y dicho par de paredes laterales.

Description

CONJUNTO DE SUSPENSIÓN DE CUCHILLA PARA UN DISYUNTOR DE CIRCUITO Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a disyuntores de circuito y, mas particularmente, a un conjunto de suspensión de cuchilla para un disyuntor de circuito que proporciona mejoras en términos de operación, facilidad de manufactura y ensamble, y confiabilidad. Antecedentes de la Invención Los disyuntores de circuito son usados comúnmente para proporcionar interrupción automática de circuito al detectarse condiciones de sobre-corriente indeseables en el circuito que está siendo supervisado. Estas condiciones de sobre-corriente incluyen, entre otras, condiciones de sobrecarga, fallas de tierra y condiciones de corto circuito. Los disyuntores de circuito típicamente incluyen un contacto eléctrico en un brazo movible que gira lejos de un contacto estacionario a fin de interrumpir la trayectoria de corriente. El tipo de condición de sobre-corriente dicta qué tan rápidamente debe girar el brazo. Por ejemplo, en respuesta a condiciones de sobre-corriente a relativamente bajas magnitudes pero presentes por un largo período de tiempo, los disyuntores de circuito generalmente mueven el brazo para romper la trayectoria de corriente disparando un mecanismo de cerrojo polarizado por resorte que forza el contacto en el brazo lejos del contacto fijo. Los mecanismos de cerrojo polarizados por resorte son en lo habitual relativamente lentos. En respuesta a condiciones de sobre-corriente a magnitudes relativamente elevadas, los disyuntores de circuito deben romper (o abrir por voladura) la trayectoria de corriente muy rápidamente, reaccionando mucho mas rápidamente que el tiempo de reacción para los mecanismos de cerrojo polarizados por resorte conocidos. En cualquier caso, el brazo de contacto debe girar a una posición abierta tan rápida, sencilla y confiablemente como sea posible. Los diseños de disyuntor de circuito que intentan lograr estos objetivos de rapidez y confiabilidad han fracasado. Por ejemplo, la mayor parte de los mecanismos de suspensión de cuchilla de disyuntor de circuito requieren de un complejo ensamble manual que implica una elevada cuenta de partes, la intrincada colocación de uno o mas pasadores de tracción y uno o mas resortes de torsión para polarizar brazos movibles, y su intrincado ensamble global prohibe ajustes finales en el punto de ensamble, ajuste en campo y/o servicio en campo. Además, el complejo diseño de la mayor parte de los mecanismos de suspensión de cuchilla de disyuntor de circuito no facilita técnicas de moldeo de jalado recto durante la manufactura. Muchos mecanismos convencionales de suspensión de cuchilla de disyuntor de circuito también exhiben problemas en términos de su operación. Estos problemas incluyen una lenta rotación del brazo de contacto, rebote del brazo de contacto a la posición de contactos cerrados durante la interrupción, ruptura del travesano usado para sostener el brazo de contacto, e inconsistentes características de fuerza de contacto. Generalmente, la velocidad y confiabilidad con que el mecanismo de suspensión de cuchilla rompe la trayectoria de corriente están directamente relacionadas con la complejidad del mecanismo de suspensión de cuchilla, es decir, a mayor velocidad del mecanismo y mayor confiabilidad del mismo, mas complejo el mecanismo. En consecuencia, existe la necesidad de un conjunto de suspensión de cuchilla para un disyuntor de circuito que supere las deficiencias antes mencionadas de la técnica anterior. Sumario de la Invención La presente invención proporciona un conjunto de suspensión de cuchilla para un disyuntor de circuito que permite mejoras en términos de operación, facilidad de manufactura y ensamble, y confiabilidad. En una forma de realización particular, el conjunto de suspensión de cuchilla comprende un pasador de pivote, un resorte de torsión, una cuchilla alargada y un portador de cuchilla. El resorte de torsión incluye una sección lateral media, un par de patas de extremo dispuestas en lados opuestos de la sección media, y un agujero lateral que se extiende a su través. La cuchilla incluye un contacto eléctrico montado en ella, una superficie inferior de apoyo, y una apertura circular lateral. El portador de cuchilla incluye pares primero y segundo de superficies de apoyo. Para ensamblar el conjunto de suspensión de cuchilla, el resorte de torsión es colocado sobre la cuchilla con la sección lateral media topando en la superficie inferior de apoyo de la cuchilla, con las patas de extremo dispuestas en lados opuestos de la cuchilla, y con el agujero lateral en el resorte de torsión dispuesto en línea con la apertura circular en la cuchilla. En seguida, el pasador de pivote es insertado a través del agujero lateral en el resorte de torsión y a través de la apertura circular en la cuchilla. La combinación de la cuchilla, el resorte de torsión, y el pasador de pivote es entonces insertada en el portador de cuchilla con el par de patas de extremo topando en superficies de apoyo respectivas del primer par de superficies de apoyo y extremos opuestos del pasador de pivote topando en superficies de apoyo respectivas del segundo par de superficies de apoyo. De acuerdo con el conjunto anterior, el resorte de torsión polariza la cuchilla hacia una posición cerrada con el contacto eléctrico topando en un contacto estacionario opuesto del disyuntor de circuito. Breve Descripción de los Dibujos Otros objetivos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos, en los cuales: La figura 1 es una vista lateral