ES2258623T3 - Aparato de conmutacion con un activador electromagnetico. - Google Patents

Abstract

Aparato de conmutación (1a, 1b) con una carcasa (2) y con un activador (3) electromagnético, que presenta una bobina de activador (4), un inducido de activador (5) y un empujador (6) que está en unión activa con el mismo, comprendiendo la bobina de activador (4) el inducido de activador (5) y el empujador (6) y presentando por el extremo un núcleo de imán (7), que se transforma en un yugo de imán (9), caracterizado porque la bobina de activador (4) y/o el inducido de activador (5) y/o el empujador (6) están guiados, centrados y montados en cojinetes (23a, 23b, 24a, 24b o 25a, 25b) formados por partes (17a, 17b, 18a, 18b o 19a, 19b) de la carcasa (2).

Description

Aparato de conmutación con un activador electromagnético.

La invención se refiere a un aparato de conmutación con un activador electromagnético conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Se usa un aparato de conmutación con un activador electromagnético por ejemplo en la técnica de control, conmutación y mando. Como aparato de conmutación sirven por ejemplo un contacto, un relé, un conmutador de potencia, un interruptor automático o un interruptor de motor. Asimismo puede utilizarse la técnica del activador electromagnético en un aparato de instalación en serie con una función conmutadora.

Un aparato de conmutación de este tipo, en especial un interruptor automático, se conoce del documento EP 0 412 953 A2. La estructura de este aparato de conmutación y del activador electromagnético dispuesto en el mismo es complicada y ligada en su configuración a condiciones de instalación fijadas.

También el aparato de conmutación eléctrico conforme al documento US 4,400,670 A presenta una estructura compleja, estando montado o guiado el empujador de la bobina en un elemento acodado exterior a la carcasa.

A causa de los elevados requisitos técnicos y económicos impuestos a un aparato de conmutación de este tipo, la tarea de la invención consiste en optimizar un número de piezas constructivas necesario para el aparato de conmutación y sus grupos constructivos y, por otra parte, prever una disposición variable al mismo tiempo que una precisión lo más grande posible con relación a la cinemática del activador electromagnético.

Esta tarea es resuelta mediante un aparato de conmutación con un activador electromagnético de la clase citada al comienzo, en el que conforme a la invención el inducido de activador y/o el empujador y/o la bobina de activador se han centrado y montado de forma guiada en cojinetes formados por partes de la carcasa.

El ahorro de piezas constructivas que puede conseguirse mediante la invención y una reducción ligada a esto de todo tipo de tiempos y costes para la construcción, fabricación, el montaje y almacenamiento están aquí en primer plano. A causa de un desacoplo de las diferentes piezas constructivas que actúan entre sí contribuye positivamente un ahorro de medios de unión, así como un efecto reductor de rozamiento que afecta a las características funcionales del activador electromagnético.

Con ello los cojinetes formados por partes de la carcasa están configurados de tal modo, que sirven para guiar, centrar y alojar la bobina de activador y/o el inducido de activador. Un manguito aislante que se necesitaba antes entre la bobina de activador y el inducido de activador puede eliminarse en consecuencia por completo, con lo que se influye favorablemente en las condiciones operativas térmicas.

Los cojinetes están configurados ventajosamente como pieza de conformación de la carcasa. De este modo se obtiene una unidad constructiva enteriza sencilla, que puede fabricarse como pieza de fundición o compresión. Aquí contribuye positivamente una reducción de costes a la hora de fabricar y montar las diferentes piezas constructivas.

Ha demostrado ser ventajoso con relación a esto el menor rozamiento entre las piezas constructivas móviles, como por ejemplo inducido de activador con empujador y los correspondientes cojinetes o inducidos de activador y empujadores. De aquí se obtiene a su vez un mejor comportamiento reactivo del activador electromagnético. También cabe citar que con la estructura de grupo constructivo simplificada con ello conseguida y la adecuación para una fabricación tanto manual como automática, se obtiene una reducción de los costes de fabricación totales.

En una configuración adicional al menos uno de los cojinetes está configurado como parte de carcasa separada y puede disponerse en la carcasa con emplazamiento variable. Por medio de esto puede llevarse a cabo de forma especialmente ventajosa el uso de diferentes tamaños constructivos del activador electromagnético. Asimismo existe la opción de usar diferentes materiales de cojinete mediante el intercambio de los cojinetes, llevar a cabo un ajuste y una compensación de tolerancias así como elegir de tal modo la posición de cojinete, que en cada caso pueda adaptarse un único grupo constructivo, en especial el activador electromagnético, a diferentes funciones.

La carcasa se compone convenientemente de dos envolturas de carcasa. De este modo puede producirse una adaptación y un posicionamiento sencillos del alojamiento del inducido de activador en comparación con un cerrojo de conmutación dispuesto en el aparato de conmutación, ya que se ha ejecutado en cada caso una envoltura de carcasa de forma enteriza.

