ES2976160T3 - Dispositivo fusible eléctrico, método de fabricación de un dispositivo fusible y método de funcionamiento de un dispositivo fusible eléctrico - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de protección que comprende una carcasa, al menos dos pestañas de conexión, una pieza de conexión entre las pestañas de conexión y un accionamiento. El accionamiento mueve la pieza de conexión desde una posición cerrada, en la que la pieza de conexión une las pestañas de conexión, a una posición abierta, en la que la pieza de conexión está desconectada de al menos una de las dos pestañas de conexión. Una conexión especialmente altamente conductora entre las pestañas de conexión y la pieza de conexión y, sin embargo, fácil de desconectar mediante el accionamiento, se consigue porque la pieza de conexión está encajada a presión entre las pestañas de conexión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo fusible eléctrico, método de fabricación de un dispositivo fusible y método de funcionamiento de un dispositivo fusible eléctrico

El tema se refiere a un dispositivo fusible eléctrico, un método para fabricar un dispositivo fusible y un método para operar un dispositivo fusible eléctrico.

En el curso de la progresiva electrificación, en los vehículos de motor (KFZ) deben transferirse potencias cada vez más elevadas entre las fuentes de energía (generadores y dispositivos de almacenamiento) y los consumidores, en particular entre la batería y el accionamiento. Esto suele hacerse mediante cables eléctricos y se utilizan preferentemente tensiones eléctricas elevadas para mantener bajas las pérdidas óhmicas de la transferencia de energía. Las tensiones utilizadas suelen ser muy superiores a las habituales de 12V o 24V utilizadas hasta ahora en la red de suministro de los vehículos eléctricos y a veces alcanzan varios cientos de voltios. Los riesgos de estas tensiones mortales deben mantenerse bajos para los ocupantes del vehículo, los peatones y los socorristas mediante una tecnología de seguridad adecuada.

En particular, debe ser posible desconectar rápida y permanentemente la conexión entre las fuentes de tensión y la red de distribución interna del vehículo. Para ello, se han utilizado en el pasado dispositivos fusibles, a menudo con un accionador accionado por gas o pirotecnia y un conductor con un punto de ruptura cónico o dos conductores conectados por un elemento de conexión. Un accionador de este tipo puede iniciar rápidamente, en escalas de tiempo de unos pocos milisegundos, el movimiento y, junto con los elementos conductores preparados para ello, provocar la separación eléctrica. En el primero de dichos elementos conductores, el accionador rompe el conductor en su punto de rotura predeterminado, y en el segundo, el contacto entre el elemento de conexión y al menos un conductor es separado por el accionador.

Si se utiliza un solo conductor, existe el problema de que la conicidad introducida a menudo para el punto de rotura predeterminado reduce la sección transversal y, por tanto, aumenta la resistencia eléctrica. Además, se requieren fuerzas elevadas para romper y doblar los materiales del conductor para asegurar la separación. Además, las fuerzas elásticas de restablecimiento del conductor pueden hacerlo retroceder hacia su posición original y provocar un restablecimiento no deseado de la conexión eléctrica.

Cuando se utilizaba un elemento de conexión entre conductores, el contacto entre el conector y los conductores solía estar asegurado únicamente por la fuerza de restauración elástica del elemento de conexión. Como resultado, la resistencia de contacto entre las diferentes partes solía ser alta, ya que no se podía conseguir un contacto eléctrico de gran superficie. Como dificultad adicional, a menudo no se podía garantizar con absoluta seguridad la separación permanente de los conductores, ya que ningún dispositivo impedía un nuevo contacto entre el elemento de conexión y los conductores.

La publicación EP 0690466 A1 se refiere a un elemento fusible de gran amperaje pirotécnico.

La publicación GB 2577346 A describe una disposición para interrumpir una trayectoria de corriente.

La publicación WO 97/41582 A1 se refiere a un elemento de conmutación pirotécnico para circuitos eléctricos.

Sobre la base de este estado de la técnica, el objeto de estudio se basaba en proporcionar un dispositivo fusible eléctrico de baja resistencia óhmica, que pueda separarse de forma rápida y permanente.

Este objeto se resuelve, según el asunto, mediante un dispositivo según la reivindicación 1 y los métodos según las reivindicaciones 20 y 22.

Se ha reconocido que un ajuste de interferencia de dos componentes metálicos puede reducir significativamente la resistencia de contacto eléctrico entre los componentes metálicos en comparación con un ajuste de holgura. Al mismo tiempo, las piezas metálicas pueden seguir soltándose entre sí aplicando una fuerza moderada.

En particular, en los vehículos de motor, hoy en día se necesitan dispositivos de fusibles compactos que puedan desconectar de forma fiable y permanente las fuentes de alta tensión eléctrica del resto del sistema eléctrico del vehículo rápidamente, es decir, en el rango de los milisegundos. Es importante para la eficiencia de la transmisión de energía que dicho dispositivo fusible tenga una baja resistencia eléctrica para que las pérdidas óhmicas sean bajas.

Todas las descripciones de formas que se hacen a continuación mediante términos comúnmente utilizados en geometría, como esférico, cilíndrico, cónico, etc., no deben entenderse en un sentido matemático estricto, sino como aproximaciones a estas formas teóricas.

De acuerdo con la materia, se propone que un dispositivo fusible eléctrico comprenda una carcasa. La carcasa puede estar cerrada o parcialmente cerrada. Puede comprender paredes rectas y ser de construcción rectangular, con paredes paralelas opuestas entre sí, respectivamente, y secciones transversales sustancialmente rectangulares de la carcasa, o puede comprender paredes parcialmente curvadas o paredes conformadas de otro modo para desviarse de una superficie recta. También es posible que la carcasa tenga al menos una sección transversal circular, en particular una forma cilíndrica con una sección transversal sustancialmente circular o elíptica, o que tenga una forma sustancialmente esférica.

La carcasa está formada preferentemente, al menos parcialmente, por un material no conductor de la electricidad, por ejemplo, plástico, cerámica o materiales similares. Mediante la carcasa, los elementos del dispositivo fusible que guían las tensiones están protegidos y no hay riesgo de contacto accidental con otro componente conductor, lo que podría suponer un riesgo, por ejemplo, para los ocupantes del vehículo. Además, todos los procesos relacionados con los fusibles están protegidos de las influencias mecánicas, eléctricas o de otro tipo, así como de la humedad, de modo que la funcionalidad está garantizada durante un largo periodo de tiempo. Es posible mantener la carcasa hermética, en particular para sellar todas las entradas y cualquier costura de unión, y/o llenarla con un gas para aumentar aún más la durabilidad de los componentes encerrados.

Al menos dos lengüetas de conexión se introducen en la carcasa. Además, pueden introducirse en la carcasa varios pares de lengüetas de conexión. En las paredes de la carcasa hay huecos a través de los cuales se pueden insertar los salientes de conexión. Las lengüetas de conexión pueden introducirse en la carcasa desde lados opuestos, o desde el mismo lado, o desde lados sustancialmente perpendiculares entre sí, o desde cualquier otro lado. Cada uno de los huecos de la carcasa previstos para los salientes de conexión puede ser mayor en al menos una dirección de expansión del hueco que la expansión de la sección transversal del respectivo saliente de conexión en la respectiva dirección de expansión, o puede estar sustancialmente enrasado con las superficies laterales del respectivo saliente de conexión.

También es posible que una junta se extienda a lo largo del borde de la abertura y abarque el saliente de conexión en el estado insertado. En este caso, la junta puede estar formada por plástico, silicona, caucho u otro material que sea preferiblemente no conductor. La inserción de los salientes de conexión en la carcasa, en particular el encaje preciso de los salientes de conexión desde los lados del hueco en la pared de la carcasa, garantiza que los salientes de conexión tengan una parte exterior en la carcasa y una parte interior en la carcasa.

La parte interior está protegida por la carcasa de influencias como la humedad, los gases corrosivos, las altas temperaturas y otras influencias, por lo que la parte interior de la lengüeta de conexión puede optimizarse únicamente para el funcionamiento dentro de la carcasa sin, por ejemplo, tener que minimizar el área de las regiones no aisladas o tener que aplicar un revestimiento protector.

Por ejemplo, la parte exterior puede estar aislada y/o revestida de otra manera y/o provista de terminales para el contacto con otros elementos del circuito.

Las lengüetas de conexión se mantienen preferentemente en una posición fija definida por la carcasa, incluso cuando se aplica fuerza a las lengüetas de conexión. Para ello, puede ser ventajoso proporcionar medios de fijación, en particular para proporcionar un alivio de la tensión en las orejas de conexión en el área de la alimentación a través de la carcasa, por ejemplo, para afinar las orejas de conexión, para hacer rebajes en la oreja de conexión, para formar proyecciones en las orejas de conexión o para proporcionar elementos similares para la fijación. La carcasa puede incluir elementos adecuados para encajar con estos medios de fijación en la lengüeta de conexión. Por ejemplo, la propia abertura puede encajar en los huecos de la lengüeta de conexión, y la sección transversal de la abertura puede tener salientes para este fin. Alrededor de la abertura pueden disponerse uno o varios salientes y elementos de agarre. Se pueden prever rebajes en los que puedan encajar los elementos dispuestos en las orejas de conexión. También puede haber otros medios de fijación en la carcasa. La fijación de las lengüetas de conexión a la carcasa garantiza que las influencias mecánicas sobre las lengüetas de conexión, por ejemplo, durante el montaje, no causen daños al dispositivo fusible y que las lengüetas de conexión se mantengan en una posición constante cuando se aplique una fuerza para accionar el dispositivo fusible.