de un disyuntor de circuito que incluye un conjunto de suspensión de cuchilla que incorpora la presente invención; La figura 2 es una vista lateral de una unidad de disparo térmico del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrada en la posición no disparada (o cerrada o "encendida"); La figura 3 es una vista lateral de la unidad de disparo térmico del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrada en la posición disparada; La figura 4 es una vista lateral de una unidad de disparo magnética del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrada en la posición no disparada; La figura 5 es una vista lateral de la unidad de disparo magnética del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrada en la posición disparada; La figura 6 es una vista en perspectiva de las unidades de disparo térmica y magnética de las figuras 2 a 5; La figura 8 es una vista lateral de un conjunto de cuchilla/manivela del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrado en la posición no disparada; La figura 9 es una vista en perspectiva del conjunto de cuchilla/manivela de la figura 8, mostrado en la posición no disparada; La figura 10 es una vista lateral del conjunto de cuchilla/manivela del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrado en la posición disparada; La figura 11 es una vista en perspectiva del conjunto de cuchilla/manivela de la figura 10, mostrado en la posición disparada; La figura 12 es una vista lateral del conjunto de cuchilla/manivela del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrado en la posición de restablecimiento; La figura 13 es una vista lateral del conjunto de cuchilla/manivela del disyuntor de circuito de la figura 1, mostrado en la posición "apagada"; La figura 14 es una vista en perspectiva, parcialmente explotada, del conjunto de suspensión de cuchilla que incorpora la presente invención; La figura 15 es una vista lateral del conjunto de suspensión de cuchilla de la figura 14, mostrado en la posición no disparada; La figura 16 es una vista lateral del conjunto de suspensión de cuchilla de la figura 14, mostrado en la posición disparada; La figura 17 es una vista lateral del conjunto de suspensión de cuchilla de la figura 14, mostrado en la posición abierta por voladura; La figura 18 es una vista en perspectiva, parcialmente explotada, de un conjunto de barrera de campo para montar en horcajadas la cuchilla del conjunto de suspensión de cuchilla de la figura 14; La figura 19 es una vista superior en planta de una base de un alojamiento para alojar los componentes del disyuntor de circuito de la figura 1; La figura 20 es una sección tomada generalmente a lo largo de la línea 20-20 de la figura 19; La figura 21 es una sección tomada generalmente a lo largo de la línea 21-21 de la figura 19; La figura 22 es una sección tomada generalmente a lo largo de la línea 22-22 de la figura 19; La figura 23 es una vista inferior en planta de una cubierta del alojamiento para alojar los componentes del disyuntor de circuito de la figura 1; y La figura 24 es una sección tomada generalmente a lo largo de la línea 24-24 de la figura 23. Aunque la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, sus formas de realización específicas han sido mostradas a guisa de ejemplo en los dibujos y serán descritas en detalle. Sin embargo, deberá entenderse que ésto no está destinado a limitar la invención a la forma particular descrita. Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, los equivalentes y las alternativas que caigan dentro del espíritu y los alcances de la invención, como se definen por las reivindicaciones anexas.

Descripción Detallada de la Forma de Realización Preferida Pasando ahora a los dibujos, la presente invención es discutida en el contexto de un disyuntor de circuito ejemplifica-tivo que usa un conjunto de suspensión de cuchilla que incorpora los principios de la presente invención. El disyuntor de circuito particular ilustrado y descrito (figuras 1 a 13) , sin embargo, no debe ser interpretado para limitar las posibles aplicaciones para la presente invención, pues esas aplicaciones engloban una amplia variedad de tipos de disyuntor de circuito. Para apreciar plenamente la utilidad de la presente invención, sin embargo, el disyuntor de circuito de las figuras 1 a 13 será primero descrito, seguido por una descripción detallada de un conjunto de suspensión de cuchilla (de acuerdo con la presente invención) bosquejado generalmente en el disyuntor de circuito. El disyuntor de circuito incluye una unidad de disparo térmica (figuras 2, 3, 6 y 7) , una unidad de disparo magnética (figuras 4 a 7) , y un conjunto de cuchilla/manivela (figuras 8 a 13) . La unidad de disparo térmica y la unidad de disparo magnética incluyen un sistema de cerrojo común mostrado en las figuras 2 a 7, y el conjunto de cuchilla/manivela incluye el conjunto de suspensión de cuchilla (figuras 14 a 17) que incorpora la presente invención. Aunque cada una de estas porciones del disyuntor de circuito es descrita mas adelante por referencia a los dibujos correspondientes, podrá hacerse referencia a la figura 1 para observar el disyuntor de circuito como un todo. El sistema de cerrojo (figuras 2 a 7) incluye un cerrojo 10, un resorte de cerrojo 12, y un travesano de disparo 14. Bajo condiciones normales de operación (es decir, el disyuntor de circuito estando no disparado/cerrado) , el cerrojo 10 mantiene una manivela 16 en una posición estacionaria tal que un par de eslabones superiores paralelos 18 estén dispuestos en línea con un par de eslabones inferiores paralelos 