Un accionador operado por resorte para un aparato de conmutación eléctrica.

Un accionador operado por resorte para un aparato de conmutación eléctrico, incluyendo el accionador operado por resorte un resorte de apertura

(3) y un resorte de cierre (4) para proporcionar un movimiento de apertura y de cierre respectivamente del aparato de conmutación e incluyendo un amortiguador (18) conectado alresorte de cierre (4) y dispuesto para desacelerar el movimiento de cierre durante al menos una parte final del movimiento de cierre, caracterizado por que el amortiguador (18) es un amortiguador de aire giratorio (18) con componentes que giran relativamente entre ellos y utiliza el aire como medio de trabajo para la amortiguación.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09174926.

Solicitante: ABB TECHNOLOGY AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: STAFFAS,DANIEL, HOLMAN,MATS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Mecanismos para accionar los contactos (medios de... > H01H3/60 (Disposiciones mecánicas para evitar o amortiguar vibraciones o choques)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Mecanismos para accionar los contactos (medios de... > H01H3/30 (utilizando un motor de resorte)

PDF original: ES-2462751_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Un accionador operado por resorte para un aparato de conmutación eléctrica CAMPO TÉCNICO DEL INVENTO

El presente invento se refiere a un accionador operado por resorte para un aparato de conmutación eléctrico,

incluyendo el accionador operado por resorte un resorte de apertura y un resorte de cierre para proporcionar un movimiento de apertura y cierre respectivamente del aparato de conmutación e incluyendo un amortiguador conectado al resorte de cierre y dispuesto para decelerar el movimiento de cierre durante al menos una parte final del movimiento.

ANTECEDENTES DEL INVENTO

En una red de transmisión o distribución de energía, los aparatos de conmutación son incorporados a la red para proporcionar protección automática en respuesta a condiciones de carga anormales o para permitir la apertura o cierre (conmutación) de secciones de la red. El aparato de conmutación por lo tanto puede ser llamado a realizar varias operaciones diferentes tales como interrupción de fallos de terminal o de fallos de línea en cortocircuito, interrupción de pequeñas corrientes inductivas, interrupción de corrientes capacitivas, conmutación de desfase o conmutación sin carga, la totalidad de cuyas operaciones son bien conocidas para un experto en la técnica.

En aparatos de conmutación la operación real de apertura o cierre es llevada a cabo por dos contactos de los que normalmente uno es estacionario y el otro es móvil. El contacto móvil es operado por un dispositivo operativo que comprende un accionador y un mecanismo, en el que dicho mecanismo conecta operativamente el accionador al contacto móvil.

Los accionadores de dispositivos operativos conocidos para conmutadores de media y alta tensión y disyuntores son del tipo operado por resorte, hidráulico o electromagnético. A continuación, se describirán dispositivos operativos que operan o accionan un disyuntor pero dispositivos operativos similares conocidos también pueden operar o accionar conmutadores.

Un accionador operado por resorte, o una unidad de accionamiento de resorte como también se le llama, utiliza generalmente dos resortes para accionar el disyuntor; un resorte de apertura para abrir el disyuntor y un resorte de cierre para cerrar el disyuntor y volver a cargar el resorte de apertura. En lugar de un solo resorte para cada uno de los resortes de apertura y de cierre, a veces puede utilizarse un conjunto de resortes para cada uno de los resortes de apertura y de cierre. Por ejemplo, tal conjunto de resortes puede incluir un pequeño resorte dispuesto dentro de un resorte mayor o dos resortes dispuestos en paralelo, uno junto al otro. En lo que sigue, debe comprenderse que cuando se hace referencia al resorte del resorte de apertura y del resorte de cierre respectivos, tal resorte podría incluir un conjunto de resortes. Otro mecanismo convierte el movimiento de los resortes en un movimiento de traslación del contacto móvil. En su posición cerrada en una red el contacto móvil y el contacto estacionario del disyuntor están en contacto uno con el otro y el resorte de apertura y el resorte de cierre del dispositivo operativo están cargados. Al producirse una orden de apertura el resorte de apertura abre el

disyuntor, separando los contactos. Al producirse una orden de cierre el resorte de cierre cierra el disyuntor y, al mismo tiempo, carga el resorte de apertura. El resorte de apertura está ahora listo para realizar una segunda operación de apertura si es necesario. Cuando el resorte de cierre ha cerrado el disyuntor, el motor eléctrico en el dispositivo operativo recarga el resorte de cierre. Esta operación de recarga tarda varios segundos.

