ES2864703T3 - Máquina de cambio de agujas e interruptor eléctrico de acción rápida y método de funcionamiento de dicha máquina de cambio de agujas - Google Patents
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Abstract
Un interruptor eléctrico (100) para una máquina de cambio de agujas, comprendiendo el interruptor eléctrico (100): una carcasa (110); un primer contacto de motor (120a) y un segundo contacto de motor (120b) dispuestos dentro de la carcasa (110), estando los contactos del motor (120a, 120b) en comunicación eléctrica con un circuito de motor que proporciona energía a un motor eléctrico de la máquina de cambio de agujas; un cilindro (150) dispuesto dentro de la carcasa (110), de manera que el cilindro (150) puede moverse dentro de la carcasa (110) entre una primera posición y una segunda posición; un primer armazón de contacto (141a) unido al cilindro (150), moviéndose el armazón de contacto (141a) con el cilindro (150); un primer contacto móvil (143a) y un segundo contacto móvil (143b) dispuestos en el primer armazón de contacto (141a) y moviéndose con el cilindro (150), proporcionando el primer armazón de contacto (141a) y el primer y segundo contactos móviles (143a, 143b) comunicación eléctrica entre el primer y segundo contactos del motor (120a, 120b) cuando el cilindro (150) está en la primera posición; un pistón (151) dispuesto parcialmente fuera de la carcasa (110), estando el pistón (151) en comunicación con el cilindro (150), siendo capaz el pistón (151) de moverse dentro de la carcasa (110) con respecto al cilindro (150); un elemento elástico en comunicación con el cilindro (150) y el pistón (151), en donde el movimiento del pistón (151) con respecto al cilindro (150) deforma el elemento elástico; un elemento magnético (160a, 160b) unido a la carcasa (110), que está adaptado para ejercer una fuerza magnética sobre el cilindro (150), manteniendo el cilindro (150) estacionario en la primera posición para que no se mueva con respecto a la carcasa (110); en donde el interruptor eléctrico (100) está configurado de tal manera que un movimiento del pistón (151) con respecto al cilindro (150) ejerce una primera fuerza sobre el elemento elástico, deformando el elemento elástico, haciendo la deformación del elemento elástico que el elemento elástico ejerza una segunda fuerza sobre el cilindro (150), pudiendo el cilindro (150) moverse desde la primera posición a la segunda posición cuando la segunda fuerza sobrepase la fuerza magnética.
Description
DESCRIPCIÓN
Máquina de cambio de agujas e interruptor eléctrico de acción rápida y método de funcionamiento de dicha máquina de cambio de agujas
Campo
Los aspectos de la presente invención se refieren, en general, a un interruptor eléctrico de acción rápida para una máquina de cambio de agujas, a una máquina de cambio agujas con dicho interruptor eléctrico y al método de funcionamiento de dicha máquina de cambio de agujas.
Antecedentes
En general, un cambio de agujas ferroviario (también conocido como "desvío") es una instalación mecánica en una sección de la vía férrea donde la vía diverge en dos vías separadas: una vía recta y una vía divergente. El cambio de agujas consiste en un juego de agujas de cruce que se mueven lateralmente entre dos posiciones para dirigir un tren que se aproxima hacia la vía recta o divergente (para facilitar su referencia, el juego de agujas de cruce se denominará simplemente el "cambio de agujas" en lo sucesivo). Los expertos en la materia conocen bien el funcionamiento de un cambio de agujas y no se analizará con mayor detalle.
El movimiento del cambio de agujas lo realiza una máquina de cambio de agujas de vía ferroviaria (también conocida como motor de cambio de agujas, interruptor de máquina o interruptor de motor). En otros tiempos, las máquinas de cambio de agujas eran puramente mecánicas y empleaban palancas o varillas/alambres manuales para hacer funcionar a distancia la máquina de cambio de agujas. A lo largo de los años, las mejoras en la infraestructura ferroviaria han requerido máquinas de cambio de agujas más potentes accionadas de forma hidráulica o eléctrica. Las máquinas de cambio de agujas modernas emplean al menos un motor eléctrico para mover el cambio de agujas entre sus dos posiciones. Los expertos en la materia conocen bien el funcionamiento de una máquina de cambio de agujas y no se analizará con mayor detalle.
La seguridad es el requisito de diseño más importante para las máquinas de cambio de agujas. Durante el movimiento de la vía para desviar un tren que se mueve con rapidez, la tolerancia al error es extremadamente baja y las consecuencias de un fallo de funcionamiento pueden ser catastróficas. Es fundamental que la máquina de cambio de agujas ejecute el movimiento del cambio de agujas de forma precisa y fiable. El motor mueve el cambio de agujas lo máximo posible una distancia exacta en la dirección deseada y se apaga al final del recorrido. Es importante verificar que el motor se haya apagado.
