MX2011004752A - Dispositivos de conmutacion configurados para controlar los campos magneticos para mantener una conexion electrica. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de conmutación eléctrica incluye una terminal (106) de base que se extiende esencialmente en una dirección axial y tiene un contacto (122) de base. El dispositivo de conmutación también incluye una terminal (224) móvil que se extiende esencialmente en la dirección axial y tiene un contacto (120) de empalme. Las terminales (106, 224) móvil y de base se extienden generalmente paralelas entre sí y están separadas por una separación de campo. La terminal (224) móvil se puede mover en forma selectiva desde y hacia la terminal (106) de base para conectar en forma eléctrica los contactos (120, 122) de base y de empalme en una interfaz (234) de contacto. El dispositivo de conmutación también incluye una protección (135) magnética que está ubicada entre las terminales (106, 224) móvil y de base dentro de la separación de campo. La terminal (224) móvil experimenta una fuerza de separación cuando la corriente fluye a través de las terminales (106, 224) móvil y de base en direcciones opuestas. La protección (135) magnética está configurada para reducir la fuerza de separación experimentada por la terminal (224) móvil para facilitar el mantenimiento de la interfaz (234) de contacto entre los contactos (120, 122) de base y de empalme.

Description

DISPOSITIVOS DE CONMUTACIÓN CONFIGURADOS PARA CONTROLAR LOS CAMPOS MAGNÉTICOS PARA MANTENER UNA CONEXIÓN ELÉCTRICA Campo de la Invención La invención se relaciona en general con dispositivos de conmutación eléctrica que están configurados para controlar el flujo de una corriente eléctrica a través de los mismos, y más en particular, con dispositivos de conmutación que tienen contactos de empalme que permanecen eléctricamente conectados durante las condiciones de falla de alta corriente y cortos circuitos.

Antecedentes de la Invención Los dispositivos de conmutación eléctrica (por ejemplo, contacto, relés) existen hoy para conectar o desconectar una fuente de energía de un dispositivo o sistema eléctrico. Por ejemplo, un dispositivo de conmutación eléctrica se puede utilizar en un medidor eléctrico que monitorea el uso de energía en una casa o edificio. Los dispositivos eléctricos convencionales incluyen un alojamiento que recibe una pluralidad de terminales de entrada y salida y un mecanismo para conectar eléctricamente las terminales de entrada y de salida. En algunos dispositivos de conmutación, un accionador solenoide se encuentra acoplado en forma operativa con un contacto de empalme de una de las terminales. Cuando el accionador solenoide se activa, el accionador solenoide mueve el contacto de empalme hacia el otro contacto de empalme para establecer una conexión eléctrica. El accionador solenoide también se puede activar para desconectar los contactos de empalme.

Sin embargo, cuando los contactos de empalme están separados durante una condición de falla de alta corriente o corto circuito, se puede formar un arco eléctrico entre los contactos de empalme. El arco eléctrico puede tener efectos negativos en los otros componentes de los dispositivos de conmutación y como tal, puede ser conveniente que los dispositivos de conmutación mantengan la conexión eléctrica durante las condiciones de falla. Para este fin, los dispositivos de conmutación pueden utilizar diferentes mecanismos, tal como usar la fuerza mecánica para presionar los contactos de empalme juntos. Sin embargo, debido a que los dispositivos de conmutación tienen espacio disponible limitado dentro de los alojamientos del interruptor, los dispositivos mecánicos convencionales pueden no ser apropiados o pueden ser muy costosos para mantener la conexión eléctrica.

De conformidad con esto, el problema a resolver es la necesidad de dispositivos de conmutación eléctrica que mantengan la conexión eléctrica durante una condición de falla de alta corriente o cortos circuitos. También, existe una necesidad general de dispositivos de conmutación eléctrica que puedan reducir el número de componentes dentro del alojamiento del interruptor y sean menos costosos de fabricar comparados con los dispositivos de conmutación conocidos.

Breve Descripción de la Invención La solución es provista por un dispositivo de conmutación eléctrica que incluye una terminal de base que se extiende esencialmente en la dirección axial y que tiene un contacto de base. El dispositivo de conmutación también incluye una terminal móvil que se extiende esencialmente en la dirección axial y tiene un contacto de empalme. Las terminales móvil y de base se extienden generalmente paralelas entre sí y están separadas por una separación de campo. La terminal móvil se puede mover en forma selectiva desde y hacia la terminal de base para conectar eléctricamente la base y los contactos de empalme en una interfaz de contacto. El dispositivo de conmutación también incluye una protección magnética que está ubicada entre las terminales de base y móvil dentro de la separación de campo. La terminal móvil experimenta una fuerza de separación cuando la corriente fluye a través de las terminales de base y móvil en direcciones opuestas. La protección magnética está configurada para reducir la fuerza de separación experimentada por la terminal móvil para facilitar el mantener la interfaz de contacto entre los contactos de base y de empalme.

Breve Descripción de los Dibujos La invención será ahora descrita como ejemplo con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es una vista en perspectiva expuesta de un dispositivo de conmutación eléctrica formado de conformidad con una modalidad.

La Figura 2 es una vista en despiece de un dispositivo accionador que se puede utilizar en el dispositivo de conmutación de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en planta de un arreglo de componentes internos utilizados por el dispositivo de conmutación de la Figura 1.

