Interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas y proceso de producción de los módulos que forman la estructura del mismo.

La presente invención tiene como objetivo la creación de una estructura y configuración de interruptores-conmutadores de levas que permitan asegurar su funcionamiento de control sobre los circuitos que se conectan a ellos,

en entornos de temperaturas iguales o superiores a 400ºC durante más de 120 minutos, gracias a una composición polimérica que incluye aditivos que potencian las propiedades de dicho material, y a una configuración sobredimensionada, todo ello realizado mediante un proceso de inyección moldes mejorado, que permite conseguir dichos valores de temperaturas, por encima de lo esperado.

Interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas y proceso de producción de los módulos que forman la estructura del mismo.

Objeto de la Invención Más concretamente la invención se refiere a una configuración ventajosa de la estructura y elementos componentes de los interruptores-conmutadores de levas que se utilizan para controlar el suministro eléctrico a un circuito, permitiendo que dicho interruptor-conmutador asegure el paso de corriente a una temperatura igual o superior a los 400ºC durante un tiempo superior a 120 minutos.

Estado de la Técnica Los interruptores-conmutadores de levas son aparatos eléctricos, utilizados preferentemente en paneles de distribución, y en circuitos de control entre otros. Dichos aparatos son capaces de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito y en condiciones anormales de operación, tales como sobrecarga, corriente de cortocircuito, etc.

Estos aparatos eléctricos, en su uso habitual están sometidos a unas temperaturas de trabajo de hasta 120ºC donde desarrollan sus características técnicas en un funcionamiento correcto y seguro. Dentro de este funcionamiento habitual se hace necesario el movimiento articulado de las piezas interiores de cada uno de los módulos que componen el interruptor-conmutador, y principalmente es imprescindible que el soporte de dichas piezas sea estable en las condiciones de operación, para asegurar dicho funcionamiento.

En los casos en que debido a incendios u otras causas circunstanciales y/o impredecibles, existe la posibilidad de que estén sometidos a temperaturas superiores a estas temperaturas habituales, dados los materiales y configuraciones de la estructura de dichos conmutadores e interruptores, estos pierden su eficacia por la dilatación, fusión, alteración, etc., de sus partes, no garantizando el suministro de energía eléctrica y causando la interrupción del funcionamiento de receptores de dicha energía tales como extractores o ventiladores entre otros, que pueden garantizar la seguridad y vida de personas, por la necesidad de funcionamiento a dichas temperaturas de las instalaciones a las que pertenecen.

En estos casos de trabajo a temperaturas superiores, los soportes de las piezas móviles pierden su función de fijación o articulación de las piezas, y en el caso de los elemento elásticos como muelles, pierden la propiedad de fijar uno de los extremos de dichos elementos elásticos que han de generar un movimiento en el otro extremo, ya que dichos puntos han perdido la elasticidad para realizar dicha fijación.

Forman parte del estado de la técnica interruptores y elementos eléctricos que disponen de una carcasa exterior de material polimérico que actúa como aislante del mecanismo de corte, sin incorporar en su interior elementos flexibles, ni la cantidad de elementos móviles que conlleva el funcionamiento de un interruptor-conmutador de levas con varios módulos de circuitos eléctricos.

Estas carcasas al llegar a temperaturas sobre los 400ºC no pueden mantener la acción de los elementos móviles de las piezas interiores del interruptor-conmutador, ni pueden soportar la reacción de un elemento elástico por su alargamiento o contracción, según la posición del mando que se transmite a las levas, ya que al ejercer una presión considerable contra las paredes sobre las que se fijan, al aumentar considerablemente la temperatura, no se consigue soportar dicha presión y cede la pared de fijación, inutilizando el elemento eléctrico.

Se conocen compuestos de resinas que incorporan fibra de vidrio y componentes inorgánicos que dotan al compuesto de resistencia a temperaturas del orden de 170 -180ºC, manteniendo su resistencia estructural.

Los grosores de la paredes de los módulos que forman los interruptores-conmutadores conocidos, sin resistencia a altas temperaturas, se dimensionan de manera que se produzca el mínimo coste de material en su fabricación.

Siguiendo los ejemplos de fabricación de interruptores-conmutadores de la propia firma GAVE ELECTRO SL, que son prácticamente idénticos a los del resto del mercado, por el condicionante de coste indicado anteriormente, estos espesores van en proporción de los calibres de dichos módulos, siendo para el calibre mas utilizado, de hasta 40 Amperios, de 1, 5 mm tanto en las paredes de estructuras de soporte de elementos interiores, como en las paredes de anclaje de los elementos elásticos.

Para el calibre superior, para intensidades comprendidas entre 63 y 125 Amperios, estas paredes actualmente en los modelos conocidos tienen un grosor medio de 2, 80 mm. En la actualidad no se conocen interruptores

Finalidad de la Invención El poder disponer de una estructura y una configuración de aparatos eléctricos de maniobra y/o sección de circuitos, capaz de resistir temperaturas de 400ºC durante un tiempo superior a 120 minutos garantizando el suministro eléctrico a aparatos eléctricos receptores o circuitos.

Descripción de la Invención La invención preconizada se materializa en un elemento eléctrico, interruptor-conmutador de levas, el cual esta formado por módulos a los que se conectan los circuitos, donde dichos módulos se acoplan entre ellos formando el interruptor-conmutador de levas.