20. Esto es logrado con el cerrojo 10 estando trabado sobre la manivela 16 por un pasador de cerrojo 22 montado en el travesano de disparo 14. Un par de lados paralelos del marco del mecanismo 24 alojan el cerrojo 10, un pasador de pivote de manivela 26, y la manivela 16. Los eslabones superiores e inferiores 18, 20 son partes construidas idénticamente, lo que reduce los costos de producción y elimina la posibilidad de ensamblar en forma incorrecta los eslabones 18, 20. Mas aún, los lados del marco del mecanismo 24, los eslabones 18, 20, el cerrojo 10 y la manivela 16 son todos partes estampadas planas producidas en una sola operación de estampado. Esto permite ensamble automatizado, con ello reduciendo los costos de producción e incrementando la velocidad de producción. En respuesta a la ocurrencia de una condición de falla que ocasione una interrupción de circuito, el travesano de disparo 14 es girado en sentido contrario a las manecillas del reloj (como se ve en las figuras 1 a 5) lo que, a su vez, gira el pasador de cerrojo 22 a una posición donde no esté ya en contacto con la parte superior del cerrojo 10. Con el pasador de cerrojo 22 movido, la fuerza de la manivela 16 contra el cerrojo 10 hace que el cerrojo 10 gire en sentido contrario a las manecillas del reloj, con ello liberando la manivela 16. La manivela 16 entonces gira en el sentido de las manecillas del reloj para colapsar los eslabones superiores e inferiores 18, 20. Con respecto a la unidad de disparo térmica (figuras 2, 3, 6 y 7), la unidad de disparo térmica opera en respuesta al hecho de que la corriente alcance un porcentaje predeterminado (por ejemplo, 135%) de la corriente nominal por un período de tiempo por determinarse por la calibración de la unidad. Este elevado nivel de corriente ocasiona el calentamiento directo de un bi-metal 28, el cual da como resultado el doblez del bi-metal 28. El bi-metal 28 está compuesto por dos materiales termostáti-cos disímiles que son laminados o enlazados conjuntamente y que se expanden a diferentes velocidades debido a incrementos de temperatura, con ello ocasionando que se doble el bi-metal 28. La corriente nominal para el disyuntor de circuito es la máxima corriente que puede ser llevada por el disyuntor de circuito bajo condiciones normales de operación (estado estable) . La corriente nominal es la corriente para la cual está diseñado llevar el disyuntor de circuito sin disparo. En la forma de realización preferida, el disyuntor de circuito tiene una corriente nominal de 250 amperios. En disyuntores de circuito existentes que tienen una corriente nominal de 250 amperios, se usa un calentador separado para calentar el bi-metal 28. Un aspecto importante de la unidad de disparo térmica es que el bi-metal 28 es calentado directamente. Calentando directamente el bi-metal 28, se elimina la necesidad de un calentador separado, con ello simplificando el diseño de la unidad de disparo térmica y reduciendo los costos asociados con la misma. El bi-metal 28 es calentado directamente uniendo una porción inferior del bi-metal 28 a una terminal de carga en forma de L 30 y uniendo dos conectores flexibles 32 (por ejemplo, colas de cochino) a una porción inferior a media del bi-metal 28 (figura 1) . En la forma de realización preferida, el bi-metal 28 es de aproximadamente 2.75 pulgadas de longitud, y los conectores flexibles 32 son conectados por métodos de resistencia de corriente alterna de una sola fase o descarga capacitiva al bi-metal 28 en un lugar ligeramente menor de una pulgada desde el extremo inferior del bi-metal 28. Esto crea una trayectoria de corriente continua desde la terminal de carga 30 a través del bi-metal 28 y hacia los conectores flexibles 32 que, a su vez, permiten que se utilice la máxima energía (calor) para desviar el bi-metal 28. El calentamiento directo del bi-metal 28 hace a la unidad de disparo mas eficiente eliminando las pérdidas que ocurren entre un calentador separado y un bi-metal. Además, el bi-metal 28 empleado tendrá una menor resistencia debido a la baja unión en el bi-metal 28 de los conectores flexibles 32, con ello reduciendo la energía consumida por el bi-metal 28 y permitiendo que el producto opere a temperaturas mas frías. Esto, a su vez, incrementa la satisfacción de los consumidores. La cantidad de energía y de calor generados en los pezones del disyuntor de circuito (no mostrados) es directamente proporcional tanto a la corriente llevada por el disyuntor de circuito como la resistencia de la trayectoria de corriente a través del disyuntor de circuito. El arreglo de la terminal de carga 30, el bi-metal 28, y los conectores flexibles 32 está diseñado para impedir el sobre-calentamiento de los pezones del disyuntor de circuito y, al mismo tiempo, permite que el disyuntor de circuito dispare apropiadamente en respuesta a una condición de sobre-corriente . En particular, los conectores flexibles 32 son conectados a la porción media inferior del bi-metal 28 de modo que la trayectoria de corriente a través del bi-metal 28 sea relativamente corta en comparación con la longitud del bi-metal 28. Esta corta trayectoria de corriente a través del bi-metal 28, a su vez, asegura que el bi-metal 28 añada una resistencia relativamente pequeña a la trayectoria de corriente a través del disyuntor de circuito. Como la cantidad de calor generada en los pezones del disyuntor de circuito es directamente proporcional a la resistencia de la trayectoria de corriente a través del disyuntor de circuito, la corta trayectoria de corriente a través del bi-metal 28 minimiza la cantidad