La carcasa es con preferencia de material aislante. Con ello contribuyen ventajosamente las características aislantes del material aislante, en cuanto que éste cumple las disposiciones existentes para la protección contra contactos y, aparte de esto, un desacoplo eléctrico y térmico entre las piezas y los grupos constructivos.

Se han configurado ventajosamente como unidad constructiva enteriza el núcleo del imán, una pieza intermedia y el yugo del imán. La unidad constructiva que se produce con ello contribuye ventajosamente a una reducción del tiempo de montaje del activador electromagnético.

A continuación se explican con más detalle ventajas y detalles adicionales de la invención, a modo de ejemplo, con base en el dibujo. Aquí muestran:

la figura 1 un aparato de conmutación con un activador electromagnético y con cojinetes formados por partes de la carcasa en una vista lateral, y

la figura 2 un aparato de conmutación adicional con un activador electromagnético y con cojinetes formados por partes de carcasa separadas, con emplazamiento variable, en una vista lateral.

En el siguiente texto las piezas iguales de las figuras con los mismos símbolos de referencia o lógicamente con símbolos de referencia similares.

No se analiza con más detalle el funcionamiento del aparato de conmutación, ya que ésta se conoce desde hace tiempo del estado de la técnica. Esto se refiere en especial a la activación eléctrica de un activador y al acoplamiento mecánico con un cerrojo de conmutación.

En la figura 1 se muestra simbólicamente un aparato de conmutación 1a con una carcasa 2 y con un activador electromagnético 3. El activador electromagnético 3 está dotado de una bobina de activador 4, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal imaginario LA. La bobina de activador 4 comprende por un lado un inducido de activador 5 y un empujador 6 que está en unión activa con el mismo. El inducido de activador 5 y el empujador 6 forman con ello una unidad constructiva. La unión activa se ha ejecutado aquí como unión en arrastre de fuerza. Alternativamente la unión activa puede estar también ejecutada como unión positiva de forma o material.

Por el otro lado opuesto al primer lado la bobina de activador 4 presenta un núcleo de imán 7, transformándose éste en un yugo de imán 9 al conectarse a una pieza intermedia 8 en forma de oreja. La pieza intermedia 8 en forma de oreja sirve entre otras cosas de soporte de contacto fijo. El yugo de imán 9 se extiende por fuera de la bobina de activador 4 en paralelo al eje longitudinal LA, en la dirección del inducido de activador 5.

El núcleo de imán 7 mostrado está configurado en forma de U y penetra con su alma inferior 10, de tal modo en la bobina de activador 4 que se crea un entrehierro 11 entre aquel y el inducido de activador 5.

Sus dos alas 12a, 12b discurren con ello en paralelo al eje longitudinal LA. El empujador 6 discurre igualmente a lo largo del eje longitudinal LA, siendo éste guiado a través de una abertura 13 del núcleo de imán 7 practicada céntricamente en el alma inferior 10. A la pieza intermedia 8 se ha aplicado en unión de material un extremo de bobina 14 de la bobina de activador 4. Alternativamente esta unión puede estar también ejecutada en unión positiva de forma o en arrastre de fuerza. Mediante la configuración de este tipo del núcleo de imán 7 puede producirse un ahorro de un núcleo de imán separado.

El inducido de activador 5 está en unión activa con un muelle cautivo 15, encajando éste con su extremo libre 16 en el lado del inducido de activador 5 vuelto hacia la bobina de activador 4. La bobina de activador 4, el inducido de activador 5, el núcleo de imán 7, la pieza intermedia 8 y el yugo de imán 9 están formados por un material conductor, como por ejemplo cobre, acero, aluminio o una aleación adecuada. El empujador 6 y el muelle cautivo 15 pueden estar compuestos de un material conductor o aislante.

La bobina de activador 4 es guiada en un primer cojinete 23a formado por primeras partes 17a de la carcasa 2, a lo largo del eje longitudinal LA. Lo mismo es aplicable para el inducido de activador 5 y el empujador 6, que son guiados en unos cojinetes segundo y tercero 24a o 25a, que se componen de segunda y tercera partes 18a o 19a de la carcasa 2. Aparte de esto el yugo de imán 9 se sujeta en un cuarto y quinto cojinetes 26a o 27a, que están formados por cuarta y quinta partes 20a o 21a de la carcasa 2. En la misma medida el muelle cautivo 15 se sujeta en un sexto cojinete 28a formado por sextas partes 22a de la carcasa 2.

Los cojinetes 23a, 24a y 25a configurados como piezas de conformación de la carcasa 2 pueden estar configurados de tal modo, que estén comprendidas sólo por tramos o por completo las piezas constructivas bobina de activador 4, inducido de activador 5 o empujador 5. De forma correspondiente a esto está montada la región radial respectiva de las piezas constructivas.

