ES2331591T3 - Modulo de mando automatizado para aparato de corte electrico y aparato de corte electrico equipado con dicho modulo de mando. - Google Patents
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Abstract
Módulo de mando (10) automatizado para aparato de corte (1) eléctrico, comprendiendo este aparato de corte (1) un eje de mando rotativo, comprendiendo dicho módulo de mando (10) una caja (11) en la cual está alojado un mecanismo de accionamiento automatizado (30) en rotación de dicho eje de mando provisto de un accionador (31) en traslación, de un dispositivo de transformación (35, 40) del movimiento de traslación del accionador en un movimiento de rotación y de un dispositivo de transmisión (43, 50) del movimiento de rotación a dicho eje de mando, caracterizado porque dicho accionador comprende por lo menos un electroimán (31), porque dicho dispositivo de transformación de movimiento comprende por lo menos una deslizadera (34) acoplada a dicho electroimán (31), provista de una cremallera (35) que engrana con un piñón motor (40), estando este piñón motor (40) dispuesto para ser acoplado a dicho eje de mando por dicho dispositivo de transmisión (43, 50) cuando dicho módulo de mando (10) está ensamblado a dicho aparato de corte (1).
Description
Módulo de mando automatizado para aparato de
corte eléctrico y aparato de corte eléctrico equipado con dicho
módulo de mando.
La presente invención se refiere a un módulo de
mando automatizado para aparato de corte eléctrico, comprendiendo
este aparato de corte eléctrico un eje de mando rotativo,
comprendiendo este módulo de mando una caja en la cual está alojado
un mecanismo de accionamiento automatizado en rotación de dicho eje
de mando provisto de por lo menos un accionador en traslación, un
dispositivo de transformación del movimiento de traslación del
accionador en un movimiento de rotación y de un dispositivo de
transmisión del movimiento de rotación a dicho eje de mando. La
presente invención se refiere asimismo a un aparato de corte
eléctrico equipado con dicho módulo de mando.
Los aparatos de corte eléctrico a los que se
refiere la invención son unos interruptores con dos posiciones
0-I, unos conmutadores con dos opciones
I-II, unos conmutadores con tres posiciones
I-0-II, unos conmutadores con
recubrimiento I-I + II-II o similar.
Estos aparatos de corte eléctrico comprenden habitualmente uno o
varios módulos de corte apilados. Los módulos de corte son de tipo
conocido y comprenden unos contactos móviles accionados por un eje
de mando rotativo por medio de un mecanismo de transformación de
movimiento de leva o similar. Para realizar una función
"conmutación", en el caso por ejemplo de un cambio de fuente de
alimentación entre la red y un grupo de emergencia, se utilizan dos
módulos de corte montados en paralelo y conectados cada uno a una
fuente de alimentación, siendo el módulo de mando o bien manual, o
bien automatizado para los grandes interruptores o conmutadores
industriales. La automatización se realiza generalmente por medio de
un motorreductor eléctrico cuyo árbol motor está acoplado por una
transmisión al eje de mando de los módulos de corte.
Esta tecnología bien conocida adolece de
numerosos inconvenientes. Su coste importante no le permite equipar
unos aparatos de corte de pequeños calibres. Su volumen
relativamente importante necesita sobredimensionar el módulo de
mando y por ello el volumen del conjunto del aparato de corte está
penalizado. Además, necesita una alimentación eléctrica específica
para alimentar el motor, poniéndolo así fuera de servicio en caso de
corte de corriente y haciendo el módulo de mando no operativo. Por
último, este tipo de motorización tiene una inercia propia que
alarga los tiempos de conmutación, lo que puede ser perjudicial para
el aparato mismo. Si se desea pasar a modo manual, es necesario
arrastrar simultáneamente el motorreductor o desembragarlo, lo que
impone unos pares de maniobras más importantes o unos mecanismos
complementarios.
La publicación
DE-C-574 857 describe otra
tecnología aplicada a un interruptor en baño de aceite, destinado a
las redes de alta tensión. El mecanismo de mando de este interruptor
comprende un gato de aire comprimido cuyo vástago de pistón forma
una cremallera que engrana con un piñón acoplado al eje de mando del
interruptor por una rueda de rochete y unos trinquetes que sólo
permiten su arrastre en un sentido de rotación, estando el vástago
de pistón también sometido a un resorte de retorno. Este tipo de
accionador por gato neumático adolece del inconveniente principal
de necesitar una alimentación específica y regulada de aire
comprimido así como unos medios de conexión y de mando por
electroválvula que es preciso controlar también. Por ello, este
mecanismo de mando es muy complejo, costoso y no está adaptado para
la distribución eléctrica en baja y media tensión y de pequeño
calibre. Además, el rendimiento de este mecanismo de mando es
mediocre, su calidad de conmutación incierta y su volumen axial muy
importante.
El objetivo de la presente invención es evitar
los inconvenientes mencionados anteriormente preponiendo un módulo
de mando automatizado, que puede ser autónomo es decir sin
alimentación específica, simple, económico, compacto, que necesita
un número limitado de piezas, sin inercia, ofreciendo por tanto unos
tiempos de respuesta ultracortos, así como un rendimiento muy
bueno, garantizando una excelente fiabilidad de conmutación y
permitiendo múltiples combinaciones posibles de conmutación y una
amplia gama de aplicaciones.
Con este fin, la invención se refiere a un
módulo de mando tal como el definido en el preámbulo, caracterizado
porque dicho accionador comprende por lo menos un electroimán,
porque dicho dispositivo de transformación de movimiento comprende
por lo menos una deslizadera acoplada a dicho electroimán, provista
de una cremallera que engrana con un piñón motor, estando este
piñón motor dispuesto para ser acoplado a dicho eje de mando, por
dicho dispositivo de transmisión en por lo menos una posición de
trabajo cuando el electroimán es alimentado eléctricamente, cuando
dicho módulo de mando está ensamblado a dicho aparato de corte
eléctrico.
