ES2311299T3 - Interruptor en funcion de la temperatura. - Google Patents

Abstract

UN INTERRUPTOR (10) DEPENDIENTE DE LA TEMPERATURA ABARCA DOS ELECTRODOS DE CONEXION (12,13) SUJETOS EN UN SOPORTE DE AISLAMIENTO (11), ASI COMO UN MECANISMO DE CONEXION (27), QUE EN DEPENDENCIA DE SU TEMPERATURA ELABORA UNA UNION CONDUCTORA ELECTRICA ENTRE AMBOS ELECTRODOS DE CONEXION (12,13). SE HA PREVISTO ADEMAS UNA PIEZA DE RESISTENCIA (19), QUE ESTA RODEADA DE FORMA ELECTRICAMENTE PARALELA CON RESPECTO AL MECANISMO DE CONEXION (27) CON AMBOS ELECTRODOS DE CONEXION (12,13) Y SE APOYA DESDE AFUERA EN EL SOPORTE DE AISLAMIENTO (11) ASI COMO SE SOPORTA EN EL (FIG.3).

Description

Interruptor en función de la temperatura.

El presente invento trata de un interruptor en función de la temperatura dotado de dos electrodos de conexión fijados a un soporte aislador, un mecanismo de conmutación, que en función de su temperatura establece una conexión conductora de electricidad entre ambos electrodos de conexión, así como una resistencia conectada eléctricamente en paralelo con los dos electrodos de conexión.

Un interruptor de este tipo es conocido por el documento DE-OS 21 13 388.

El interruptor conocido es un termostato para la protección de un aparato eléctrico, dispuesto eléctricamente en serie con el aparato a proteger y en contacto térmico con el aparato.

Ambos electrodos de conexión son piezas metálicas planas de las que una soporta un contracontacto fijo y la otra un elemento bimetálico, en cuyo extremo libre se encuentra dispuesto un contracontacto móvil actuante en forma concurrente con el contracontacto fijo. Ambas piezas metálicas están dispuestas una encima de otra y aprisionan entre sí, una resistencia PTC, que mediante la intercalación de un muelle está en contacto eléctrico con ambos electrodos de conexión.

Esta estructura de soporte aislador, piezas metálicas con contracontacto fijo y móvil, así como resistencia PTC (Passive Thermal Control) es introducida en una carcasa, siendo la abertura de carcasa sellada a continuación por medio de una masa de obturación.

Cuando la temperatura del aparato a proteger supera el valor de respuesta del elemento bimetálico, la misma despega el contracontacto móvil del contracontacto fijo, produciendo así, la interrupción de la alimentación de corriente al aparato. Ahora, una pequeña cantidad de corriente remanente circula al mecanismo de conmutación así formado, a través de la resistencia PTC dispuesta eléctricamente en paralelo, desarrollando suficiente calor como para mantener abierto el mecanismo de conmutación; dicha función se denomina autoenclavamiento.

Una desventaja del interruptor conocido es que la resistencia PTC enclava de forma mecánica solamente cuando el interruptor está completamente montado, por lo que el montaje de dicho interruptor es bastante complejo. El recambio de la resistencia PTC no es posible.

Otro interruptor autoenclavante en función de la temperatura se conoce por el documento DE 43 36 564 A1. Este interruptor conocido comprende un mecanismo de conmutación bimetálico dispuesto en una carcasa encapsulada. La carcasa está dispuesta sobre una placa de soporte, en la que se han dispuesto vías de conducción y resistencias. Una resistencia PTC, soldada a conexiones externas eléctricamente en paralelo al mecanismo de conmutación, está dispuesta sobre el soporte fuera de la carcasa.

Una desventaja de dicho interruptor es que, por un lado, requiere una cantidad relativamente grande de componentes y, por otro lado, también presenta grandes dimensiones.