de calor generada en los pezones. Al mismo tiempo, la resistencia del bi-metal a lo largo de esta corta trayectoria de corriente es suficiente para doblar apropiadamente el bi-metal 28 durante una condición de sobre-corriente. Al doblarse el bi-metal 28, se pone en contacto con un tornillo de disparo 34 alojado en el travesano de disparo 14. El doblez continuado del bi-metal 28 forza el travesano de disparo 14 a girar en un movimiento en sentido contrario a las manecillas del reloj (como se ve en las figuras 2 y 3) . Esta rotación del travesano de disparo 14 hace que el pasador de cerrojo 22 gire sobre el cerrojo 10. Con el pasador de cerrojo 22 ya no en contacto con el cerrojo 10, la manivela 16 forza el cerrojo 10 a girar en sentido contrario a las manecillas del reloj , con ello liberando la manivela 16. La manivela 16 entonces gira en el sentido de las manecillas del reloj y hace que el disyuntor de circuito dispare (figura 3) . Con respecto a la unidad de disparo magnética (figuras 4 a 7) , la unidad de disparo magnética opera en respuesta a que la corriente que fluye a través del disyuntor circuito alcance un nivel específico, haciendo que el disyuntor de circuito libre la interrupción. El elevado nivel de corriente hace que el campo magnético en el yugo magnético en forma de U 36 se incremente. Cuando el campo magnético es suficientemente grande tal que la fuerza descendente ocasionada por la atracción magnética entre el yugo magnético 36 y una placa de armadura 38 sea mayor que la fuerza opuesta de un resorte magnético 40, la placa de armadura 38 es atraída al yugo magnético 36, con ello jalando una flecha de armadura 42 hacia abajo. La flecha de armadura 42 es guiada por una guía de armadura 44 teniendo una ranura para recibir la flecha de armadura 42. El movimiento de la flecha de armadura 42 hace que el travesano de disparo 14 gire en un movimiento contrario a las manecillas del reloj (como se ve en las figuras 4 y 5) . Este movimiento del travesano de disparo 14 gira el pasador de cerrojo 22 sobre el cerrojo 10. Con el pasador de cerrojo 22 ya no en contacto con el cerrojo 10, la fuerza de la manivela 16 sobre el cerrojo 10 hace que el cerrojo 10 gire en sentido contrario a las manecillas del reloj , con ello liberando la manivela 16. La manivela 16 entonces gira en el sentido de las manecillas del reloj y hace que el disyuntor de circuito dispare (figura 5) . Haciendo referencia a las figuras 6 y 7, para impedir que un operador entre al alojamiento del disyuntor de circuito por la terminal de carga 30 y toque los componentes de la unidad de disparo, el disyuntor de circuito es provisto con una barrera posterior 46. La barrera posterior 46 y la guía de armadura 44 son de preferencia unidas conjuntamente usando soldadura por puntos. En forma alternativa, estas dos partes pueden ser unidas usando una junta TOX, o la barrera posterior 46 puede ser formada integralmente con la guía de armadura 44 usando un dado progresi-vo . La barrera posterior 46 y la guía de armadura 44 son de preferencia compuestas por un material no ferroso, tal como aluminio, de modo que no afecten el campo magnético asociado con el yugo magnético 36, la placa de armadura 38, y el resorte magnético 40. Con respecto al conjunto de cuchilla/manivela (figuras 8 a 13) , cuando la unidad de disparo térmica o la unidad de disparo magnética hace que el cerrojo 10 gire en sentido contrario a las manecillas del reloj y libere la manivela 16, la fuerza de un resorte tensor 48, conectado a un pasador tensor 50 y un brazo de manija 52, hace que la manivela 16 gire en el sentido de las manecillas del reloj alrededor de un pasador de pivote de manivela 54 (como se ve en las figuras 8, 10, 12 y 13) . La rotación de la manivela 16, a su vez, ocasiona que colapsen los eslabones superiores e inferiores 18, 20. Mas específicamente, el pasador tensor 50 conecta los dos eslabones superiores 18 a los dos eslabones inferiores 20. Al girar la manivela 16, los eslabones superiores 18 giran en el sentido de las manecillas del reloj alrededor de un pasador de eslabón superior 54, con ello jalando el pasador tensor 50 hacia atrás y hacia arriba. Este movimiento del pasador tensor 50 forza los eslabones inferiores 20 a girar en sentido contrario a las manecillas del reloj alrededor de un pasador de tracción 56 y jalar hacia arriba sobre un portador de cuchilla o travesano 58. El movimiento del travesano de cuchilla 58 forza una cuchilla alargada 60 a girar en sentido contrario a las maneci-lias del reloj, con ello separando los contactos 62, 64 (figuras 10 y 11) . El contacto estacionario 64 es bosquejado en las figuras 2 a 5 y es montado en una terminal de línea 66. Después de que el disyuntor de circuito ha sido disparado (figuras 10 y 11) , el sistema de cerrojo es restablecido girando el brazo de manija 52 en sentido contrario a las manecillas del reloj . Este movimiento del brazo de manija 52 forza la manivela 16 a girar en sentido contrario a las manecillas del reloj hasta que la manivela 16 ha alcanzado una posición de restablecimiento (figura 12) . La posición de restablecimiento es el punto mas alejado a que el brazo de manija 52 es capaz de girar en sentido contrario a las manecillas del reloj debido a que los lados del marco de mecanismo 24 restringen cualquier rotación adicional del brazo de manija 52. Con la manivela 16 en la posición de restablecimiento, el resorte de cerrojo 12 forza tanto el cerrojo 10 como el travesano de disparo 14 a girar simultáneamente en el sentido de las manecillas del reloj . Esto lleva al pasador de cerrojo 