Las lengüetas de conexión están hechas de un material conductor, preferentemente un material metálico, en particular cobre o una aleación de cobre o aluminio o una aleación de aluminio. Los conductores pueden estar recubiertos, al menos parcialmente, con un segundo material, en particular un material metálico. Las lengüetas de conexión pueden ser conductores planos con una sección transversal sustancialmente rectangular, o conductores redondos con una sección transversal sustancialmente redonda. Las lengüetas de conexión pueden tener una sección transversal sustancialmente constante o pueden tener conicidades y ensanchamientos. En particular, es posible que las lengüetas de conexión se ensanchen en sus extremos dentro de la carcasa y tengan regiones planas.

Las lengüetas de conexión comprenden superficies laterales que definen el límite entre el material conductor y el entorno del conductor. Las superficies laterales pueden ser planas, cóncavas, convexas, cilíndricas, tubulares, esféricas y/o con cualquier otra forma. Las lengüetas de conexión pueden estar formados por un material sólido o por un conductor trenzado. Las lengüetas de conexión pueden tener al menos parcialmente una capa aislante en la parte exterior y parcialmente en la parte interior, y pueden estar al menos parcialmente desprovistos de aislamiento en la parte interior. Las lengüetas de conexión permiten la conducción de la corriente dentro y fuera de la carcasa del dispositivo fusible.

Dos lengüetas de conexión insertadas en la carcasa están separadas respectivamente por un espacio. El espacio se extiende desde una o más superficies laterales de una primera lengüeta de conexión hasta una o más superficies laterales de un segundo lengüeta de conexión. Para cada lengüeta de conexión, se puede definir una superficie de separación que es una superficie lateral conductora adyacente a la separación. La dirección de extensión de la separación se extiende entre las superficies de separación de dos lengüetas de conexión. La superficie de separación de cada lengüeta de conexión puede tener una forma al menos parcialmente plana, al menos parcialmente cóncava o convexa, y/o estar dividida en varios subplanos seccionalmente planos y/o cóncavos y/o convexos, en particular los subplanos pueden tener una forma semitubular, cilíndrica o esférica. Entre los subplanos se extiende un volumen del hueco, que puede definirse mediante secciones transversales. La sección transversal del hueco puede ser constante a lo largo de al menos una dirección espacial. También es posible que la sección transversal cambie a lo largo de al menos una dirección espacial, en particular que la sección transversal se estreche a lo largo de una dirección, en particular que disminuya monótonamente a lo largo de una dirección espacial. Preferentemente, la distancia de cada punto de la línea circunferencial de la sección transversal al centro geométrico de gravedad de la superficie disminuye esencialmente a lo largo de al menos una dirección espacial en este caso. La sección transversal también puede ser constante en secciones a lo largo de al menos una dirección espacial y disminuir en área en secciones.

La separación se produce entre las dos caras extremas, respectivamente, del extremo de uno de los dos salientes de conexión, o entre las caras longitudinales (a lo largo de las superficies que se extienden longitudinalmente del saliente de conexión) de un saliente de conexión, respectivamente, o entre una cara longitudinal de un primer saliente de conexión y una cara extrema de un segundo saliente de conexión.

La separación garantiza el aislamiento eléctrico de las dos lengüetas de conexión. Mientras el hueco contenga sólo el gas que llena la carcasa, no puede fluir la corriente entre las dos lengüetas de conexión. La anchura del hueco, el gas contenido en la carcasa y otros factores como la temperatura determinan la tensión de ruptura por encima de la cual se crea un arco y, por tanto, una conexión eléctrica. Una mayor anchura de la hendidura da lugar a una mayor rigidez dieléctrica del dispositivo fusible. En el caso de una sección transversal constante a lo largo de una dirección espacial, los salientes de conexión pueden actuar como guía para un elemento situado en el hueco en esta dirección espacial, un hueco cónico facilita el movimiento de un elemento en el hueco en una dirección preferida y permite que el elemento de conexión se separe después de una corta distancia.

Además, el dispositivo fusible comprende un elemento de conexión. El elemento de conexión está hecho, al menos parcialmente, de un material conductor de la electricidad, preferentemente un material metálico, en particular cobre o una aleación de cobre o aluminio o una aleación de aluminio. El elemento de conexión puede tener una sección transversal al menos parcialmente rectangular y/o una sección transversal redonda o elíptica o una sección transversal con otra forma.

Preferentemente, el elemento de conexión comprende dos superficies laterales al menos parcial y/o seccionalmente planas, en particular dos superficies laterales planas dispuestas en lados opuestos del elemento de conexión y/o paralelas entre sí. Asimismo, una, dos o más superficies laterales pueden estar curvadas de forma cóncava o convexa. Preferiblemente, el elemento de conexión tiene una sección transversal constante a lo largo de al menos un eje. En una realización alternativa, el elemento de conexión tiene un área de sección transversal que disminuye monótonamente a lo largo de al menos una dirección espacial. En particular, la distancia entre cualquier punto del contorno de la sección transversal y el centro de gravedad geométrico de la sección transversal puede disminuir monótonamente a lo largo de una dirección espacial. El área de la sección transversal también puede ser constante en tramos y disminuir en tramos.

En el estado instalado, la llamada posición cerrada, el elemento de conexión está dispuesto en el hueco entre las dos orejas de conexión y está en contacto mecánico con las orejas de conexión en sus superficies de contacto. De este modo, el elemento de conexión encaja preferentemente en el hueco sin apenas holgura. Antes de encajar en el hueco, puede ser mayor que éste. Preferiblemente, las superficies de contacto están dispuestas, al menos parcialmente, en la zona de las superficies de separación de los salientes de conexión. El elemento de conexión establece el contacto eléctrico entre las dos lengüetas de conexión. Para ello, es ventajoso que las superficies de contacto sean lo más grandes posible para reducir la resistencia de contacto. En comparación con un conductor único y continuo en lugar de dos lengüetas de conexión y un elemento de conexión, la solución según el objeto de estudio tiene la ventaja de que el elemento de conexión puede liberarse del hueco con menos fuerza en comparación con la fuerza necesaria para atravesar una lengüeta de conexión.

En la carcasa del dispositivo fusible hay un accionador. Este puede ser un motor eléctrico o de otro tipo, neumático, hidráulico, piezoeléctrico, de gas o pirotécnico, por ejemplo, una pastilla de encendido.

El accionador puede estar situado en un hueco de la carcasa y/o fijado a la pared interior de la carcasa, por ejemplo, pegado, atornillado, remachado, encajado o fijado de otro modo.

El accionador está adaptado para ejercer una fuerza sobre al menos el elemento de conexión cuando se activa, y para desenganchar el elemento de conexión de la posición cerrada en la que conecta eléctricamente las orejas de conexión, y para moverlo a una posición abierta en la que las orejas de conexión ya no están conectadas eléctricamente entre sí.

El elemento de conexión puede estar desconectado eléctricamente de una o ambas lengüetas de conexión en la posición abierta. Las lengüetas de conexión permanecen sustancialmente en su posición y no se mueven por la operación del accionador. También es posible que las lengüetas de conexión se muevan y/o se doblen y/o se rompan por el accionador.

Se puede prever un espacio libre en la carcasa para que el elemento de conexión sea movido por el accionador. Mediante el dimensionamiento de la holgura, se puede limitar la libertad de movimiento del elemento de unión en la holgura, es decir, en la llamada posición abierta. En particular, la altura en la dirección de movimiento del accionador puede ser sólo ligeramente mayor que la altura del elemento de unión y/o la anchura del espacio libre puede ser sólo ligeramente mayor que la anchura del elemento de unión.

El accionador permite la separación controlada de la conexión entre el elemento de conexión y las orejas de conexión, desenganchando el elemento de conexión del espacio libre entre las dos orejas de conexión. Permite que el dispositivo fusible sea activado por una señal de control y que realice su acción de separación de forma segura, dentro de la carcasa.

En particular, se puede utilizar como accionador un elemento pirotécnico, por ejemplo, una pastilla de encendido. Este tipo de accionador puede desarrollar un efecto de fuerza elevado, especialmente a corto plazo, y es barato. Permite accionar el dispositivo fusible una sola vez y, por tanto, es muy adecuado para una desconexión única e irreversible.

