ES2267121T3 - Rele electromagnetico. - Google Patents

Abstract

RELE ELECTROMAGNETICO EN EL QUE SE MONTA DE FORMA INCLINADA UN ARMAZON CON FORMA ASIMETRICA (6) ALREDEDOR DE UNA ESTRUCTURA DE HORQUILLA MAGNETICA EN FORMA DE U (15) Y QUE PIVOTA ALREDEDOR DE DOS SUPERFICIES LATERALES SALIENTES EN UN BRAZO (15A) DE LA HORQUILLA MAGNETICA. EL MECANISMO DE INCLINACION PERMITE QUE LA FRICCION MECANICA GENERADA DURANTE LOS CIERRES DEL RELE SE DIRIJAN HACIA LAS SUPERFICIES LATERALES Y SE PROLONGUE LA VIDA DEL RELE. SE INCORPORA UN IMAN PERMANENTE EN UN PUNTO INTERIOR DE LA HORQUILLA MAGNETICA EN FORMA DE U Y SE UNE A UN BRAZO DE ESTA, EN UNA POSICION PROXIMA Y PARALELA AL BRAZO CENTRAL INFERIOR DE LA FORMA DE U. SE MONTA UNA ABRAZADERA DE SOPORTE (7) EN UN BRAZO DE LA HORQUILLA MAGNETICA PARA SOPORTAR EL ARMAZON EN SU POSICION INCLINADA. SE MONTA UN AMORTIGUADOR MECANICO EN FORMA DE CUBIERTA PLANA SOBRE EL ARMAZON PARA TRANSMITIR LA TENSION ASOCIADA CON EL CIERRE DEL RELE FUERA DE LAS SUPERFICIES DE CONTACTO POLAR. SE LE DOTA DE UNA CUBIERTA DE LENGUETA PARA FACILITAR LA UNION DEL MECANISMO DE REAJUSTE DEL RELE (21) EN FORMA DE PIVOTE, QUE PERMITE QUE ESTE SE INSERTE A TRAVES DE UNA ABERTURA EN LA CUBIERTA DE LENGUETA Y SE MONTA TODA LA LENGUETA EN EL RELE PARA QUE AJUSTE.

Description

Relé electromagnético.

Esta invención se refiere en general a relés y, más específicamente, a relés electromagnéticos con inducidos de inclinación.

El control funcional de los circuitos eléctricos se efectúa usualmente por mecanismos automáticos de diversos tipos, entre los cuales están los relés, con los cuales es posible establecer diversas funciones operativas en operación automática o semiautomática. Operan relés de disparo electromagnético, por medio de los cuales abren automáticamente los circuitos en caso de fallos tales como la pérdida accidental de corriente, a fin de evitar daños a otros dispositivos conectados si los circuitos permanecen activos.

Los relés que emplean inducidos de inclinación son conocidos, por ejemplo, por la Solicitud Publicada de Patente Europea EP Nº 643410. Como se estipula en la misma, tal relé está encajado en una caja que tiene una abertura en el extremo superior, a través del cual se inserta un pivote actuador. El relé incluye un núcleo magnético formado por un espiral arrollado alrededor de una bobina, concéntricamente con un núcleo electromagnético. El núcleo es uno de los dos brazos de un yugo electromagnético en forma de U, con un imán permanente fijado al extremo inferior del yugo. Un inducido está montado de forma inclinada encima del yugo del imán, pivotando alrededor de un eje de ancla íntegramente soldado sobre el mismo. El imán permanente crea un circuito magnético que conserva el inducido en el yugo electromagnético en forma de U. Cuando el electroimán es activado por la corriente que fluye a través de la bobina, crea un circuito magnético opuesto que contrarresta la acción del imán permanente; así, se facilita que el inducido se incline alejándose del yugo electromagnético en forma de U por la operación de un muelle. Una vez que el relé está desactivado y la corriente se ha retirado, se activa un pivote para volver a cerrar el inducido, impulsándolo así para entrar en contacto nuevamente con el electroimán.