Los cojinetes 23a, 24a y 25a pueden configurarse en toda la longitud de la pieza constructiva, por tramos o con segmentos que se repiten. Esto último es lógicamente también aplicable a los cojinetes 26a, 27a y 28a de la pieza constructiva yugo de imán 9 o muelle cautivo 15. Las piezas de conformación están aquí unidas a la carcasa por unión de material y configuradas como pieza de moldeo por inyección o de compresión. Con relación a esto es ventajoso el ahorro de un manguito aislante no mostrado aquí, que puede disponerse entre la bobina de activador 4 y el inducido de activador 5. La bobina de activador 4 está dispuesta según esto en la carcasa 2, por así decirlo "sin apoyo".

Mediante el uso de un muelle cautivo 15 en forma de un resorte de lámina, que pueda montarse fácilmente, en lugar de un muelle de compresión o de patas en el momento del montaje final puede conseguirse, por un lado, una reducción de la multiplicidad de tipos y, por otro lado, una reducción de costes. Esta ventaja se produce entre otras cosas por medio de que el muelle cautivo 15 no se encaja hasta el montaje final del aparato de conmutación 1a, 1b y con ello decide sobre la respectiva variante de ejecución.

El otro aparato de conmutación 1b mostrado en la figura 2 se diferencia del aparato de conmutación 1a conforme a la figura 1, por medio de que al menos uno de los cojinetes 23b, 24b y 25b está configurado como parte de carcasa separada y puede disponerse en la carcasa 2 con emplazamiento variable. Lo mismo es aplicable a los cojinetes 26b, 27b y 28b.

La posibilidad de disposición con emplazamiento variable se produce por ejemplo mediante un mecanismo de enchufe 29. El mecanismo de enchufe 29 presenta con ello pernos 30 y rebajos 31 practicados como contrapieza en los emplazamientos más diferentes en la carcasa 2. Las segundas partes 18b del cojinete 24b pueden posicionarse aquí en la carcasa 2 en los emplazamientos más diferentes. El posicionamiento puede conseguirse, dado el caso, también por medio de un mecanismo de desplazamiento que se basa en un sistema de ranuras y muelles. Equivalentes habituales, familiares en el estado de la técnica, cumplen igualmente la función de la disponibilidad con emplazamiento variable.

Los dos apartados siguientes se refieren en la misma medida a las figuras 1 y 2.

Los cojinetes 23a y 28b presentan una superficie reductora de rozamiento y están dispuestos en general en dos envolturas de carcasa, que se reúnen para formar la carcasa 2. La carcasa 2 puede estar también dotada, de forma enteriza, de una abertura correspondiente para introducir las piezas y los grupos constructivos. Para formar la carcasa 2 se usa un material aislante. Por material aislante se entiende normalmente un material sintético, en especial un duro- o termoplástico. Un duroplástico presenta con ello una estabilidad térmica especialmente buena, destacando un termoplástico por una posibilidad de configuración más fina.

La clase de configuración, disposición y ejecución de la idea presentada anteriormente para montar diferentes piezas y grupos constructivos puede usarse, en una ejecución igual o diferente, en el caso de un interruptor automático, de motor o de potencia. En la misma medida esto puede transferirse a un aparato de empotrado de conmutación o serie electromagnético, como por ejemplo un fusible o un relé. Aquí es ventajoso que pueda prescindirse de un montaje de grupos constructivos para formar un activador 3 electromagnético completo. Al mismo tiempo los cojinetes 23a-28b asumen por completo o parcialmente la tares de un centrado, guiado y alojamiento.

La variante de ejecución conforme a la figura 1 es especialmente adecuada para un aparato de conmutación electromecánico o electromagnético, que presente un espectro de tipos limitado. Frente a esto, la variante de ejecución conforme a la figura 2 puede utilizarse también para tales aparatos de conmutación con un amplio espectro de tipos.

Claims (6)

1. Aparato de conmutación (1a, 1b) con una carcasa (2) y con un activador (3) electromagnético, que presenta una bobina de activador (4), un inducido de activador (5) y un empujador (6) que está en unión activa con el mismo, comprendiendo la bobina de activador (4) el inducido de activador (5) y el empujador (6) y presentando por el extremo un núcleo de imán (7), que se transforma en un yugo de imán (9), caracterizado porque la bobina de activador (4) y/o el inducido de activador (5) y/o el empujador (6) están guiados, centrados y montados en cojinetes (23a, 23b, 24a, 24b o 25a, 25b) formados por partes (17a, 17b, 18a, 18b o 19a, 19b) de la
carcasa (2).

2. Activador según la reivindicación 1, caracterizado porque los cojinetes (23a-28b) están configurados como pieza de conformación de la carcasa (2).

3. Activador según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque al menos uno de los cojinetes (23a-28b) está configurado como parte de carcasa separada y puede disponerse en la carcasa (2) con emplazamiento variable.

4. Activador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (2) se compone de dos envolturas de carcasa.

5. Activador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa (2) es de material aislante.

6. Activador según la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo de imán (7), una pieza intermedia (8) y el yugo de imán (9) están configurados como unidad constructiva enteriza.