La utilización de un electroimán como accionador
permite alcanzar unas velocidades de conmutación inferiores a 50 ms
a fin de limitar el "negro eléctrico".
El electroimán comprende ventajosamente un
núcleo buzo acoplado a dicha deslizadera y solicitado por unos
medios de retorno en posición de reposo cuando el electroimán no es
alimentado eléctricamente, pudiendo estos medios de retorno estar
dispuestos entre la caja y la deslizadera. Así, la posición de
reposo es una posición estable mantenida sin energía.
Además, el electroimán puede ser alimentado
eléctricamente directamente por el aparato de corte al cual está
asociado, asegurando así su autonomía energética.
De manera preferida, el módulo de mando
comprende un mecanismo de accionamiento manual, alojado en dicha
caja, en alineación con dicho mecanismo de accionamiento
automatizado, estando este mecanismo de accionamiento manual
provisto de un órgano de asido maniobrable desde el exterior de
dicha caja por un operario y de un dispositivo de transmisión a
dicha espiga de arrastre.
Este módulo de mando comprende, ventajosamente,
unos medios de desembragado automático para desembragar el
mecanismo de accionamiento manual cuando el mecanismo de
accionamiento automatizado está en funcionamiento, e inversamente,
sin intervención de un operario.
Este objetivo se alcanza asimismo mediante un
aparato de corte eléctrico, caracterizado porque comprende un
módulo de mando tal como el definido más arriba.
La presente invención y sus ventajas se pondrán
más claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente
de un modo de realización, dado a título de ejemplo no limitativo,
haciendo referencia a los planos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista de conjunto de un
aparato de corte equipado con un módulo de mando según la
invención,
la figura 2 es una vista en perspectiva del
módulo de mando de la figura 1,
la figura 3 es una vista explosionada del módulo
de mando de la figura 2,
la figura 4 es una vista por encima del módulo
de mando de la figura 2, con la cubierta abierta,
la figura 5 es una vista por encima en sección
del mecanismo de accionamiento del módulo de mando de la figura
2,
la figura 6 es una vista en perspectiva del
mecanismo de accionamiento automatizado,
la figura 7 es una vista en perspectiva del
mecanismo de accionamiento manual,
las figuras 8A-E son unas vistas
en planta del mecanismo de accionamiento automatizado en diferentes
estados,
la figura 9 es una vista explosionada de una
parte del mecanismo de accionamiento manual de la figura 7,
las figuras 10A-C son unas
vistas parciales en planta del mecanismo de accionamiento manual de
la figura 9 en diferentes estados, antes de conmutación,
las figuras 11A-C son unas
vistas completas similares a las figuras 10A-C
después de conmutación, y
las figuras 12A y 12B son unas vistas en planta
del dispositivo de cierre con candado del módulo de mando según la
invención.
Haciendo referencia a las figuras, el módulo de
mando 10 automatizado según la invención está destinado a equipar
unos aparatos de corte eléctrico 1 de tipo conocido, tales como unos
interruptores con dos posiciones 0-I, unos
conmutadores con dos posiciones I-II, unos
conmutadores con tres posiciones
I-0-II, unos conmutadores con
recubrimiento I-I+II-II o similar.
Un ejemplo de aparato de corte 1 está ilustrado por la figura 1 y
comprende dos módulos de corte 2 apilados y asociados a un módulo
de mando 10. El número de módulos de corte 2 puede ser diferente y
depende de la utilización del aparato de corte 1. Los módulos de
corte 2 comprenden de forma conocida unos contactos móviles y unos
contactos fijos, siendo los contactos móviles accionados, por medio
de un sistema de leva, o cualquier otro sistema equivalente, por un
eje de mando rotativo y pasante (no representado). Este eje de
mando está dispuesto para ser acoplado en rotación con el mecanismo
de accionamiento de un módulo de mando automatizado y/o manual por
una parte, y con otro eje de mando en el caso de módulos de corte 2
apilados por otra parte. En la presente invención, los ejes de
mando de los módulos de corte 2 están ideados para ser acoplados en
rotación uno con el otro y con el módulo de mando 10 por medio de
una pieza de acoplamiento mecánico 3 del tipo Oldham® o similar,
que tiene la ventaja de ser un acoplamiento simple y no obligatorio
en términos de alineación de los ejes de mando.
El módulo de mando 10 según la invención
comprende un mecanismo de accionamiento que permite automatizar el
accionamiento del eje de mando y por tanto la conmutación del
aparato de corte 1 entre sus diferentes estados. Existen, por
consiguiente, dos variantes de realización de este módulo de mando
10: una primera variante de realización adaptada a los
interruptores o conmutadores con dos posiciones estables y una
segunda variante de realización adaptada a los conmutadores con
tres posiciones estables. En todos los casos, el módulo de mando 10
comprende una caja 11 de forma general paralelepipédica e ideada
ventajosamente de forma estándar para ser común a las diferentes
variantes de realización, haciendo referencia la descripción
siguiente a un módulo de mando 10 para conmutador con tres
posiciones estables I-0-II.