La Figura 4 es una vista en perspectiva de las terminales de base y móvil acopladas juntas para usarse en el dispositivo de conmutación de la Figura 1.

La Figura 5 es una vista en perspectiva aislada de la terminal móvil que se puede utilizar con el dispositivo de conmutación de la Figura 1.

La Figura 6 es una vista en planta, amplificada de un ensamble de circuito ejemplificati vo que se puede utilizar con el dispositivo de conmutación de la Figura 1.

Descripción Detallada de la Invención De conformidad con una modalidad, se proporciona un dispositivo de conmutación eléctrica, el cual incluye una terminal de base que se extiende esencialmente en una dirección axial y tiene un contacto de base. El dispositivo de conmutación también incluye una terminal móvil que se extiende esencialmente en la dirección axial y tiene un contacto de empalme. Las terminales móvil y de base se extienden generalmente paralelas entre si y están separadas por una separación de campo. La terminal móvil se puede mover en forma selectiva desde y hacia la terminal de base para conectar en forma eléctrica los contactos de base y de empalme en una interfaz de contacto. El dispositivo de conmutación también incluye una protección magnética que está ubicada entre las terminales móvil y de base dentro de la separación de campo. La terminal móvil experimenta una fuerza de separación cuando la corriente fluye a través de las terminales móvil y de base en direcciones opuestas. La protección magnética está configurada para reducir la fuerza de separación experimentada por la terminal móvil para facilitar el mantener la interfaz de contacto entre los contactos de base y de empalme.

De conformidad con otra modalidad, se proporciona un dispositivo de conmutación eléctrica, el cual incluye primera y segunda terminales de base que se extienden esencialmente en la dirección axial y que se traslapan entre si con una separación de campo entre ellas. El dispositivo de conmutación incluye una terminal móvil que está acoplada con la segunda terminal de base. La terminal móvil se extiende esencialmente en la dirección axial dentro de la separación de campo entre la primera y la segunda terminales de base El dispositivo de conmutación también incluye una protección magnética que está ubicada entre la terminal móvil y l'a primera terminal de base. La corriente fluye a través de la primera y segunda terminales de base en una dirección común y fluye a través de la terminal móvil en una dirección opuesta cuando la terminal móvil y la primera y segunda terminales de base forman un circuito cerrado. La terminal móvil experimenta una fuerza de separación provista por la primera terminal de base y una fuerza magnética opuesta provista por la segunda terminal de base. La protección magnética está configurada para reducir la fuerza de separación experimentada por la terminal móvil.

La Figura 1 es una vista en perspectiva en despiece de un dispositivo 100 de conmutación eléctrica formado de conformidad con una modalidad. El dispositivo 100 de conmutación incluye un alojamiento 101 de interruptor que está configurado para recibir y encerrar por lo menos un ensamble de circuito (en la Figura 1, una cubierta del alojamiento 101 de interruptor ha sido retirada para mostrar los componentes del dispositivo 100 de conmutación). En la modalidad ilustrada, el dispositivo 100 de conmutación incluye un par de ensambles 102 y 103 de circuito. Los ensambles 102 y 103 de circuito también pueden ser llamados como polos. El ensamble 102 de circuito incluye las terminales 104A y 106A, y el ensamble 103 de circuito incluye las terminales 104B y 106B. El alojamiento 101 de interruptor puede incluir una pluralidad de lados del alojamiento incluyendo un lado 148 del alojamiento en donde se reciben las terminales 106A y 106B. Los lados 148 y 150 del alojamiento pueden ser opuestos entre sí. Sin embargo, en modalidades alternativas, las terminales 104A; 104B; 106A y 106B de base pueden entrar a través de diferentes lados del alojamiento o a través de un lado común del alojamiento.

Las terminales 104A y 106A de base están configuradas para conectarse eléctricamente entre sí dentro del alojamiento 101 del interruptor a través de los contactos 120A y 122A de empalme y las terminales de base 104B y 106B están configuradas para conectarse eléctricamente entre sí dentro del alojamiento 101 del interruptor a través de los contactos 120B y 122B de empalme. Para distinguir los contactos 120 y 122 de empalme, los contactos 122 de empalme pueden ser llamados como contactos de base y los contactos 120 de empalme pueden ser llamados como los contactos móviles.

En la modalidad ilustrada, las terminales de base 104A y 104B son terminales de entrada que reciben una corriente eléctrica desde una fuente de energía de utilidad y las terminales 106A y 106B de base son terminales de salida configuradas para suministrar la corriente lo a un dispositivo o carga eléctrica. En la modalidad ejemplificativa, las terminales 104 y 106 de base pueden ser llamadas como terminales de base o estacionarias, ya que en algunas modalidades, las terminales 104 y 106 de base tienen posiciones fijas con respecto al alojamiento 101 del interruptor. Los ensambles 102 y 103 de circuito también pueden incluir terminales o elementos 224A y 224B móviles, respectivamente. Las terminales 224 móviles están configuradas para moverse en forma selectiva entre las posiciones acoplada y desacoplada para conectar y desconectar eléctricamente los contactos 120 y 122 móvil y de base. Como se muestra, las terminales 104A y 106A de base y la terminal 224A móvil pueden formar el ensamble 102 de circuito. De la misma forma, las terminales 104B y 106B de base y la terminal 224B móvil pueden formar el ensamble 103 de circuito.