22 a contacto con el cerrojo 10 de modo de trabar el cerrojo 10 sobre la manivela 16 y restablecer el sistema de cerrojo. En respuesta a que se esté restableciendo el sistema de cerrojo, el brazo de manija 52 gira en el sentido de las manecillas del reloj a una posición "apagada" (figura 13) . El disyuntor de circuito es colocado en un modo de operación "encendido" girando el brazo de manija 52 en el sentido de las manecillas del reloj a una posición "encendida" (figura 8) . La posición "encendida" es el punto mas alejado a que puede girar el brazo de manija 52 en el sentido de las manecillas del reloj . Los lados de marco de mecanismo 24 restringen la rotación adicional en el sentido de las manecillas del reloj del brazo de manija 52 mas allá de la posición "encendida". Al girar el brazo de manija 52 en el sentido de las manecillas del reloj, el resorte tensor 48 jala el pasador tensor 50 hacia adelante para forzar los eslabones superiores e inferiores 18, 20 a girar hacia alineación. Este movimiento de los eslabones 18, 20 forza el travesano de cuchilla 58 a girar en el sentido de las manecillas del reloj , con ello permitiendo que la cuchilla 60 cierre los contactos 62, 64. El pasador de pivote de manivela 26 impide que los eslabones superiores e inferiores 18, 20 giren mas allá de la posición alineada. Haciendo ahora referencia a las figuras 14 a 17, el conjunto de suspensión de cuchilla 70 del conjunto de cuchilla/ manivela incluye la cuchilla alargada 60, un pasador de pivote de cuchilla 72, un resorte de torsión 74, y el travesano de cuchilla 58. El resorte de torsión 74 incluye una porción media en forma de U 76 y un par de patas de extremo 78 dispuestas en lados opuestos de la porción media. La porción media en forma de U 76 incluye una sección lateral 77 dispuesta sustancialmente en forma perpendicular a las patas de extremo 78. Además, el resorte de torsión incluye un agujero lateral 80 extendiéndose a su través. La cuchilla 60 incluye el contacto eléctrico 62 montado en uno de sus extremos, una superficie inferior, angosta de apoyo 82 para sostener la sección lateral 77 del resorte de torsión 74, y una apertura circular lateral 84 para recibir lateralmente el pasador de pivote. La apertura 84 está dispuesta cerca del extremo de no contactos de la cuchilla 60. Cada polo del travesano de cuchilla 58 incluye un par de paredes laterales opuestas, paralelas 86, una pared frontal 88, y una pared posterior 90. Una porción lineal corta de las uniones respectivas (esquinas) entre la pared frontal 88 y las paredes laterales 86 forma un par de superficies de apoyo 90 para sostener las patas de extremo 78 respectivas del resorte de torsión 74. Una de las superficies de apoyo 90 sostiene una de las patas de extremo 78, y la otra de las superficies de apoyo 90 sostiene la otra de las patas de extremo 78. Las paredes laterales 86 tienen formadas en ellas muescas 94 respectivas para recibir y sostener extremos respectivos del pasador de pivote cilindrico 72. Para ensamblar el conjunto de suspensión de cuchilla 70, el resorte de torsión 74 es colocado sobre la cuchilla 60 tal que la sección lateral 77 del resorte de torsión 74 tope en la superficie inferior de apoyo 82 de la cuchilla 60, las patas de extremo 78 están dispuestas en superficies opuestas de la cuchilla 60, y el agujero lateral 80 en el resorte de torsión 74 está dispuesto en línea con la apertura circular 84 en la cuchilla 60. La sección lateral 77 del resorte de torsión 74 es suficientemente ancha para permitir que la porción media en forma de U 76 ajuste sobre la cuchilla 60. En seguida, el pasador de pivote de cuchilla 72 es insertado a través tanto del agujero lateral 80 en el resorte de torsión 74 como la apertura circular 84 de la cuchilla 60. Finalmente, la combinación de la cuchilla 60, el resorte de torsión 74, y el pasador de pivote 72 es insertada en el travesano de cuchilla 58 con el par de patas de extremo 78 del resorte de torsión 74 topando en las respectivas superficies de apoyo 92 del travesano de cuchilla 58 y con los dos extremos del pasador de pivote ubicados en sus respectivas muescas 94 formadas en las paredes laterales 86 del travesano de cuchilla 58. Cuando el resorte de torsión 74 está no esforzado, la superficie inferior de apoyo 82 de la cuchilla 60 y las superfi-cies de apoyo 92 del travesano de cuchilla 58 están separadas en una distancia menor que la distancia entre la sección lateral 77 del resorte de torsión y las patas de extremo 78. Por consiguiente, debe aplicarse una magnitud predeterminada de esfuerzo al resorte de torsión 74 antes de cargar la combinación de la cuchilla 60, el resorte de torsión 74, y el pasador de pivote 72 al travesano de cuchilla 58. Este esfuerzo de pre-carga comprime las patas de extremo 78 del resorte de torsión 74 hacia la porción media en forma de U 76 en una cantidad suficiente tal que el resorte de torsión 74 pueda ser cargado al travesano de cuchilla 58. Después de cargar la combinación de la cuchilla 60, el resorte de torsión 74 y el pasador de pivote 72 en el travesano de cuchilla 58, se libera este esfuerzo de pre-carga, con ello cargando el conjunto de suspensión de cuchilla 70 con la fuerza de contacto requerida para la aplicación del disyuntor de circuito. Es decir, el resorte de torsión 74 ejerce una fuerza sobre la cuchilla 60 de modo que su contacto eléctrico 62 aplique la fuerza de contacto requerida al contacto estacionario opuesto 64 mientras la cuchilla 60 está dispuesta en una posición no disparada/cerrada . El disyuntor de circuito puede incluir polos múltiples.