Esta caja 11 comprende dos semiconchas
ensambladas por encajado y atornillado o similar, realizadas
preferentemente por moldeo de materiales sintéticos eléctricamente
aislantes. Comprende en la cara delantera una cubierta 12
preferentemente traslúcida, montada pivotante alrededor de una
charnela 13 para acceder a una llave 14 que permite maniobrar el
módulo de mando 10, en modo manual, introduciéndola en un
alojamiento 15 de un mecanismo de accionamiento manual 60 detallado
más adelante. Esta llave 14 puede ser reemplazada por cualquier
órgano de asido equivalente tal como una empuñadura integrada o
aplicada. Presenta también en la cara delantera una ventana 16 que
permite visualizar el estado de conmutación del aparato de corte 1:
I,0 ó II, a saber la posición de los contactos, una lengüeta de
cierre con candado 17 que permite enclavar el módulo de mando 10 en
uno u otro estado de conmutación del aparato de corte 1. La
cubierta 12 está por otra parte acoplada a un microinterruptor (no
representado) mandado por una espiga 18 para impedir el
funcionamiento del módulo de mando 10, en modo automatizado, en
tanto la cubierta 12 está abierta. Cualquier otro medio de seguridad
equivalente puede convenir. Esta caja 11 comprende también una
regleta de bornes 19 para la conexión eléctrica de la alimentación y
del mando del mecanismo de accionamiento automatizado 30 detallado
a continuación.
Haciendo referencia a las figuras 3 a 7, el
módulo de mando 10 comprende un primer mecanismo de accionamiento
denominado "automatizado" 30, destinado a ser acoplado
directamente al eje de mando del aparato de corte 1 por medio de un
acoplamiento mecánico 3, seguido de un segundo mecanismo de
accionamiento denominado "manual" 60 dispuesto en alineación
con el primero.
El mecanismo de accionamiento automatizado 30
comprende un accionador en traslación acoplado a un dispositivo de
transformación del movimiento de traslación del accionador en un
movimiento de rotación que será transmitido al eje de mando del
aparato de corte 1 por un dispositivo de transmisión. En el ejemplo
representado, el accionador comprende dos electroimanes 31,
alineados y en oposición. Cada electroimán 31 comprende de forma
conocida una bobina de inducción 32 alimentada eléctricamente y un
núcleo buzo 33 móvil entre una posición salida o posición de
reposo, cuando la bobina de inducción 32 no está excitada, y una
posición entrada o posición de trabajo, cuando la bobina de
inducción 32 está excitada, estando el retorno en posición salida
asegurado por unos medios de retorno. Las bobinas de inducción 32
son ventajosamente alimentadas directamente por el aparato de corte
1 por medio de tomas de tensión específicas (no representadas), que
garantizan la autonomía energética del módulo de mando 10. El
extremo del núcleo buzo 33 de cada electroimán 31 está conectado a
una misma deslizadera 34 provista de una cremallera 35. Esta
deslizadera 34 es móvil en traslación con respecto a la caja 11
entre tres posiciones: una posición central C estable, cuando los
electroimanes 31 no son alimentados eléctricamente, y una posición
izquierda G cuando el electroimán 31 de la izquierda es excitado y
una posición derecha D cuando el electroimán 31 de la derecha es
excitado. Por lo menos la posición central C está indexada por una
espiga 36 (véase la figura 5) prevista sobre el flanco de la
deslizadera 34 que coopera con un resorte laminar en V (no
representado) previsto en la caja 11. Evidentemente, es posible
cualquier otro medio de indexado. Los medios de retorno de los
núcleos buzos 33 en posición salida están, en el ejemplo
representado, constituidos por un resorte 37 helicoidal de
compresión dispuesto entre la caja 11 y la deslizadera 34 (véase la
figura 8) y permite empujar la deslizadera 34 a su posición central
C cuando los electroimanes 31 no están ya excitados. Estos medios
de retorno pueden estar constituidos por cualquier otro órgano de
resorte equivalente, dispuesto entre la deslizadera 34 y la caja
11, entre los núcleos buzos 33 y la caja 11 o entre los núcleos
buzos 33 y la parte fija de los electroimanes 31. Cualquier otra
disposición de los electroimanes 31 y de la deslizadera 34 puede
convenir, sabiendo que la disposición tal como la ilustrada permite
limitar el volumen y las dimensiones del módulo de mando 10. El
módulo de mando 10 puede comprender un solo electroimán 31 acoplado
a la deslizadera 34 en el caso de un aparato de corte 1 con un sólo
sentido de rotación.
El dispositivo de transformación del movimiento
de traslación del accionador en un movimiento de rotación comprende
la cremallera 35 prevista sobre la deslizadera 34 y que engrana con
un piñón motor 40. En el ejemplo representado, este piñón motor 40
comprende un sector dentado 41, que se extiende en un ángulo de
aproximadamente 270º, y un cuerpo hueco 42 que se extiende sobre el
ángulo restante, en el cual están montados pivotantes dos primeros
trinquetes 43 dispuestos simétricamente con respecto a un plano
medio que pasa por el eje de rotación del piñón motor 40 y
orientados en unas direcciones opuestas. Cuando la deslizadera 34
está en su posición central C, el plano medio del piñón motor 40
pasa por C. Estos primeros trinquetes 43 son solicitados hacia una
primera rueda de rochete 51 por órganos de retorno (no
representados) y son móviles entre una posición pasiva en la cual
están separados de la primera rueda de rochete 51 y una posición
activa en la cual están apoyados contra ella bajo la acción de los
órganos de retorno. Este piñón motor 40 presenta una parte terminal
44 provista de protuberancias que forman unas primeras levas 45.
El dispositivo de transmisión del movimiento de
rotación del piñón motor 40 al eje de mando comprende una espiga de
arrastre 50 rotativa alojada en la caja 11 y destinada a ser
alineada y acoplada directamente con el eje de mando del aparato de
corte 1 por un acoplamiento mecánico 3 a la salida de esta caja 11.
Esta espiga de arrastre 50 comprende una primera parte A dispuesta
para cooperar con el mecanismo de accionamiento automatizado 30 y
una segunda parte M dispuesta para cooperar con el mecanismo de
accionamiento manual 60 (véase la figura 3).
