ES2642827T3 - Aparato de conmutación eléctrica y conjunto de apertura para el mismo que tiene una lengüeta de acoplamiento - Google Patents

Abstract

Un conjunto (400) de apertura para un aparato (500) de conmutación eléctrica, incluyendo el aparato de conmutación eléctrica una carcasa, un conjunto de contactos separables encerrados por la carcasa, y un mecanismo de accionamiento estructurado para mover los contactos separables entre una condición ABIERTA y una condición CERRADA, incluyendo el mecanismo de accionamiento un eje (508) de polo, comprendiendo dicho conjunto de apertura; un enlace (402) elástico que comprende una primera porción (404) estructurada para acoplarse de forma pivotarle a dicho eje de polo, y una segunda porción (406) dispuesta, en general, opuesta a la primera porción, siendo móvil el enlace elástico entre una posición abierta y una posición cerrada; y un número de muelles (410) de apertura cada uno que incluye un extremo (412) estacionario estructurado para estar acoplado a la carcasa, y un extremo (414) móvil ha acoplado a la segunda porción de dicho enlace elástico, en donde en la condición ABIERTA el número de muelles de apertura y el enlace elástico está estructurado para aplicar un primer par de rotación para desviar el eje de polo para mantener una separación completa de dichos contactos separables, en donde en una posición de transición situada entre las condiciones ABIERTA y CERRADA, el número de muelles de apertura del enlace elástico está estructurado para desviar el eje de polo en un par de rotación intermedio que es menor que el primer par de rotación en magnitud, caracterizado porque en la posición cerrada del enlace elástico el número de muelles de apertura está estructurado para desviar el eje de polo con otro par de rotación que es mayor que el par de rotación intermedia pero menor que el primer par de rotación.

Description

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DESCRIPCION

Aparato de conmutacion electrica y conjunto de apertura para el mismo que tiene una lengueta de acoplamiento REFERENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD RELACIONADA

La presente solicitud reivindica prioridad de la solicitud de patente provisional americana con No. de serie 61/909,460 presentada el 27 de noviembre de 2013.

ANTECEDENTES

Campo

El concepto divulgado se refiere, en general, a un aparato de conmutacion electrica y, mas en particular, a un aparato de conmutacion electrica, tal como los interruptores. El concepto divulgado tambien se refiere a un conjunto de apertura para un aparato de conmutacion electrica.

Informacion de antecedentes

Un aparato de conmutacion electrica, tal como los interruptores, proporciona una proteccion para sistemas electricos de condiciones de fallo electrico tales como, por ejemplo, sobrecargas de corriente, cortocircuitos, tension anormal u otras condiciones de fallo. Tfpicamente, los interruptores incluyen un mecanismo de accionamiento, que abre los conjuntos de contacto electrico para interrumpir el flujo de corriente a traves de los conductores de un sistema electrico en respuesta a dichas condiciones de fallo cuando se detectan, por ejemplo, mediante una unidad de disparo. Los conjuntos de contacto electrico incluyen contactos electricos estacionarios y contactos electricos moviles correspondientes que son separables de los contactos electricos estacionarios.

Las figuras 1A y 1B, por ejemplo, muestran una porcion de un interruptor 1 automatico de potencia. El interruptor 1 automatico de potencia utiliza muelles 3 de apertura (se muestra un muelle 3 de apertura de forma simplificada las figuras 1 y 2) para lograr y mantener un hueco de apertura completo (por ejemplo, una separacion de los contactos electricos) durante la apertura y en algunos casos, para aumentar la velocidad de apertura para mejorar la interrupcion. Con el fin de minimizar la energfa de cierre requerida, es deseable la fuerza y la energfa elasticas de apertura mmimas posible. Cada muelle 3 de apertura esta fijado en su extremo movil a un brazo 5, el cual esta fijado al eje 7 de polo. Esta disposicion estira el muelle 3 desde una longitud de apertura, Lo (figura 1A) a una longitud de cierre, Lc (figura 1B) a medida que el eje 7 de polo rota desde abierto (figura 1A) hasta cerrado (figura 1B). El eje 7 de polo esta disenado comunmente para mantener un brazo de momento sustancialmente constante (ver, por ejemplo, brazo de momento abierto, Mo de la figura 1A y un brazo de momento cerrado, Mc de la figura 1B).

Lograr y mantener un hueco de apertura completo se hace especialmente diffcil despues de la interrupcion, cuando los residuos y el comportamiento de derivacion provocan que aumente el requerimiento de fuerza de apertura. Una opcion es fortalecer los muelles de apertura. Sin embargo, fortalecer los muelles de apertura sin un aumento correspondiente en los muelles de cierre puede llevar a cierres atascados a incompletos. Tambien, las fuerzas de muelle aumentadas resultan en unas fuerzas de rozamiento mayores que tienden a resistir movimientos deseados del interruptor. La dificultad de cerrar contra muelles de apertura mas fuertes es mas pronunciada mas tarde en el cierre, una vez que los contactos moviles asientan en los contactos estacionarios y los muelles de contacto se convierten en un factor contribuyente. Aumentar los muelles de cierre para superar muelles de apertura mas fuertes tambien anade costes, reduce la vida, incrementa los requerimientos de algunos accesorios tales como, por ejemplo y sin limitacion, el solenoide de cierre y el motor de carga. Las dificultades anteriores se convierten de forma progresiva en mas problematicas a medida que se anaden polos de interruptor adicionales.