La publicación de patente WO 01/15955 describe un dispositivo para determinar la posición final de bloqueo o la posición final de alternancia de un conjunto de pistón de cilindro accionado por fluido de un mecanismo de desvío por interruptor. Dos contactos están conectados entre sí en un rango axial definido y quedan fuera de contacto cuando se sobrepasa este rango. De esta manera, se previenen las señales falsas debidas a expansiones térmicas o vibraciones cuya amplitud suele ser menor que el rango predefinido.
El funcionamiento del motor se controla mediante un interruptor eléctrico (que no debe confundirse con un interruptor de ferrocarril, que es otro término utilizado para describir un cambio de agujas o desvío). La fuerza mecánica (en general, del movimiento generado por el motor) abre el interruptor eléctrico, cortando la energía que va hacia el motor, una vez que el motor ha completado el movimiento del cambio de agujas desde una primera posición hasta la segunda posición. Existen varios interruptores que se han empleado para este fin. No obstante, los diseños de interruptores actuales son complejos y tienden a fallar por la contaminación, el desgaste producido por la tensión mecánica y las fuerzas vibratorias.
Existe una considerable necesidad de disponer de un diseño para un interruptor con las siguientes propiedades: acción rápida para reducir el arco entre los contactos; posición de conmutación del interruptor detectable, anulación positiva para garantizar la rotura del contacto; y capacidad de limpieza de contactos. Es deseable que estas características se adapten al espacio que ocupan los diseños actuales de interruptores, reduciendo la necesidad de alterar la disposición interna de la máquina de cambio de agujas. La presente invención cumple todos estos criterios funcionales y de diseño.
Sumario
La presente invención se refiere a un interruptor eléctrico para una máquina de cambio de agujas, a una máquina de cambio de agujas con dicho interruptor eléctrico y a un método para hacer funcionar dicha máquina de cambio de agujas. De acuerdo con un aspecto de la invención, la presente invención es un interruptor eléctrico, según la reivindicación 1, con un elemento elástico, preferentemente integrado en el interruptor, dispuesto dentro de la carcasa para conmutar el interruptor entre abierto y cerrado y así regular el flujo de corriente que va hacia el motor de una máquina de cambio de agujas.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, la invención es una máquina de cambio de agujas, según la reivindicación 8, con un interruptor eléctrico de este tipo que tiene un elemento elástico deformable. La máquina de cambio de agujas comprende un conjunto de conmutación que puede trasladar el movimiento del cambio de agujas inducido por el motor hasta el interruptor eléctrico. Específicamente, el conjunto de conmutación actúa sobre el interruptor para deformar el elemento elástico y hacer que el interruptor "salte" y se abra, para así reducir la probabilidad de que se formen arcos cuando se abra el circuito.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, la invención es un método para hacer funcionar una máquina de cambio de agujas según la reivindicación 9. El método comprende activar un motor para mover un cambio de agujas, trasladándose el movimiento del cambio de agujas a un interruptor eléctrico a través de un conjunto de conmutación. El conjunto de conmutación actúa sobre el interruptor eléctrico para deformar un elemento elástico dentro del interruptor eléctrico, haciendo que el interruptor eléctrico salte y corte la energía que va hacia el motor de manera sustancialmente simultánea mientras el cambio de agujas completa su movimiento.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 ilustra un ejemplo de realización del interruptor en la posición cerrada.
La figura 2 ilustra un ejemplo de realización del interruptor en la posición cerrada con el pistón parcialmente presionado.
La figura 3 ilustra un ejemplo de realización del interruptor en la posición abierta.
La figura 4A ilustra una máquina de cambio de agujas con un conjunto de conmutación e interruptores según la técnica anterior.
La figura 4B ilustra un primer plano del conjunto de conmutación y un interruptor según la técnica anterior.
La figura 5 ilustra un ejemplo de realización del conjunto de conmutación e interruptor en una máquina de cambio de agujas.
La figura 6 ilustra un diagrama de flujo de un método para hacer funcionar una máquina de cambio de agujas. Descripción detallada
Para facilitar la comprensión de las realizaciones, principios y características de la presente invención, estos se explican a continuación con referencia a su implementación en realizaciones ilustrativas.
Los componentes y materiales que se describen a continuación como constituyentes de las diversas realizaciones pretenden ser ilustrativos y no limitantes. Se pretende que muchos componentes y materiales adecuados que realizarían la misma función o una función similar a la de los materiales descritos en el presente documento se incluyan dentro del alcance de las realizaciones de la presente divulgación.