Durante la operación del dispositivo 100 de conmutación, la corriente que fluye a través de los ensambles 102 y 103 de circuito pueden generar campos magnéticos que afectan otros componentes del dispositivo 100 de conmutación. Por ejemplo, cuando los contactos 120 y 122 móvil y de base se conectan en forma eléctrica, los campos magnéticos generados por la corriente que fluye a través de los mismos puede ejercer una fuerza de empalme en las terminales 224 móviles que actúa para presionar los contactos 120 y 122 de base y móvil asociados juntos y/o una fuerza de separación que se opone a la fuerza de empalme y actúa para separar los contactos 120 y 122 móvil y de base asociados. Las modalidades aquí descritas se pueden configurar para controlar o afectar tales fuerzas. Por ejemplo, las modalidades aquí descritas pueden reducir la fuerza de separación para que los contactos 120 y 122 móvil y de base permanezcan eléctricamente conectados durante, por ejemplo, una condición de falla de alta corriente o un corto circuito. En modalidades particulares, las fuerzas de separación se reducen por las protecciones 135A y 135B magnéticas.

Como se muestra en la Figura 1, el dispositivo 100 de conmutación está orientado con respecto a los ejes 190-192 mutuamente perpendiculares o más específicamente, un eje 190 longitudinal, un eje 191 de empalme y un eje 192 lateral. Además de los ensambles 102 y 103 de circuito, el dispositivo 100 de conmutación también puede incluir un dispositivo 114 accionador y un elemento 116 de acoplamiento. El dispositivo 114 accionador está ilustrado como un motor electromecánico que incluye un ensamble 130 giratorio y un ensamble 141 de bobina. El elemento 116 de acoplamiento está acoplado en forma operativa con el ensamble 130 giratorio y también está acoplado en forma operativa con las terminales 224A y 224B móviles. El dispositivo 114 accionador se puede activar para mover al elemento 116 de acoplamiento, lo cual mueve las terminales 224A y 224B móviles para conectar o desconectar eléctricamente los contactos 120 y 122 móvil y de base. También se muestra que el ensamble 130 giratorio puede incluir un estabilizador 132 giratorio que ofrece el soporte al ensamble 130 giratorio.

El dispositivo 100 de conmutación está configurado para controlar en forma selectiva el flujo de corriente a través de los ensambles 102 y 103 de circuito. Por ejemplo, el dispositivo 100 de conmutación se puede utilizar con un medidor eléctrico de un sistema eléctrico para una casa o un edificio. La corriente entra en el alojamiento 101 del interruptor a través de las terminales 104A y 104B de base y sale del alojamiento 101 de interruptor a través de las terminales 106A y 106B de base. En algunas modalidades, el dispositivo 100 de conmutación está configurado para conectar o desconectar en forma simultánea los contactos 120A y 122A móvil y de base y los contactos 120B y 122B móvil y de base. Aunque el dispositivo 100 de conmutación ilustrado incluye dos ensambles 102 y 103 de circuito, en otras modalidades, el dispositivo 100 de conmutación puede incluir solamente un ensamble de circuito o más de dos ensambles de circuito. También, solamente como ejemplo, durante la operación normal del dispositivo 100 de conmutación, la corriente que fluye a través del mismo puede ser de aproximadamente 200A (aproximadamente 100A por ensamble de circuito). Durante una condición de falla de alta corriente o un corto circuito, la corriente que fluye a través de los mismos puede ser de aproximadamente 1200A.

En algunas modalidades, el dispositivo de conmutación está acoplado en comunicación con un controlador remoto (no mostrado). El controlador remoto puede comunicar instrucciones al dispositivo 100 de conmutación. Las instrucciones pueden incluir operar comandos para activar o desactivar el dispositivo 114 accionador. Además, las instrucciones pueden incluir solicitudes de datos con respecto al uso o estado del dispositivo 100 de conmutación o del uso de la electricidad.

La Figura 2 es una vista en despiece de un dispositivo 114 accionador. En la modalidad ejemplificativa, el dispositivo 114 accionador genera un flujo o campo magnético predeterminado para controlar el movimiento del elemento 116 de acoplamiento (Figura 1). Por ejemplo, el dispositivo 114 accionador puede ser un accionador solenoide. El dispositivo 114 accionador puede incluir un ensamble 130 giratorio y el ensamble 141 de bobina. El ensamble 130 giratorio y el ensamble 141 de bobina y su operación se describen con más detalle en la Solicitud de Estados Unidos de Norteamérica No. 12/549,176, presentada el 27 de abril de 2009 y titulada: "ELECTRICAL SWITCHING DEVICES HAVING MOVABLE TERMINALS" (Dispositivos de Conmutación Eléctrica con Terminales Móviles), la cual está incorporada aquí como referencia en su totalidad. El ensamble 141 de bobina incluye una bobina 140 electromagnética y un par de yugos 142 y 144. La bobina 140 se extiende a lo largo y envuelve al eje 146 de bobina, que se puede extender paralelo al eje 191 de empalme, mostrado en la Figura 1. Los yugos 142 y 144 incluyen patas 143 y 145, respectivamente, que se insertan dentro de una cavidad (no mostrada) de la bobina 140 y se extienden a lo largo del eje 146 de bobina Los yugos 142 y 144 incluyen extremos 152 y 154 de yugos que están configurados para acoplar en forma magnética el ensamble 130 giratorio para controlar la rotación del ensamble 130 giratorio. Cuando la bobina 140 se activa, se genera un campo magnético que se extiende a través del ensamble 141 de bobina y el ensamble 130 giratorio. En la modalidad ejemplificativa, el campo magnético tiene una forma de bucle. La dirección del campo depende de la dirección de la corriente que fluye a través de la bobina 140. Con base en la dirección de la corriente, el ensamble 130 giratorio se moverá a una de las dos posiciones de rotación.