La figura 14 ilustra el conjunto de suspensión de cuchilla 70 usado para un disyuntor de circuito de tres polos. El travesano de cuchilla 58 es provisto con tres compartimientos separados, cada uno de los cuales aloja una combinación respectiva de cuchilla 60, resorte de torsión 74 y pasador de pivote 72. La figura 14 bosqueja el conjunto de suspensión de cuchilla 70 tanto en su forma ensamblada como en su forma no ensamblada. El conjunto de suspensión de cuchilla 70 emplea dos métodos de rotación para asegurar que el disyuntor de circuito libre cualquier interrupción dentro de un rango de interrupción específico. En el primer método, el contacto movible 62 es separado del contacto estacionario opuesto 64 por la rotación del travesano de cuchilla 58 y la cuchilla 60 alrededor de un pivote de travesano 96 en respuesta a una fuerza aplicada al pasador de tracción 56 por los eslabones inferiores 20 después de que ha abierto el conjunto 70 debido al disparo de la unidad de disparo térmica o magnética. Este primer método es ilustrado por el cambio de la posición cerrada mostrada en la figura 15 a la posición disparada mostrada en la figura 16. El segundo método emplea la característica de abertura por voladura diseñada en el conjunto de suspensión de cuchilla 70. En particular, este método aprovecha la fuerza electromagnética de repulsión observada durante una interrupción de alto nivel para hacer girar la cuchilla 60 alrededor del pasador de pivote 72 lejos de una espira de voladura de terminal de línea en oposición a la fuerza de resorte creada por el resorte de torsión 74. Este segundo método es ilustrado por el cambio de la posición cerrada mostrada en la figura 15 a la posición abierta por voladura mostrada en la figura 17. Para incrementar la fuerza de voladura de la cuchilla 60 y con ello acortar los tiempos de interrupción de alto nivel, el disyuntor de circuito es provisto con un conjunto de barrera de campo 100 que incluye un alojamiento 102 y un par de intensi-ficadores de campo 104. El alojamiento 102 incluye un par de patas 106, 108 teniendo ranuras generalmente rectangulares 110, 112 respectivas ahí formadas para recibir los intensificadores de campo 104. Una sección lateral 109 puentea el par de patas 106, 108. Los intensificadores de campo 104 son bloques rectangulares de metal, compuestos de un metal ferroso tal como acero, que están dimensionados para ajustar dentro de ranuras rectangulares 110, 112. Una importante característica del conjunto de barrera de campo 100 es que el alojamiento 102 está diseñado para sujetar firmemente los intensificadores de campo 104 dentro de ranuras respectivas 110, 112 sin usar un mecanismo adicional. Una desventaja de los conjuntos de barrera de campo existentes es que requieren medios mecánicos separados, tales como adhesivo, para sujetar los intensificadores de campo dentro del alojamiento. En contraste, los elementos mecánicos para sujetar los intensifícadores de campo 104 dentro de las ranuras 110, 112 respectivas son construidos en las ranuras mismas. En particular, ambas paredes laterales de cada una de las ranuras 110, 112 es provista con una pluralidad de costillas alargadas 114 formadas integralmente con ellas. Para asegurar un estrecho ajuste de los intensificadores de campo 104 desde la parte superior a la parte inferior de las ranuras 110, 112, las costillas 114 son diseñadas para aplicar presión uniforme a los intensificadores de campo 104 sustancialmente entre los bordes superior e inferior de las paredes laterales . Para sujetar adicionalmente los intensificadores de campo 104 dentro de las ranuras generalmente rectangulares 110, 112, las paredes laterales de cada ranura se pandean ligeramente hacia adentro una hacia otra de modo que las ranuras 110, 112 tengan una forma rectangular ligeramente cóncava. En otras palabras, las ranuras 110, 112 son mas angostas en su porción central que en sus dos extremos . Estas paredes laterales contorneadas, en conjunción con las costillas 114, comprimen y agarran los intensificadores de campo 104 dentro de las respectivas ranuras 110, 112. Para construir el conjunto de barrera de campo 100, el alojamiento 102 es fabricado usando técnicas convencionales de moldeo por compresión por inyección. El alojamiento 102 es compuesto de un material termofraguado de modo que permanezca dimensionalmente estable después de su moldeo. Los intensifícadores de campo 104 son entonces insertados en las ranuras 110, 112 respectivas, como se muestra en la figura 18. Los diversos conjuntos del disyuntor de circuito son alojados en un alojamiento que tiene una base 120 (figuras 19 a 22) y cubierta 122 (figuras 23 y 24) entrecerradas por medios tales como pernos o tornillos. El alojamiento está diseñado para alojar un disyuntor de circuito de tres polos. En particular, la base 120 está dividida en tres secciones de polo 124, 126 y 128, y cada una de estas secciones aloja un polo del disyuntor de circuito de tres polos. De manera similar, la cubierta 122 está dividida en tres secciones de polo 130, 132 y 134 que, cuando la base 120 y la cubierta 122 están unidas entre sí, se alinean con las secciones 124, 126 y 128 respectivas de la base 120 de modo de dividir el alojamiento en tres partes. Las tres secciones 124, 126 y 128 de la base 120 alojan los diversos conjuntos previamente descritos. Algunos de estos conjuntos están alojados en forma sustancialmente idéntica en cada una de estas secciones, mientras que algunos de los conjuntos solo están dispuestos en la sección media 126. En particular, cada una de las secciones incluye la terminal de carga 30, la unidad de disparo magnética (figuras 2, 3, 6 y 7) , la unidad de disparo térmica (figuras 4 a 7) , el conjunto de barrera de campo 100 (figura 18) , un apilamiento de arco (no mostrado), y la terminal de línea 66. Con respecto a las unidades de disparo y el conjunto de suspensión de cuchilla, el travesano de disparo 14 y el travesano de cuchilla 58 son comunes a las tres secciones 124, 126 y 128 de modo que un solo travesano de disparo y un solo travesano de