El documento US 2013/199910 A1 da a conocer un conjunto de apertura para un aparato de conmutacion electrica que tiene una carcasa, contactos separables encerrados por la carcasa, y un mecanismo de accionamiento para abrir y cerrar los contactos separables. El mecanismo de accionamiento incluye un eje de polo. El mecanismo de apertura incluye un enlace elastico que comprende una primera porcion estructurada para estar acoplada de forma pivotable al eje de polo, y una segunda porcion dispuesta en general opuesta a la primera porcion. Un numero de muelles de apertura, cada uno que incluye un extremo fijo acoplado de forma fija la carcasa, y un extremo movil acoplado a la segunda porcion del enlace elastico. El enlace elastico es movil entre una posicion abierta, en la que los muelles de apertura desvfan el enlace elastico y el eje de polo para mantener una separacion completa en los contactos separables, y una posicion cerrada, en donde los muelles de apertura no desvfan el eje de polo, de tal manera que el par de rotacion aplicado al eje de polo por los muelles de apertura es un maximo en posicion abierta y nulo en posicion cerrada.

El documento US 3 835 275 A da a conocer una solucion para un conjunto de apertura para un aparato de conmutacion electrica (ver columna 1, lmeas 9-18; columna 4, lmeas 55 - columna 5, lmea 17, figuras 1-3), en donde el par de rotacion aplicado al eje de polo es un maximo en posicion abierta y tiene un valor residual en posicion cerrada (ver columna 1, lmeas 47-50, columna 5, lmeas 51-60 y figuras 2, 3).

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Ahf, por lo tanto, espacio para la mejora en un aparato de conmutacion electrica, tal como interruptores, y en conjuntos de apertura, para el mismo.

RESUMEN

Estas necesidades y otras se cumplen mediante modos de realizacion del concepto divulgado, que son dirigidos a un conjunto de apertura para un aparato de conmutacion electrica tal como, por ejemplo y sin limitacion, interruptores. Entre otros beneficios, el conjunto de apertura dispone los muelles de apertura de una manera que produce un par de rotacion del eje de polo relativamente grande en la apertura completa, para mantener un hueco de apertura (por ejemplo, una separacion de los contactos electricos), y un par de rotacion sustancialmente nulo cerca al estado cerrado, para facilitar el cierre. De forma alternativa, el aparato de conmutacion electrica puede adicionalmente incluir una lengueta de acoplamiento que provoca, en lugar de un par de rotacion sustancialmente nulo, la aplicacion de un par de rotacion en o cerca al estado cerrado desde un valor fijo y relativamente pequeno.

Con un aspecto del concepto divulgado, esta previsto un conjunto de apertura para un aparato de conmutacion electrica. El aparato de conmutacion electrica incluye una carcasa, contactos separables encerrados por la carcasa, y un mecanismo de accionamiento para la apertura y el cierre de los contactos separables. El mecanismo de accionamiento incluye un eje de polo. El conjunto de apertura comprende: una conexion elastica que comprende una primera porcion estructurada para estar acoplada de forma pivotable al eje de polo, y una segunda porcion dispuesta, en general, opuesta a las primeras porciones, siendo el enlace elastico movil entre una posicion abierta y una posicion cerrada; y un numero de muelles de apertura cada uno que incluye un extremo estacionario

estructurado para estar acoplado a la carcasa, y un extremo movil acoplado a la segunda porcion del enlace

elastico. Cuando el enlace elastico esta dispuesto en su posicion abierta, el numero de muelles de apertura esta

estructurado para desviar el enlace elastico y el eje de polo para mantener una separacion completa de los

contactos separables. Cuando el enlace elastico esta dispuesto en la posicion cerrada, el numero de muelles de apertura esta estructurado para no desviar el eje de polo o de forma alternativa estructurados para desviar el eje de polo con un par de rotacion fijo, facilmente determinable y relativamente pequeno.

El enlace elastico puede ademas comprender una porcion intermedia que se extiende entre la primera porcion y la segunda porcion. La porcion intermedia puede tener una forma arqueada con el fin de que, cuando el enlace elastico esta dispuesto en la posicion cerrada, el enlace elastico esta estructurado para extenderse alrededor de una porcion del eje de polo.

El eje de polo puede incluir un brazo que se extiende hacia afuera desde el mismo. La primera porcion del enlace elastico puede estar estructurada para estar acoplada de forma pivot hable al brazo. El enlace elastico puede estar formado de un par de miembros planos sustancialmente identicos dispuestos opuestos y situados separados entre sf, en donde una porcion del brazo del eje de polo esta estructurada para estar dispuesta entre el par de miembros planos sustancialmente identicos.