El ensamble 130 giratorio incluye un cuerpo 160 giratorio que sostiene un imán permanente (no mostrado) en el mismo y un par de armaduras 164 y 166. El imán permanente puede tener polos norte y sur opuestos o extremos, cada uno colocado cerca de una armadura 166 y 164 correspondiente, respectivamente. Las armaduras 164 y 166 pueden estar colocadas una con respecto a la otra y el imán permanente para formar un flujo magnético predeterminado para girar en forma selectiva el ensamble 130 giratorio. También, como se muestra, el cuerpo 160 giratorio incluye una proyección o poste 168 que se proyecta en forma radial lejos del centro de rotación C del cuerpo 160 giratorio.

La Figura 3 muestras un arreglo de los componentes internos del dispositivo 100 de conmutación en donde el alojamiento 101 del interruptor y el estabilizador 132 giratorio de la Figura 1 han sido retirados con propósitos ilustrativos. En algunas modalidades, los componentes alojados por el alojamiento 101 del interruptor se mantienen dentro de una región espacial confinada. Por ejemplo, los ensambles 102 y 103 de circuito están separados por un espacio SÍ interior. El dispositivo 114 accionador está ubicado dentro del espacio SÍ interior entre los ensambles 102 y 103 de circuito. El ensamble 130 giratorio y el ensamble 141 de bobina están ubicados generalmente entre y equidistantes desde los ensambles 102 y 103 de circuito. En la modalidad ilustrada, el elemento 116 de acoplamiento se extiende a través del espacio S-, interior en una dirección a lo largo del eje 191 de empalme y está acoplado en forma operativa con cada una de las terminales 224A y 224B móviles. Más específicamente, el elemento 116 de acoplamiento tiene porciones 124 y 126 de extremo del elemento opuestas. Las porciones 124 y 126 de extremo del elemento pueden tener ranuras o aberturas (no mostradas) que están configuradas para recibir las terminales 224A y 224B móviles, respectivamente.

Como se muestra, las terminales 104 y 106 de base se extienden esencialmente en la dirección axial a lo largo del eje 190 longitudinal. La terminal 104A de base incluye una porción 136A exterior ubicada fuera del alojamiento 101 del interruptor y una porción 134A interior ubicada dentro del alojamiento 101 del interruptor. La terminal 104B de base incluye una porción 136B exterior ubicada fuera del alojamiento 101 del interruptor y una porción 134B interior ubicada dentro del alojamiento 101 del interruptor. De manera similar, las terminales 106 de base incluyen una porción 176 exterior ubicada fuera del alojamiento 101 del interruptor y una porción 174 interior ubicada dentro del alojamiento 101 del interruptor. Las terminales 104A y 104B de base también incluyen porciones 180A y 180B de extremo de terminales, respectivamente. Las terminales 104A y 104B de base pueden acoplarse con las terminales 224A y 224B móviles cerca de las porciones 180A y 180B de extremo de terminal, respectivamente. Además, las terminales 106A y 106B de base incluyen porciones 182A y 182B de extremo de terminal, respectivamente. Las porciones 182A y 182B de extremo de terminal tienen contactos 122A y 122B de base, respectivamente, acoplados con las mismas.

También, como se muestra en la Figura 3, las terminales 224 móviles se extienden esencialmente en la dirección axial hasta los contactos 120 móviles correspondientes. Las terminales 104 y 106 móvil y de base (es decir, las terminales móvil y de base de un ensamble de circuito) se pueden extender generalmente paralelas entre sí y pueden estar separadas por una separación S2 de campo. También mostrado se encuentran las protecciones 135 magnéticas ubicadas entre las terminales 224 y 106 móvil y de base dentro de la separación S2 de campo. Con referencia especifica al ensamble 102 de circuito, las terminales 104A y 106A de base y la terminal 134A móvil pueden traslaparse entre si dentro del alojamiento 101 del interruptor. Más específicamente, la porción 134A interior de la terminal 104A de base, la terminal 224A móvil y la porción 174A interior de la terminal 106A de base pueden extenderse lado a lado entre sí. Las terminales traslapadas están ubicadas dentro de una región CR! de acoplamiento en donde los campos magnéticos generados por las terminales cuando fluye la corriente a través de los mismos, interactúan entre sí. También se muestra que el ensamble 103 de circuito puede tener una región CR2 de acoplamiento que es similar a la región CR^ de acoplamiento. Como se describirá con más detalle después, los campos magnéticos crean fuerzas que actúan sobre la terminal 224 móvil. Las fuerzas se pueden controlar para facilitar el mantenimiento de una conexión eléctrica entre los contactos 120 y 122 móvil y de base asociados.