Si el elemento de conexión se introdujera sin apretar entre las lengüetas de conexión en un ajuste de holgura, se produciría un contacto eléctrico. Sin embargo, las resistencias de transferencia entre las lengüetas de conexión y el elemento de conexión serían grandes y la conexión sería susceptible a las influencias mecánicas. Según la invención, el elemento de conexión se presiona en un ajuste de interferencia entre las dos orejas de conexión. Para ello, el elemento de unión tiene un tamaño igual o mayor que el espacio comprendido por los dos salientes de conexión en la dirección en la que se extiende el espacio antes del prensado. Para el prensado se pueden utilizar prensas hidráulicas, neumáticas, hidrostáticas, motorizadas o de otro tipo con altas presiones de prensado. De este modo se garantiza que las superficies conductoras del elemento de conexión y de la respectiva oreja de conexión entren en contacto en una amplia zona. La ventaja de este tipo de ajuste de interferencia sobre un ajuste de holgura, en el que el elemento de conexión sólo se inserta entre los salientes de conexión, es que, por un lado, se consigue una baja resistencia de contacto, pero, por otro lado, la conexión mecánica puede volver a liberarse sin destruirse, a diferencia de lo que ocurre, por ejemplo, en el caso de la soldadura.

Otra ventaja del ajuste de interferencia es que después de que el elemento de conexión se desplaza fuera de la separación, se deforma elásticamente y se expande de nuevo, especialmente en la dirección espacial en la que se extiende la separación. Como resultado de la eliminación de la presión de contacto de las superficies de contacto en el elemento de conexión, éste puede deformarse elásticamente, en particular expandirse. Esta expansión significa que el elemento de unión ya no puede volver a deslizarse en el hueco cuando se retira la fuerza motriz y el elemento de unión vuelve a saltar. De este modo, se evita que se produzca un nuevo contacto tras la activación del dispositivo fusible.

La conexión de baja resistencia, no destructiva, entre el elemento de conexión y la oreja de conexión, permite al accionador liberar el elemento de conexión del hueco entre las dos orejas de conexión. Dado que se requieren fuerzas menores que, por ejemplo, cuando se rompe un conductor, el accionador puede tener un tamaño relativamente pequeño y el dispositivo fusible sigue siendo ligero y barato. El elemento de conexión se desliza en una cavidad de la carcasa y permanece allí. La carcasa protege el entorno de la fuerza mecánica del accionador, así como de cualquier fragmento suelto, oropel y/o productos de desecho resultantes del funcionamiento del accionador y de la desconexión del elemento de conexión de las lengüetas de conexión. La carcasa garantiza además que el accionador pueda transmitir su fuerza mecánica al elemento de conexión y que las orejas de conexión permanezcan mientras tanto sustancialmente inmóviles con respecto al accionador, en particular esto puede garantizarse mediante los medios de fijación que conectan las orejas de conexión a la pared de la carcasa.

Las dos caras extremas de las dos lengüetas de conexión pueden ser planas y estar alineadas paralelamente entre sí, también las caras extremas pueden ser cóncavas o convexamente curvadas, y/o dentadas, preferentemente de tal manera que el área de la sección transversal del hueco encerrado por las caras es sustancialmente constante a lo largo de una dirección espacial y/o se estrecha monótonamente al menos en secciones a lo largo de una dirección espacial. Además, el elemento de conexión puede ser sustancialmente semiesférico y/o cilíndrico y/o cónico al menos en secciones. Al tener una sección transversal sustancialmente constante, las lengüetas de conexión pueden actuar como una guía para el elemento de conexión. Éste puede ser movido por el accionador y deslizarse a lo largo de las superficies de separación de las lengüetas de conexión hasta que haya salido completamente de la separación. En particular, una forma cóncava de las superficies de separación de los salientes de conexión y una forma convexa de las superficies del elemento de conexión pueden ayudar a mover el elemento de conexión a lo largo de una trayectoria recta fija. Una forma cónica del hueco y del elemento de conexión puede acelerar la separación, ya que una menor distancia de desplazamiento del elemento de conexión es suficiente para la separación de las lengüetas de conexión en comparación con una sección transversal constante en la que toda la altura del elemento de conexión debe ser superada en la dirección del movimiento. Además, una forma cónica proporciona una dirección de desplazamiento preferente y elimina la necesidad de superar la resistencia a la fricción en distancias de desplazamiento mayores. Una forma semiesférica y/o redonda del elemento de conexión puede asegurar la separación incluso cuando el elemento de conexión está torcido.

Según la invención, al menos una lengüeta de conexión comprende una cara final. Asimismo, una pluralidad de lengüetas de conexión puede comprender caras extremas. Las caras finales de dos lengüetas de conexión pueden estar enfrentadas en la carcasa. En una realización, el elemento de conexión puede disponerse entre dos caras extremas enfrentadas, preferentemente de forma precisa. Según una realización, al menos una lengüeta de conexión comprende una superficie longitudinal que se extiende lateralmente a lo largo de la dirección longitudinal de la lengüeta de conexión. Asimismo, una pluralidad de lengüetas de conexión puede tener superficies longitudinales. Las superficies longitudinales pueden ser superficies de separación, de manera que la separación se extiende entre las superficies longitudinales. La lengüeta de conexión puede ser un ajuste de interferencia entre las superficies longitudinales. En particular, la superficie de contacto puede ser una superficie longitudinal ancha. Al contactar el elemento de conexión con las superficies longitudinales, el área de contacto puede ser grande y la resistencia eléctrica de contacto puede ser así menor. En particular, el área de contacto puede ser mayor que el área de la sección transversal del conductor.

Según una realización, la superficie del área de contacto se desvía de una estructura de superficie lisa y tiene una superficie biselada, curva o en forma de escalera, o una combinación seccional de estas diferentes texturas. En comparación con una superficie de contacto plana del conductor, el área de contacto se incrementa así.

Según una realización, el elemento de conexión y/o las lengüetas de conexión pueden estar recubiertos, al menos parcialmente. En particular, los elementos pueden estar revestidos en la zona de la superficie de contacto entre el elemento de conexión y la lengüeta de conexión. El revestimiento está formado preferentemente por un material conductor, preferentemente un material metálico, que es preferentemente diferente del otro material del elemento de conexión y/o de la lengüeta de conexión. Un posible material de revestimiento es el estaño y/o el níquel, pero también puede utilizarse aluminio, cobre u otros materiales. El recubrimiento da lugar a un cambio en las propiedades de la superficie, que puede favorecer la conexión entre la lengüeta de conexión y el elemento de conexión.

En particular, es ventajoso si el material del recubrimiento tiene una dureza de material inferior, por ejemplo, una dureza Rockwell inferior, que el componente principal de las orejas de conexión y el elemento de conexión. Esto permite que las superficies del elemento de conexión y/o de la lengüeta de conexión se deformen plásticamente durante el prensado, se compensen las irregularidades y se consiga el enclavamiento de las superficies. En general, esto favorece un contacto de gran superficie. Debido al hecho de que el material restante de las lengüetas de conexión y del elemento de conexión tiene una mayor dureza y, por lo tanto, una menor deformabilidad, las presiones de prensado pueden transmitirse sin mayor deformación plástica y sólo se produce una deformación plástica local en el área de las superficies de contacto, lo que es ventajoso para minimizar la resistencia eléctrica.

Según una realización de la solución según la materia, el elemento de conexión y/o al menos uno de los salientes de conexión está formado de un material metálico, en particular de cobre o de una aleación de cobre o de aluminio o de una aleación de aluminio. Un material metálico puede soportar las presiones de la compresión a la vez que proporciona una alta conductividad.

Según una realización, al menos uno de los salientes de conexión está formado por una parte plana eléctricamente conductora, en particular una lámina o tira. Cuando en lo sucesivo se haga referencia a la chapa metálica, ésta incluirá siempre uno o más elementos planos eléctricamente conductores. La oreja de conexión puede comprender una sola pieza plana, opcionalmente formada, o varias piezas planas. En particular, puede ser ventajoso que la superficie de contacto y/o la superficie de separación de la lengüeta de conexión sea una superficie longitudinal de la parte plana, en particular una superficie longitudinal ancha. Para ello, la parte plana de la lengüeta de conexión puede doblarse después de la inserción en la carcasa si las lengüetas de conexión se insertan en la carcasa desde lados opuestos. También es ventajoso que los salientes de conexión estén en contacto con la pared de la carcasa para que se apoyen en ella en caso de que actúen fuerzas sobre ellos. Al estar en contacto con las superficies longitudinales de gran superficie, la resistencia de contacto puede mantenerse baja.

Según una realización, el elemento de conexión está formado, al menos parcialmente, por una parte plana. Se puede utilizar una sola parte plana, opcionalmente formada en una forma más compleja, o se pueden utilizar múltiples partes planas conectadas. Por ejemplo, en la región de al menos una superficie de contacto, el elemento de conexión puede tener una región de gran superficie para el contacto con la respectiva oreja de conexión. Las áreas de las superficies de contacto pueden estar conectadas eléctrica y/o mecánicamente a través de otra parte plana. Por ejemplo, el elemento de conexión puede comprender tres partes planas ensambladas para formar un elemento en H. También es posible combinar partes planas con uno o más elementos de material sólido. Preferentemente, los elementos del elemento de conexión pueden estar hechos de un material metálico, en particular cobre o una aleación de cobre o aluminio y una aleación de aluminio. Al utilizar piezas planas, se puede reducir la cantidad de material conductor utilizado y, por tanto, el peso y el coste. Al mismo tiempo, el área de contacto puede mantenerse grande y, por tanto, la resistencia de contacto eléctrico entre la lengüeta de conexión y el elemento de conexión puede mantenerse pequeña.