Como otro aspecto del concepto divulgado, un aparato de conmutacion electrica comprende: una carcasa; contactos separables encerrados por la carcasa; un mecanismo de accionamiento para la apertura y el cierre de los contactos separables, incluyendo el mecanismo de accionamiento un eje de polo; y un conjunto de apertura que comprende: un enlace elastico que comprende una primera porcion acoplada de forma pivot hable al eje de polo, y una segunda porcion dispuesta, en general, opuesta a la primera porcion, siendo el enlace elastico movil entre una posicion abierta y una posicion cerrada, y un numero de muelles de apertura, cada uno que incluye un extremo estacionario acoplado a la carcasa, y un extremo movil acoplado a la segunda porcion del enlace elastico. Cuando el enlace elastico esta dispuesto en la posicion abierta, el numero de muelles de apertura desvfa el enlace elastico y el eje de polo para mantener una separacion completa de los contactos separables. Cuando el enlace elastico esta dispuesto en la posicion cerrada, el numero de muelles de apertura no desvfa el eje elastico o estan de forma alternativa estructurados para desviar el eje elastico con un par de rotacion fijo, facilmente determinable y relativamente pequeno.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Una comprension completa del concepto divulgado se puede obtener de la siguiente descripcion de los modos de realizacion preferidos cuando se leen en conjuncion con los dibujos que acompanan en los cuales:

Las figuras 1A y 1B son vistas en alzado lateral de porciones de un interruptor conocido y de un conjunto de apertura para el mismo, con la figura 1A correspondiendo al interruptor estando abierto y la figura 1B correspondiendo al interruptor estando cerrado;

La figura 2 es una vista en alzado lateral de un interruptor y un conjunto de apertura para el mismo, de acuerdo con un primer modo de realizacion del concepto divulgado;

La figura 3 es una vista aumentada del conjunto de apertura de la figura 2, mostrado como situado cuando el interruptor esta abierto;

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La figura 4 es una vista aumentada de la figura 3, modificada para mostrar el conjunto de apertura cuando el interruptor esta cerrado;

La figura 5 es una vista isometrica de una porcion del conjunto de apertura de la figura 4;

Las figuras 6A y 6B son vistas en alzado lateral de porciones del interruptor y del conjunto de apertura para el mismo, de acuerdo con un modo de realizacion del concepto divulgado, con la figura 6A correspondiendo al interruptor estando abierto y la figura 6B correspondiendo al interruptor estando cerrado;

La figura 7 es una vista en perspectiva de un interruptor mejorado y de un conjunto de apertura para el mismo en una condicion ABIERTA de acuerdo con un segundo modo de realizacion del concepto divulgado y reivindicado;

La figura 8 es una vista del interruptor y del conjunto de apertura de la figura 7, excepto en que representa el interruptor en una condicion CERRADA;

La figura 9 es una vista en alzado lateral del interruptor de la figura 7;

La figura 10 es una vista similar a la figura 9, excepto en que representa el interruptor en un estado parcialmente CERRADO en un punto en el cual un brazo de momento o lengueta de acoplamiento esta tocando una pestana del eje de polo; y

La figura 11 es una vista similar a la figura 10, excepto en que representa el interruptor en una condicion CERRADA. Numeros similares se refieren a partes similares a traves de toda la memoria descriptiva.

DESCRIPCION DE LOS MODOS DE REALIZACION PREFERIDOS

Las frases direccionales tal y como se utilizan en el presente documento, tales como, por ejemplo, izquierda, derecha, horario, antihorario y derivados de los mismos, se refieren a la orientacion de los elementos mostrados en los dibujos y no limitan la reivindicaciones a menos que se indique de forma expresa en los mismos.

Tal y como se emplea aqm, la afirmacion de que dos o mas partes estan “acopladas” entre sf significara que las partes estan unidas entre sf o bien directamente o unidas a traves de una o mas partes intermedias.

Tal y como se emplea en el presente documento, el termino “numero” significara uno o un entero mayor que uno (es decir, una pluralidad).

La figura 2 muestra un conjunto 100 de apertura para un aparato de conmutacion electrica tal como, por ejemplo y sin limitacion, un interruptor 200, ambos de acuerdo con un primer modo de realizacion del concepto divulgado y reivindicado. El interruptor 200 incluye una carcasa 202, contactos 204 separables (mostrados de forma simplificada en la figura 2) encerrados por la carcasa 202, y un mecanismo 206 de accionamiento (mostrado de forma simplificada en la figura 2) para abrir y cerrar los contactos 204 separables. El mecanismo 206 de accionamiento incluye un eje 208 de polo (mostrado mejor en la vista isometrica de la figura 5).

El conjunto 100 de apertura incluye un enlace 102 elastico que tiene una primera porcion 104 estructurada para estar acoplada de forma pivotable al eje 208 de polo, y una segunda porcion 106 dispuesta, en general, opuesta a la primera porcion 104. El enlace 102 elastico es movil entre una posicion abierta (figuras 2, 3, 5 y 6A) y una posicion cerrada (figuras 4 y 6B). El conjunto 100 de apertura ademas incluye un numero de muelles 110 de apertura cada uno que incluye un extremo 112 estacionario acoplado a la carcasa 202 del interruptor, y un extremo 114 movil acoplado a la segunda porcion 106 del enlace 102 elastico mencionado anteriormente.