Para abrir y cerrar los ensambles 102 y 103 de circuito, el ensamble 130 giratorio puede activarse para moverse a una diferente posición de rotación. Cuando el ensamble 130 giratorio se gira entre las diferentes posiciones giratorias, las terminales 224A y 224B se mueven en forma simultánea. Como ejemplo, cuando el dispositivo 114 accionador recibe una señal positiva, la bobina 140 se puede activar para generar un campo magnético a través de los extremos 152 y 154 de yugo y las armaduras 164 y 166. El cuerpo 160 giratorio puede girar alrededor del centro de rotación C en una dirección (mostrada como giratoria hacia la izquierda en la Figura 3) hasta que el cuerpo 160 giratorio alcanza la posición giratoria desacoplada. El poste 168 mueve (es decir, traslada) el elemento 116 de acoplamiento en una manera lineal en una dirección a lo largo del eje 191 de empalme. Más específicamente, el elemento de acoplamiento se mueve en la dirección X! axial. Después de que el cuerpo 160 giratorio alcanza la posición de rotación desacoplada, la señal positiva puede desactivarse. Con la bobina 140 desactivada, el imán permanente (no mostrado) puede entonces mantener la posición de rotación a través del acoplamiento magnético. En la posición giratoria desacoplada, los contactos 120 y 122 móvil y de base están separados ente sí para formar un circuito abierto (es decir, los contactos 120 y 122 móvil y de base están desconectados eléctricamente).

Cuando el dispositivo 114 accionador recibe una señal negativa, la bobina 140 se puede activar para generar un campo magnético opuesto a través de los extremos 152 y 154 de yugo y las armaduras 164 y 166. El cuerpo 160 giratorio puede entonces girar en una dirección R2 (mostrada como giratoria hacia la derecha en la Figura 3) alrededor del centro de rotación C hasta que el cuerpo 160 giratorio alcanza la posición de rotación acoplada. Como se muestra, el poste 168 moverá al elemento 116 de acoplamiento en la dirección X2 axial que es opuesta a la dirección XT axial. Cuando el cuerpo 160 giratorio está en la posición giratoria acoplada, los contactos 120 y 122 móvil y de base asociados se conectan en forma eléctrica entre sí. Después de que el cuerpo 160 giratorio ha alcanzado la posición de rotación deseada, la señal negativa se puede desactivar. De este modo, el cuerpo 160 giratorio puede moverse entre las diferentes posiciones de rotación al girar en forma bi-direccional alrededor del centro de rotación C, lo cual mueve al elemento 116 de acoplamiento en forma bi-direccional en una manera lineal a lo largo del eje 190 longitudinal. De conformidad con esto, el movimiento giratorio del ensamble 130 giratorio se puede traduce en un movimiento lineal a lo largo del eje 190 longitudinal para mover las terminales 224A y 224B móviles.

Las Figuras 4 y 5 ilustran una terminal 224 móvil ejemplificativa con más detalle. La Figura 4 es una vista en perspectiva de la terminal 104 de base y la terminal 224 móvil correspondiente acopladas juntas, y la Figura 5 es una vista en perspectiva aislada de la terminal 224 móvil. La terminal 224 móvil tiene una longitud que se extiende entre los dos extremos 260 y 262 de la terminal. El extremo 260 de terminal está asegurado con la terminal 104 de base con el uso de sujetadores, tal como remaches o soldadura de resistencia. Como se muestra en la Figura 4, la porción 134 del alojamiento se extiende generalmente a lo largo de la terminal 224 móvil. La porción 136 exterior se puede configurar para acoplar eléctricamente otro componente, tal como un medidor eléctrico. Aunque la porción 136 exterior se muestra como extendida esencialmente perpendicular a la porción 134 del alojamiento, la porción 136 exterior puede tener otras configuraciones en modalidades alternativas.

Como se muestra en las Figuras 4 y 5, la terminal 224 móvil incluye trayectorias 264 y 266 conductoras bifurcadas con un hueco G-? entre ellas. A manera de ejemplo solamente, la terminal 224 móvil se puede configurar para transmitir 100A en donde 50A fluye a través de cada trayectoria 264 y 266 conductora. Las trayectorias 264 y 266 conductoras están unidas en el extremo 260 de terminal. Las trayectorias 264 y 266 conductoras no están unidas juntas en el extremo 262 de terminal, pero en su lugar, se extiende para separar las lengüetas 277 y 279 de extremo, respectivamente. El elemento 116 de acoplamiento (Figura 1) puede configurarse para sujetar las lengüetas 277 y 279 de extremo. Cada trayectoria 264 y 266 conductora está acoplada en forma eléctrica con un contacto 120 móvil correspondiente (Figura 4). También, como se muestra, la terminal 224 móvil incluye sumideros 270 de calor en las trayectorias 264 y 266 conductoras. Los sumideros 270 de calor pueden estar soldados con la trayectoria conductora correspondiente. El sumidero 270 de calor puede estar en contacto directo con el contacto 120 móvil correspondiente. Por ejemplo, el sumidero 270 de calor puede rodear directamente el contacto 120 móvil o puede tener el contacto 120 móvil directamente acoplado al mismo. Los sumideros 270 de calor están configurados para facilitar la distribución del calor generado por la corriente que fluye a través de la terminal 224 móvil y el contacto 120.

Como se muestra, los sumideros 270 de calor pueden extenderse en forma longitudinal a lo largo de las trayectorias 264 y 266 conductoras.