La figura 1 ilustra un ejemplo de realización del interruptor eléctrico 100 en la posición cerrada. El interruptor 100 comprende una carcasa 110, que preferentemente ocupa un espacio de diseño similar a los interruptores existentes y que se puede readaptar o incorporar en unidades nuevas sin realizar cambios de diseño significativos en la máquina de cambio de agujas. El interruptor eléctrico 100 está dispuesto preferentemente dentro de la máquina de cambio de agujas (no ilustrada), pero en otras realizaciones se puede instalar fuera de la carcasa principal de la máquina de cambio de agujas.
De acuerdo con una realización preferida, la carcasa 110 tiene dos juegos de contactos fijos. Los contactos del motor 120a y 120b están en comunicación eléctrica y forman un circuito con la fuente de alimentación y el motor (no se ilustra ninguno) de la máquina de cambio de agujas. Cuando el interruptor eléctrico 100 está en la posición cerrada (descrita con más detalle más adelante), la corriente fluye entre los contactos del motor 120a y 120b, cerrando el circuito con el motor y la fuente de alimentación. Esto permite que la corriente fluya desde la fuente de alimentación al motor, permitiendo que el motor funcione y la máquina de cambio de agujas mueva las agujas de una primera a una segunda posición. Los contactos de detección 130a y 130b son parte de un circuito de detección, que sirve como indicador de si el interruptor eléctrico 100 está cerrado y si el motor está encendido o si el interruptor eléctrico 100 está abierto, como se describe con más detalle en la figura 3 más adelante.
De acuerdo con una realización preferida, el interruptor eléctrico 100 comprende, además, un conjunto de contacto móvil 140, preferentemente dispuesto dentro de la carcasa 110. El conjunto 140 comprende un par de armazones de contacto en espejo 141a y 141b. Los armazones 141a y 141b pueden llevar resortes de ballesta 142a y 142b, respectivamente. Cada uno de los resortes 142a y 142b tiene un par de contactos móviles 143a y b y 144a y b dispuestos en sus extremos distales, respectivamente. De acuerdo con un ejemplo de realización, los contactos móviles 143a y b y 144a y b están hechos de cobre al berilio. Además, de acuerdo con un ejemplo de realización, los
contactos móviles 143a y b y 144a y b tienen todos superficies redondeadas de "limpieza". Cuando los contactos móviles 143a y b y 144a y b entran en contacto con los contactos fijos 120a y b y 130a y b, respectivamente, los resortes 142a y b se deforman/pliegan, permitiendo que las superficies de los contactos móviles 143a y b y 144a y b pivoten contra la superficie de los contactos fijos 120a y b y 130a y b, de manera que este movimiento elimina o "limpia" eficazmente los residuos o contaminantes de la superficie que podrían impedir el flujo de corriente.
De acuerdo con una realización preferida, el conjunto de contacto móvil 140 está montado en el cilindro 150. El cilindro 150 está montado dentro de la carcasa 110 de manera que el cilindro 150 se pueda trasladar bidireccionalmente en sentido axial una distancia de recorrido predeterminada. El movimiento axial del cilindro 150 mueve el conjunto de contacto móvil 140 hacia adelante y hacia atrás entre los contactos fijos 120a y b y 130a y b, abriendo y cerrando los circuitos a medida que se mueve, conmutando así el interruptor eléctrico 100. También se proporciona un pistón 151, montado parcialmente dentro de la carcasa 110 y que se extiende parcialmente por fuera de la carcasa 110. De acuerdo con una realización de la invención, el pistón 151 está montado coaxialmente con respecto al cilindro 150. En una realización preferida, una parte del pistón 151 está dispuesta dentro del cilindro 150, lo que permite que el pistón 151 se deslice axialmente con respecto al cilindro 150. En una realización alternativa, el cilindro 150 podría disponerse parcialmente dentro del pistón 151. También se contemplan otras disposiciones de montaje que permiten que el cilindro 150 y el pistón 151 se muevan entre sí. Se puede montar un resorte 152, de manera que el movimiento del pistón 151 con respecto al cilindro 150 haga que el resorte 152 se deforme. El resorte 152 se ilustra como un resorte helicoidal convencional. No obstante, se contempla que podría usarse un resorte de tipo diferente u otro elemento elástico que tenga la elasticidad apropiada. Los términos "elemento elástico" y "resorte" pueden utilizarse indistintamente en la presente memoria descriptiva, aunque el término "elemento elástico" contempla una gama más amplia de elementos susceptibles de deformarse. Un resorte es solo una realización preferida de un elemento elástico.