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En su primera parte A, la espiga de arrastre 50
presenta una porción cilíndrica que forma la primera rueda de
rochete 51 destinada a cooperar con los primeros trinquetes 43 del
piñón motor 40 que tiene por función hacer girar la espiga de
arrastre 50 en uno u otro sentido de rotación en función del
electroimán 31 excitado y no arrastrarlo en rotación cuando este
electroimán 31 no está excitado y cuando la deslizadera 34 vuelve
automáticamente a su posición central C gracias al resorte 37. La
primera rueda de rochete 51 soporta dos pares de dientes 51'
dispuestos simétricamente con respecto a su plano medio, confundido
con el plano medio del piñón motor 40 cuando la deslizadera 34 está
en su posición central C y cuando el aparato de corte 1 está en el
estado 0.
En su primera parte A, la espiga de arrastre 50
comprende, entre la caja 11 y la primera rueda de rochete 51, una
porción de acoplamiento 52 provista de dos nervaduras axiales 52'
diametralmente opuestas, aptas para alojarse en el cubo 81 de un
disco de cierre con candado 80 para arrastrarlo en rotación. Es
posible cualquier otra forma de unión rotativa. Ese disco de cierre
con candado 80, que será detallado más adelante, comprende un parte
terminal 82 guiada en rotación en un mandrilado de la caja 11,
provista de una ranura 82' apropiada para recibir la nervadura
correspondiente de una pieza de acoplamiento mecánico 3 con vistas a
asegurar una unión rotativa directa con el eje de mando del aparato
de corte 1. Evidentemente, es posible cualquier otra forma de
acoplamiento.
El mecanismo de accionamiento manual 60
comprende un piñón de entrada 61 provisto del alojamiento 15
accesible en la cara delantera del módulo de mando 10 bajo la
cubierta 12 para alojar en el mismo la llave 14 que permite la
maniobra. Este piñón de entrada 61 engrana con un piñón de salida 62
coaxial con la espiga de arrastre 50 en su segunda parte M. Estos
piñones de entrada 61 y de salida 62 forman un engranaje cónico. El
piñón de salida 62 está formado por un sector dentado de
aproximadamente 150º solidario de un manguito 63 provisto
interiormente de nervaduras axiales 64 y exteriormente de dos
protuberancias que forman unas segundas levas 65. El piñón de
salida 62 transmite la rotación del piñón de entrada 61 a la espiga
de arrastre 50 por medio de un resorte de torsión 66 montado
coaxialmente sobre una porción de guiado 53 de esta espiga de
arrastre 50, en apoyo axial en un alojamiento 55'' de una parte
discal 54. Este resorte de torsión 66 forma parte de un sistema de
acción brusca que asegura una conmutación rápida del aparato de
corte 1 en modo manual. Comprende dos ramas 66a y 66b en apoyo
radial respectivamente contra una nervadura axial 64 del manguito 63
y en un alojamiento 55' de una pared radial 55 que se extiende de
la parte discal 54 a distancia de la porción de guiado 53. El
sistema de acción brusca comprende un dispositivo de retardo
dispuesto para permitir la rotación de la espiga de arrastre 50
sólo a partir de un umbral de compresión del resorte de torsión 66
predeterminado, alcanzado a partir de una carrera predeterminada de
los piñones de entrada 61 y de salida 62. Este dispositivo de
retardo comprende unos segundos trinquetes 67 montados pivotantes en
una pared intermedia 70 fija con respecto a la caja 11 y una
segunda rueda de rochete 68 ligada a la espiga de arrastre 50. Esta
segunda rueda de rochete 68 está dispuesta entre la pared
intermedia 70 y la parte discal 54 de la espiga de arrastre 50 a la
cual está ligada en rotación por unas escotaduras 68'' encajadas
sobre unos pivotes 56 previstos sobre la parte discal 54 o similar.
La misma puede estar también integrada a la espiga de arrastre 50
para formar con ella una sola pieza. Esta segunda rueda de rochete
68 presenta tres dientes 68' repartidos de forma equidistante,
aptos para cooperar con los segundos trinquetes 67 que están en
número de cuatro, repartidos por pares de trinquetes orientados en
unas direcciones opuestas, simétricamente con respecto a la espiga
de arrastre 50. Los segundos trinquetes 67 de un mismo par son
solicitados hacia la segunda rueda de rochete 68 por un resorte
laminar 69 en forma de U alojado en la pared intermedia 70 y son
móviles entre una posición pasiva en la cual están separados de la
segunda rueda de rochete 68 y una posición activa en la cual están
apoyados sobre ella bajo la acción del resorte laminar 69. Con este
fin, cada segundo trinquete 67 presenta sobre su borde libre unos
recortes que delimitan varios sectores 67a-67c: el
sector 67a forma una primera ala para seguir las segundas levas 65
del piñón de salida 62 que provocan la separación de los segundos
trinquetes 67 y liberan la rotación de la espiga de arrastre 50, el
sector 67b forma un tope para los dientes 68' de la segunda rueda de
rochete 68 y para impedir la rotación de la espiga de arrastre 50 y
el sector 67c forma una segunda ala para seguir las primeras levas
45 del piñón motor 40 que provocan la separación de los segundos
trinquetes 67 y liberan la rotación de la espiga de arrastre 50
cuando tiene lugar el funcionamiento del mecanismo de accionamiento
automatizado 30.
La combinación de las primeras levas 45 del
piñón motor 40 y de los segundos trinquetes 67 permite así
desembragar automáticamente el mecanismo de accionamiento manual 60
cuando el mecanismo de accionamiento automatizado 30 está en
funcionamiento. En este caso, la espiga de arrastre 50 puede girar
libremente sin que el resorte de torsión 66 sea solicitado, siendo
los piñones de entrada 61 y de salida 62 reversibles. Inversamente,
cuando el mecanismo de accionamiento manual 60 está en
funcionamiento, el mecanismo de accionamiento automatizado 30 es
automáticamente desembragado por medio de un labio de retención 71
previsto sobre la pared intermedia 70, que forma un tope para los
primeros trinquetes 43 separándolos de la primera rueda de rochete
51. Este labio de retención 71 se extiende en un sector angular de
aproximadamente 90º y permite que la espiga de arrastre 50 gire
libremente sin que el piñón motor 40 sea solicitado.