Cada trayectoria 264 y 266 conductoras puede estar formada de una pluralidad de capas 231-233 separadas, que están apiladas una con respecto a la otra y aseguradas juntas. Las trayectorias 264 y 266 conductoras también forman regiones 294 y 296 flexibles. Como se muestra en la Figura 5, las capas 231-233 se pueden separar entre sí en las regiones 294 y 296 flexibles. Por ejemplo, las capas 231-233 en la región flexible correspondiente pueden extenderse a diferentes distancias lejos de una porción lineal de una trayectoria conductora correspondiente. Las capas 231-233 en la región flexible correspondiente pueden tener forma esencialmente de C. La capa 233 puede estar rodeada por la capa 232 y 231 y la capa 232 puede estar rodeada por la capa 231. Durante la operación, las capas 231-233 separadas en las regiones 294 y 296 flexibles pueden proporcionar flexibilidad a la trayectoria conductora correspondiente, para que la terminal 224 móvil se pueda mover alrededor de las regiones 294 y 296 flexibles. En modalidades alternativas, las trayectorias 264 y 266 conductoras pueden no incluir regiones flexibles con múltiples capas, pero por ejemplo, pueden incluir regiones flexibles que tienen solamente una sola capa que es curva o con forma de C.

También, como se muestra, la terminal 224 móvil puede incluir elementos 274 y 276 de impulso auxiliares que están acoplados con y se extienden a lo largo del lado de las trayectoria 264 y 266 conductoras, respectivamente. Los elementos 274 y 276 de impulso pueden estar sujetos o formados con las trayectorias 264 y 266 conductoras, respectivamente, y ubicadas cerca del extremo 262 de terminal o las lengüetas 277 y 279 de extremo. Los elementos 274 y 276 de impulso pueden también ser llamados como elementos de resorte o trinquetes de resorte. Los elementos 274 y 276 de impulso comprenden un material resiliente que permite que los elementos 274 y 276 de impulso se flexionen desde y hacia el extremo 262 de terminal o más específicamente, las lengüetas 277 y 279 de extremo, respectivas. Como se muestra en las Figuras 4 y 5, los elementos 274 y 276 de impulso están en un estado relajado. Cuando los elementos 274 y 276 de impulso se acoplan y se mueven hacia las lengüetas 277 y 279 de extremo en una condición comprimida, los elementos 274 y 276 de impulso pueden proporcionar una fuerza FB de impulso (Figura 6) que se dirige lejos de la terminal 224 móvil.

En modalidades alternativas, la terminal 224 móvil no incluye trayectorias bifurcadas y múltiples contactos de empalme. Por ejemplo, en una modalidad alternativa, la terminal 224 móvil puede incluir solamente una trayectoria conductora que se extiende desde el extremo de terminal hasta un solo contacto de empalme. En otra modalidad alternativa, la terminal 224 móvil puede incluir solamente una trayectoria conductora que se extiende desde el extremo de terminal a una pluralidad de contactos de empalme.

La Figura 6 es una vista en planta, amplificada de un ensamble de circuito ejemplificativo, tal como los ensambles 102 y 103 de circuito (Figura 1). Cuando los contactos 120 y 122 móvil y de base están eléctricamente conectados, el elemento 116 de acoplamiento se acopla con el elemento 274 de impulso y mueve al elemento 274 de impulso hacia la lengüeta 277 de extremo. Como tal, el elemento 274 de impulso está en una condición comprimida y proporciona una fuerza FB de impulso en una dirección a lo largo del eje 191 de empalme, lo cual facilita presionar el contacto 120 móvil contra el contacto 122 de base.

También, como se muestra, las terminales 104 y 106 de base y la terminal 224 móvil se extienden generalmente o esencialmente paralelas entre si a lo largo del eje 190 longitudinal en la región CR de acoplamiento. En la modalidad ejemplificativa, las terminales 104 y 106 de base y la terminal 224 móvil están configuradas para utilizar fuerzas magnéticas (también llamadas fuerzas Lorentz o de Amperio) para facilitar el mantener la conexión eléctrica entre los contactos 120 y 122 móvil y de base. Las fuerzas magnéticas son generadas por la corriente I que fluye a través del ensamble de circuito. La magnitud y la dirección de las fuerzas magnéticas están con base en varios factores, tal como las dimensiones de las terminales, las distancias relativas entre las terminales y la cantidad de corriente I que fluye a través de las mismas.

En la modalidad ilustrada, la terminal 104 de base tiene un espesor ??, un ancho (no mostrado), y una longitud L2. Las terminales 104 y 106 de base se pueden extender generalmente o esencialmente paralelas entre si. Por ejemplo, la terminal 104 de base puede entrar en el alojamiento 101 del interruptor (Figura 1) y extenderse en un ángulo T1 no ortogonal hacia la terminal 106 de base. El ángulo T 1 puede ser por ejemplo, de aproximadamente 5 a 10°. Sin embargo, en modalidades alternativas, el ángulo es menor que 5o o mayor que 10° o la terminal 104 de base se puede extender paralela a la terminal 106 de base. La porción 180 de extremo de la terminal de la terminal 104 de base y el extremo 260 de terminal de la terminal 224 móvil se pueden asegurar entre si.