Dado que el imán permanente está fijado al brazo central inferior del yugo magnético, y es externo al yugo, esto significa que está presente un espacio de aire intermedio, a través del cual se pierde algo del flujo magnético del imán, haciendo necesario utilizar un imán de alta potencia. A menudo se requieren imanes de alta potencia, del orden de 100 \muVA, a fin de obtener la fuerza magnética necesaria para sostener el inducido contra la acción del muelle que actúa en la dirección opuesta.

El documento FR 2410353 A1 ilustra otro relé que tiene un inducido de inclinación.

La presencia de partículas extrañas en los relés en miniatura es una de las principales causas del mal funcionamiento de los relés. Por lo tanto, en los relés de inducidos de inclinación, los diseñadores han intentado minimizar las fricciones creadas en las superficies de contacto polar, a fin de disminuir la contaminación en el relé, reduciendo la magnitud de los contaminantes causados por la abrasión, prolongando de tal modo la vida del relé. También es crítico en el montaje de relés reducir la entrada de contaminantes provenientes del aire fresco. Sin embargo, en la construcción del relé, según lo anteriormente descrito, cuando el relé es expuesto para el montaje de la caja y del pivote actuador, la suciedad y las partículas extrañas pueden entrar al relé. Además del objetivo de prolongar la vida del relé, los diseñadores también consideran otros factores, tales como el hallar vías para reducir los costes de materiales, así como simplificar el montaje a fin de reducir los costes laborales y de fabricación.

Por lo tanto, es un objeto de la invención superar los problemas precitados, así como proporcionar un relé electromagnético mejorado que sea menos costoso y fácil de montar, y hacer un uso mucho más efectivo de la acción del imán permanente en su operación.

Consecuentemente, la presente invención proporciona un relé electromagnético que comprende:

una caja que contiene el relé;

un imán permanente que proporciona un campo magnético;

un yugo magnético conectado con dicho imán permanente para completar un recorrido de flujo magnético, teniendo dicho yugo magnético un primer brazo y un segundo brazo;

un bobinado de relé arrollado alrededor del segundo brazo del yugo magnético;

una pieza de inducido montada encima de dicho yugo magnético, siendo activado dicho inducido en respuesta a dicho campo magnético, y pivotando alrededor de dicho primer brazo de dicho yugo magnético;

un medio de soporte montado sobre dicho primer brazo de dicho yugo magnético, proporcionando soporte a dicha pieza de inducido.

un muelle montado alrededor de un lado exterior de dicho primer brazo de dicho yugo magnético, que tiene un primer extremo y un segundo extremo, estando dicho primer extremo conectado con dicho medio de soporte y estando dicho segundo extremo conectado con dicho inducido a fin de proporcionar una fuerza de muelle contra dicho inducido; caracterizado por comprender adicionalmente:

un medio de reinicio para reiniciar el relé; en el cual

dicho inducido pivota de forma inclinada alrededor de dicho primer brazo, y dicho medio de soporte comprende una abrazadera que tiene una pluralidad de brazos de proyección lateral para montar dicha abrazadera sobre dicho primer brazo del yugo magnético, y un medio de soporte inclinado a fin de brindar soporte a dicho inducido en una posición de inclinación del inducido.

En consonancia con el objeto, y con otros que se harán evidentes más adelante, una característica de la invención reside en un relé electromagnético con un imán permanente incorporado en una ubicación interior del yugo en forma de U, y fijado a un brazo del yugo, en particular, por soldadura con un brazo de dicha pieza en forma de U, en una posición cercana y paralela al brazo central inferior de la pieza en forma de U.

Otra característica novedosa de la presente invención es un relé electromagnético, con la superficie de contacto mecánico separada de la superficie de contacto magnético a fin de disminuir el desgaste de la superficie polar debido a la fricción. La superficie superior del brazo libre del yugo magnético está mecánicamente separada entre una superficie polar central y dos superficies laterales. El inducido está montado de forma inclinada encima del yugo magnético, y pivotando alrededor de las dos superficies laterales, dirigiendo la conducción del flujo a la superficie central y la fricción mecánica a las superficies laterales. Una novedosa abrazadera de soporte con brazuelos proyectantes inclinados se monta sobre el brazo libre del yugo magnético a fin de aliviar algo de la tensión de reobturación del inducido, y de brindar apoyo al inducido. La presente invención reduce adicionalmente los costes de material y de montaje, al ser fácilmente identificadas las superficies de inducido por una forma asimétrica, requiriendo así que sólo un lado sea tratado como superficie, y ayudando a los empleados de ensamblaje a identificar el lado tratado.