De acuerdo con una realización preferida, un par de imanes 160a y b están montados dentro de la carcasa 110. Los imanes 160a y b son preferentemente imanes permanentes, pero también se contemplan electroimanes. En realizaciones alternativas, podría usarse un solo imán o varios imanes en lugar de los dos imanes 160a y b representados en esta realización. Una placa ferrosa 170 está ubicada en el extremo del cilindro 150 opuesto al pistón 151. Los imanes 160a y b ejercen una fuerza magnética de atracción sobre la placa ferrosa 170. Cuando la placa 170 está "fijada" a los imanes 160a y b, el cilindro 150 está bloqueado en una posición fija y no puede moverse dentro de la carcasa 110 hasta que se rompe la conexión entre la placa 170 y los imanes 160 a y b.
La figura 1 representa el interruptor 100 conmutado en posición cerrada. Se hace referencia a que este interruptor eléctrico 100 está cerrado debido a que el circuito que incluye el motor y la fuente de alimentación está cerrado porque la corriente puede fluir entre los contactos del motor 102a y b, a través de los contactos móviles 143a y b y el resorte de ballesta 142a. El interruptor eléctrico 100 se mantiene bloqueado en la posición cerrada por la fuerza magnética de los imanes 160a y b ejercida sobre la placa 170, que mantiene el cilindro 150 en una posición fija, de manera que el conjunto 140 está cerca de los contactos del motor 120a y b y el resorte de ballesta 142a está presionado y los contactos móviles 143a y b están en contacto físico con los contactos del motor 120a y b, respectivamente, permitiendo que la corriente fluya entre dichos contactos 120a y b, a través de los contactos móviles 143a y b y el resorte 142a. Cuando el interruptor eléctrico 100 está conmutado en la posición cerrada, el motor puede funcionar y mover el cambio de agujas de una primera posición a una segunda. Las figuras 2 y 3 ilustran el movimiento de los elementos del interruptor eléctrico 100 y el funcionamiento/conmutación del interruptor eléctrico 100.
Todos los elementos de la figura 2 son idénticos a los de la figura 1. La figura 2 ilustra el interruptor eléctrico 100 todavía en la posición cerrada, pero el pistón 151 trasladándose axialmente en la dirección del cilindro 150. El movimiento del pistón 151 es inducido por el conjunto de conmutación (no ilustrado), que está en comunicación con el motor, tal como se analizará con mayor detalle más adelante. El motor mueve el cambio de agujas, que mueve una o más varillas que están conectadas a un conjunto de conmutación, que conmuta el interruptor eléctrico ejerciendo una fuerza sobre el pistón 151, moviéndolo hacia el cilindro 150, comprimiendo el resorte 152 porque el cilindro 150 permanece fijo en su sitio por la fuerza ejercida por los imanes 160a y b sobre la placa 170. Siempre que la fuerza magnética entre los imanes 160a y b y la placa 170 sea mayor que la fuerza mecánica almacenada en el resorte 152, el interruptor eléctrico 100 permanecerá cerrado y el motor seguirá moviendo el cambio de agujas y comprimiendo aún más el resorte 152. La fuerza mecánica seguirá creciendo en el resorte 152 de acuerdo con la Ley de Hooke. En una realización preferida de la invención, la constante de resorte se selecciona de modo que la fuerza mecánica en el resorte 152 sobrepase la fuerza magnética entre los imanes 160a y b y la placa 170 cuando el motor haya movido completamente el cambio de agujas desde la primera posición a la segunda posición. Cuando sucede esto, la energía mecánica almacenada en el resorte 152 se libera y el cilindro 150 "salta" axialmente en una dirección que se aleja del pistón 151, abriendo así el interruptor eléctrico 100 y cortando el flujo de corriente que va hacia el motor. En este momento es conveniente apagar el motor ya que este ha acabado de mover el cambio de agujas. La "acción rápida" provocada por el resorte 152 reduce la posibilidad de que se formen arcos entre los contactos móviles 143a y b y los contactos del motor 120a y b.
El interruptor eléctrico 100 incluye un "seguro a prueba de fallos" integral si falla la "acción rápida". El punto de fallo más probable es el resorte 152 que genera la "acción rápida". Si el resorte 152 se rompe o funciona mal, el pistón
151 continuará hacia el cilindro 150. No obstante, el rango de movimiento del pistón 151 con respecto al cilindro 150 está limitado, de modo que el pistón 151 se mueve con respecto al cilindro 150 una cantidad predeterminada después de lo cual empuja el cilindro 150. El rango de movimiento del pistón 151 con respecto al cilindro 150 es menor que la distancia del movimiento del cilindro 150 desde la primera posición a la segunda posición. El rango se establece de modo que el pistón 151 empuje el cilindro 150, venciendo la fuerza de los imanes 160a y b, abriendo el interruptor eléctrico 100 y apagando el motor, al mismo tiempo que el motor completa el movimiento del cambio de agujas, apagando así el motor.