Según una realización, el elemento de conexión puede comprender una parte plana o una pieza de contacto parcialmente formada como una parte plana como primer elemento y un segundo elemento de soporte. El elemento de soporte puede estar hecho preferentemente de un material no conductor, como plástico, caucho, resina sintética u otros materiales. El elemento de soporte también puede comprender un material conductor. El elemento de soporte puede estar en contacto mecánico con al menos uno de los salientes de conexión. Sin embargo, también es posible que el elemento de soporte no esté en contacto con las lengüetas de conexión. La pieza de contacto puede envolver el elemento de soporte en al menos tres lados.

En la posición cerrada, la pieza de contacto está en contacto mecánico y eléctrico con las dos lengüetas de conexión. Conecta eléctricamente las dos lengüetas de conexión. El elemento de soporte asegura la conexión mecánica entre el elemento de conexión y las lengüetas de conexión en la zona de las superficies de contacto y absorbe, al menos parcialmente, la fuerza de la presión. Por ejemplo, la pieza de contacto puede comprender dos partes planas en la zona de las superficies de contacto de las lengüetas de conexión y un conductor que conecta las dos partes planas. El elemento de soporte puede estar situado entre las dos partes planas de la pieza de contacto. Asimismo, la pieza de contacto puede estar formada por una sola parte plana, por ejemplo, en forma de U o de olla alrededor del elemento de soporte. También es posible que el elemento de soporte llene múltiples espacios, posiblemente no conectados, dentro de una pieza de contacto formada a partir de múltiples partes planas, por ejemplo, espacios de una lámina compuesta en forma de H de la pieza de contacto.

Tanto la pieza de contacto como el elemento de soporte se unen como un elemento de conexión conectado entre las lengüetas de conexión. El uso de un elemento de soporte en el elemento de conexión permite que las presiones que actúan sobre el elemento de conexión durante el prensado sean absorbidas, al menos parcialmente, por el elemento de soporte. De este modo, se puede utilizar menos metal que en el caso de un elemento de conexión de material macizo, que, gracias al elemento de soporte, ya no cumple ninguna función de soporte mecánico, y la fabricación del dispositivo fusible resulta menos costosa.

Debido al ajuste de interferencia, el elemento de conexión es más largo en la dirección del hueco entre las lengüetas de conexión antes del prensado que después del mismo. Debido a la elasticidad de los materiales del elemento de conexión, ya sea el material sólido, la parte plana, el material del elemento de soporte y/o cualquier otro componente del elemento de conexión, el elemento de conexión aumenta de tamaño después de ser liberado por el accionador. Por lo tanto, en la posición abierta, el elemento de conexión no encaja en el espacio entre las lengüetas de conexión.

Se ha reconocido que esta expansión elástica del material puede utilizarse para lograr una separación irreversible y permanente de las orejas de conexión y el elemento de conexión.

Para explotar esta posibilidad, según una realización, se propone que se dispongan aislantes en al menos una lengüeta de conexión en el lado que da la espalda al accionador, hacia el que se desplaza la pieza de conexión cuando es liberada del hueco por el accionador. Estos aislantes pueden formar parte del revestimiento aislante de la lengüeta de conexión y/o pueden ser partes de la carcasa como salientes. El aislante respectivo puede estar al menos parcialmente enrasado con la superficie del hueco de la pieza de conexión respectiva y/o sobresalir al menos parcialmente de la superficie del hueco hacia el centro del mismo. El aislante o los aislantes, junto con la expansión del elemento de conexión después de la liberación de la posición cerrada y el movimiento a la posición abierta, aseguran que el elemento de conexión no pueda volver a entrar en contacto con ninguna de las dos lengüetas de conexión.

Preferiblemente, el aislante está hecho de un material elástico no conductor, como silicona, caucho, plástico o uno o más materiales. El aislador puede tener una sección transversal rectangular, circular o de otro tipo y/o estar biselado hacia el hueco para reducir la resistencia mecánica al paso del elemento de conexión. También es posible que los aislantes sean elementos de encaje que puedan ser desviados por un mecanismo de plegado a través del elemento de conexión y vuelvan a su posición original después de pasar el elemento de conexión para evitar que el elemento de conexión se deslice hacia atrás.

Según una realización, se proporcionan guías a lo largo de las cuales el elemento de conexión puede moverse. Las guías pueden penetrar en el elemento de conexión y/o estar previstas en la carcasa y/o en las lengüetas de conexión. Las guías pueden consistir en rieles, tubos, cuerdas o dispositivos similares que se extienden en la dirección de accionamiento y están preferiblemente hechos de un material no conductor. Los elementos de guía, en particular los rieles, pueden estar dispuestos en la pared interior de la carcasa. La guía restringe la libertad de movimiento del elemento de conexión, que de este modo puede moverse sustancialmente a lo largo de una línea recta. De este modo se puede evitar que el elemento de conexión se acerque a las lengüetas de conexión, en particular en la posición abierta.

Según una realización, se pueden insertar en la carcasa varios pares de lengüetas de conexión, que pueden conectarse por pares, respectivamente, mediante un elemento de conexión respectivo a un conductor de fusible respectivo. Puede proporcionarse un accionador para todos los conductores de los fusibles que desconecte todos los conductores de los fusibles sustancialmente de forma simultánea. También es posible que cada conductor fusible tenga su propio accionador y que los elementos de conexión de cada conductor fusible se disparen independientemente. También es posible que un subconjunto de los conductores fusibles sea actuado conjuntamente por un accionador y otro subconjunto sea actuado por separado por un accionador respectivo.

En el caso de los accionadores separados, puede ser ventajoso proporcionar paredes adicionales de la carcasa que dividan la carcasa del dispositivo fusible en cámaras. Cada cámara puede contener un accionador, uno o más conductores fusibles y otros elementos, incluidos los aisladores. Al integrar múltiples conductores fusibles en un dispositivo fusible, se puede fusionar una conexión multifásica, por ejemplo, trifásica, con un solo elemento y desconectar todas las fases por separado o simultáneamente. Asimismo, se pueden desconectar simultáneamente varios dispositivos de almacenamiento de energía y/o generadores que alimentan conjuntamente la red de distribución. La separación en cámaras permite separar los conductores fusibles individuales y también garantiza que los productos de desecho, como las astillas, el polvo y el hollín producidos durante la separación, no entren en el área de los otros conductores fusibles y posiblemente impidan la separación allí.

Debido al movimiento brusco del elemento de conexión en un espacio reducido, pueden producirse altas presiones en el interior de la carcasa durante un corto período de tiempo, especialmente en el espacio libre en el que se mueve el elemento de conexión. Para que esta presión no impida el movimiento del elemento de unión y/o incluso desencadene un movimiento contrario, puede ser ventajoso permitir la salida del gas presente en la carcasa. Para ello, según una realización, se propone disponer de medios de ventilación en la zona de la carcasa en la que el elemento de unión es movido por el accionador. Estos pueden ser una válvula, un orificio, una junta que debe ser penetrada por la presión, o dispositivos similares. El dispositivo de ventilación permite que el gas de la carcasa salga de la misma cuando se comprime por el movimiento del elemento de conexión. De este modo, no se impide el proceso de separación y se garantiza una separación segura.

En el caso de los accionadores basados en la presión, como un accionador pirotécnico o de gas, es importante que la presión entre el accionador y el elemento de conexión pueda acumularse en el interior de la carcasa y mantenerse al menos durante un breve periodo de tiempo. La presión obliga al elemento de conexión a salir de la posición de cierre. Para ello, es fundamental que la parte de la carcasa en la que se aloja el accionador, la cámara del accionador, esté aislada de forma hermética. Para ello, una realización prevé la disposición de un aislamiento alrededor del conductor fusible que comprende las orejas de conexión y el elemento de conexión, llenando el espacio entre el conductor fusible y la pared de la carcasa. A este respecto, la junta no debe impedir el movimiento del elemento de conexión cuando se desprende del espacio. Además, se pueden prever juntas en las aberturas de la carcasa, en particular en las lengüetas de conexión y/o en las costuras de unión de la carcasa. Preferiblemente, la junta puede estar formada por un material elástico no conductor, como silicona, goma, plástico blando o materiales similares. De este modo, no puede salir ningún gas, o muy poco, del conductor del fusible de la cámara de accionamiento, excepto si se desprende el elemento de conexión del hueco entre las lengüetas de conexión.

Para fabricar un dispositivo fusible según la materia, primero se fabrica un elemento de conexión. Un elemento de conexión hecho de material sólido puede ser fabricado por fundición, corte, estampado, forjado o pasos de procesamiento similares. En el caso de un elemento de conexión hecho de piezas de chapa metálica, cada elemento individual de chapa metálica puede ser producido, por ejemplo, por laminación y luego ser formado, por ejemplo, por embutición profunda. Por ejemplo, el elemento de soporte puede ser fundido, moldeado por inyección, cortado y luego conectado a la pieza de contacto hecha de elementos de chapa. También es posible fundir o moldear por inyección el elemento de soporte en y/o alrededor de una pieza de contacto.