Otra característica novedosa de la presente invención es un amortiguador mecánico en forma de una lámina delgada montada sobre el inducido a fin de transferir la tensión asociada con la reobturación del circuito lejos de las superficies polares de contacto.

Otra novedad más del relé de la presente invención es una faldilla para el montaje externo del pivote actuador, reduciendo así considerablemente las posibilidades de que las partículas extrañas entren al relé durante el montaje. El montaje de la faldilla con una abertura en el extremo superior, para la inserción del pivote, se engarza con un chasquido en una depresión sobre la caja del relé, permitiendo que se monte el pivote después de la instalación de la caja del
relé.

Los rasgos novedosos, que se consideran característicos de la invención, se estipulan en las reivindicaciones adjuntas. La invención en sí, junto con los objetos adicionales y las ventajas de los mismos, se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas, cuando se lean conjuntamente con los dibujos adjuntos.

Con referencia ahora a los dibujos, en los cuales los elementos afines se numeran similarmente en las distintas Figuras:

La Figura 1 es una vista en perspectiva desarrollada del montaje del relé según una realización preferida de la presente invención.

La Figura 2A muestra una vista en perspectiva y las Figuras 2B y 2C muestran dos vistas laterales del yugo magnético del relé en la Figura 1.

Las Figuras 3A y 3B son vistas en perspectiva que representan posibles realizaciones del yugo que tiene un orificio o nicho en el brazo central inferior de la pieza en forma en U.

La Figura 4A es una vista en perspectiva del dispositivo de abrazadera y las Figuras 4B y 4C muestras las diversas vistas del dispositivo de abrazadera.

La Figura 5 es una vista en perspectiva que muestra el inducido situado en relación al yugo magnético.

La Figura 6 es una vista en perspectiva que muestra la faldilla de la caja y su relación de ajuste por engarce a presión con la caja del relé.

La Figura 7 es una vista lateral del yugo en forma de U y del imán permanente en la tecnología anterior.

La Figura 8 es una vista lateral del relé en su estado desenergizado.

La Figura 9 es una vista lateral del relé en su estado energizado.

La Figura 10 es una vista lateral del relé según una segunda realización preferida de la invención, con un novedoso sistema amortiguador, que muestra el relé en su estado desenergizado.

La Figura 11A es una vista en perspectiva de la cubierta de hoja. La Figura 11B es una vista superior que muestra el inducido situado en relación con la cubierta de hoja.

Las Figuras 12A, 12B y 12C son vistas laterales que muestran cómo funciona el mecanismo amortiguador.

La Figura 1 es una perspectiva desarrollada del relé según la primera realización de la presente invención, que muestra un relé que incluye una caja 1, cerrada por una base 2 de ajuste a presión. El circuito magnético del relé, según se ve, comprende un yugo 15 en forma de U, de material magnético blando, al cual se fija un imán permanente 18 (no mostrado en la Figura 1). Un brazo 15b del yugo está encajado en la bobina 11, alrededor de la cual se arrolla un espiral, que forma un núcleo 10 de bobina. El otro brazo del yugo, el brazo libre 15a, atraviesa una abertura 16 en una base 9 de soporte, que encaja el extremo inferior del yugo magnético en la base 9 de soporte. La superficie superior del brazo 15a está mecánicamente mellada con dos muescas, que dividen la superficie polar superior del brazo libre en una superficie polar central y dos brazuelos o superficies laterales. Un inducido 6 está directamente montado sobre el yugo magnético, y pivotando de forma inclinada alrededor de las dos superficies de brazuelos del brazo libre 15a del yugo magnético. Tanto el inducido 6 como el yugo 15 están hechos de un material magnético
"blando".