Todos los elementos de la figura 3 son idénticos a los de las figuras 1 y 2. En la figura 3, el interruptor eléctrico 100 se ha conmutado/"saltado" debido al movimiento generado por el motor que comprime el resorte 152 hasta que la energía mecánica almacenada ha sobrepasado la fuerza magnética entre la placa 170 y los imanes 160a y b. El resorte 152 que "hace saltar" el cilindro 150 en una dirección que se aleja del pistón 151 también aleja todo el conjunto 140 de los contactos del motor 120a y b, evitando el flujo de corriente entre los contactos 120a y b, abriendo el circuito con el motor y la fuente de alimentación, cortando la energía que va hacia el motor y evitando que el motor mueva aún más el cambio de agujas. La "acción rápida" reduce la posibilidad de que se formen arcos eléctricos dañinos entre los contactos. En la posición abierta, los contactos móviles 144a y b se presionan contra los contactos de detección 130a y b, cerrando el circuito de detección y permitiendo que la corriente fluya entre los contactos 130a y b a través de los contactos móviles 144a y b y el resorte de ballesta 142b. El circuito de detección se utiliza para confirmar que el interruptor eléctrico 100 está funcionando correctamente, está abierto y que se ha cortado la energía que va hacia el motor. Si el circuito de detección está cerrado, el circuito del motor debe estar abierto.
La figura 4A ilustra una máquina de cambio de agujas con un conjunto de conmutación e interruptores según la técnica anterior. Una máquina de cambio de agujas 400 comprende una carcasa de motor 401. Al menos un motor (no ilustrado) para mover el cambio de agujas está dispuesto dentro de la carcasa del motor 401. Una máquina de cambio de agujas 400 también comprende una carcasa de conjunto de conmutación 405, dentro de la cual se aloja el conjunto de conmutación 420. El conjunto de conmutación 420 puede comprender una disposición de palancas articuladas que trasladan el movimiento del cambio de agujas, inducido por el motor de la máquina de cambio de agujas, a través de una o más varillas 425, hasta los interruptores 410. Específicamente, el motor mueve el cambio de agujas, que está conectado a, y provoca el movimiento de, las varillas 425, que mueven las palancas del conjunto de conmutación 420; el movimiento de las palancas activa/conmuta los interruptores 410, controlando el flujo de corriente que va hacia el motor. Las varillas 425 y el conjunto de conmutación 420 están calibrados de manera que se abra el interruptor eléctrico 100 correspondiente para apagar el motor cuando completa el movimiento del cambio de agujas. Los interruptores 410 realizan funciones básicas similares a las del interruptor eléctrico 100 descrito anteriormente para regular el flujo de corriente que va hacia el motor, pero carecen de las características del interruptor eléctrico 100. Entre las distinciones entre los interruptores 410 y el interruptor eléctrico 100 se encuentra la "acción rápida" integral del interruptor eléctrico 100 descrita anteriormente. Por el contrario, la "acción rápida" en la técnica anterior se logra mediante un mecanismo de resorte dentro del conjunto 420, no en el propio interruptor 410.
La figura 4B ilustra un primer plano del conjunto de conmutación 420 y un interruptor 410 según la técnica anterior. El conjunto de conmutación 420 comprende una disposición de palancas articuladas que trasladan el movimiento del cambio de agujas inducido por el motor al interruptor 410, como se ha descrito anteriormente. El conjunto de conmutación 420 comprende una palanca intermedia 421 que actúa sobre una palanca de conmutación 422. La palanca de conmutación 422 conmuta el interruptor 410 presionando y moviendo el pistón 451. El pistón 451 realiza una función similar al pistón 151. Como se ha analizado anteriormente, el interruptor 410 no tiene una "acción rápida" integral como la del interruptor 100. En cambio, en la técnica anterior, el "salto" necesario para evitar la formación de arcos en los contactos se consigue disponiendo un elemento de conmutación elástico 430 entre la palanca intermedia 421 y la palanca de conmutación 422. El movimiento de la palanca intermedia 421 deforma el elemento de conmutación elástico 430, en lugar de mover directamente la palanca de conmutación 422. Cuando el elemento de conmutación elástico 430 se ha deformado una cantidad predeterminada, entonces se libera la energía almacenada en su interior, haciendo que la palanca de conmutación 422 "salte" y empuje el pistón 451 para conmutar el interruptor 451 a la posición abierta, cortando la energía que va hacia el motor. Esta es una disposición más complicada y menos fiable que el funcionamiento del interruptor eléctrico 100 descrito anteriormente. Un experto habitual en la materia sabe que el conjunto de conmutación puede hacer funcionar una pluralidad de interruptores 410 y tiene una disposición en espejo, tal como se ilustra, aunque anteriormente solo se ha analizado en detalle en el "lateral".