A la vista de la estructura anterior, cuando el enlace 102 elastico esta dispuesto en una posicion abierta, mostrada en las figuras 2, 3, 5 y 6A, el muelle(s) 110 de apertura esta/estan estructurados para desviar el enlace 102 elastico y el eje 208 de polo (por ejemplo, en sentido antihorario desde la perspectiva de la figura 2) para mantener una separacion completa de los contactos 204 separables (figura 2). En otras palabras, el concepto divulgado dispone los muelles 110 de apertura en su conexion al eje 208 de polo, a traves del enlace 102 elastico, de una manera que produce un par de rotacion del eje de polo relativamente grande en un apertura completa (por ejemplo, sin limitacion, para mantener un hueco abierto entre los contactos 204 separables (figura 2)). Adicionalmente, cuando el enlace 102 elastico esta dispuesto en la posicion cerrada de las figuras 4 y 6B, el muelle(s) 110 de apertura esta/estan estructurados para no desviar el eje 208 de polo. En otras palabras, se aplica un par de torsion sustancialmente nulo por el muelle(s) 110 de apertura en el estado cerrado, por lo tanto reduciendo la energfa de cierre requerida y las tensiones asociadas sobre los componentes del interruptor. Ademas, el requerimiento reducido para cerrar muelles permite una reduccion de la energfa de cierre o un incremento de los margenes de cierre. La energfa de cierre reducida, de forma ventajosa, reduce los requerimientos en accesorios (por ejemplo, sin limitacion, liberacion del muelle, operador del motor) y aumenta la vida util. Los margenes de cierre aumentados permiten cambios y un rendimiento del interruptor despues de la interrupcion, si la necesidad de velocidades de cierre aumentadas y o

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muelles de contacto reducidos. La manera espedfica en la cual el conjunto 100 de apertura divulgado logra estos beneficios se describira con mayor detalle en el presente documento mas abajo.

Continuando con referencia la figura 2, y tambien a las figuras 3-6B, el enlace 102 elastico del conjunto 100 de apertura divulgado ademas incluye una porcion 120 intermedia, que se extiende entre la primera y segunda porciones 104, 106, y de forma preferible tiene una forma arqueada. Dicha forma arqueada permite al enlace 102 elastico extenderse alrededor de una porcion del eje 208 de polo del interruptor cuando el enlace 102 elastico esta dispuesto en una posicion cerrada, mostrada en las figuras 4 y 6B. Tal y como se puede apreciar mejor en la vista isometrica de la figura 5, el eje 208 de polo, de forma preferible, incluye un brazo 210, el cual se extiende hacia fuera desde el eje 208 de polo. La primera porcion 104 del enlace 102 elastico esta estructurada para estar acoplada de forma pivotable al brazo 210. En el ejemplo mostrado y descrito en el presente documento, el enlace 102 elastico esta formado a partir de un par de miembros 130, 132 planos sustancialmente identicos, los cuales estan dispuestos opuestos y situados separados entre sn Por consiguiente, una porcion del brazo 210 del eje 208 de polo esta dispuesta entre el par de miembros 130, 132 planos sustancialmente identicos, tal y como se muestra. El eje 208 de polo ademas incluye un pasador 220 de pivote, el cual acopla de forma pivotable el enlace 102 elastico al brazo 210 del eje de polo.

Continuando con referencia la figura 5, el enlace 102 elastico del conjunto 100 de apertura de mas incluye un saliente 140 que se extiende lateralmente hacia fuera desde la segunda porcion 106 del enlace 102 elastico. En el ejemplo de la figura 5, el saliente es un pasador 140, el cual se extiende lateralmente en direccion exterior desde el primer lado 142 del enlace 102 elastico, en una primera direccion, y lateralmente hacia fuera desde el segundo lado 144 del enlace 102 elastico, en una segunda direccion opuesta la primera direccion. Tal y como se aprecia parcialmente en el ejemplo de la figura 5, se puede emplear mas de un muelle de apertura sin alejarse del alcance del concepto divulgado. Por ejemplo, un primer muelle 110 de apertura incluye un extremo 114 movil acoplado al pasador 140 en el primer lado 142 del enlace 102 elastico, y un segundo muelle 110' de apertura incluye un extremo 114' movil, el cual esta acoplado al pasador 140 en el segundo lado 144 del enlace 102 elastico. Se apreciara, sin embargo, que se podna emplear cualquier numero alternativo conocido o adecuado, tipo y/o configuracion de los enlaces elasticos (por ejemplo, 102) y o de los muelles de apertura (por ejemplo, sin limitacion 110, 110'). Por econoirna de la divulgacion y facilidad de la ilustracion, solo un conjunto 100 de apertura y un enlace 102 elastico del mismo se describe en detalle en el presente documento.

Tal y como se muestra en la figura 6A y 6B, la carcasa 202 del ejemplo de interruptor 200 incluye una placa 230 lateral y al menos un saliente 240, el cual se extiende en direccion exterior desde la placa 230 lateral, tal y como se ha mostrado. El extremo 110 estacionario de cada uno del numero de muelles (por ejemplo, 110) de apertura esta acoplado a uno correspondiente de al menos uno de los salientes 240.