La geometría del inducido 6 se presta para una ventaja adicional de la invención. Ha resultado ser económico tratar la superficie, o proporcionar un tratamiento de mayor calidad, a sólo un lado del inducido, el lado frente a, y en contacto con, el núcleo magnético. En esta primera realización, el inducido tiene una forma asimétrica a fin de permitir a los ensambladores identificar rápida y casi automáticamente el lado tratado. Sin embargo, la invención no debería limitarse a esta construcción. Alternativamente, el inducido puede tener características que la distingan para marcar sus superficies, a fin de permitir a los ensambladores identificar rápida y automáticamente sus lados para montar correctamente el inducido en el relé.

En la primera realización, el inducido 6 es una placa con forma de paleta asimétrica, con un extremo ancho y un extremo estrecho, solapándose el extremo ancho con los dos brazuelos laterales del yugo, y solapándose el extremo estrecho con el núcleo 10 de la bobina cuando se desactiva el circuito magnético. (Véase la Figura 5, que muestra el inducido situado en relación con el yugo magnético). Cuando el circuito magnético es activado por un suministro de corriente a la bobina, el inducido se inclina bajo la fuerza de tensión del muelle 8, con un extremo del muelle 8 enganchado sobre un brazo de proyección en el extremo ancho del inducido 6, y el otro extremo del muelle 8 enganchado en un dispositivo 7 de abrazadera montado sobre el brazo libre 15a del yugo magnético. El muelle 8 tiende a inclinar el inducido 6 en la dirección de apertura, o a separarla del brazo 15b.

Las Figuras 2A, 2B y 2C, respectivamente, muestran una vista en perspectiva y dos vistas laterales del yugo magnético 15. Un imán permanente 18 está situado entre los dos brazos del yugo, y soldado al brazo menor 15b, formando el núcleo del núcleo magnético. La parte del yugo debajo del imán se conoce como el desvío magnético. El imán permanente 18 crea una circulación de flujo magnético en el recorrido formado por el yugo 15 y el inducido 6, según se muestra en la Figura 2B, de manera tal que, cuando el inducido 6 descansa sobre el brazo 15b, la acción magnética mantiene el inducido 6 en su sitio contra la acción del muelle 8.

Las Figuras 2A y 2C también muestran dos muescas en la superficie superior del brazo libre 15a, que dividen las superficies polares en una superficie polar central mayor, y dos superficies de brazuelos laterales menores. Durante los ciclos de reobturación del relé, una acción de impacto bastante grande es generada y absorbida por las superficies polares del yugo 16, así como por el inducido 6. Tal tensión de reobturación es aliviada significativamente por un dispositivo 7 de abrazadera, que ha de exponerse a continuación.

Las Figuras 3A y 3B muestran dos posibles realizaciones para el yugo magnético 15, con un orificio o nicho en el brazo central inferior 15c de la pieza en forma de U. El orificio 15' puede tener la forma de un agujero de taladro, como en la Figura 3A, o de una pluralidad de muescas, como en la Figura 3B. El orificio 15' permite un mejor control de la apertura del relé, esto es, vencer la acción magnética que retiene el inducido 6 reposando sobre el brazo 15b, y permitir que el inducido 6 se incline bajo la acción del muelle 8.

Las Figuras 4A, 4B y 4C muestran diversas vistas de una abrazadera 7 con varios brazos laterales proyectados, permitiendo que se empalme estrechamente alrededor del brazo libre 15a del yugo magnético. Hay una pieza 7'' proyectada inclinada en un extremo del dispositivo 7 de abrazadera, que permite enganchar un extremo cerrado del muelle 8 sobre la abrazadera 7. En el extremo opuesto del dispositivo de abrazadera hay dos superficies inclinadas 7' que brindan soporte para el inducido 6. Las dos superficies inclinadas 7' también proporcionan otra función útil, al limitar la rotación del inducido 6, así como al evitar el desplazamiento del inducido 6 causado por la tracción del muelle 8 cuando se abre el circuito magnético.

Como se ha expuesto anteriormente, uno de los objetos de la presente invención es simplificar el montaje, a fin de reducir costes de mano de obra y de fabricación. El gancho abierto del muelle de soporte en la tecnología anterior puede enredarse fácilmente, causando una molestia durante el proceso de montaje. Las piezas proyectadas del inducido 6 y el dispositivo 7 de abrazadera permiten el empleo del muelle 8 con ganchos de extremo cerrado, facilitando el montaje del relé.