cuchilla sean provistos para el disyuntor de circuito. Estos travesanos se extienden lateralmente a través de las tres secciones de polo 124, 126 y 128 y son montados pivotalmente en ranuras formadas en las paredes que dividen las secciones entre sí. Solo la sección media 126 es provista con el cerrojo 10, el resorte de cerrojo 12, el pasador de cerrojo 22, y el conjunto de cuchilla/manivela (figuras 8 a 13) . El arreglo de los anteriores componentes de disyuntor de circuito en las secciones 124, 126 y 128 es descrito mas adelante para la sección media 126. Aquellos componentes de la sección media 126 que también son empleados en las secciones adyacentes 124 y 128 están dispuestos en forma sustancialmente idéntica. Con respecto a la sección media 126, la terminal de carga 30 se extiende entre una cámara de pezón 136 y un compartimiento 138 adyacente. La cámara de pezón 136 y el compartimiento 138 están separados por la barrera posterior 46, y las unidades de disparo térmica y magnética están dispuestas en el comparti-miento 138. El bi-metal 28 está colocado entre el compartimiento 138 y un compartimiento 140, y el cerrojo 10, el conjunto de cuchilla/manivela, y el conjunto de suspensión de cuchilla están dispuestos principalmente en el compartimiento 140. El extremo posterior de la cuchilla 60 está ubicado en el compartimiento 140, mientras que el extremo de contacto de la cuchilla 60 está ubicado en una cámara de arco 142. El compartimiento 140 y la cámara de arco 142 son divididos por el conjunto de barrera de campo 100, la cual actúa para aislar la cámara de arco de los demás componentes del disyuntor de circuito. Como resultado, el conjunto de barrera de campo 100 impide que cualesquiera desperdicios ocasionados durante una interrupción escapen de la cámara de arco 142 e interfieran con estos otros componentes internos. Para retener el conjunto de barrera de campo 100 dentro de la sección 124, el alojamiento 102 incluye un par de orejas laterales 116, 118 (figura 18) que vinculan con respectivas ranuras de apareamiento formadas en el alojamiento. Mas específicamente, las porciones inferiores anchas de las orejas 116, 118 vinculan con respectivas ranuras 144, 146 formadas en la base 120, y porciones superiores angostas de las orejas 116, 118 vinculan con respectivas ranuras 148, 150 formadas en la cubierta 122. Con el conjunto de barrera de ampo 100 colocado entre el compartimiento 140 y la cámara de arco 142, las patas 106, 108 del alojamiento 102 montan en horcajadas la cuchilla 60 con las superficies internas de las patas 106, 108 adyacentes a las superficies opuestas de la cuchilla 60. La figura 18 muestra la manera en que se ensambla el conjunto de barrera de campo 100 para montar en horcajadas la cuchilla 60 dentro de la base 120. La cuchilla 60 se extiende entre las patas 106, 108 con el extremo de contacto de la cuchilla 60 ubicado en la cámara de arco 142 y el extremo posterior de la cuchilla 60 ubicado en el compartimiento 140. La terminal de línea 66 se extiende entre la cámara de arco 142 y una cámara de pezón 152 adyacente. La porción de la terminal de línea 66 que tiene el contacto estacionario 74 montado en ella está ubicada dentro de la cámara de arco 142. De esta manera, el contacto movible 62 en la cuchilla 60 y el contacto estacionario 64 en la terminal de línea están ambos ubicados en la cámara de arco 142. Un arco eléctrico es creado entre estos contactos al moverse la cuchilla 60 desde una posición cerrada a una posición abierta durante una condición de falla. A fin de suprimir este arco eléctrico, un apilamiento de arco de piezas múltiples está colocado en la cámara de arco 142. Este apilamiento de arco puede ser implementado como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. de Serie _ (CRC-34/SQUC131) , intitulada "Are Stack for a Circuit Breaker", presentada simultáneamente con ésta, cedida a la misma cesionaria, e incorporada en la presente por referencia. La base 120 y la cubierta 122 tienen formadas en ellas cuñas respectivas 149, 151, diseñadas para sujetar el apilamiento de arco dentro del alojamiento y para impedir la instalación inapropiada del apilamiento de arco de piezas múltiples en el alojamiento. Cada pieza/sección del apilamiento de arco es provista con respectivas cuñas que aparean con las cuñas 149, 151. Las cuñas 149, 151 están diseñadas en forma tal que cada sección del apilamiento de arco deba estar orientada en forma apropiada con relación a la base 120 y la cubierta 122 y colocada apropiadamente con relación a las demás secciones de apilamiento de arco a fin que la sección de apilamiento de arco ajuste apropiadamente en las cuñas 149, 151. De esta manera, dictando la orientación y la posición relativa de las secciones de apilamiento de arco, las cuñas 149, 151 sujetan y orientan en forma apropiada el apilamiento de arco dentro del alojamiento del disyuntor de circuito. Una importante característica del alojamiento del disyuntor de circuito es que incluye medios para sujetar los lados de marco de mecanismo 24 en la sección media 126 de la base 120. En particular, la sección media 126 incluye un par de superficies de apoyo 150 para sostener protuberancias 25 (figuras 8 y 9) formadas integralmente con los lados de marco de mecanismo 24. A mayor abundamiento, cuatro pasadores de retención (no mostrados) son conectados por medio de tornillos o pernos a los lomos superiores de las paredes, separando las secciones de base 124, 126 y 128 en las posiciones 152. La cubierta 122 incluye cuatro rebajos 154 dispuestos para acomodar los tornillos o pernos usados para conectar los pasadores a los lomos superiores de estas paredes. Los pasadores de retención se extienden lateralmente hacia la sección media 126 y son construidos y dispuestos para vincular secciones horizontales respectivas 27 (figura 9) de los lados de marco de mecanismo 24. Mientras oprimen las protuberancias 25 de los lados de marco de mecanismo 24 contra las superficies de apoyo 150, los pasadores de retención mantienen los lados de marco de mecanismo 24 en el compartimiento 140 