La figura 5 ilustra un primer plano del conjunto de conmutación 520 y el interruptor eléctrico 100 según una realización preferida de la invención. La figura 5 no muestra la máquina de cambio de agujas completa, siendo la carcasa, el motor y otros componentes no representados sustancialmente similares a los ilustrados en la figura 4A. El interruptor eléctrico 100 es el mismo que el descrito anteriormente en las figuras 1-3. El conjunto de conmutación 520 está dispuesto dentro de la carcasa 505. El traslado del movimiento del cambio de agujas que realiza el motor a través de las varillas 525 hasta el conjunto 520 es sustancialmente similar al descrito anteriormente con respecto a la figura 4A. No obstante, el acoplamiento del interruptor eléctrico 100 por parte del conjunto 520 se diferencia de la técnica anterior debido a la "acción rápida" integrada en el interruptor eléctrico 100.
El conjunto de conmutación 520 traslada el movimiento inducido por el motor desde las varillas 525, a través del conjunto 520, hasta el pistón 151 para conmutar el interruptor eléctrico 100. Específicamente, la palanca intermedia 523 ejerce una fuerza directamente sobre la palanca de conmutación 522, que presiona contra el pistón 151, conmutando el interruptor entre la primera y la segunda posición (abierta y cerrada), como se ha descrito anteriormente. Es importante señalar que no se interpone ningún elemento elástico entre la palanca intermedia 523 y la palanca de conmutación 522, a diferencia del conjunto 420 que utiliza el elemento 430. Esto se debe a que la máquina de cambio de agujas de este ejemplo de realización de la invención comprende el interruptor eléctrico 100 que tiene una "acción rápida" integral, como se ha descrito anteriormente, lo que simplifica el diseño del conjunto de conmutación 520 al eliminar la necesidad de que haya un elemento elástico que pueda generar una conmutación "rápida".
Una comparación de los conjuntos de conmutación 420 y 520 revela que el conjunto 520 no tiene componentes equivalentes a la palanca de conmutación 422 y al elemento de conmutación elástico 430, siendo estos componentes innecesarios ya que la "acción rápida" se genera integralmente dentro del interruptor eléctrico 100. En cambio, la palanca de conmutación 522 interactúa directamente con el pistón 151 para conmutar el interruptor eléctrico 100, como se ha descrito anteriormente. El conjunto de conmutación 520 es más simple y más fiable que el conjunto de conmutación 420 porque el diseño no requiere componentes que generen una "acción rápida", que requieren mantenimiento y tienden a fallar.
La figura 6 es un diagrama de flujo de un método para hacer funcionar una máquina de cambio de agujas con el interruptor eléctrico según un ejemplo de realización de la invención. El interruptor descrito en este método es sustancialmente similar a las realizaciones del interruptor eléctrico 100 y sus componentes/elementos correspondientes, descritos anteriormente. En la etapa 600, el motor de la máquina de cambio de agujas se activa para mover el cambio de agujas de una primera posición a una segunda posición. En la etapa 610, el movimiento del cambio de agujas se traslada al conjunto de conmutación, preferentemente a través de una o más varillas, como se ha descrito en las realizaciones anteriores. Preferentemente, las etapas 600 y 610 se producen sustancialmente de forma simultánea. En la etapa 620, el conjunto de conmutación ejerce una fuerza sobre un pistón del interruptor eléctrico para deformar un elemento elástico dentro del interruptor. El interruptor se mantiene en la posición cerrada conmutada gracias a uno o más imanes para proporcionar la energía al motor. La deformación del elemento elástico almacena energía en el elemento elástico. En la etapa 630, cuando el elemento elástico se deforma una cantidad predeterminada, la fuerza de la energía almacenada sobrepasa la fuerza magnética manteniendo el interruptor cerrado y abriéndose el interruptor eléctrico, cortando la energía que va hacia el motor. El movimiento del conjunto de conmutación, la fuerza del imán y la deformación del elemento elástico se seleccionan/calibran de manera que el interruptor eléctrico se abre, apagando el motor, cuando el cambio de agujas completa su movimiento desde la primera posición a la segunda.
En la memoria descriptiva precedente, la invención se ha descrito con referencia a realizaciones específicas. No obstante, un experto habitual en la materia apreciará que se pueden realizar diversas modificaciones y cambios sin apartarse del alcance de la invención reivindicada. Por consiguiente, la memoria descriptiva y las figuras deben apreciarse en un sentido ilustrativo más que limitante, y todas estas modificaciones están destinadas a incluirse dentro del alcance de la invención.