Otra mejora en el diseño, así como en el montaje del relé, está en una nueva cubierta de faldilla 20, que minimiza las posibilidades de que las partículas extrañas entren al relé. La Figura 6 ilustra la cubierta de faldilla 20 y su relación por ajuste a presión con la caja 1 del relé. La faldilla 20 tiene una abertura central 19 para la inserción y montaje externo del pivote actuador 21, permitiendo que la caja 1 del relé se instale en una etapa más anterior que en la tecnología precedente. La caja 1 está dotada de una leve depresión sobre el extremo superior de la cubierta, con dos rasgos sobresalientes 22 que forman un ajuste por cierre a presión con las ventanas 23 en la faldilla 20. La caja 1 también está dotada de un pequeño agujero abierto en el extremo superior para que lo atraviese el pivote 21. Con la cubierta de faldilla 20 de la presente invención, la caja 1 puede instalarse primero con sólo el agujero pequeño abierto y expuesto por su extremo superior. Luego, se inserta el pivote 21 a través de la abertura 19 de la faldilla, y el montaje 20 de la faldilla con el pivote 21 se calza a presión sobre la caja 1 del relé, y se completa el montaje del relé.

A fin de comprender adicionalmente las ventajas del diseño optimizado de la presente invención, revisemos en primer lugar los principios de operación de relés electromagnéticos del tipo de inducido de inclinación. En estos tipos de relés, el circuito magnético siempre debe proporcionar un recorrido para que el flujo del imán permanente atraviese los espacios de aire entre el inducido y el yugo magnético. Este recorrido abierto A comienza en un polo del imán, termina en el otro polo, y está cerrado por el imán permanente. También hay otro recorrido B en el circuito magnético del relé para el flujo generado por el fluir de corriente en la bobina, que circula a través del mismo inducido y los mismos espacios de aire que el recorrido A para que el relé funcione. Sin embargo, el recorrido B no puede ser cerrado por el imán permanente, como en el recorrido A. La razón es que el imán permanente está hecho de un material magnético "duro" y tiene una permeabilidad mucho menor que el circuito magnético, que está hecho de un material magnético "blando". Por lo tanto, se requiere otro circuito secundario C, lo que crea otro problema, porque el flujo del imán permanente tiene ahora dos recorridos, A y C, para fluir, en lugar de uno como antes. Esto significa que sólo una cierta magnitud del flujo del imán permanente se utilizará para sostener efectivamente juntos el inducido y el yugo. La parte restante del flujo del imán permanente se perderá a través del circuito secundario.

La Figura 7 muestra un relé de la tecnología precedente, siendo el imán permanente 18 externo al yugo magnético en forma de U, y estando fijado al brazo central inferior 15c del yugo. La disposición del imán permanente fuera del yugo en forma de U da origen a dos circuitos magnéticos. El circuito C está entre el imán permanente y el brazo central inferior 15c de la pieza en forma de U. El otro circuito A discurre a través de los brazos en forma de U del yugo y del inducido que reposa sobre los brazos de la pieza en forma de U. La disposición externa del imán permanente significa que algo del flujo se pierde, lo que requiere un imán de alta intensidad, del orden de 100 \muVA, para obtener la fuerza magnética necesaria a fin de sostener el inducido contra la acción inclinante del muelle.

En la presente invención, el circuito magnético del relé se optimiza con: 1) un imán permanente colocado mucho más cerca del inducido, e interno al yugo en forma de U; y 2) un yugo magnético optimizado en forma de U, con un circuito secundario que tiene un área transversal reducida, en la forma de la superficie polar central del yugo.

El imán permanente está incorporado dentro del yugo en forma de U, fijado por soldadura sobre un brazo del yugo, siendo cercano y paralelo al brazo central inferior 15c. La ubicación del imán permanente significa que no hay ningún espacio de aire entre el imán permanente y el yugo, lo que facilita la circulación del flujo magnético, sin pérdidas. Además, este diseño permite que los dos circuitos magnéticos formados A y B (véase la Figura 2B) tengan la misma dirección allí donde coinciden, por lo cual se obtiene un efecto magnético óptimo al mantener el inducido 6 en una posición de reposo sobre el yugo 15, y al permitir un imán permanente de intensidad mucho menor, del orden de unos 30 \muVA, en comparación con el relé de unos 100 \muVA de la tecnología precedente.