El módulo de mando 10 comprende unos medios de
cierre con candado para impedir la conmutación del aparato de corte
1. Estos medios de cierre con candado comprenden el disco de cierre
con candado 80 solidario en rotación de la espiga de arrastre 50,
acoplado directamente al eje de mando del aparato de corte 1, y
provisto de escotaduras de enclavamiento 83 aptas para recibir el
dedo de enclavamiento 84 de la lengüeta de cierre por candado 17 en
posición enclavada para impedir su rotación. Esta lengüeta de cierre
con candado 17 es accesible en la cara delantera de la caja 11 bajo
la cubierta 12. La misma es móvil en traslación perpendicularmente
al disco de cierre con candado 80 entre una posición enclavada,
obtenida por tracción manual sobre una empuñadura 85 para extraerla
y hacer accesible el orificio de cierre con candado 86 (véanse las
figuras 2 y 12B) en el que el operario puede colocar un candado (no
representado), y una posición desenclavada, obtenida por un resorte
de comprensión 87 que empuja la lengüeta de cierre con candado 17 en
posición entrada (véase la figura 12A) o por cualquier otro órgano
de resorte equivalente. El disco de cierre con candado 80 presenta
tres escotaduras de enclavamiento 83 orientadas radialmente al bies
y que atraviesan su pared periférica. Las mismas están posicionadas
de manera que correspondan con los tres estados de conmutación del
aparato de corte 1:I, 0, II con el fin de ofrecer la posibilidad de
cerrar con candado el módulo de mando 10 en uno de sus estados. Un
aro de seguridad 90 está previsto en el interior del disco de cierre
con candado 80 para impedir el cierre con candado en uno u otro
estado de conmutación. Con este fin, comprende una pared periférica
que forma una máscara 91 para obturar una u otra escotadura de
enclavamiento 83. Es móvil en rotación con respecto al disco de
cierre con candado 80 por medio de una herramienta (no representada)
introducida en una escotadura 92 accesible a través de una lumbrera
93 bajo la caja 11. En la figura 12A, el aro de seguridad 90 es
inoperativo mientras que, en la figura 12B, sólo permite el cierre
con candado en la escotadura de enclavamiento 83 central
correspondiente al estado 0 del aparato de corte 1. El disco de
cierre con candado 80 puede presentar en su pared periférica,
frente a la ventana 16 y en la cara delantera de la caja 11, un
marcado (no representado) que permite indicar el estado de
conmutación: I, 0, II, del aparato de corte 1 en funcionamiento en
la posición angular de este disco.
El módulo de mando 10 comprende asimismo unos
medios de pilotaje del mando de los electroimanes 31. Estos medios
de pilotaje comprenden un disco de indexado 95 montado en el extremo
libre 57 de la espiga de arrastre 50 a la cual está ligado en
rotación por una forma de encajado complementaria no cilíndrica.
Este disco de indexado 95 se extiende sobre un sector angular de
aproximadamente 180º y presenta unas referencias tales como unas
escotaduras 96 en la periferia que cooperan con uno o unos
detectores (no representados) previstos en la caja 11 que envía la
información a una tarjeta electrónica que controla la alimentación
eléctrica de los electroimanes 31. En el ejemplo ilustrado, estas
escotaduras 96 están en número de tres y corresponden a los tres
estados de conmutación del aparato de corte 1. Estos tres estados de
conmutación están también indexados mecánicamente por una lámina de
resorte en V 97 solidaria de la caja 11 apta para encajarse en unas
ranuras 98 correspondientes previstas en el núcleo 99 cubo del disco
de indexado 95. Los detectores funcionan como unos finales de
carrera, por detección óptica u otra, para cortar la alimentación
del electroimán 31 interesado en cuanto se alcanza la posición de
conmutación esperada. Evidentemente, se puede prever cualquier otro
modo de realización del indexado y de la detección de la posición
angular de la espiga de arrastre 50, por tanto del estado de
conmutación del aparato de corte 1.
El funcionamiento de este módulo de mando 10 es
detallado en prioridad con referencia a las figuras
8A-E que ilustran el mecanismo de accionamiento
automatizado 30, visto desde el extremo de la espiga de arrastre 50,
por el lado del aparato de corte 1. Las mismas muestran los dos
electroimanes 31, la deslizadera 34 y su cremallera 35, el piñón
motor 40, los primeros trinquetes 43 y la primera rueda de rochete
51. Muestran también en trazos interrumpidos la posición angular
del eje de mando del aparato de corte 1.
En la figura 8A, el mecanismo de accionamiento
automatizado 30 está en reposo y el aparato de corte 1 está en
estado 0: ningún electroimán 31 está alimentado, los núcleos buzos
33 están en posición salida, la deslizadera 34 está en su posición
central C estable, su resorte 37 está en reposo, la cremallera 35
está engranada con el piñón motor 40 inmóvil, pasando su plano
medio por C, los primeros trinquetes 43 están en posición pasiva,
levantados por el labio de retención 71, la espiga de arrastre 50
está inmóvil, pasando su plano medio por C.
En la figura 8B, el mecanismo de accionamiento
automatizado 30 está en trabajo pero el aparato de corte 1 está
siempre en estado 0: el electroimán 31 de la izquierda en las
figuras está alimentado eléctricamente, el núcleo buzo 33 empieza a
retraerse, arrastrando la deslizadera 34 hacia la izquierda
comprimiendo el resorte 37, la cremallera 35 hace girar el piñón
motor 40 en el sentido horario R en aproximadamente 15º; el primer
trinquete 43 de la derecha deja su labio de retención 71 para
engranar con un diente 51' de la primera rueda de rochete 51.