Tal y como se muestra en la figura 4 y 6B, en funcionamiento, cuando el enlace 102 elastico esta dispuesto en una posicion cerrada, la primera porcion 104 y la segunda porcion 106 estan, generalmente dispuestas en lados opuestos del eje 208 de polo, tal y como se ha mostrado. Se apreciara que esto hace que el pasador 220 de pivote, el eje 208 deje, y el muelle(s) 110 de apertura esten sustancialmente alineados a lo largo de un eje 300. Tal y como se muestra, el muelle(s) 110 de apertura, el pasador 140, el eje 208 de polo, el pasador 220 de pivote, y el saliente 240 estan en general todos alineados con el eje 300. Por con siguiente, se apreciara que dicha alineacion por consiguiente resulta en un brazo de momento sustancialmente nulo (ver, por ejemplo, el brazo de momento Mc = 0 en la figura 6B). En otras palabras, se aplica un par de rotacion sustancialmente nulo por el muelle(s) 110 de apertura al enlace 102 elastico o al eje 208 de polo, en la posicion cerrada, por lo tanto reduciendo los requerimientos para los muelles de cierre y permitiendo una reduccion en la energfa de cierre, asf como margenes de cierre aumentados, tal y como se describio en el presente documento anteriormente.

Tambien se apreciara que el diseno del enlace 102 elastico del conjunto 100 de apertura divulgado logra un brazo de momento, Mo, como el deseado, cuando el enlace 102 elastico esta dispuesto en la posicion abierta de la figura 6A. Tal y como se muestra comparando la figura 6A con la figura 6B, se apreciara que la longitud Lo del muelle de apertura, cuando el enlace 102 elastico esta en la posicion abierta de la figura 6A, es relativamente similar a la longitud Lc del muelle de cierre, cuando el enlace 102 elastico esta dispuesto en la posicion cerrada de la figura 6B.

Esto, en combinacion con el brazo Mc de momento de cierre mencionado anteriormente que es sustancialmente nulo (ver la figura 6B) tiene efectos beneficiosos profundos sobre el funcionamiento del interruptor. Por ejemplo, el conjunto 100 de apertura divulgado consume menos de un 40% de la energfa de los disenos de muelles de cierre convencionales. Ademas, el conjunto 100 de apertura es capaz de producir aproximadamente un 20% mas de par de rotacion del eje de polo en la apertura completa y aun asf consume menos de aproximadamente la mitad de energfa de los disenos convencionales.

Por consiguiente, entre otros beneficios, el conjunto 100 de apertura divulgado proporciona un enlace 102 elastico unico y una disposicion de muelle 110 de apertura, la cual, funciona de forma efectiva para producir el par de rotacion del eje de polo deseado en una apertura completa (por ejemplo, sin limitacion, para mantener un hueco abierto entre los contactos 204 separables (figura 2)), y un par de rotacion sustancialmente nulo en el estado cerrado, por lo tanto reduciendo la energfa de cierre requerida y las tensiones asociadas.

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Un conjunto 400 de apertura mejorado y un interruptor 500 mejorado del cual esta separado el conjunto 400 de apertura son representados de forma general en las figuras 7-11, ambos estando de acuerdo con el segundo modo de realizacion del concepto divulgado y reivindicado. Tal y como se establecera con mayor detalle mas abajo, el conjunto 400 de apertura y el interruptor 500 son sustancialmente similares al conjunto 100 de apertura y al interruptor 200, excepto en que el conjunto 400 de apertura esta configurado para aplicar un par no nulo a un eje 508 de polo cuando el interruptor 500 esta en una condicion CERRADA.

El conjunto 400 de apertura puede decirse que incluye un enlace 402 elastico que incluye una primera porcion 404 y una segunda porcion 406 que son opuestas entre st El conjunto 400 de apertura ademas incluye un conjunto de muelles 410 de apertura, cada uno de los cuales tiene un extremo 412 estacionario que esta acoplado con el interruptor 500 y un extremo 414 movil opuesto al mismo que esta acoplado a la segunda porcion 406. De forma mas particular, el enlace 402 elastico ademas incluye un saliente 440 montado en la segunda porcion 406, y los extremos 414 moviles estan situados sobre el saliente 440. El saliente 440 es un pasador que se extiende lateralmente en direccion exterior en una primera direccion desde un primer lado del enlace 402 elastico, y que se extiende lateralmente en direccion exterior en una segunda direccion desde un segundo lado del enlace 402 elastico. La primera y segunda direcciones son opuestas entre st El enlace 412 elastico incluye ademas una porcion 420 intermedia que se extiende entre la primera y segunda porciones 404 y 406. Todo esto es similar al conjunto 100 de apertura.

Sin embargo, el enlace 402 elastico del conjunto 400 de apertura ademas incluye una lengueta 424 de acoplamiento que esta situada en la porcion 420 intermedia en una posicion relativamente mas proxima a la segunda porcion 406 que a la primera porcion 404. En una posicion de transicion situada en general entre las condiciones ABIERTA y CERRADA del interruptor 500, la lengueta 424 de acoplamiento es acoplable con el eje 508 de polo y de forma ventajosa alterna la relacion cinematica entre los muelles 410 de apertura, el enlace 402 elastico y el eje 508 de polo. Esto puede ser deseable en ciertas circunstancias.