El diseño optimizado del yugo permite adicionalmente el empleo de un imán permanente más pequeño y menos caro en el relé. Las Figuras 8 y 9 ilustran la operación del relé de la presente invención con el diseño optimizado. En la Figura 8, el circuito magnético está desactivado, es decir, la bobina NO está energizada por un suministro de corriente. Cuando la bobina está desenergizada, el flujo del imán permanente 18 colocado dentro de los dos brazos del yugo 15 fluye desde un polo al otro siguiendo dos recorridos distintos: 1) a través del extremo inferior del yugo 15, y 2) a través del inducido 6, fluyendo a través de las superficies polares del yugo 15 y de los espacios de aire que separan el inducido 6 y el yugo 15. Este flujo vence la fuerza opuesta del muelle 8 y obliga al inducido 6 a acercarse al yugo magnético 15. Según el inducido 6 se sostiene cerca del yugo 15 debido a la fuerza del flujo del imán permanente, el pivote 21 está en una posición "recogida" dentro de la caja 1 del relé.

En la Figura 9, el circuito magnético está activado, es decir, la bobina está energizada por un suministro de corriente. Cuando la bobina está energizada, produce un flujo magnético alternado en el circuito magnético. Este flujo circula a través del inducido 6, bajando por uno de los brazos del yugo 15, a través del desvío magnético (la parte del yugo 15 debajo del imán permanente 18), y subiendo por el otro brazo para cerrar el circuito magnético. El flujo magnético alternado crea una inclinación del flujo a través de los espacios de aire entre el inducido 6 y el yugo 15, induciendo una inclinación similar de la fuerza magnética que sostiene juntos al inducido 6 y al yugo 15. Cuando la corriente es lo suficientemente potente, se crea el flujo magnético alternado en dirección opuesta a, y contrarrestando, el flujo del imán permanente, cancelando su efecto y causando que la fuerza magnética que sostiene al inducido 6 junto al yugo 15 caiga por debajo del nivel necesario a fin de vencer la fuerza opuesta del muelle 8 para impedir que el inducido 6 se incline. El inducido 6 se inclina en dirección opuesta al yugo magnético 15 y la inclinación aumenta los espacios de aire entre sí y el yugo 15. En ese punto, aumenta la resistencia inerte en el circuito magnético del relé, y disminuye el flujo magnético en el circuito, lo que impide que el circuito vuelva a cerrarse por sí mismo.

Según se inclina el inducido 6, empuja el pivote 21 hacia arriba y fuerza al extremo del pivote a atravesar la abertura en la caja 1, para actuar como un mecanismo de disparo. Uno de los mecanismos que puede emplear el relé de la presente invención es el disparo de un interruptor de circuito de corriente residual
(ICCR). En los ICCR, la corriente de fallo se detecta a través de un núcleo magnético, es decir, un transformador de corriente, que alimenta un relé electromagnético, como en la presente invención. La presente invención permite el disparo de dispositivos tales como los ICCR a potencia muy baja, p. ej., 30 \muVA, manteniendo, sin embargo, todas las características y la estabilidad de los relés de mayor potencia, empleando a la vez un núcleo magnético mucho más pequeño y menos costoso.

Después de que el inducido 6 se inclina hacia la posición abierta, el relé es vuelto a cerrar por un empujón externo sobre el pivote 21, para forzarlo a volver a la caja. Según se empuja el pivote 21 dentro de la caja, el inducido 6 es forzado contra el yugo 15 hasta que los espacios de aire entre ellos sean lo bastante pequeños como para permitir que el flujo del imán permanente sostenga juntas las dos piezas, con el inducido reposando sobre el yugo, y para que el circuito magnético vuelva a su estado desenergizado. Durante los ciclos de reobturación del relé, el inducido 6 pivota alrededor de los bordes de las dos superficies polares laterales, y más pequeñas, del yugo 15.