Simultáneamente, las primeras levas 45 del piñón motor 40 elevan los
segundos trinquetes 67 interesados para liberar la rotación de la
segunda rueda de rochete 68.
En la figura 8C, el mecanismo de accionamiento
automatizado 30 está siempre en trabajo y el aparato de corte 1 ha
cambiado de estado pasando del estado 0 al estado I: el electroimán
31 de la izquierda está alimentado eléctricamente, el núcleo buzo
33 está retraído, la deslizadera 34 está a la izquierda G, el
resorte 37 está comprimido, la cremallera 35 ha hecho girar el
piñón motor 40 en el sentido horario R en aproximadamente 45º
arrastrando la primera rueda de rochete 51 gracias al primer
trinquete 43 de la derecha en acoplamiento con uno de sus dientes
51', la espiga de arrastre 50 transmite directamente esta rotación
al eje de mando del aparato de corte 1 que conmuta.
En la figura 8D, el mecanismo de accionamiento
automatizado 30 está en reposo pero el aparato de corte 1 ha
permanecido en estado I. El electroimán 31 de la izquierda no está
ya alimentado, el resorte 37 se ha distendido devolviendo la
deslizadera 34 a su posición central C y los núcleos buzos 33 en
posición de reposo, la cremallera 35 ha hecho girar el piñón motor
40 en el sentido inverso R' para llevarlo a su posición de partida
(fig 8A), los primeros trinquetes 43 se han separado pasando sobre
los dientes 51' de la primera rueda trinquete 51 sin arrastrarla,
la espiga de arrastre 50 no se ha movido permaneciendo en su
posición angular correspondiente al estado I de la figura 8C.
El mecanismo de accionamiento automatizado 30
está preparado para un nuevo ciclo de funcionamiento. Permite,
alimentando eléctricamente la electroimán 31 de la derecha, hacer
girar la primera rueda de rochete 51 en el sentido inverso R' para
cambiar de estado el aparato de corte 1 y llevarlo a su estado 0, y
después activando siempre el electroimán 31 de la derecha, cambiar
de nuevo su estado para pasarlo del estado 0 al estado II, tal como
se ha ilustrado en la figura 8E.
Las fases de funcionamiento descritas más arriba
se efectúan en un lapso de tiempo muy corto, del orden de algunos
milisegundos, el tiempo de un impulso eléctrico. Este mecanismo de
accionamiento automatizado 30 permite obtener así una conmutación
eléctrica en los módulos de corte 2 muy rápida y liberarse del
sistema de acción brusca. Evidentemente, los electroimanes 31 son
mandados selectivamente por una tarjeta electrónica (no
representada) integrada en la caja 11 y condicionada por los medios
de pilotaje en función de la posición angular de la espiga de
arrastre 50. Este módulo de mando 10 permite por tanto con la ayuda
de un mando monoestable por impulso mandar un aparato de corte 1
con tres posiciones estables: I-0-II
o I-I+II-II, o más. Permite también
mandar un aparato de corte 1 con dos posiciones estables:
I-0 o I-II. El mismo resultado puede
ser obtenido con un módulo de mando 10 equipado con un solo
electroimán 31. En este caso, la primera rueda de rochete 51 esta
provista de dientes 51' repartidos regularmente en toda su periferia
para cooperar con un único primer trinquete 43, de manera que haga
girar la espiga de arrastre 50 en el mismo sentido de rotación.
El funcionamiento de este módulo de mando 10 se
detallará ahora haciendo referencia a las figuras
11A-C que ilustran el mecanismo de accionamiento
manual 60. Las mismas muestran la segunda rueda de rochete 68, los
segundos trinquetes 67, su resorte laminar 69, el manguito 63 y los
segundas levas 65 del piñón de salida 62, y en trazos
interrumpidos, la espiga de arrastre 50. Las mismas no muestran el
piñón de entrada 61, ni la llave 14 para hacerlo girar. El
funcionamiento se describe también haciendo referencia a las figuras
10A-C que ilustran el resorte de torsión 66 del
sistema de acción brusca. Estas figuras muestran por transparencia
el manguito 63 y sus nervaduras axiales interiores 64, el resorte de
torsión 66 y sus ramas 66a,66b, la espiga de arrastre 50, su parte
discal 54 y su pared radial 55.
Si el mecanismo de accionamiento automatizado 30
no está en funcionamiento, es decir que el módulo de mando 10 está
en modo manual, los primeros trinquetes 43 están en posición pasiva,
siendo mantenidos separados de la primera rueda de rochete 51 por
el labio de retención 71 de la pared intermedia 70. En este caso, la
espiga de arrastre 50 puede girar libremente sin solicitar el piñón
motor 40 ni la cremallera 35.
En las figuras 10A y 11A, el mecanismo de
accionamiento manual 60 está en reposo y el aparato de corte 1 está
en el estado 0: el piñón de salida 62 está en su posición central,
los segundos trinquetes 67 están apoyados contra el manguito 63
bajo la acción de su resorte laminar 69, estando los segundos
trinquetes 67 del lado izquierdo acoplados con dos dientes 68' de
la segunda rueda de rochete 68 bloqueando su rotación en los dos
sentidos, el resorte de torsión 66 no está solicitado, y la espiga
de arrastre 50 está inmóvil.
En la figura 10B, el mecanismo de accionamiento
manual 60 está en trabajo y el aparato de corte 1 está siempre en
estado 0: el piñón de salida 62 ha pivotado hacia la izquierda en el
sentido antihorario R' en un ángulo de aproximadamente 60º bajo la
acción manual de un operario sobre la llave 14 para girar el piñón
de entrada 61 en un ángulo correspondiente, la segunda rueda de
rochete 68 permanece inmovilizada por los segundos trinquetes 67 en
acoplamiento con sus dientes 68', el resorte de torsión 66 está
comprimido, siendo su rama 66A llevada por la nervadura axial 64
del manguito 63, permaneciendo la otra rama 66b bloqueada en el
alojamiento 55' de la pared radial 55 de la espiga de arrastre 50
que permanece inmóvil.