Antes de entrar en contacto con las piezas de conexión, las superficies de contacto del elemento de conexión y/o de las piezas de conexión pueden ser recubiertas. Esto puede hacerse, por ejemplo, mediante galvanoplastia, estañado, inmersión en caliente u otros procesos. También se puede eliminar el revestimiento existente de las lengüetas de conexión y/o aplicar un revestimiento en la zona del aislamiento para garantizar la separación eléctrica del elemento de conexión y las lengüetas de conexión en la posición abierta.

A continuación, las lengüetas de conexión y el elemento de conexión se unen a alta presión mediante un proceso de prensado mecánico. En este caso se puede utilizar, por ejemplo, una técnica de prensado hidráulica, neumática, hidrostática, motorizada o de otro tipo. A continuación, se coloca en la carcasa el conductor fusible, el accionador y, si es necesario, otros elementos como aislantes, juntas, etc. También es posible introducir primero las orejas de conexión y el elemento de conexión en la carcasa y sólo después presionarlos dentro de la misma.

Para utilizar el dispositivo fusible, el elemento de conexión del dispositivo fusible está inicialmente en la posición cerrada. La corriente puede fluir a través del conductor del fusible. Accionando el accionador, se aplica ahora una fuerza al elemento de conexión, liberándolo de la posición cerrada y moviéndolo a la posición abierta. Debido a la expansión elástica del elemento de conexión, éste permanece en la posición abierta y no puede volver a la posición cerrada. Los aislantes garantizan el aislamiento eléctrico permanente del elemento de conexión con al menos una lengüeta de conexión.

A continuación, se explica con más detalle la materia con referencia a un dibujo que muestra ejemplos de realización. En el dibujo se muestra:

Fig. 1 una realización de un dispositivo fusible según la materia con lengüetas de conexión y elemento de conexión hecho de material sólido;

Fig. 2 una realización de un dispositivo fusible con lengüetas de conexión y un elemento de conexión hecho de chapa metálica;

Fig. 3 una realización de un dispositivo fusible según la materia con una estructura cilíndrica con superficies de separación cóncavas de las lengüetas de conexión;

Fig. 4 una realización de un dispositivo fusible según la materia con una estructura cilíndrica con superficies de separación convexas de las lengüetas de conexión;

Fig. 5 una realización de un dispositivo fusible según la materia con contacto de las superficies longitudinales de las lengüetas de conexión;

Fig. 6 es una realización de un dispositivo fusible según el objeto de estudio con contacto de las superficies longitudinales de las lengüetas de conexión;

Fig. 7 representación de los medios de fijación entre la lengüeta de conexión y la carcasa del dispositivo fusible de acuerdo con la materia;

Fig. 8 elementos de conexión del dispositivo fusible de acuerdo con la materia;

Fig. 9 elementos de conexión del dispositivo fusible de acuerdo con la materia;

Fig. 10 superficies de los elementos de conexión y de las lengüetas de conexión del dispositivo fusible de acuerdo con la materia;

Fig. 11 representación del dispositivo fusible según el objeto de estudio con múltiples conductores fusibles; Fig. 12 dispositivo fusible de acuerdo con la materia con medios de ventilación;

Fig. 13 muestran los aislantes del dispositivo fusible de acuerdo con la materia.

La Figura 1 muestra un dispositivo fusible 1, que comprende una carcasa 10, una primera lengüeta de conexión 11 y un segundo lengüeta de conexión 12. La carcasa 10 protege el dispositivo fusible 1 de las influencias externas. La carcasa 10 puede servir además como soporte para las lengüetas de conexión 11 y 12, así como para otros elementos del dispositivo fusible 1.

Las dos lengüetas de conexión 11, 12 están conectados por un elemento de conexión 13. Para ello, el elemento de conexión 13 está dispuesto entre los dos salientes de conexión 11, 12 en el hueco 26 y está en contacto mecánico y eléctrico con los salientes de conexión 11, 12 en las superficies de contacto 21b y 22b. Los salientes de conexión 11, 12 están a su vez en contacto con el elemento de conexión 13 en las superficies de contacto 21a, 22a. En la configuración mostrada en la Figura 1, el elemento de conexión 13 está dispuesto entre las caras extremas de los salientes de conexión 11, 12.

En un lado del elemento de conexión 13 se encuentra un accionador 17 en la carcasa 10. El accionador 17 puede estar dispuesto en un hueco de la carcasa 10 y/o fijado a la pared interior de la carcasa 10, por ejemplo, pegado, atornillado, remachado o fijado de otro modo.

En el lado de la carcasa 10 en el que se encuentra el accionador 17, se proporciona una cavidad, la cámara de accionamiento 23. En el lado de la carcasa 10 que se aleja del accionador 17, se proporciona una segunda cavidad 24.

En el lado de la segunda cavidad 24 de la carcasa 10, es decir, en dirección contraria al accionador 17, se proporcionan aisladores 16 (16a y 16b en la Figura 1) en las lengüetas de conexión 11, 12. Los aislantes 16 pueden formar parte de un aislamiento aplicado a las lengüetas de conexión 11, 12 y/o pueden formar parte de la carcasa 10 en forma de, por ejemplo, salientes.

La Figura 1b muestra un accionamiento ejemplar del dispositivo fusible 1. El accionador 17 desplaza el elemento de conexión 13 de su posición cerrada en el hueco 26 entre los dos salientes de conexión 11, 12 a la posición abierta fuera de los salientes de conexión 11, 12. Debido a la expansión elástica del elemento de unión 13, éste es más ancho que antes después del movimiento fuera del ajuste a presión entre los dos salientes de conexión 11, 12. Permanece en la cavidad 24.

Los aislantes 16a, 16b aseguran el aislamiento del elemento de conexión 13 en la posición abierta de al menos uno de los dos salientes de conexión 11, 12.

Como puede verse en la Figura 1c, la carcasa 10 está dispuesta preferentemente de forma ajustada alrededor del elemento de conexión 13 y/o de al menos uno de los salientes de conexión 11, 12. De este modo, la cámara de accionamiento 23 y la cavidad 24 están separadas entre sí, preferiblemente al menos de forma casi estanca, lo que es especialmente ventajoso para los accionadores pirotécnicos y de gas 17, ya que esto permite que se acumule una presión en la cámara de accionamiento 23, que conduce al movimiento del elemento de conexión 13.

En la realización mostrada en la Fig. 1, puede observarse además que la sección transversal del elemento de unión 13 es sustancialmente constante a lo largo de la dirección de movimiento del accionador 17, dirección espacial z. De este modo, el elemento de unión 13 puede deslizarse a lo largo de los salientes de conexión 11 ,12 al salir del hueco 26.

La Figura 2 muestra un ejemplo de realización con lengüetas de conexión 11, 12 de chapa. En esta realización, los salientes de conexión están dispuestos en lados opuestos de la carcasa 10 y se han doblado hacia abajo para aumentar las superficies de contacto 21a, 22a (por consiguiente, también las superficies de contacto 21b, 22b) con el elemento de conexión 13. Además, las lengüetas de conexión 11, 12 se apoyan en la pared interior de la carcasa.

El elemento de unión 13 según la Figura 2 está formado también parcialmente por una pieza de chapa 15. Además, la pieza de chapa 15 está dispuesta sobre un elemento de soporte 14. La pieza de chapa (pieza de contacto) 15 sirve para conectar eléctricamente las dos orejas de conexión 11, 12. La chapa metálica de la pieza de contacto 15 puede girar sobre el elemento de soporte 14, por ejemplo, en forma de U o de olla y envolverlo por tres lados.

Como se muestra en la Fig. 2, el elemento de soporte 14 puede tener una cavidad que apunta hacia abajo, hacia el accionador. Este puede absorber las fuerzas durante el prensado del elemento de unión 13 y ser presionado ligeramente hacia dentro en el proceso, de modo que su anchura en la dirección x se reduce en el ajuste a presión. Al soltar el elemento de unión 13 de la ranura 26, se puede conseguir así un mayor ensanchamiento de la pieza de contacto 14 en comparación con el elemento de unión 13 y/o el elemento de soporte 14. De este modo, la fijación del elemento de unión 13 después de la liberación del hueco 26 en la zona superior 24 se consigue con mayor seguridad.

También es posible que la pieza de contacto 15 comprenda una pluralidad de elementos planos eléctricamente conductores, tales como láminas o tiras metálicas, una o más de las cuales están dispuestas respectivamente en las superficies de contacto 21b, 22b a las dos lengüetas de conexión 11, 12 y sus superficies de contacto 21a, 22a. Las láminas en las superficies de contacto 21b, 22b están en este caso todavía conectadas por otro elemento conductor, que puede ser una lámina, un componente de material sólido y/o un cable u otro elemento conductor.