El mecanismo de inclinación de la presente invención prolonga considerablemente la vida del relé electromagnético. El diseño del yugo, con una superficie superior en contacto con el inducido, que está mecánicamente separado entre una superficie polar central y dos superficies laterales, permite que la conducción del flujo se dirija principalmente a la superficie polar central, con una mayor área superficial, y que las operaciones mecánicas de abrir y cerrar se dirijan principalmente a las superficies laterales, con áreas superficiales más pequeñas. Dado que la mayor parte del desgaste y abrasión causado por los movimientos de abrir y cerrar del relé se concentra en las dos superficies laterales, las propiedades eléctricas y magnéticas de las superficies polares magnéticas operativas se ven poco afectadas durante la vida del relé. Además, la separación mecánica de la superficie superior del yugo crea dos muescas o espacios que separan las dos superficies laterales de la superficie polar central, permitiendo así que las partículas sueltas, generadas por el impacto o fricción durante las operaciones de abrir y cerrar del inducido, se acumulen en las muescas en lugar de llegar a la superficie polar central y afectar a las características magnéticas del circuito.

La Figura 10 es una vista lateral que muestra otra realización de la invención, con un novedoso diseño de inducido y un mecanismo amortiguador. Las Figuras 11A y 12A muestran el amortiguador en forma de una cubierta de hoja 30, preferiblemente hecha con una lámina metálica, montada sobre el inducido 6, y que separa el inducido de la acción de reobturación del pivote 21. Al costado de la cubierta de hoja 30 frente al inducido 6 hay un brazo proyectado 31, que puede fijarse a la cubierta de la lámina por soldadura. El brazo proyectado 31 y la curva 30' en un extremo de la cubierta de hoja 30 proporcionan la fuerza necesaria para forzar y restaurar la cubierta de hoja 30 bajo las acciones de reobturación del pivote reiniciador. El brazo proyectado 31 y una cavidad correspondiente 32, que es un hoyo en el inducido 6, definen el punto de contacto donde la fuerza de reobturación se transmite al inducido 6, forzando el inducido 6 contra el yugo 15 para reiniciar el relé. La Figura 12B es una visión superior que muestra el inducido situado en relación a la cubierta de hoja 30. En la figura, un extremo de la cubierta 30 del amortiguador se extiende sobre el extremo inclinado del inducido 6, permitiendo que el muelle 8 se enganche sobre el extremo de la cubierta 30 del amortiguador, así como sobre el brazo proyectado del inducido 6.

A fin de comprender totalmente las características ventajosas del novedoso amortiguador de la invención, es importante examinar una operación de disparo en un dispositivo tal como un dispositivo de corriente residual (DCR). En esta operación, la energía dinámica empleada por el DCR para reiniciar el relé es de alrededor de diez veces la energía requerida para cerrar el relé. Cuando se reinicia el relé, esta gran cantidad de energía se dirige al inducido para cerrar el relé. Las pruebas han mostrado que en tales operaciones de reobturación, el desgaste y abrasión normal del relé aparecen inicialmente en las superficies polares 15a, allí donde el inducido está en contacto inclinado con el yugo magnético. Después de que el relé ha sido utilizado durante un periodo de tiempo, y después de un cierto número de operaciones de abrir y cerrar, el desgaste y la abrasión aparecen en las superficies polares 15b encima del núcleo de la bobina, donde la energía se dirige al inducido para cerrar el relé.

La primera realización de la presente invención, con un novedoso mecanismo de inclinación, un diseño de yugo con una superficie central y dos superficies laterales, minimiza el desgaste en las superficies polares 15a. El novedoso mecanismo amortiguador descrito anteriormente alivia la tensión y el desgaste en la superficie restante 15b de contacto polar. Las Figuras 12A, 12B y 12C muestran cómo funciona el mecanismo amortiguador para aliviar a las superficies polares del yugo 15 y al inducido 6 de la mayor parte de la tensión de reobturación. Después de que el relé se ha disparado, puede ser vuelto a cerrar por un empujón externo sobre el pivote 21, para forzarlo a regresar a la caja. Según el pivote 21 es empujado dentro de la caja para reiniciar el relé, la fuerza de reobturación no se transmite directamente al inducido 6, ya que el inducido 6 está protegida del pivote por la cubierta amortiguadora 30. La energía de reobturación se dirige, en cambio, a la cubierta amortiguadora 30, y se transmite luego al inducido 6 por medio del punto 32 de contacto.