En la figura 11B, el mecanismo de accionamiento
manual 60 está en trabajo y el aparato de corte 1 ha cambiado de
estado y ha pasado del estado 0 al estado II: las segundas levas 65
del piñón de salida 62 han levantado los segundos trinquetes 67 que
han liberado la rueda de rochete 68 permitiendo la rotación de la
espiga de arrastre 50 en el mismo sentido R' bajo el efecto de
resorte de torsión 66. Este movimiento de rotación brusca es
transmitido directamente al eje de mando del aparato de corte 1 que
conmuta rápidamente. Los segundos trinquetes 67 del lado derecho
están ahora en acoplamiento con los dientes 68' de la segunda rueda
de rochete 68, bloqueando su rotación en los dos sentidos, para
permitir conmutar el aparato de corte del estado II al estado 0
girando el piñón de salida 62 en el sentido inverso R por medio de
la llave 14 y del piñón de entrada 61. En este caso, el resorte de
torsión 66 es de nuevo solicitado para obtener una conmutación
rápida. Estas etapas no están ilustradas.
En la figura 10C, el mecanismo de accionamiento
manual 60 está en trabajo y el aparato de corte 1 está en el estado
0: el piñón de salida 62 ha pivotado hacia la derecha en el sentido
horario R en un ángulo de aproximadamente 60º bajo la acción manual
de un operario sobre la llave 14 para girar el piñón de entrada 61
en un ángulo correspondiente, la segunda rueda de rochete 68
permanece inmovilizada por los segundos trinquetes 67 en
acoplamiento con los dientes 68', el resorte de tensión 66 está
comprimido, siendo su rama 66b llevada por la nervadura axial 64
del manguito 63, quedando la otra rama 66a bloqueada en el
alojamiento 55'' de la pared radial 55 de la espiga de arrastre 50
que permanece inmóvil.
En la figura 11C, el mecanismo de accionamiento
manual 60 está en trabajo y el aparato de corte 1 ha cambiado de
estado y ha pasado del estado 0 al estado I: las segundas levas 65
del piñón de salida 62 han levantando los segundos trinquetes 67
que han liberado la rueda de rochete 68 permitiendo la rotación de
la espiga de arrastre 50 en el mismo sentido R bajo el efecto del
resorte de torsión 66. Este movimiento de rotación brusca es
transmitido directamente al eje de mando del aparato de corte 1 que
conmuta rápidamente. Los segundos trinquetes 67 del lado derecho
están de nuevo en acoplamiento con los dientes 68' de la segunda
rueda de rochete 68, bloqueando su rotación en los dos sentidos,
para permitir conectar el aparato de corte del estado I al estado 0
girando el piñón de salida 62 en el sentido inverso R' por medio de
la llave 14 y del piñón de entrada 61. En este caso, el resorte de
torsión 66 es de nuevo solicitado para obtener una conmutación
rápida. Estas etapas no están ilustradas.
En el caso de un aparato de corte 1 con un solo
sentido de rotación, el módulo de mando 10 sólo presenta un
electroimán 31, los mecanismos de accionamiento manual 60 y
automatizado 30 están evidentemente adaptados, por ejemplo el
número y la posición angular de los dientes 68' de la segunda rueda
de rochete 68 están adaptados a los ángulos de conmutación.
La presente invención se refiere asimismo al
aparato de corte 1 como tal, equipado con un módulo de mando 10.
Se desprende claramente de esta descripción que
la invención permite alcanzar todos los objetivos previstos. En
particular, este módulo de mando está ideado de manera muy simple,
compacta, con un número de piezas restringido y unas piezas comunes
a las variantes de realización destinadas tanto a los aparatos de
corte biestables como triestables, por tanto con un coste muy
económico. Este módulo de mando se puede adaptar a cualquier tipo
de aparato de corte 1 provisto de un eje de mando, y puede equipar
unos aparatos ya existentes en post venta o unos aparatos nuevos en
fábrica. Este módulo de mando permite alcanzar unas velocidades de
conmutación muy elevadas por medio de un simple impulso eléctrico.
Permite también la utilización en modo manual sin tener que
desembragar el modo automático, lo que permite por ejemplo conectar
automáticamente y desconectar manualmente o inversamente. Este
módulo de mando permite también ser mandado a distancia y puede
estar asociado a cualquier equipo de control, de detección de
fallos y de protección.
Claims (21)
1. Módulo de mando (10) automatizado para
aparato de corte (1) eléctrico, comprendiendo este aparato de corte
(1) un eje de mando rotativo, comprendiendo dicho módulo de mando
(10) una caja (11) en la cual está alojado un mecanismo de
accionamiento automatizado (30) en rotación de dicho eje de mando
provisto de un accionador (31) en traslación, de un dispositivo de
transformación (35, 40) del movimiento de traslación del accionador
en un movimiento de rotación y de un dispositivo de transmisión (43,
50) del movimiento de rotación a dicho eje de mando,
caracterizado porque dicho accionador comprende por lo menos
un electroimán (31), porque dicho dispositivo de transformación de
movimiento comprende por lo menos una deslizadera (34) acoplada a
dicho electroimán (31), provista de una cremallera (35) que engrana
con un piñón motor (40), estando este piñón motor (40) dispuesto
para ser acoplado a dicho eje de mando por dicho dispositivo de
transmisión (43, 50) cuando dicho módulo de mando (10) está
ensamblado a dicho aparato de corte (1).
2. Módulo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el electroimán (31) comprende un núcleo
buzo (33) acoplado a dicha deslizadera (34) y solicitado por unos
medios de retorno (37) en posición de reposo cuando el electroimán
(31) no es alimentado eléctricamente.