Los módulos que forman el interruptor-conmutador de levas están realizados en un material termoestable que dispone de una estructura compuesta por unas paredes exteriores ventajosamente ampliadas, con respecto a las paredes inicialmente dimensionadas para cada uno de los calibres, formando una estructura sobredimensionada. Este dimensionado inicial se corresponde con los interruptores-conmutadores estándares indicados en el estado de la técnica. Este sobredimensionado es como mínimo del 20% en las paredes de estructuras de soporte de elementos interiores, hasta por encima de un 200% en las paredes sobre las que se ejerce presión por parte de los medios elásticos, habitualmente muelles.

Los materiales que forman esta estructura son habitualmente resinas fenólicas a las que se les añaden aditivos formados por carga de fibra de vidrio y por compuesto mineral, donde la carga de fibra de vidrio y mineral comprende entre un 65% y un 90% en masa del compuesto, que permite dotar al material de una estabilidad inicial de alrededor de los 150 - 190ºC.

Para conseguir que esta estructura pase a tener unas características de resistencia a temperaturas superiores, el proceso de fabricación de cada uno de los módulos del interruptor-conmutador de levas, incorpora una inyección sobre molde, donde dicho molde se ha tratado realizando un bruñido, consiguiendo la inyección de dicho material en los grosores aumentados indicados, cosa que sin dicho proceso no hubiera sido posible su correcta inyección, con este dimensionado.

Así, la resistencia esperada a la temperatura de 150 -190ºC para este tipo de material, una vez procesado tal y como se indica anteriormente, y según se han sobredimensionado las paredes de soporte y de fijación de elementos elásticos, permiten que el funcionamiento del interruptor-conmutador mantenga sus características y estabilidad estructural por encima de los 400ºC durante mas de 120 minutos, quedando los elementos elásticos (muelles de acción contra las conexiones) fijados a las paredes de sus módulos, manteniendo su posición sin deformar las paredes y evitando la perdida de las características de funcionamiento del interruptor-conmutador.

Esta configuración y propiedades que obtiene la estructura del interruptor-conmutador hace que no sea necesaria la modificación de los materiales metálicos utilizados para conexiones, levas, ejes, etc., aunque preferentemente se aplica a los medios elásticos encargados del movimiento de las conexiones junto con las levas, unos materiales resistentes a altas temperaturas, tales como metales o aleaciones metálicas, principalmente aleación de acero con Silicio y Cromo o acero templado en aceite, consiguiendo una resistencia a los aumentos de temperatura que permite la realización de las funciones que se encargan habitualmente de realizar.

De esta manera se dispone de un elemento eléctrico que necesita de las acciones de los elementos móviles interiores y elementos elásticos para su funcionamiento, y mediante su configuración estructural, su método de procesado, y de su composición permite el funcionamiento de los elementos móviles que soporta, aguanta la presión de los elementos elásticos sobre las paredes de que se fijan, y se obtiene una propiedad de funcionamiento a mas de 400ºC durante mas de 120 minutos.

Otros detalles y características se irán poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción que a continuación se da, en los que se hace...

1. Interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas de los que disponen en su interior de uno o mas módulos de contactos, teniendo dichos módulos paredes de cerramiento exteriores y, elementos de soporte y sujeción de los mecanismos interiores, incorporando entre ellos un muelle que ejerce presión contra las paredes de la estructura del propio interruptor-conmutador, partiendo dichas paredes de un dimensionado de costes mínimos y un grosor base según sea su calibre, de hasta 40 Amperios o de 63 A a 125 A, con unos grosores existentes de 1, 5 mm y 2, 8 mm respectivamente caracterizado en que dichos módulos están compuestos por una estructura exterior e interior sobredimensionada al menos en el grosor de las paredes donde actúan los muelles y sobre los soportes de los elementos interiores que forman los módulos, formada dicha estructura por una resina con aditivos, incorporando en dichos muelles unos elementos metálicos resistentes a deformación por altas temperaturas.

2. Interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas según la 1ª reivindicación caracterizado en que la resina que forma la estructura es del tipo fenólica inyectada sobre molde bruñido, con carga de fibra de vidrio y de compuesto mineral, donde la carga de fibra de vidrio y mineral comprende entre un 65% y un 90% en masa del compuesto.

3. Interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas según la 1ª reivindicación caracterizado en que el sobredimensionado del grosor de la estructura de los módulos del interruptor-conmutador, significa un aumento de entre el 20% en el grosor de los soportes de los contactos, y por encima de 200% en las paredes de fijación de los elementos elásticos.

4. Interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas según la 1ª reivindicación caracterizado en que la aleación metálica de los elementos elásticos, se corresponde con una aleación de acero con Silicio y Cromo.

5. Interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas según la 1ª reivindicación caracterizado en que todas las paredes exteriores están sobredimensionados en más de un 20%.

6. Proceso de producción de los módulos que forman la estructura de un interruptor-conmutador de levas resistente a altas temperaturas de los que realizan la inyección de un material con carga de fibra de vidrio y de material inorgánico caracterizado en que la inyección del compuesto que forma la estructura tanto interior como exterior de los módulos, se realiza sobre un molde bruñido.