El documento EP 0 272 696 A2 describe un interruptor en función de la temperatura, que tiene dispuesto sobre un soporte aislador una resistencia conectada eléctricamente a dos electrodos de conexión conectados en lados opuestos del soporte aislado, por medio de remaches que atraviesan el soporte aislador. A uno de los remaches se encuentra fijado un elemento de conexión bimetálico, que en función de su temperatura tiene contacto con el otro remache, de modo que se establece una conexión conductora eléctrica entre ambos electrodos de conexión. Debido al diseño elegido, la resistencia se encuentra dispuesta paralela al mecanismo de conmutación.

Al igual que en el interruptor conocido por el documento DE 21 13 388 A1, tampoco aquí es posible recambiar la resistencia o instalarla posteriormente.

Debido a este antecedente, el objetivo del presente invento es perfeccionar el interruptor en función de la temperatura mencionado al comienzo, de modo que sea de buen precio y sencillo de montar y, preferentemente, que permita un recambio de la resistencia.

Según el invento, dicho objetivo es conseguido con el interruptor mencionado al comienzo, porque el mecanismo de conmutación está dispuesto en un espacio hueco del soporte aislador y la resistencia es sujetada por fuera a la pieza aisladora y soldada a los electrodos de conexión.

De este modo, se consigue completamente el objetivo planteado por el invento.

Los inventores de la presente solicitud han reconocido que se crea un interruptor sorprendentemente sencillo, cuando la resistencia no se dispone dentro del interruptor o sobre un soporte separado al lado del interruptor, sino directamente fuera en el soporte aislador. Es así que, primeramente, el interruptor puede ensamblarse completamente, antes de que la resistencia sea montada posteriormente desde el exterior. Si se prescinde de la resistencia, le falta al interruptor la función de autoenclavamiento, lo que, sin embargo, en muchos casos de aplicación es suficiente.

Si, por otra parte, el interruptor debe ser dotado de una función de autoenclavamiento, solamente es necesario montar la resistencia desde el exterior, soldándola a ambos electrodos de conexión. Ahora es posible, con uno y el mismo interruptor básico, utilizar selectivamente diferentes resistencias para adaptarlo a distintas condiciones de uso en función de la corriente de trabajo y temperatura de respuesta. Resulta una gran ventaja en términos de fabricación, porque el interruptor como tal, puede prefabricarse en grandes cantidades, de modo que después se necesita solamente agregarle las diferentes resistencias. Esta posibilidad ya fue contemplada en el interruptor conocido por el documento DE 43 36 564 A1 mencionado al comienzo, pero el montaje posterior de la resistencia era, sin embargo, muy complejo. Contrariamente, el documento DE-OS 21 13 388 también mencionado al comienzo, no permite esta fabricación parcial del interruptor, porque la resistencia PTC, aprisionada en el interior de la carcasa entre los electrodos de conexión, debía montarse ya durante la fabricación en la configuración correcta.

Resumiendo, el nuevo interruptor tiene, entonces, la ventaja de que el interruptor básico puede prefabricarse y posteriormente ser equipado con una resistencia a elección. Debido a que de este modo, el interruptor básico puede fabricarse en una sola etapa de producción en una cantidad mucho mayor, específicamente porque la especialización del interruptor solamente se determina posteriormente, el resultado total también es una reducción de los costes de producción, debido a que el tamaño de los lotes de fabricación de los interruptores puede ser ostensiblemente mayor que en el caso del interruptor genérico.

En un perfeccionamiento es preferente cuando ambos electrodos de conexión incluyen piezas metálicas planas dispuestas una al lado de la otra en un plano y cuando la resistencia descansa sobre las piezas metálicas.

También dicha medida es favorable en término de montaje, porque la conexión eléctrica entre la resistencia y los electrodos de conexión se realiza en los electrodos de conexión por medio de la disposición geométrica de la resistencia sobre los electrodos de conexión, donde son sujetados mediante la pieza aisladora.

Además, es preferente cuando el soporte aislador está dotado de proyecciones que aprisionan entre sí la resistencia y la aplican sobre los electrodos de conexión.