3. Módulo según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de retorno (37) están
dispuestos entre la caja (11) y la deslizadera (34).
4. Módulo según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho mecanismo de accionamiento
automatizado (30) comprende dos electroimanes (31) alineados, en
oposición y acoplados a la misma deslizadera (34).
5. Módulo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de transmisión comprende
una espiga de arrastre (50) dispuesta para ser acoplada en rotación
con el eje de mando y comprendiendo una primera rueda de rochete
(51), y por lo menos un primer trinquete (43) asociado a un órgano
de retorno, solidario del piñón motor (40) y dispuesto para
cooperar con dicha primera rueda de rochete (51) de manera que lo
arrastre en por lo menos un sentido de rotación.
6. Módulo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el dispositivo de transmisión comprende
dos primeros trinquetes (43) orientados en direcciones opuestas y
dispuestos para cooperar con dicha primera rueda de rochete (51) de
manera que la arrastren en los dos sentidos de rotación.
7. Módulo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el accionador es alimentado
electricamente directamente por el aparato de corte (1) al cual
está asociado.
8. Módulo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el accionador es mandado por unos medios
de pilotaje en función de la posición angular de dicha espiga de
arrastre (50).
9. Módulo según la reivindicación 8,
caracterizado porque los medios de pilotaje comprenden un
disco de indexado (95) ligado a dicha espiga de arrastre (50),
provisto de referencias correspondientes a los estados de
conmutación del aparato de corte (1), y unos medios de detección de
dichas referencias.
10. Módulo según la reivindicación 5,
caracterizado porque comprende un disco de cierre con candado
(80) ligado a dicha espiga de arrastre (50) y una lengüeta de
cierre con candado (17) accesible desde el exterior de dicha caja
(11) para ser desplazada manualmente entre una posición enclavada en
la cual impide la rotación de dicho disco de cierre con candado
(80) y una posición desenclavada en la cual la permite.
11. Módulo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el disco de cierre con candado (80)
presenta unas escotaduras de enclavamiento (83) que corresponden a
los estados de conmutación de dicho aparato de corte (1) y porque
la lengüeta de cierre con candado (17) comprende un dedo de
enclavamiento (84) dispuesto para encajarse en una de las
escotaduras de enclavamiento (83) en posición enclavada.
12. Módulo según la reivindicación 11,
caracterizado porque comprende un aro de seguridad (90)
asociado al disco de cierre con candado (80) y provisto de una
máscara dispuesta para obturar una u otra escotadura de
enclavamiento (83) en función de la posición angular regulable de
dicho aro de seguridad (90) con respecto al disco de cierre con
candado (80).
13. Módulo según la reivindicación 5,
caracterizado porque comprende un mecanismo de accionamiento
manual (60), alojado en dicha caja (11), en alineación con dicho
mecanismo de accionamiento automatizado (30), estando este
mecanismo de accionamiento manual (60) provisto de un órgano de
asido (14) maniobrable desde el exterior de dicha caja (11) por un
operario y de un dispositivo de transmisión (61, 62, 66, 68) a dicha
espiga de arrastre (50).
14. Módulo según la reivindicación 13,
caracterizado porque el dispositivo de transmisión comprende
un piñón de entrada (61) mandado por dicho órgano de asido (14),
que engrana con un piñón de salida (62) acoplado a dicha espiga de
arrastre (50) por un sistema de acción brusca (66, 68) dispuesto
para conmutar rápidamente dicho aparato de corte (1).
15. Módulo según la reivindicación 13,
caracterizado porque el sistema de acción brusca comprende un
resorte de torsión (66) coaxial a dicha espiga de arrastre (50) y
alojado en un manguito (63) solidario de dicho piñón de salida
(62), estando las ramas (66a, 66b) de dicho resorte de torsión (66)
apoyadas sobre unos topes (55, 64) previstos sobre dicha espiga de
arrastre (50) y en dicho manguito (63).
16. Módulo según la reivindicación 15,
caracterizado porque el sistema de acción brusca comprende
una segunda rueda de rochete (68) ligada a dicha espiga de arrastre
(50) y por lo menos dos segundos trinquetes (67) asociados a un
órgano de retorno (69), solidarios de dicha caja (11), orientados en
direcciones opuestas y dispuestos para cooperar con dicha segunda
rueda de rochete (68).
17. Módulo según la reivindicación 16,
caracterizado porque los segundos trinquetes (67) comprenden
una primera ala (67a) apta para circular sobre una segunda leva
(65) solidaria de dicho piñón de salida (62) de manera que se
separan dichos segundos trinquetes (67) y se libera la rotación de
dicha segunda rueda de rochete (68).
18. Módulo según la reivindicación 16,
caracterizado porque comprende una pared intermedia (70)
dispuesta en la caja (11) atravesada por dicha espiga de arrastre
(50) y dispuesta para soportar dichos segundos trinquetes (67) y su
órgano resorte (69).
19. Módulo según la reivindicación 18,
caracterizado porque dicha pared intermedia (70) presenta un
labio de retención (71) dispuesto para separar dichos primeros
trinquetes (43) y liberar la rotación de dicha primera rueda de
rochete (51) de manera que se desembraga el mecanismo de
accionamiento automatizado (30).
20. Módulo según la reivindicación 16,
caracterizado porque los segundos trinquetes (67) comprenden
una segunda ala (67c) apta para circular sobre una primera leva
(45) prevista sobre el piñón motor (40) de manera que se separan
dichos segundos trinquetes (67) y se libera la rotación de dicha
segunda rueda de rochete (68) de manera que se desembraga el
mecanismo de accionamiento manual (60) cuando el mecanismo de
accionamiento automatizado (30) está en funcionamiento.
21. Aparato de corte (1) eléctrico que comprende
un eje de mando rotativo, caracterizado porque comprende un
módulo de mando (10) según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
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