de la sección media 126. Para proporcionar soporte y resistencia adicionales al alojamiento y aliviar los esfuerzos aplicados al mismo, las paredes externas tanto de la base 120 como de la cubierta 122 incluyen una pluralidad de costillas 156. Las costillas 156 de la base 120 son formadas integralmente con las paredes externas y la parte inferior de la base 120 y son ahusadas hacia las paredes externas en una dirección que se extiende lejos de la parte inferior de la base 120. De esta manera, las costillas 156 son mas anchas en el punto donde se encuentran con la parte inferior de la base 120. De manera similar, las costillas 156 de la cubierta 122 son formadas integralmente con las paredes externas y la parte superior de la cubierta 122 y son ahusadas hacia la parte superior de las paredes externas en una dirección que se extiende lejos de la parte superior de la cubierta 122. Para facilitar la orientación apropiada y el entrecie-rre de la base 120 y la cubierta 122, los lomos superiores de las paredes de base son provistos con una configuración de porciones realzadas 158 que aparean con una configuración de ranuras 160 formadas en los lomos de las paredes de la cubierta. Como las configuraciones son asimétricas alrededor de un eje transversal ubicado centralmente (eje horizontal en las figuras 19 y 23) , estas configuraciones solo aparearán entre sí si la base 120 y la cubierta 122 están orientadas apropiadamente entre sí. Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a una o mas formas de realización particulares, los técnicos en la materia reconocerán que pueden hacerse en la misma muchos cambios, sin apartarse del espíritu y los alcances de la presente invención. Cada una de estas formas de realización y sus variaciones evidentes es contemplada como cayendo dentro del espíritu y alcances de la invención reivindicada, que se señalan en las reivindicaciones anexas.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES LO QUE SE REIVINDICA ES; 1. Un conjunto de suspensión de cuchilla para un disyuntor de circuito, que comprende: un pasador de pivote; un resorte de torsión que incluye una sección lateral media y un par de patas de extremo dispuestas en lados opuestos de dicha sección media, dicho resorte de torsión incluyendo además un agujero lateral que se extiende a su través para recibir lateralmente dicho pasador de pivote; una cuchilla alargada que incluye un contacto eléctrico montado en ella y una superficie inferior de apoyo para sostener dicha sección lateral media de dicho resorte de torsión, dicha cuchilla incluyendo además una apertura circular para recibir lateralmente dicho pasador de pivote; y un portador de cuchilla que incluye un primer par de superficies de apoyo para recibir y sostener patas de extremo respectivas de dicho par de patas de extremo de dicho resorte de torsión y un segundo par de superficies de apoyo para recibir y sostener extremos opuestos de dicho pasador de pivote.
2. 2. El conjunto de suspensión de cuchilla de la reivindicación 1, donde dicho portador de cuchilla incluye un par de paredes laterales opuestas, una pared frontal y una pared posterior, y donde dicho primer par de superficies de apoyo está formado por uniones entre dicha pared frontal y dicho par de paredes laterales.
3. 3. El conjunto de suspensión de cuchilla de la reivindicación 2, donde dicho segundo par de superficies de apoyo son muescas formadas en dicho par de paredes laterales .
4. 4. El conjunto de suspensión de cuchilla de la reivindicación 1, donde dicho resorte de torsión incluye una porción media en forma de U y dicha sección lateral media forma la base de dicha porción media en forma de U, dicha sección lateral media siendo dimensionada tal que dicha porción media en forma de U ajuste sobre dicha cuchilla.
5. 5. El conjunto de suspensión de cuchilla de la reivindicación 1, donde dicho par de patas de extremo son generalmente paralelas entre sí.
6. 6. El conjunto de suspensión de cuchilla de la reivindicación 5, donde dicha sección lateral media es generalmente perpendicular a dicho par de patas de extremo .
7. 7. Un método de ensamblar- n conjunto de suspensión de cuchilla para un disyuntor de circuito, que comprende: proporcionar un pasador de pivote; proporcionar un resorte de torsión que incluye una sección lateral media y un par de patas de extremo dispuestas en lados opuestos de la sección media, el resorte de torsión incluyendo además un agujero lateral que se extiende a su través; proporcionar una cuchilla alargada que incluye un contacto eléctrico montado en ella y una superficie inferior de apoyo, la cuchilla incluyendo además una apertura circular; proporcionar un portador de cuchilla que incluye pares primero y segundo de superficies de apoyo; colocar el resorte de torsión sobre la cuchilla con la sección lateral media topando en la superficie inferior de apoyo de la cuchilla, las patas de extremo dispuestas en lados opuestos de la cuchilla, y el agujero lateral del resorte de torsión dispuesto en línea con la apertura circular en la cuchilla; insertar el pasador de pivote a través del agujero lateral en el resorte de torsión y a través de la apertura circular en la cuchilla para formar un primer conjunto que incluye la cuchilla, el resorte de torsión, y el pasador de pivote; e insertar el primer conjunto en el portador de cuchilla con el par de patas de extremo topando en superficies de apoyo respectivas del primer par de superficies de apoyo y extremos opuestos del pasador de pivote topando en superficies de apoyo respectivas del segundo par de superficies de apoyo.
8. 8. El método de ensamble de la reivindicación 7, incluyendo además el paso de aplicar una cantidad predeterminada de esfuerzo a dicho resorte de torsión antes de dicho paso de insertar el primer conjunto en el portador de cuchilla.
9. 9. El método de ensamble de la reivindicación 8, donde dicho paso de aplicar una cantidad predeterminada de esfuerzo a dicho resorte de torsión incluye comprimir dicha sección lateral media de dicho resorte de torsión hacia dicho par de patas de extremo .