El eje 508 de polo tiene un brazo 510 formado sobre el mismo que sobresale en direccion exterior desde el mismo. El brazo 510 incluye una pestana 518 que es de una forma parcialmente anular y que sobresale radialmente en direccion exterior desde el eje 508 de polo. Cuando el interruptor 500 esta en la posicion de transicion, tal y como se representa en general en la figura 10, el par de rotacion aplicado por los muelles 410 de apertura en el eje 508 de polo esta, en general, en un mmimo. Sin embargo, la lengueta 424 de acoplamiento acopla la pestana 518 en la posicion de transicion, y el movimiento adicional del interruptor 500 desde la posicion de transicion de la figura 10 hacia la posicion CERRADA de las figuras 8 y 11 resulta en un aumento en el par de rotacion aplicado por los muelles 410 de apertura en el eje 508 de polo.

De forma mas particular, tal y como se puede apreciar en la figura 9, un pasador 520 de pivote en la primera porcion 404 esta montado de forma pivotable en la pestana 518 y por tanto acopla de forma pivotable el enlace 402 elastico al eje 508 de polo. La tension de los muelles 410 de apertura es aplicada al eje 508 de polo en la configuracion ABIERTA del interruptor 500 de las figuras 7 y 9. Los extremos 412 estacionarios de los muelles 410 de apertura estan acoplados con un saliente 540 en el interruptor 500. Dado que la segunda porcion 406 del enlace 402 elastico y los extremos 414 moviles de los muelles 410 de apertura estan conectados con el mismo estan, en general, no contrafdos en el estado ABIERTO, se puede apreciar que el saliente 540, la segunda porcion 406, y el pasador 520 de pivote todos se disponen a lo largo de un eje 654A de fuerza de los muelles 410 de apertura. Es decir, dado que la segunda porcion 406 y los extremos 414 moviles de los muelles 410 de apertura, mientras estan siendo acoplados juntos, o de otro modo en general moviles de forma libre en movimiento pivotante alrededor del pasador 520 de pivote, la tension en los muelles 410 de apertura provoca que la segunda porcion 406 este alineada a lo largo de un eje que se extiende entre el saliente 540 y el pasador 520 de pivote, el cual es el eje 654A de fuerza. Una fuerza de traccion de los muelles 410 de apertura en la condicion ABIERTA del interruptor 500 es aplicada a una distancia dada desde el eje de rotacion del eje 508 de polo, con la distancia dada en el estado ABIERTO siendo indicada por un brazo 660A de momento. Dicha fuerza de traccion de los muelles 410 de apertura a lo largo del eje 654A de fuerza que es aplicada a una distancia del eje de rotacion del eje 508 de polo esta caracterizado por que el brazo 660A de momento resulta en un par 664A de rotacion que es aplicado al eje 508 de polo.

A medida que el eje 508 de polo gira desde la condicion ABIERTA en la direccion antihoraria (desde la perspectiva de las figuras 9-11) hacia la posicion de transicion del interruptor 500, (que es representada en la figura 10), el movimiento del pasador 520 de pivote resulta en que el pasador 520 de pivote, el saliente 540, y la segunda porcion 406 permanecen alineadas entre sf a lo largo de otro eje 654B de fuerza. En la posicion de transicion, la fuerza de traccion de los muelles 410 de apertura es aplicada al eje 508 de polo en un brazo 660B de momento que es relativamente mas corto que el brazo 660A de momento. Es decir, en la condicion ABIERTA del interruptor 500 de la figura 9, el eje 654A de fuerza esta formando un primer angulo 668A de fuerza con respecto al segmento 672 que se puede decir que se extiende entre el rotacional o el eje 508 de polo y la posicion sobresaliente 540 que es contactado por los muelles 410 de apertura. Dicho segmento 672 es, en general, de una distancia 650 que puede o bien considerarse que es invariable o que puede calcularse facilmente basandose en la posicion de los extremos 412 estacionarios de los muelles 410 de apertura sobre el saliente 540 en cualquier posicion dada del interruptor 500 entre las condiciones ABIERTA y CERRADA. Dado que el angulo 668A de fuerza y la distancia 650 son ambas o bien conocidas o se pueden conocer, se puede calcular una longitud del brazo 660A de momento. Cuando la

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dimension del brazo 660A de momento se combina con la tension en los muelles 410 de apertura que es aplicada a la distancia desde el eje de rotacion del eje 508 de polo, se puede calcular el par 664A de rotacion. Del mismo modo, se puede calcular el par 664B de rotacion para el brazo 660B de momento y un angulo 668B de fuerza en la posicion de transicion, con el par 664B de rotacion resultante siendo de una magnitud relativamente menor que el par 664A de rotacion.