También esta medida es ventajosa en términos de ingeniería de montaje, porque la resistencia debe ser aplicada, por así decir, solamente desde el exterior entre las proyecciones, donde después es sujetada y aplicada al mismo tiempo, debido a su fuerza elástica, sobre los electrodos de conexión. De este modo, también es posible un reemplazo posterior de la resistencia, lo que puede ser una ventaja bajo ciertas condiciones de uso.

Generalmente, además es preferente cuando uno de ambos electrodos de conexión soporta un contracontacto fijo y el otro un elemento bimetálico, en cuyo extremo libre se encuentra dispuesto un contracontacto móvil actuante en forma concurrente con el contracontacto fijo.

La ventaja de esta medida es que se usa un mecanismo de conmutación técnicamente muy sencillo, donde la corriente de trabajo circula por sí sola a través del elemento bimetálico, de modo que puede prescindirse de otra pieza elástica.

Además, es preferente, si la resistencia es un bloque PTC.

Aquí también es favorable en términos de ingeniería de montaje, que se utilice un bloque PTC sencillo de manipular y fácil de conectar, cuyas superficies exteriores pueden estar configuradas de la manera conocida como conexiones.

Otras ventajas resultan de la descripción y del dibujo adjunto. Se entiende, que las características mencionadas precedentemente y las características a explicar no solamente son aplicables en las combinaciones respectivas, sino también en otras combinaciones o aislada, sin abandonar el contexto del presente invento.

Un ejemplo de fabricación del invento se muestra en el dibujo y se explica en detalle en la descripción siguiente. Muestran:

la figura 1, una vista desde arriba sobre un interruptor en función de la temperatura mostrado en forma esquematizada, con electrodos de conexión esbozados mediante líneas de trazos.

la figura 2, una vista lateral del interruptor, a lo largo de la línea II - II de la figura 1; y

la figura 3, una vista en sección del interruptor, a lo largo de la línea III - III de la figura 1.

En la figura 1 se designa con 10 un interruptor en función de la temperatura, que comprende un soporte aislador 11 en el que se encuentran fijados dos electrodos de conexión 12, 13, mostrados en la figura 1 mediante líneas de trazos. El electrodo de conexión 13 tiene forma de L y el electrodo de conexión 12 forma de Z, de modo que sobre el eje longitudinal 14 del interruptor 10 señalan uno hacia el otro con sus extremos de contacto 12a, 13a.

Especialmente puede verse en la figura 2, que los electrodos de conexión 12, 13 comprenden piezas metálicas planas, dispuestas una al lado de la otra en un plano designado con 15. Debajo de los electrodos de conexión 12, 13 están soldados cables flexibles de conexión 16, 17, que sirven para la conexión exterior del interruptor 10.

Sobre los electrodos de conexión 12, 13 descansa una resistencia 18, que en el ejemplo de realización mostrado es un bloque PTC 19.

El soporte aislador 11 está dotado en sus costados de proyecciones elásticas 21, 22, que señalan hacia la izquierda en la figura 1, que se extienden transversalmente al plano 15 y se proyectan fuera del plano del dibujo de la figura 2. Las proyecciones 21, 22 aprisionan entre sí el bloque PTC 19 y lo solapan respectivamente con una pestaña 23 ó 24, por lo cual el bloque PTC 19 es aplicado sobre los electrodos de conexión 12, 13. En la figura 1, el bloque PTC 19 puede ser insertado lateralmente desde la izquierda entre los electrodos de conexión 12, 13 y las proyecciones 21, 22, de modo que se asienta en el lado exterior en el soporte aislador 11, es sujetado por el mismo y está, al mismo tiempo, conectado eléctricamente en paralelo entre ambos electrodos de conexión 12, 13.

En la representación seccionada de la figura 3 puede verse, que en el soporte aislador 11 está previsto un espacio hueco 26 en el que está dispuesto un mecanismo de conmutación 27 en función de la temperatura. A este espacio hueco se proyecta desde la izquierda el electrodo de conexión 12 con su extremo de contacto 12a, así como desde la derecha el extremo de contacto 13a del electrodo de conexión 13, estando situados, también en la zona del espacio hueco 26, ambos electrodos de conexión 12, 13 en un plano.