El elemento de soporte 14 sirve para absorber la presión mecánica generada durante el prensado del elemento de conexión 13. Está situado junto con la pieza de contacto 15 entre las orejas de conexión 11, 12 y puede entrar en contacto con ellas además de la pieza de contacto 15. Preferentemente, sólo algunas partes de la pieza de contacto 15 entran en contacto con las superficies de contacto 21a, 22a de las lengüetas de conexión 11, 12 con el fin de maximizar el área de contacto conductor en la medida de lo posible. Al combinar un elemento de soporte 14 hecho de un material posiblemente no conductor o también conductor con una pieza de contacto conductora 15 hecha de varias partes individuales de chapa y/o material sólido, el peso y los costes se reducen en comparación con un elemento de conexión 13 hecho de material sólido. Las funciones mecánicas y eléctricas del elemento de conexión 13 están separadas: el elemento de soporte 14 se encarga de la absorción mecánica de la presión y la pieza de contacto 15 establece la conexión eléctrica entre los salientes de conexión 11, 12.

La Figura 2b muestra la posición abierta del elemento de conexión 13 y, por tanto, la separación eléctrica de los dos salientes de conexión 11, 12 entre sí. También en esta realización, el elemento de conexión 13 se expande después de salir del hueco 26 y no puede volver a deslizarse dentro del hueco 26. Los aislantes 16a, 16b interrumpen permanentemente el contacto eléctrico entre al menos una lengüeta de conexión 111, 12 y el elemento de conexión 13. Los elementos de chapa en la región de las superficies de contacto 21b, 22b pueden estar dimensionados de manera que puedan deslizarse sobre los aislantes 16a, 16b, pero una parte que sobresale hacia abajo del elemento de soporte 14 permanece en el hueco 26. En particular, el elemento de soporte 14 puede estar dimensionado de manera que la parte que sobresale hacia abajo sobre la pieza de contacto 15 encaje al menos casi exactamente en el hueco 26 en la posición abierta y el elemento de unión 13 quede así estabilizado en la posición abierta.

La Figura 2c muestra una vista superior del dispositivo fusible 1. Una junta 18 está dispuesta a ambos lados de la cadena de lengüetas de conexión 11, 12 y del elemento de conexión 13. Su finalidad es aislar entre sí las dos cavidades 23 y 24 de la carcasa 10 y permitir que se cree una presión en la cámara de accionamiento 23 sin que una cantidad relevante de gas pueda penetrar desde la cavidad 23 a la cavidad 24 y se pierda así la presión en la cavidad 23. En particular, las dos cavidades están separadas entre sí de forma estanca al gas.

En las Figuras 3a-3c se muestra una estructura esencialmente cilindrica del dispositivo fusible 1. Como puede verse en la vista superior de la Figura 3c, la sección transversal del elemento de conexión 13 es redonda y está encerrada por los salientes de conexión 11, 12 en la posición cerrada. Para ello, los salientes de conexión 11, 12 están ensanchados en la zona de las superficies de contacto 21a, 22a, y en particular su forma es esencialmente la de medios tubos. En este diseño, el área de contacto se incrementa. Además, el elemento de conexión 13 se desplaza a lo largo de un canal cuando es movido por el accionador 17, por lo que los salientes de conexión 11, 12 actúan como guía.

En la vista superior de la Fig. 3c, puede verse además cómo una junta 18 aísla las dos cavidades 23 y 24 entre sí.

En la realización de las Figuras 4a, 4b se muestra un diseño similar, pero en lugar de que los salientes de conexión 11, 12 encajen alrededor del elemento de conexión 13, el elemento de conexión 13 tiene aquí rebajes en la región de las superficies de contacto 21b, 22b, en los que encajan las correspondientes formaciones convexas de los salientes de conexión 11, 12.

La figura 5 muestra una realización alternativa en la que los dos salientes de conexión 11 y 12 no se introducen en la carcasa 10 desde lados opuestos con sus caras extremas enfrentadas, sino que se alinean esencialmente en paralelo viniendo del mismo lado.

En la Fig. 5c se observa que los salientes de conexión 11 y 12 y el elemento de conexión 13 pueden apoyarse en la pared interior de la carcasa esencialmente sin ningún espacio, de modo que las regiones 23 y 24 están esencialmente aisladas entre sí, en particular aisladas de forma estanca al gas. Esto tiene un efecto similar al del aislamiento 18 de la Fig. 2c, por ejemplo.

También es posible que las orejas de conexión 11, 12 estén dispuestas sustancialmente paralelas entre sí desde lados opuestos, véanse las Figs. 6a-6c, o que una primera oreja de conexión esté alineada sustancialmente perpendicular a la segunda oreja de conexión. En la realización mostrada, la superficie de contacto 21a, 22a (consecuentemente también las superficies de contacto 21b, 22b) entre el elemento de conexión 13 y la oreja de conexión 11, 12 es una superficie longitudinal en ambas orejas de conexión 11, 12. Puede tratarse de una superficie longitudinal estrecha o ancha. Mediante el contacto de la lengüeta de conexión 11, 12 y el elemento de conexión 13 en una superficie longitudinal, se puede aumentar el área de contacto en comparación con el contacto en la superficie final (véase la Fig. 1).

En las Figs. 5 y 6, los aislantes 16a, 16b están de nuevo dispuestos sobre los conductores en el lado que se aleja del accionador 17, en la realización de la Fig. 5 en las caras finales de las lengüetas de conexión 11,'12 y en la realización de la Fig. 6 en las superficies longitudinales estrechas de las lengüetas de conexión 11, 12. Los aislantes 16 también evitan el contacto eléctrico entre los salientes de conexión 11, 12 y el elemento de conexión 13 en la posición abierta.

Se pueden proporcionar cierres para asegurar los salientes de conexión a la carcasa 10. Las Figuras 7a-7d muestran algunas realizaciones de tales medios de fijación.

En la realización de la Figura 7, se proporcionan salientes en las paredes de la carcasa 10 y los medios de fijación 20a, 20b, en este caso salientes, se proporcionan en los bordes del rebaje a través del cual se guía el saliente de conexión, cuyos salientes abrazan el saliente de conexión 11, 12. Hacia el interior está previsto un saliente extendido que se extiende hasta el borde de la superficie de contacto 21b, 22b de la lengüeta de conexión 11, 12 y que puede actuar como aislante 16. El saliente de conexión 11, 12 tiene elementos de fijación 19a, 19b, en este caso rebajes. Los salientes de la carcasa 10 pueden encajar en estos huecos y fijar así el saliente de conexión 11, 12. La fijación del saliente de conexión 11, 12 es especialmente importante cuando el elemento de conexión 13 se separa del hueco 26, ya que así se garantiza la transmisión de la fuerza entre el accionador 17 y el elemento de conexión 13. Si los salientes de conexión 11, 12 y el elemento de conexión 13 pudieran moverse conjuntamente, no se produciría el desenganche y, por tanto, la separación eléctrica de los salientes de conexión 11, 12 entre sí.

De forma similar a la Fig. 7a, la Fig. 7b muestra los medios de fijación que tienen una pluralidad de rebajes 19 por lado en la oreja de conexión 11, 12 en los que se enganchan una pluralidad de salientes 20 de la carcasa 10. En esta realización, el aislante 16 se aplica al conductor 11 y no forma parte de la carcasa 10. El hecho de que los medios de fijación (salientes) 20 estén unidos a salientes que sobresalen de la pared de la carcasa les permite ceder durante el montaje de la lengüeta de conexión 11, 12 y facilita la inserción de la lengüeta de conexión 11, 12.

La Fig. 7c muestra una realización más sencilla en la que toda la pared de la carcasa se acopla a un rebaje 19 en la lengüeta de conexión.

En la Fig. 7d se muestra una realización en la que el conductor tiene salientes y encaja en los huecos de la carcasa 10.

Todos los elementos de conexión de las Figs. 1, y 3a-6a pueden estar formados de un material sólido o pueden estar formados de un compuesto de un elemento de soporte 14 y una pieza de contacto 15, como se ilustra en las Figs. 8a-8f.

Como se muestra en las Figs. 8a, 8b, el elemento de conexión 13 puede estar formado por un material sólido, por ejemplo, un material metálico.

También es posible que el elemento de conexión 13 esté formado por un elemento de soporte 14 y una pieza de contacto 15, como se muestra en las Figs. 8c-8g. Las Figuras 8c, 8d muestran una pieza de contacto 15 en forma de H formada por dos elementos planos o de material sólido en la zona de las superficies de contacto 21b, 22b y un tercer elemento de contacto entre los elementos planos. El elemento de contacto puede ser una lámina con una superficie normal sustancialmente paralela a la dirección espacial z o a la dirección espacial y o en otra dirección espacial, o un conductor de material sólido, por ejemplo, un conductor redondo o un conductor plano, que se encuentra en el volumen entre las superficies de contacto 21a, 22a (por consiguiente, también las superficies de contacto 21b, 22b) y/o está encerrado por el elemento de soporte. El elemento de soporte rellena los espacios entre los elementos planos en las superficies de contacto.