La terminal 224 móvil tiene un espesor T2, un ancho (no mostrado) y una longitud L., (Figura 4). La terminal 224 móvil incluye una trayectoria 264 conductora y tiene una región 294 flexible y una región 230 lineal. La región 230 lineal se extiende esencialmente paralela a las terminales 104 y 106 de base y se extiende hasta el extremo 262 de la terminal. El contacto 120 móvil puede conectarse en forma eléctrica con el contacto 122 de base en una interfaz 234 de contacto. De la misma forma, la terminal 106 de base tiene un espesor T3, un ancho (no mostrado) y una longitud L3. La terminal 106 de base puede entrar en el alojamiento 101 del interruptor y extenderse hacia el contacto 122 de base esencialmente paralela a la terminal 104 de base y la terminal 224 móvil. Por ejemplo, la terminal 106 de base puede incluir una porción 236 lineal que se extiende paralela al eje 190 longitudinal y una porción 238 de contacto que se curva o desplaza hacia la terminal 224 móvil y se extiende paralela al eje 190 longitudinal.

Como se muestra, las terminales 104 y 106 de base están separadas por una separación S3 de campo. La separación S3 de campo en diferentes porciones de las terminales 104 y 106 de base puede tener diferentes distancias de separación entre las terminales 104 y 106 de base. La terminal 224 móvil está ubicada dentro de la separación S3 de campo entre las terminales 104 y 106 de base. También, como se muestra, la terminal 224 móvil puede estar separada de la terminal 104 de base por un hueco G2 y separada de la terminal 106 de base por un hueco G3. Los huecos G2 y G3 pueden tener diferentes distancias de separación desde la terminal 224 móvil en diferentes porciones a lo largo de las terminales 104 y 106 móviles. La terminal 224 móvil está cerca de las terminales 04 y 106 de base, de modo que se pueden generar las fuerzas magnéticas que son suficientes para afectar la posición o estabilidad de la terminal 224. Como se muestra, la región 294 flexible se proyecta hacia la terminal 106 de base y la protección 135 magnética.

Como se muestra en la Figura 6, las longitudes L2, L-¡ (Figura 4), L4 y L3 de la terminal 104 de base, la terminal 224 móvil, la protección 135 magnética y la terminal 106 de base, respectivamente, se extienden esencialmente a lo largo del eje 190 longitudinal. Las longitudes L2, L), L4 y L3 pueden estar arregladas lado a lado y separadas entre sí. Las longitudes L2, L,, L4 y L3 pueden traslapar porciones entre sí.

La Figura 6 también ilustra el flujo de corriente a través del ensamble de circuito correspondiente. La terminal 104 de base y la terminal 224 móvil están arregladas una con respecto a la otra, de modo que la corriente lCi extendida a través de la terminal 104 de base fluye en una dirección opuesta con respecto a la corriente lC2 que fluye a través de la terminal 224 móvil. De la misma forma, la terminal 106 de base y la terminal 224 móvil están arregladas una con respecto a la otra, de modo que la corriente lC2 extendida a través de la terminal 224 móvil fluye en una dirección opuesta con respecto a la corriente lC3 que fluye a través de la terminal 106 de base. Como tal, las corrientes lCi e lC3 fluyen en una dirección generalmente común. La corriente lCi transmite a través de las capas 231-233 separadas (Figura 5) de la región 294 de flexión hacia el contacto 120 móvil.

De conformidad con esto, se puede generar una fuerza F magnética entre la terminal 104 de base y la terminal 224 móvil que actúa para mover la terminal 224 móvil hacia la terminal 106 de base. La fuerza FM magnética o por lo menos una porción de la misma, está dirigida en la dirección a lo largo del eje 191 de empalme hacia la terminal 106 de base. Más específicamente, la fuerza FM magnética está configurada para presionar el contacto 120 móvil contra el contacto 122 de base cuando los contactos 120 y 122 móvil y de base están conectados eléctricamente, lo cual facilita la conexión eléctrica. De la misma forma, se puede generar una fuerza Fs de separación entre la terminal 106 de base y la terminal 224 móvil que actúa para mover la terminal 224 móvil hacia la terminal 104 de base. La fuerza Fs de separación también es una fuerza magnética dirigida a lo largo del eje 191 de empalme, pero la fuerza Fs de separación se opone a la fuerza FM magnética. Más específicamente, la fuerza Fs de separación actúa para repeler el contacto 120 móvil lejos del contacto 122 de base cuando los contactos 120 y 122 móvil y de base están conectados eléctricamente. Además de la fuerza FM magnética, la fuerza FB de impulso actúa para presionar el contacto 120 móvil contra el contacto 122 de base. De conformidad con esto, una fuerza FT de empalme resultante o total se aplica en el contacto 120 móvil para mantener una conexión eléctrica entre los contactos 120 y 122 móvil y de base. La fuerza FT de empalme resultante incluye la fuerza FM magnética y la fuerza FB de impulso y se reduce por la fuerza Fs de separación. La fuerza FM magnética y la fuerza FB de impulso también pueden ser llamadas como fuerzas de empalme, ya que la fuerza FM magnética y la fuerza FB de impulso actúan para empalmar o conectar eléctricamente los contactos 120 y 122 móvil y de base.