Se ha de notar, sin embargo, que cuando el eje 508 de polo es anotado desde la posicion de transicion de la figura 10 hacia la condicion CERRADA de la figura 11, el acoplamiento de la lengueta 424 de acoplamiento con la pestana 518 provoca que la segunda porcion 404 pivote ligeramente en contra del segmento 672. Es decir, en la condicion CERRADA de la figura 11, los muelles 410 de apertura ejercen una fuerza de traccion a lo largo de un eje 654C de fuerza que se extiende a lo largo de un eje que incluye la segunda porcion 406 y el saliente 540, pero que esta separado del pasador 520 de pivote. El eje 654c de fuerza resulta en un angulo 668c de fuerza diferente y un brazo 660C de momento resultante que es relativamente mayor que el brazo 660B de momento. Dado que el brazo 660C de momento es relativamente mayor que el brazo 660B de momento, y dado que los muelles 410 de apertura ejercen una fuerza de traccion mayor en la condicion CERRADA de la figura 11 que en la posicion de transicion de la figura 10, el par 664C de rotacion resultante aplicado al eje 508 de polo en la condicion CERRADA del interruptor 500 es relativamente mayor que el par 664B de rotacion aplicado al eje 508 de polo en la posicion de transicion en la figura 10. Es decir, cuando la lengueta 424 de acoplamiento acopla la pestana 518 del eje 508 de polo en la posicion de transicion, y con la rotacion continuada del eje 508 de polo desde la posicion de transicion hacia la condicion CERRADA del interruptor 500, la segunda porcion 406 y los extremos 414 moviles de los muelles 410 de apertura tienen un movimiento que nunca mas es movil de forma libre sino que mas bien esta limitado por el acoplamiento del pasador 520 de pivote y de la lengueta 424 de acoplamiento con el brazo 510 y la pestana 518, y debida a la tension aplicada por el enlace 402 elastico por los muelles 410 de apertura.

El acoplamiento de la lengueta 424 de acoplamiento con la pestana 518 del eje 508 de polo por tanto comprime la segunda porcion 406 y los extremos 414 moviles de manera que su punto de conjuncion puede decirse que gira a una distancia fija desde el eje de rotacion del eje 508 de polo cuando el eje 508 de polo se mueve entre la posicion de transicion y la condicion CERRADA del interruptor. Dicho movimiento tiene el efecto de cambiar el brazo de momento entre los valores representados con los brazos 660B y 660C de momento. Esto resulta en un par 664C de rotacion residual siendo aplicado al eje 508 de polo por los muelles 410 de apertura en la posicion CERRADA del interruptor 500 que esta representado, de forma general, en las figuras 8 y 11. El par 664C de rotacion esta configurado, de forma ventajosa, de manera que supera la friccion estatica y dinamica que se puede decir que existe entre el eje 508 de polo y los otros componentes del interruptor 500, en donde el par 664C de rotacion es suficiente para iniciar el movimiento del eje 508 de polo en contra de la posicion CERRADA del interruptor 500 y hacia la condicion ABIERTA del interruptor 500.

Dicho par 664C de rotacion relativamente aumentado (en comparacion con el par 664B de rotacion) en la condicion CERRADA del interruptor 500, minimiza de forma ventajosa cualquier fluctuacion debida a la friccion que la luz de otro modo obstruye un movimiento rapido o el interruptor 500 en contra de la posicion CERRADA. El par 664C de rotacion residual que resulta del acoplamiento de la lengueta 424 de acoplamiento con la pestana 528 del eje 508 del polo, adicionalmente, resulta en un valor relativamente determinable para el par 664C de rotacion, que supera o al menos mejor a los efectos de las tolerancias dimensionales dentro de los componentes a partir de los cuales esta fabricado el interruptor 500. Es decir, si el interruptor 500 esta configurado para tener un par de rotacion esencialmente nulo en sus posiciones CERRADAS, variaciones en la tolerancia de los componentes del interruptor 500 podnan resultar en un ligero par de rotacion que es aplicado al eje 508 de polo o bien en la direccion horaria o en la direccion antihoraria desde la perspectiva de la figura 11. Aunque dicho par de rotacion podna ser aun asf muy pequeno, su magnitud en comparacion con el par de rotacion nulo puede ser significativa. Sin embargo, configurando el interruptor 500 para tener de una forma ventajosa el par 664C de rotacion en su posicion CERRADA con el par 664C siendo facilmente determinable (basandose en lo anterior) cualquier ligera variacion en la magnitud del par de rotacion actual aplicado al eje 508 de polo en la condicion CERRADA del interruptor 500 podna posiblemente se relativamente insignificante en comparacion con la magnitud del par 664C de rotacion. Establecido de otro modo, un par de rotacion ligero que puede resultar de variaciones en la tolerancia puede ser significativo en comparacion con el par de rotacion nulo pero es de una importancia relativamente menor cuando se compara con un nivel de par de rotacion nominal no nulo. Como tal, la provision del par 664C de rotacion en la condicion CERRADA del interruptor 500 mejora la fiabilidad de su funcion, lo cual es deseable.