El electrodo de conexión 12 lleva en su extremo 12a un contracontacto fijo 28, que trabaja en forma concurrente con un contracontacto móvil 29 dispuesto en un extremo libre de un muelle bimetálico 31. En el otro extremo 32, el muelle bimetálico 31 está unido con una parte acodada 33 del electrodo de conexión 13.

En la posición mostrada en la figura 3, el muelle bimetálico 31 se encuentra en su posición de temperatura baja, en la que el contracontacto móvil 29 presiona contra el contracontacto fijo 28, de manera que se establece una conexión conductora eléctrica entre ambos electrodos de conexión 12, 13. Con sus electrodos de conexión 12, 13, el interruptor 10 es conmutado en serie con un aparato a proteger en un circuito de corriente eléctrica, siendo la corriente de trabajo del aparato conducida a través de los electrodos de conexión 12, 13 y el muelle bimetálico 31. Si ahora la temperatura del interruptor 10, y con ello la del muelle bimetálico 31, aumenta por encima de la temperatura de conmutación, el muelle bimetálico 31 despega el contracontacto móvil 29 del contracontacto fijo 28, interrumpiendo el circuito de corriente eléctrica, de modo que se desconecta el aparato protegido.

Sin embargo, una corriente remanente circula a través del bloque PTC 19 dispuesto paralelo al mecanismo de conmutación 27. La corriente remanente que circula a través del bloque PTC 19 aumenta la temperatura de los electrodos de conexión 12, 13, de modo que mediante la conducción térmica llega calor al interior del interruptor 10, manteniendo la temperatura del muelle bimetálico 31 encima de la temperatura de conmutación, de modo que el interruptor 10 no se cierra nuevamente en forma automática. Solamente después que se ha interrumpido la alimentación de corriente se enfría el bloque PTC 19, y con él también el resto del interruptor 10, hasta el punto en que el mecanismo de conmutación 27 puede cerrar nuevamente.

En este caso, el bloque PTC 19 puede estar diseñado de forma diferente en términos de sus valores de resistencia, por lo que pueden conseguirse diferentes temperaturas de conmutación. Para ello, solamente es necesario insertar diferentes bloques PTC 19 entre las proyecciones elásticas 21, 22 y los electrodos de conexión 12, 13.

Claims (5)

1. Interruptor en función de la temperatura dotado de dos electrodos de conexión (12, 13) fijados a un soporte aislador (11), un mecanismo de conmutación (27), que en función de su temperatura establece una conexión conductora de electricidad entre ambos electrodos de conexión (12, 13), así como una resistencia (18) conectada eléctricamente en paralelo a la unidad de conmutación (27) con los dos electrodos de conexión (12, 13), caracterizado porque el mecanismo de conmutación (27) está dispuesto en un espacio hueco (26) del soporte aislador (11) y la resistencia (18) es sujetada por fuera al soporte aislador (11) y soldada a los electrodos de conexión (12, 13).

2. Interruptor, según la reivindicación 1, caracterizado porque ambos electrodos de conexión (12, 13) incluyen piezas metálicas planas dispuestas una al lado de la otra en un plano (15) y cuando la resistencia (18) descansa sobre las piezas metálicas.

3. Interruptor, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el soporte aislador (11) está dotado de proyecciones (21, 22) que aprisionan entre sí la resistencia (18) y la aplican sobre los electrodos de conexión (12, 13).

4. Interruptor, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque un electrodo de conexión (12) soporta un contracontacto fijo (28) y el otro electrodo de conexión (13), un elemento bimetálico (31), en cuyo extremo libre se encuentra dispuesto un contracontacto móvil (29) actuante en forma concurrente con el contracontacto fijo (28).

5. Interruptor, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la resistencia (18) es un bloque PTC (19).