Aunque la invención se ha descrito con respecto a sus realizaciones específicas, estas realizaciones son meramente ilustrativas y no limitan la invención. La descripción en el presente documento de las realizaciones ilustradas de la invención no pretende ser exhaustiva ni limitar la invención a las formas precisas descritas en el presente documento (y, en particular, la inclusión de cualquier realización, característica o función particular no pretende limitar el alcance de la invención a dicha realización, característica o función). En vez de eso, la descripción está destinada a describir realizaciones, características y funciones ilustrativas con el fin de proporcionar a un experto habitual en la materia el contexto para comprender la invención sin limitarla a ninguna realización, característica o función descrita en particular. Si bien las realizaciones específicas y los ejemplos de la invención se describen en el presente documento únicamente con fines ilustrativos, varias modificaciones equivalentes dentro del alcance de la invención son posibles dentro del alcance de las reivindicaciones, como reconocerán y apreciarán los expertos en la materia en cuestión. Tal y como se ha indicado, estas modificaciones de la invención pueden realizarse en vista de la descripción anterior de las realizaciones ilustradas de la invención y deben incluirse dentro del alcance de la invención. Así, si bien la invención se ha descrito en el presente documento con referencia a sus realizaciones particulares, en las divulgaciones anteriores se prevén la libertad de modificación, varios cambios y sustituciones, y se apreciará que, en algunos casos, se emplearán algunas características de las realizaciones de la invención, sin el uso correspondiente de otras características, sin desviarse del alcance de la invención reivindicado.
Por tanto, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular al alcance esencial de la invención.
Claims (12)
1. Un interruptor eléctrico (100) para una máquina de cambio de agujas, comprendiendo el interruptor eléctrico (100): una carcasa (110);
un primer contacto de motor (120a) y un segundo contacto de motor (120b) dispuestos dentro de la carcasa (110), estando los contactos del motor (120a, 120b) en comunicación eléctrica con un circuito de motor que proporciona energía a un motor eléctrico de la máquina de cambio de agujas;
un cilindro (150) dispuesto dentro de la carcasa (110), de manera que el cilindro (150) puede moverse dentro de la carcasa (110) entre una primera posición y una segunda posición;
un primer armazón de contacto (141a) unido al cilindro (150), moviéndose el armazón de contacto (141a) con el cilindro (150);
un primer contacto móvil (143a) y un segundo contacto móvil (143b) dispuestos en el primer armazón de contacto (141a) y moviéndose con el cilindro (150), proporcionando el primer armazón de contacto (141a) y el primer y segundo contactos móviles (143a, 143b) comunicación eléctrica entre el primer y segundo contactos del motor (120a, 120b) cuando el cilindro (150) está en la primera posición;
un pistón (151) dispuesto parcialmente fuera de la carcasa (110), estando el pistón (151) en comunicación con el cilindro (150), siendo capaz el pistón (151) de moverse dentro de la carcasa (110) con respecto al cilindro (150); un elemento elástico en comunicación con el cilindro (150) y el pistón (151),
en donde el movimiento del pistón (151) con respecto al cilindro (150) deforma el elemento elástico; un elemento magnético (160a, 160b) unido a la carcasa (110), que está adaptado para ejercer una fuerza magnética sobre el cilindro (150), manteniendo el cilindro (150) estacionario en la primera posición para que no se mueva con respecto a la carcasa (110);
en donde el interruptor eléctrico (100) está configurado de tal manera que un movimiento del pistón (151) con respecto al cilindro (150) ejerce una primera fuerza sobre el elemento elástico, deformando el elemento elástico, haciendo la deformación del elemento elástico que el elemento elástico ejerza una segunda fuerza sobre el cilindro (150), pudiendo el cilindro (150) moverse desde la primera posición a la segunda posición cuando la segunda fuerza sobrepase la fuerza magnética.
2. El interruptor eléctrico de la reivindicación 1, en donde, cuando el cilindro (150) está en la primera posición, el circuito del motor está cerrado y la corriente puede fluir al motor eléctrico, o en donde, cuando el cilindro está en la segunda posición, el circuito del motor está abierto y la corriente no puede fluir hacia el motor eléctrico.
3. El interruptor eléctrico de la reivindicación 1, estando el primer y segundo contactos móviles (143a, 143b) unidos al primer armazón de contacto (141a) mediante un resorte de ballesta (142a), deformándose el resorte (142a) y empujando el primer y segundo contactos móviles (143a, 143b) contra la superficie de los contactos del motor (120a, 120b) cuando el cilindro está en la primera posición.