Las Figuras 8e, 8f muestran un elemento de unión cilíndrico que comprende la pieza de contacto 15 y el elemento de apoyo 14, y las Figuras 8g, 8h muestran un elemento de unión cilíndrico con canaletas previstas para las lengüetas de conexión 11, 12, que también comprende el elemento de apoyo 14 y la pieza de contacto 15. El elemento de soporte 14 y la pieza de contacto 15 pueden estar compuestos por varios elementos cada uno.

El elemento de soporte 14 también puede sobresalir de las partes de la pieza de contacto 15 en las superficies de contacto 21b, 22b, véase la Fig. 8f para más detalles, y el elemento de contacto para conectar eléctricamente las superficies de contacto 21b, 22b del elemento de conexión 13 también puede describir cualquier trayectoria fuera del volumen encerrado por las superficies de contacto 21a, 22a.

Las Figuras 9a-9f muestran otras realizaciones de la solución según el objeto, en las que el elemento de conexión 13 se estrecha en una dirección. En particular, el elemento de unión 13 se estrecha en una dirección sustancialmente antiparalela a la dirección de movimiento del accionador, en este caso la dirección espacial negativa z, en lo sucesivo dirección de estrechamiento. Las lengüetas de conexión 11, 12 están conformadas de tal manera que el elemento de conexión 13 encaja exactamente en el hueco 26 que se abre entre ellas.

Las Figuras 9a, 9b muestran una forma de construcción sustancialmente cónica del elemento de unión 13, en la que la sección transversal del elemento de unión 13 disminuye sustancialmente de forma continua a lo largo de la dirección de conicidad. Debido a la conicidad, la separación de los salientes de conexión 11, 12 se consigue ya después de pequeñas distancias de desplazamiento del elemento de conexión 13, y no hay que superar ninguna resistencia de fricción entre los salientes de conexión 11, 12 y el elemento de conexión 13 en distancias de desplazamiento largas. En particular, es posible dimensionar la cavidad 24 y los aislantes 16 de tal manera que la libertad de movimiento del elemento de unión 13 en la posición abierta esté restringida y éste no pueda inclinarse en la dirección de las lengüetas de conexión 11, 12.

El área de la sección transversal del elemento de conexión 13 no necesita caer uniformemente por longitud en la dirección de la conicidad. Así, las Figuras 9c, 9d muestran una forma de construcción del elemento de unión 13 de la solución según el objeto, en la que la sección transversal es al menos casi constante a lo largo de la dirección de conicidad en los tramos y luego disminuye de nuevo al menos de forma casi brusca. Es ventajoso que la sección transversal disminuya monótonamente, es decir, que no aumente sustancialmente con la dirección de conicidad. Son posibles las secciones con un área transversal sustancialmente constante.

Las Figuras 9e, 9f muestran otra realización en la que la sección transversal del elemento de unión 13 es sustancialmente semicircular en la dirección espacial y. El elemento de unión 13 puede estar formado por un medio cilindro, una media esfera o una forma similar con una sección transversal semicircular. También en este caso, la sección transversal tiene una pendiente monótona, aunque no continua, en la dirección de la conicidad. La forma de sección transversal circular asegura que el elemento de conexión no entre en contacto con ninguna de las orejas de conexión, incluso cuando se retuerce sobre la dirección espacial y.

Las Figs. 10a-10d muestran las superficies del elemento de conexión 13 y/o las lengüetas de conexión 11, 12. Dado que la resistencia eléctrica de contacto entre las lengüetas de conexión 11, 12 y el elemento de conexión 13 disminuye a medida que aumenta el área de contacto, puede ser ventajoso no mantener las superficies de contacto 21a, 22a (en consecuencia, también las superficies de contacto 21b, 22b) lisas, sino estructurarlas de manera dirigida.

Esto puede hacerse, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 10a, mediante una estructura superficial sustancialmente dentada. Los dentados del elemento de unión 13 y los de las orejas de conexión 11, 12 se entrelazan y así se aumenta la superficie de contacto. Los salientes y rebajes individuales de enclavamiento (dentados en la Fig. 10a) también pueden ser redondeados, por ejemplo, en forma de onda, como se muestra en la Fig. 10b. Además, algunas partes de las superficies de contacto 21a, 22a (por consiguiente, también las superficies de contacto 21b, 22b) pueden ser lisas y otras partes pueden estar estructuradas, véase la Fig. 10c. Es ventajoso si la sección transversal a lo largo de la dirección espacial z es además constante o se estrecha monótonamente en la dirección z negativa.

En otra realización, la Fig. 10d muestra el recubrimiento, al menos parcial, de al menos una de las superficies de contacto 21a, 22a (en consecuencia, también de las superficies de contacto 21b, 22b) del elemento de conexión 13 y/o de los salientes de conexión 11, 12. En particular, es útil para mejorar el contacto eléctrico entre el elemento de conexión 13 y los salientes de conexión 11, 12 si el revestimiento está formado por un material más blando que el de al menos uno de los salientes de conexión 11, 12 y/o el elemento de conexión 13. De este modo, cuando el elemento de conexión 13 y los salientes de conexión 11, 12 se presionan entre sí, se puede lograr una alta calidad de contacto y, si es necesario, el enclavamiento de las superficies de contacto 21b, 22b del elemento de conexión 13 y las superficies de contacto 21a, 22a de los salientes de conexión 11, 12 mediante la deformación plástica del revestimiento.

En otra realización, las Figs. 11a, 11b muestran un dispositivo fusible 1 según el objeto de estudio con varios conductores fusibles, cada uno de los cuales comprende dos lengüetas de conexión 11, 12 y un elemento de conexión 13. Los conductores fusibles pueden estar situados en una cámara común de la carcasa, véanse los conductores de aislamiento de los pares de lengüetas de conexión 11b-12b y 11c-12c en la Fig. 11b.

Aquí puede ser ventajoso disponer una junta 18 entre los conductores. Todos o un subconjunto de los conductores de los fusibles también pueden estar separados entre sí por paredes de carcasa adicionales que se extienden entre los conductores de los fusibles, véase el par de lengüetas de conexión separadas 11a-12a en la Fig. 11b.

Los elementos de conexión 13 de los respectivos conductores fusibles pueden ser liberados conjuntamente de los respectivos huecos 26 entre los respectivos salientes de conexión 11, 12 mediante un único accionador 17. También es posible que cada uno de los elementos de conexión 13 de los conductores fusibles sea liberado de las orejas de conexión 11, 12 por un accionador diferente 17. También es posible que subconjuntos de los conductores fusibles sean desconectados de los respectivos accionadores individuales 17 y/o que los subconjuntos sean conducidos juntos por un accionador común 17.

La separación de la carcasa 10 en una pluralidad de cámaras que contienen uno o más de los conductores fusibles individuales, como se muestra en la Fig. 11c, tiene la ventaja de que una operación de separación en una primera cámara no afecta al contenido de otra cámara. Por ejemplo, se puede evitar la distribución de productos de desecho generados durante la separación, tales como polvo, hollín, astillas o similares, procedentes de los conductores fusibles ya separados en la zona de otros conductores fusibles que aún pueden ser separados.

Dado que el gas puede acumularse en la cavidad 24 cuando el elemento de conexión se desconecta bruscamente de las lengüetas de conexión 11, 12 y puede acumularse una presión que impida el movimiento del elemento de conexión 13, puede ser ventajoso proporcionar medios de ventilación 25 en esta zona de la carcasa 10. Como se muestra en las Figs. 12a, 12b, por ejemplo, es posible una válvula, un orificio, mediante un sello rompible, o un dispositivo similar a través del cual el gas puede escapar a la cavidad 24 cuando el dispositivo fusible 1 se dispara y el elemento de conexión 13 se mueve. Los medios de ventilación pueden estar situados en la pared superior de la carcasa 10 como se muestra en la Fig. 12, pero también pueden estar situados en las superficies laterales u otras superficies.

Las Figs. 13a-13d muestran realizaciones de los aisladores 16 del dispositivo fusible 1 según la materia. El aislador 16, como se muestra en la Fig. 13a, está a ras de la superficie de contacto 21a, 22a de la oreja de conexión 11, 12. También puede sobresalir de la superficie de contacto 21a, 22a hacia el centro del hueco, como se muestra en la Fig. 13b. En la Fig. 13b, se muestran varios diseños de aisladores 16 que se proyectan más allá de la superficie de contacto 21a, 22a, un aislador con una sección transversal constante en la parte superior y dos diseños cónicos por debajo. Al estrecharse el aislador 16, se puede conseguir una mayor flexibilidad, y uno de los dos aisladores inferiores 16 de la Fig. 13b ofrece menos resistencia cuando el elemento de conexión 13 se separa del hueco 26 que el diseño superior, en el que el momento de inercia del área del aislador es mayor debido a la sección transversal inalterada.