Claims (11)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Un conjunto (400) de apertura para un aparato (500) de conmutacion electrica, incluyendo el aparato de conmutacion electrica una carcasa, un conjunto de contactos separables encerrados por la carcasa, y un mecanismo de accionamiento estructurado para mover los contactos separables entre una condicion ABIERTA y una condicion CERRADA, incluyendo el mecanismo de accionamiento un eje (508) de polo, comprendiendo dicho conjunto de apertura;

   un enlace (402) elastico que comprende una primera porcion (404) estructurada para acoplarse de forma pivotarle a dicho eje de polo, y una segunda porcion (406) dispuesta, en general, opuesta a la primera porcion, siendo movil el enlace elastico entre una posicion abierta y una posicion cerrada; y

   un numero de muelles (410) de apertura cada uno que incluye un extremo (412) estacionario estructurado para estar acoplado a la carcasa, y un extremo (414) movil ha acoplado a la segunda porcion de dicho enlace elastico,

   en donde en la condicion ABIERTA el numero de muelles de apertura y el enlace elastico esta estructurado para aplicar un primer par de rotacion para desviar el eje de polo para mantener una separacion completa de dichos contactos separables,

   en donde en una posicion de transicion situada entre las condiciones ABIERTA y CERRADA, el numero de muelles de apertura del enlace elastico esta estructurado para desviar el eje de polo en un par de rotacion intermedio que es menor que el primer par de rotacion en magnitud,

   caracterizado porque en la posicion cerrada del enlace elastico el numero de muelles de apertura esta estructurado para desviar el eje de polo con otro par de rotacion que es mayor que el par de rotacion intermedia pero menor que el primer par de rotacion.
2. 2. El conjunto de apertura de la reivindicacion 1, en donde dicho enlace elastico ademas comprende una porcion (420) intermedia que se extiende entre la primera porcion y la segunda porcion y que comprende ademas una lengueta (424) de acoplamiento dispuesta en la porcion intermedia; en donde en la posicion de transicion la lengueta de acoplamiento esta estructurada para acoplarse al eje de polo; y en donde la lengueta de acoplamiento con el eje de polo esta estructurada para incrementar un brazo (660) de momento de una fuerza de traccion del numero de muelles de apertura aplicada al eje de polo.
3. 3. El conjunto de apertura de la reivindicacion 1, en donde dicho eje de polo incluye un brazo que se extiende en direccion exterior desde el mismo; y en donde la primera porcion de dicho enlace elastico esta estructurada para estar acoplada de forma pivotable a dicho brazo.
4. 4. El conjunto de apertura de la reivindicacion 3, en donde dicho enlace elastico esta formado a partir de un par de miembros planos sustancialmente identicos dispuestos opuestos y situados separados entre sf; y en donde una porcion de dicho brazo de dicho eje de polo esta estructurada para estar dispuesta entre dicho par de miembros planos sustancialmente identicos.
5. 5. El conjunto de apertura de la reivindicacion 3, en donde dicho eje de polo ademas incluye un pasador (520) de pivote; y en donde la primera porcion de dicho enlace elastico esta estructurada para estar acoplada de forma pivotable ha dicho brazo de dicho eje de polo mediante dicho pasador de pivote.
6. 6. El conjunto de apertura de la reivindicacion 5 en donde dicho enlace elastico ademas comprende un saliente (440) que se extiende lateralmente en direccion exterior desde la segunda porcion de dicho enlace elastico; y en donde el extremo movil de cada uno de dicho numero de muelles esta acoplado a dicho saliente.
7. 7. El conjunto de apertura de la reivindicacion 6 en donde dicho muelle elastico ademas comprende un primer lado y un segundo lado; en donde dicho saliente es un pasador; y en donde dicho pasador se extiende lateralmente en direccion exterior desde el primer lado de dicho enlace elastico en una primera direccion y lateralmente en direccion exterior desde el segundo lado de dicho enlace elastico en una segunda direccion opuesta a la primera direccion.
8. 8. El conjunto de apertura de la reivindicacion 7, en donde dicho numero de muelles de apertura comprende un primer muelle de apertura y un segundo muelle de apertura, en donde el extremo movil de dicho primer muelle de apertura esta acoplado a dicho pasador en el primer lado de dicho enlace elastico; y en donde el extremo movil de dicho segundo muelle de apertura esta acoplado a dicho pasador en el segundo lado de dicho enlace elastico.
9. 9. El conjunto de apertura de la reivindicacion 7, en donde la carcasa de dicho aparato de conmutacion electrica incluye una placa lateral y al menos un saliente (540) que se extiende en direccion exterior desde dicha placa; y en donde el extremo estacionario de cada uno del numero de muelle de apertura esta estructurado para acoplarse a uno correspondiente de dicho al menos un saliente.
10. 10. El conjunto de apertura de la reivindicacion 9 en donde, cuando dicho enlace elastico esta dispuesto en dicha posicion cerrada, la primera porcion y la segunda porcion estan estructuradas para estar dispuestas en lados opuestos de dicho eje de polo y dicho pasador de pivote, dicho eje de polo, y dicho numero de muelles de apertura estan sustancialmente alineados.

    5
11. 11. Un aparato (500) de conmutacion electrica que comprende: una carcasa;

    10 contactos separables encerrados por la carcasa

    un mecanismo de accionamiento para la apertura y cierre de dichos contactos separables, incluyendo dicho mecanismo de accionamiento un eje de polo; y

    15 el conjunto (400) de apertura de la reivindicacion 1.