La protección 135 magnética se puede configurar para reducir efectivamente la fuerza Fs de separación experimentada por la terminal 224 móvil para facilitar el mantener la conexión eléctrica entre los contactos 120 y 122 móvil y de base. Por ejemplo, la protección 135 magnética puede tener un espesor T4, una longitud L4, un ancho (no mostrado) y comprende un material configurado para reducir o interrumpir la fuerza Fs de separación. La protección 135 magnética puede comprender un material diferente al de las terminales 104 y 224. Por ejemplo, la protección 135 magnética puede comprender acero. En algunas modalidades, la protección 135 magnética está colocada inmediatamente adyacente a la terminal 106 de base y se extiende a lo largo del lado de la terminal 106 de base en la dirección axial hacia el contacto 122 de base. Por ejemplo, la protección 135 magnética puede quedar a tope directamente con la terminal 106 de base y se puede acoplar con la terminal 106 de base a través de por ejemplo, un adhesivo. En algunas modalidades, la protección 135 magnética puede ser insertada entre la terminal de base y un accesorio del alojamiento (por ejemplo, una porción del material aislante que comprende el alojamiento 101 del interruptor), como se muestra en la Figura 1.

De conformidad con esto, las modalidades aquí descritas se pueden configurar para controlar varias fuerzas para facilitar el mantener la conexión eléctrica entre los contactos móvil y de base. Por ejemplo, las dimensiones de las terminales 104 y 106 de base, la terminal 224 móvil y la protección 135 magnética se pueden configurar para un funcionamiento deseado, incluyendo las longitudes L2, L,, L4 y L3. De manera similar, la separación S3 y los huecos G2 y G3 se pueden configurar para un funcionamiento deseado.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (100) de conmutación eléctrica, caracterizado porque comprende: una terminal (106) de base extendida esencialmente en una dirección axial y que tiene un contacto (122) de base; una terminal (224) móvil extendida esencialmente en la dirección axial y que tiene un contacto (120) móvil, las terminales (106, 224) móvil y de base se extienden generalmente paralelas entre sí y están separadas por una separación de campo, la terminal (224) móvil se puede mover en forma selectiva desde y hacia la terminal (106) de base para conectar en forma eléctrica los contactos (120, 122) de base y móvil en la interfaz (234) de contacto; y una protección (135) magnética ubicada entre las terminales (106, 224) móvil y de base dentro de la separación de campo, en donde la terminal (224) móvil experimenta una fuerza de separación cuando la corriente fluye a través de las terminales (106, 224) de base y móvil en direcciones opuestas, la protección (135) magnética está configurada para reducir la fuerza de separación experimentada por la terminal (224) móvil para facilitar el mantenimiento de la interfaz (234) de contacto entre los contactos (120, 122) de base y móvil.

2. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la protección (135) magnética está colocada adyacente a la terminal (106) de base y se extiende a los lados de la terminal (106) de base en la dirección axial hacia el contacto (122) de base.

3. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la terminal (224) móvil incluye una región (294) flexible y una trayectoria (264) conductora, la trayectoria (264) conductora se extiende desde la región (294) flexible al contacto (120) móvil, la terminal (106) de base se extiende a lo largo de la trayectoria (264) conductora desde la región (294) de flexión hasta el contacto (120) móvil.

4. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el contacto (120) móvil se impulsa contra el contacto (122) de base por una fuerza de empalme, las fuerzas de separación y de empalme se oponen esencialmente entre sí.

5. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la terminal (106) de base es una primera terminal de base y el dispositivo (100) de conmutación también comprende una segunda terminal de base que se extiende a lo largo y se conecta en forma eléctrica con la terminal (224) móvil, la terminal (224) móvil está ubicada entre la primera y la segunda terminales de base, en donde la corriente fluye a través de la segunda terminal y la terminal (224) móvil en direcciones opuestas, por lo cual, genera una fuerza de empalme que facilita el impulso del contacto (120) móvil contra el contacto (122) de base.

6. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la primera y la segunda terminales de base se extienden en direcciones opuestas con las respectivas porciones de extremo de terminal, la primera y la segunda terminales de base se traslapan entre si de modo que las porciones de extremo de terminal están separadas por una distancia longitudinal, la terminal (224) móvil se extiende desde la porción de extremo de terminal de la segunda terminal de base hacia la porción de extremo de terminal de la primera terminal de base.

7. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un dispositivo (114) accionador acoplado en forma operativa con la terminal (224) móvil, el dispositivo (114) accionador mueve en forma selectiva la terminal (224) móvil para conectar y desconectar eléctricamente los contactos (120, 122) móvil y de base.

8. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la terminal (224) móvil incluye una región (294) de flexión, la terminal (224) móvil gira alrededor de la región (294) de flexión cuando se mueve en forma selectiva con y desde la terminal (106) de base.

9. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las terminales (106, 224) móvil y de base forman un primer ensamble de circuito, el dispositivo (100) de conmutación también comprende un segundo ensamble de circuito que incluye diferentes terminales (106, 224) móviles y de base.

10. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la terminal (224) móvil incluye una región (294) de flexión que tiene una pluralidad de capas (231-233) separadas, la corriente se transmite a través de las capas separadas (231-233) hacia el contacto (120) móvil.

11. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la terminal (224) móvil incluye un elemento (274) de impulso ubicado cerca del contacto (120) móvil, el elemento (274) móvil proporciona una fuerza de impulso en una dirección hacia el contacto (122) de base.

12. El dispositivo (100) de conmutación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los contactos (120, 122) móvil y de base permanecen conectados en forma eléctrica entre si durante una condición de falla de alta corriente o un corto circuito en donde aproximadamente 12.000A fluyen a través de las terminales (106, 224) móvil y de base.