Ejemplos ilustrativos de accionadores operados por resorte para un disyuntor pueden encontrarse, por ejemplo, 40 en los documentos US 4.678.877, US 5.280.258, US 5.571.255, US 6.444.934, US 6.667.452, y US-A-3158714.

Al producirse el accionamiento del aparato de conmutación, la parte de contacto móvil del mismo es llevada a una velocidad muy elevada con el fin de interrumpir la corriente tan rápido como sea posible. En la parte final del movimiento es importante desacelerar el movimiento para evitar los choques de impacto. Por tanto los accionadores del tipo en cuestión normalmente están equipados con algún tipo de amortiguadores para disminuir

la velocidad del contacto móvil al final de su movimiento. Hay previsto un amortiguador para la apertura y uno para el cierre. Normalmente los amortiguadores son lineales con un pistón que opera en un cilindro hidráulico.

Tal amortiguador ocupa mucho espacio y requiere que una pluralidad de componentes sean conectados al mecanismo de accionamiento del accionador.

Con el término “extremo” referido a un resorte de torsión helicoidal se ha querido significar en esta solicitud el

extremo del material de resorte, es decir, el extremo en el sentido de la hélice de resorte. Para los extremos en la dirección axial se ha utilizado el término “extremo axial”.

RESUMEN DEL INVENTO

El objeto del presente invento es superar los inconvenientes relacionados con los accionadores convencionales operados por resorte con respecto a la amortiguación de los mismos. En particular el objeto es proporcionar un amortiguador para el cierre que requiere un espacio pequeño y pocos componentes y que sea fiable y preciso.

El objeto se consigue de acuerdo con el invento porque un accionador operado por resorte del tipo especificado inicialmente incluye las características específicas de que el amortiguador de cierre es un amortiguador de aire 5 giratorio.

El amortiguador opera así con componentes que giran unos con relación a los otros y tiene aire como medio de trabajo para la amortiguación.

Construyendo el amortiguador como un amortiguador operativo giratorio resulta posible obtener un accionador más compacto que de cualquier otra manera. Como el mecanismo para transferir el movimiento a la parte de contacto móvil incluye normalmente una parte giratoria el amortiguador puede ser fácilmente conectado a esta parte giratoria sin ningún sistema de enlace o similar. El número de partes móviles necesario para el amortiguador es por ello relativamente bajo.

El movimiento giratorio de amortiguación también disminuye el riesgo de fallo en comparación con un amortiguador que se mueve linealmente.

Como el amortiguador del resorte de cierre tiene que proporcionar normalmente la amortiguación de una cantidad relativamente baja de energía cinética por unidad de tiempo en comparación con el amortiguador de apertura es posible utilizar aire como medio de trabajo para la amortiguación, lo que elimina la necesidad de un cierre hermético como se requiere en un amortiguador hidráulico.

Prever un amortiguador de aire giratorio para el movimiento de cierre conduce a una disposición que es simple, 20 ahorra espacio y es fiable.

De acuerdo con una realización preferida el amortiguador incluye paredes de alojamiento que encierran una cámara de trabajo circular y además incluye una pared de extremidad radial y un cuerpo de desplazamiento radial giratorio dentro de la cámara, cuya pared radial y el cuerpo de desplazamiento cooperan a modo de cierre hermético con las paredes del alojamiento, y las paredes del alojamiento tienen al menos un orificio de salida que forma una salida para el aire desplazado por el cuerpo de desplazamiento.

Esta realización representa una realización constructiva conveniente del amortiguador de aire giratorio, en la que el cuerpo de desplazamiento desplaza el aire hacia fuera a través de la salida de aire durante la parte principal de su movimiento y a continuación, después de que el cuerpo de desplazamiento haya pasado la salida... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un accionador operado por resorte para un aparato de conmutación eléctrico, incluyendo el accionador operado por resorte un resorte de apertura (3) y un resorte de cierre (4) para proporcionar un movimiento de apertura y de cierre respectivamente del aparato de conmutación e incluyendo un amortiguador (18) conectado al

resorte de cierre (4) y dispuesto para desacelerar el movimiento de cierre durante al menos una parte final del movimiento de cierre, caracterizado por que el amortiguador (18) es un amortiguador de aire giratorio (18) con componentes que giran relativamente entre ellos y utiliza el aire como medio de trabajo para la amortiguación.

2. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 1 caracterizado por que el amortiguador (18) incluye paredes de alojamiento (23, 24, 25, 26) que encierran una cámara de trabajo circular y además incluye una pared de extremidad radial (27) y un cuerpo de desplazamiento radial giratorio (28) dentro de la cámara, cuya pared de extremidad radial (27) y el cuerpo de desplazamiento (28) cooperan a modo de cierre hermético con las paredes del alojamiento (23, 24, 25, 26) y por que las paredes del alojamiento (23, 24, 25, 26) tienen al menos un orificio de salida (30) que forma una salida para el aire desplazado por el cuerpo de desplazamiento (28) .

3. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 2, caracterizado por que las paredes del 15 alojamiento (23, 24, 25, 26) tienen al menos un orificio de entrada (29) que forma una entrada para el aire.

4. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 3, caracterizado por que el alojamiento incluye una primera parte que tiene una primera pared lateral (24) y una segunda parte que tiene una segunda pared lateral (23) , cuyas partes son giratorias una con respecto a las otras y están conectas por un cierre hermético circunferencial (22) .

5. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 4, caracterizado por que la pared de extremidad radial (27) está unida a la primera pared lateral (24) y el cuerpo de desplazamiento (28) está unido a la segunda pared lateral (23) .

6. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 5, caracterizado por que la primera pared lateral

(24) está en conexión de transmisión de fuerza a un extremo soportado del resorte de cierre (4b) y conectado de 25 forma accionable a una transmisión de carga (31, 33, 56) .

7. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 6 ó 5, caracterizado por que la segunda pared lateral (23) está conectada de forma accionable a una extremidad de accionamiento del resorte de cierre (4) y a un árbol principal dispuesto para transmitir movimiento de accionamiento al aparato de conmutación.

8. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 6, caracterizado por que la primera parte del

alojamiento incluye una pared circunferencial (25) , cuya pared circunferencial (25) tiene medios de conexión de accionamiento externos (31) que forman una parte de la transmisión de carga (31, 33, 56) .

9. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el resorte de cierre (4) tiene un estado cargado y un estado descargado, por lo que en el estado cargado el cuerpo de desplazamiento (28) está situado cerca de la pared de extremidad radial (27) en un lado de la misma y está

dispuesto para girar a una posición próxima al otro lado de la pared de extremidad radial (27) cuando el resorte de cierre (4) se descarga.

10. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 9, caracterizado por que cuando el resorte de cierre (4) está en el estado de carga, el orificio de salida (30) está situado en el lado opuesto de la pared de extremidad radial (27) con respecto al cuerpo de desplazamiento (28) a una distancia angular desde la pared de extremidad radial (27) del orden de 10º a 120º, preferiblemente del orden de 30º a 90º.

11. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el resorte de cierre (4) es un resorte de torsión helicoidal (4) .

12. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 11, caracterizado por que el resorte de cierre (4) es coaxial con la cámara de trabajo del amortiguador (18) .

13. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado por que el resorte de torsión helicoidal (4) define una dirección de arrollamiento y una dirección de desenrollamiento del mismo, por lo que el resorte (4) está dispuesto para ser cargado con energía mecánica en la dirección de desenrollamiento y para descargar la energía mecánica en la dirección de desenrollamiento.

14. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el 50 aparato de conmutación eléctrico es un disyuntor para media o alta tensión.

15. Un aparato de conmutación eléctrico caracterizado por que el aparato de conmutación incluye un accionador de resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

16. Un aparato de conmutación eléctrico según la reivindicación 15, caracterizado por que el aparato de conmutación es un disyuntor.

17. Un aparato de conmutación eléctrico según la reivindicación 15 ó 16, caracterizado por que el aparato de conmutación es un aparato de conmutación de media o alta tensión.