La Fig. 13c muestra la secuencia de deformación de un aislante que sobresale de la zona de contacto 21a, 22a de la oreja de conexión 11, 12 cuando el elemento de conexión 13 se separa de las orejas de conexión 11, 12. El elemento de conexión 13 provoca la flexión del aislante 16 al salir del hueco 26. Una vez que ha pasado el aislante 16, éste, impulsado por su elasticidad, vuelve a su posición original y evita que el elemento de conexión 13 se deslice de nuevo hacia el hueco 26, junto con la expansión del elemento de conexión 13. Si el aislante 16 sobresale en el hueco 26, es imposible que el elemento de unión 13 se deslice de nuevo en el hueco 26, incluso sin expansión de este último.

En particular, en los ejemplos de realización de la Fig. 13b, el aislante 16 puede estar formado por un material elástico no conductor, como por ejemplo plástico, caucho o silicona. En la Fig. 13a, además de estos materiales, puede utilizarse un material sólido como el vidrio, la cerámica, el metal revestido o similares.

La Fig. 13d muestra un elemento mecánico de encaje que, al igual que el aislante elástico 16 de la Fig. 13c, es desplazado y abierto por el elemento de conexión 13 cuando se mueve el conector 13. Una vez que el elemento de conexión 13 ha abandonado el hueco 26 y ha dejado atrás el aislante 16, este último vuelve a la posición inicial impulsado por su mecanismo mecánico y bloquea el camino de retorno del elemento de conexión 13. El elemento de encaje puede estar formado por materiales elásticos no conductores, como plástico, caucho, silicona, etc., pero también por sólidos no conductores, como vidrio, cerámica, metal recubierto o similares. La elasticidad se consigue mediante un mecanismo de resorte.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo fusible (1) eléctrico, en particular para un vehículo de motor que comprende:

- una carcasa (10),

- una primera lengüeta de conexión (11) enrutada dentro de la carcasa (10),

- una segunda lengüeta de conexión (12) enrutada dentro de la carcasa (10), en donde las lengüetas de conexión (11, 12) están separadas entre sí en la carcasa por un hueco (26), en donde el hueco (26) se extiende entre dos caras extremas, respectivamente en el extremo de una de las dos lengüetas de conexión (11, 12), orientadas una hacia la otra,

- un elemento de conexión (13) que conecta eléctricamente la primera y la segunda lengüeta de conexión (11, 12) en la carcasa en una posición cerrada, en donde el elemento de conexión (13) está en contacto mecánico con las dos lengüetas de conexión (11, 12) respectivamente en una superficie de contacto (21b, 22b, 21a, 22a), en donde las caras extremas respectivamente forman al menos parcialmente una de las superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a),

- un accionador (17) dispuesto en la carcasa (10), que mueve el elemento de conexión (13) de la posición cerrada a una posición abierta, en donde en la posición abierta las dos lengüetas de conexión (11, 12) están aisladas eléctricamente una de la otra,

en donde el elemento de conexión (13) está dispuesto en el hueco (26) entre las dos lengüetas de conexión (11, 12) y es presionado en un ajuste de interferencia entre la primera y la segunda lengüeta de conexión (11, 12).

2. El dispositivo fusible (1) según la reivindicación 1,

caracterizado

porqueel accionador (17) es un elemento pirotécnico, en particular una pastilla de encendido.

3. El dispositivo fusible (1) según la reivindicación 1 o 2,

caracterizado

porqueel hueco (26) tiene una sección transversal constante a lo largo de una dirección espacial o porque el hueco (26) tiene una sección transversal que se estrecha a lo largo de una dirección espacial, en particular porque a lo largo de una dirección espacial el área de sección transversal del hueco (26) es monótonamente decreciente.

4. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado

porqueen la carcasa (10) y/o en las lengüetas de conexión (11, 12) se proporcionan medios de fijación (20a, 20b) para fijar las lengüetas de conexión (11, 12).

5. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueal menos una de las superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) entre una de las lengüetas de conexión (11, 12) y el elemento de conexión (13) es mayor que una superficie de sección transversal de una de las lengüetas de conexión (11, 12), en particular porque al menos una de las superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) es una superficie que se extiende en la dirección longitudinal de la lengüeta de conexión (11, 12), en particular es una superficie ancha que se extiende en la dirección longitudinal de la lengüeta de conexión (11, 12).

6. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueal menos una de las lengüetas de conexión (11, 12) y/o el elemento de conexión (13) está revestido metálicamente, en particular estañado, al menos en la región de al menos una de las superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a), y/o

porqueel revestimiento metálico está formado a partir de un material más blando que el resto de la lengüeta de conexión (11, 12), en particular tiene una dureza Rockwell inferior, y en consecuencia se produce una deformación plástica, en particular un enclavamiento, de las dos superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) cuando al menos una de las lengüetas de conexión (11, 12) se presiona contra el elemento de conexión (13).

7. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueal menos una de las lengüetas de conexión (11, 12) y/o el elemento de conexión (13) están formados a partir de un material sólido conductor de la electricidad, en particular a partir de un material metálico, en particular a partir de cobre o una aleación de cobre o de aluminio o una aleación de aluminio, y/o porque al menos una de las lengüetas de conexión (11, 12) y/o el elemento de conexión (13) está formado al menos parcialmente como un elemento plano, en particular metal laminado, en particular como un elemento en H, y/o

porqueel elemento de conexión (13) comprende un primer elemento conductor (15) hecho de un material eléctricamente conductor y un segundo elemento de soporte (14) hecho de un segundo material, en donde el primer elemento conductor (15) está en contacto con las dos lengüetas de conexión (11, 12) en la posición cerrada y tanto el primer (15) como el segundo elemento conductor (14) están dispuestos juntos entre las dos lengüetas de conexión (11, 12) en un ajuste de interferencia, y/o

porqueel elemento conductor (15) comprende una parte plana que abraza el elemento de soporte (14) en forma de U o de olla, o porque el elemento conductor (15) comprende una pluralidad de partes planas que están dispuestas en la región de las superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) en el elemento de soporte (14) y un elemento eléctricamente conductor adicional que establece una conexión eléctrica entre las partes planas, o porque el elemento conductor (15) es un elemento en H en el que las dos superficies exteriores son las superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) y el puntal central conecta las superficies laterales, y los espacios intermedios están opcionalmente rellenos por el elemento de soporte (14).

8. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueel elemento de conexión (13) en la posición abierta en la dirección de extensión del hueco (26) es más largo que la anchura del hueco (26) en esta dirección.

9. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueal menos un aislante (16a, 16b) hecho de material eléctricamente no conductor está dispuesto en la carcasa (10) en al menos una de las lengüetas de conexión (11, 12) en el lado orientado en contra del accionador (17), que termina al ras de la superficie de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) y/o se proyecta más allá de la superficie de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) hacia el centro del hueco, y/o

porque el aislante (16a, 16b) está formado a partir de un material elástico, en particular plástico, y/o está formado como elementos de encaje y/o porque el aislante (16a, 16b) forma parte de un aislamiento del conductor y/o porque el aislante (16a, 16b) forma parte de la carcasa (10), en particular salientes en paredes interiores de la carcasa (10).

10. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueuna cavidad de la carcasa (10), en la que el elemento de conexión (13) es movido por el accionador (17), encierra el elemento de conexión (17) al menos en una dirección espacial, y/o

porqueel elemento de conexión (13) se mueve a lo largo de una guía, en particular a lo largo de rieles dispuestos en la pared interior de la carcasa y/o a lo largo de rieles que penetran en el elemento de conexión (13) y/o a lo largo de las superficies de contacto (21b, 22b, 21a, 22a) de las lengüetas de conexión (11, 12).

11. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueuna pluralidad de pares de lengüetas de conexión (11, 12), cada una con un elemento de conexión (13), están dispuestas en la carcasa (10) y al menos un grupo de elementos de conexión (13) es accionado por un único accionador (17) desde una respectiva posición cerrada a una respectiva posición abierta y/o porque un elemento de conexión (13) es accionado individualmente por un accionador (17) desde una respectiva posición cerrada a una respectiva posición abierta.

12. El dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado

porqueen la carcasa (10) se proporcionan medios de ventilación, a través de los cuales escapa un gas situado en la carcasa (10) cuando se acciona el accionador (17) y/o se proporcionan sellos entre el elemento de conexión (13) y/o las lengüetas de conexión (11, 12) y la pared interior de la carcasa.

13. Un método de fabricación de un dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado

porquelas lengüetas de conexión (11, 12) se presionan mecánicamente con el elemento de conexión (13) y luego se instalan junto con el accionador (17) en una carcasa (10) y/o porque las lengüetas de conexión (11, 12) y el elemento de conexión (13) se introducen primero en la carcasa (10) y luego se presionan con el elemento de conexión (13).

14. El método de fabricación de un dispositivo fusible (1) según la reivindicación 13, en donde las lengüetas de conexión (11, 12) se presionan junto con el elemento de conexión (13) usando un método de prensado hidráulico, hidrostático, neumático y/o motorizado.

15. Un método para operar un dispositivo fusible (1) según una de las reivindicaciones 1 a 12,

caracterizado

porqueel elemento de conexión (13) es desplazado desde la posición cerrada a la posición abierta por el accionador (17), de manera que se interrumpe la conexión eléctrica de las lengüetas de conexión (11, 12) entre sí.