4. El interruptor eléctrico de la reivindicación 3, teniendo el primer y segundo contactos móviles (143a, 143b) una superficie redondeada, en donde las superficies del primer y segundo contactos móviles (143a, 143b) pivotan contra la superficie de los contactos del motor cuando el cilindro (150) se mueve hacia, o desde, la primera posición, limpiando así los contaminantes de la superficie del primer y segundo contactos móviles (143a, 143b) y de la superficie de los contactos del motor.
5. El interruptor eléctrico de la reivindicación 1, siendo la distancia que se puede mover el pistón (151) con respecto al cilindro (150) menor que la distancia que se mueve el cilindro (150) entre la primera posición y la segunda posición.
6. El interruptor eléctrico de la reivindicación 1, siendo colineales los ejes longitudinales del cilindro (150) y del pistón (151), moviéndose el cilindro (150) y el pistón (151) dentro de la carcasa en paralelo a los ejes longitudinales.
7. El interruptor eléctrico de la reivindicación 1, que comprende, además: un primer contacto de detección (130a) y un segundo contacto de detección (130b) dispuestos dentro de la carcasa (110), estando los contactos de detección (130a, 130b) en comunicación eléctrica con un circuito de detección;
un segundo armazón de contacto (141b) unido al cilindro (150), moviéndose el segundo armazón de contacto (141b) con el cilindro (150);
un tercer contacto móvil (144a) y un cuarto contacto móvil (144b) dispuestos en el segundo armazón de contacto (141b) y que se mueven con el cilindro (150), proporcionando el segundo armazón de contacto (141b) y el tercer y cuarto contactos móviles (144a, 144b) comunicación eléctrica entre el primer y segundo contactos de detección (130a, 130b) cuando el pistón (151) está en la segunda posición, cerrando así un circuito de detección, indicando el circuito de detección cerrado que el circuito del motor está abierto.
8. Una máquina de cambio de agujas que tiene el interruptor eléctrico de la reivindicación 1, comprendiendo la máquina de cambio de agujas:
un motor en comunicación con un cambio de agujas;
un conjunto de conmutación (520) en comunicación mecánica con el cambio de agujas, en donde el movimiento del cambio de agujas inducido por el motor se traduce en el movimiento del conjunto de conmutación (520), ejerciendo el conjunto de conmutación (520) una fuerza sobre el pistón (151) del interruptor eléctrico (100).
9. Un método para hacer funcionar una máquina de cambio de agujas con el interruptor eléctrico (100) según la reivindicación 1, que comprende una carcasa (110), un cilindro (150) y un pistón (151); comprendiendo el método: activar (600) un motor de la máquina de cambio de agujas para mover un cambio de agujas desde una primera posición a una segunda posición;
traducir (610) el movimiento del cambio de agujas en el movimiento de un conjunto de conmutación (520) de la máquina de cambio de agujas;
ejercer (620) una fuerza mediante el movimiento del conjunto de conmutación (520) sobre el pistón (151) para deformar un elemento elástico dentro del interruptor eléctrico (100);
conmutar (630) el interruptor eléctrico (100) para abrirlo y así cortar la energía que va hacia el motor cuando el elemento elástico se deforme una cantidad predeterminada; mantener el interruptor eléctrico (100) cerrado en la primera posición mediante un elemento magnético (160a, 160b) dentro del interruptor (100);
ejerciendo el elemento magnético (160a, 160b) unido a la carcasa (110) una fuerza magnética sobre el cilindro (150), manteniendo el cilindro (150) estacionario en la primera posición para que no se mueva con respecto a la carcasa (110); en donde el movimiento del pistón (151) con respecto al cilindro (150) ejerce una primera fuerza sobre el elemento elástico, deformando el elemento elástico, haciendo la deformación del elemento elástico que el elemento elástico ejerza una segunda fuerza sobre el cilindro (150), pudiendo el cilindro (150) moverse desde la primera posición a la segunda posición cuando la segunda fuerza sobrepase la fuerza magnética.
10. El método de la reivindicación 9, en donde el elemento elástico se deforma una cantidad predeterminada cuando el cambio de agujas completa su movimiento desde la primera posición a la segunda posición.
11. El método de la reivindicación 9, en donde la etapa de conmutar el interruptor eléctrico (100) para abrirlo comprende la fuerza almacenada en el elemento elástico debido a que su deformación sobrepasa la fuerza ejercida por el elemento magnético (160a, 160b).
12. El método de la reivindicación 9, en donde la máquina de cambio de agujas es una máquina de cambio de agujas según la reivindicación 8.
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