Claims (9)

1. Un relé electromagnético, que comprende:

un imán permanente (18) que proporciona un campo magnético;

un yugo magnético (15) conectado con dicho imán permanente para completar un recorrido de flujo magnético, teniendo dicho yugo magnético un primer brazo (15a) y un segundo brazo (15b);

un bobinado(11) de relé arrollado alrededor del segundo brazo (15) del yugo magnético;

una pieza de inducido (6) montado sobre dicho yugo magnético, funcionando dicho inducido en respuesta a dicho campo magnético, y pivotando alrededor de dicho primer brazo (15a) de dicho yugo magnético;

un medio de soporte (7) montado sobre dicho primer brazo (15a) de dicho yugo magnético (15), brindando soporte a dicha pieza de inducido (6);

un muelle (8) montado alrededor de un lado exterior de dicho primer brazo (15a) de dicho yugo magnético, que tiene un primer extremo y un segundo extremo, estando conectado dicho primer extremo con dicho medio de soporte (7), y estando conectado dicho segundo extremo con dicho inducido a fin de proporcionar una fuerza de muelle opuesta a dicho inducido; un medio de reinicio (21) para reiniciar el relé; caracterizado por comprender adicionalmente: una caja (1);

en la cual

dicho inducido pivota de forma inclinada alrededor de dicho primer brazo (15a) y dicho medio de soporte comprende una abrazadera (7) que tiene una pluralidad de brazos proyectados lateralmente para montar dicha abrazadera sobre dicho primer brazo (15a) del yugo magnético, y un medio de soporte inclinado (7') para brindar soporte a dicho inducido en una posición de inclinación del inducido.

2. El relé electromagnético de la reivindicación 1, en el cual dicho inducido pivota de forma inclinada alrededor de dicho primer brazo (15a) y dicho medio de abrazadera (7) brinda soporte a dicha pieza de inducido (6) en una posición de inclinación del inducido, comprendiendo adicionalmente el relé un medio amortiguador que comprende una cubierta (30) de hoja montada sobre dicho inducido (6), que separa dicho inducido (6) de dicho medio de reinicio (21), teniendo dicha cubierta de hoja un brazo proyectado (31) que proporciona la fuerza de impulso y de restauración necesaria para dicha cubierta de hoja durante las operaciones de reinicio.

3. El relé electromagnético de la reivindicación 1, en el cual dicha pieza de inducido (6) tiene una superficie superior y una superficie inferior, teniendo dichas superficies superior e inferior medios de marcado para distinguir dichas superficies superior e inferior.

4. El relé electromagnético de la reivindicación 1, en el cual dicho yugo magnético (15) tiene forma de U, y dicha caja tiene un extremo superior abierto para insertar dicho medio de reinicio (21) a su través; y que comprende adicionalmente una cubierta de faldilla (22) para el montaje externo sobre dicho extremo superior abierto de dicha caja, teniendo dicha cubierta de faldilla una pequeña abertura (19) para insertar dicho medio de reinicio a su través.

5. El relé electromagnético de la reivindicación 1, en el cual dicho yugo magnético (15) tiene forma de U y, adicionalmente, tiene un brazo central inferior (15c), estando dicho imán permanente (18) situado en el interior de dicho yugo magnético (15) y fijado a uno de los brazos primero y segundo (15a, 15b) de dicho yugo magnético (15) en una posición cercana y paralela al brazo central (15c).

6. El relé electromagnético de la reivindicación 1, en el cual dicho yugo magnético (15) incluye adicionalmente un brazo inferior central (15c), estando dicho brazo inferior central (15c) dotado de un orificio o nicho (15') definido por un agujero central de taladro o por muescas laterales.

7. El relé electromagnético de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual dicha pieza de inducido (6) es de forma asimétrica.

8. El relé electromagnético de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual los extremos de dicho muelle (8) son ganchos cerrados.

9. El relé electromagnético de la reivindicación 4, en el cual dicha caja (1) y dicha cubierta de faldilla (22) tienen estructuras correspondientes macho y hembra, a fin de crear un montaje de ajuste a presión.