CONMUTADOR DE VACÍO.

Conmutador de vacío (1) de aplicación ferroviaria, que presenta por lo menos dos contactos de conmutación y un sistema de accionamiento (3) que tiene una barra de conmutación (5) que desplaza por lo menos un contacto de conmutación,

de manera que el sistema de accionamiento (3) comprende un resorte principal (6) para llevar la barra de conmutación (5) de una posición abierta a una posición de conmutación, un dispositivo de accionamiento (10) para el pretensado del resorte principal (6) y un mecanismo de bloqueo (11) para bloquear el resorte principal (6) en situación de pretensado, caracterizado por el hecho de que el sistema de accionamiento comprende además un pasador de retención (19) con capacidad de basculación, de manera que el pasador de retención (19), por lo menos en una posición de bloqueo de basculación está dispuesto con capacidad de desplazamiento longitudinal, de manera que la barra de conmutación (5) puede ser liberada mediante el pasador de retención (19) en el paso de la posición abierta a la posición de conmutación, y es bloqueable en la posición de conmutación, y la barra de conmutación (5) en una posición de desbloqueo en basculación del pasador de retención (19) puede ser liberada mediante la basculación de dicho pasador de retención (19) para el paso de la posición de conmutación a la posición abierta

La invención se refiere a un conmutador de vacío de aplicación ferroviaria, que presenta por lo menos dos contactos de conmutación y un sistema de accionamiento con una barra de conmutación que desplaza por lo menos un contacto de conmutación, de manera que el sistema de accionamiento comprende un resorte principal para llevar la barra de conmutación desde una posición abierta a una posición de conmutación, un dispositivo de accionamiento para el pretensado del resorte principal y un mecanismo de bloqueo para bloquear el resorte principal en situación de pretensado.

Estos conmutadores de vacío son utilizados como conmutador principal para vehículos ferroviarios, por ejemplo, para funcionamiento con corriente alterna. Los conmutadores de vacío están previstos, por lo tanto, para un elevado número de conmutaciones, aproximadamente 250.000 ciclos de conmutación. En la mayor parte de casos, los conmutadores de vacío están montados en el techo del vehículo y conectan el punto de consumo con el transformador principal. En esta situación, se conmutan corrientes hasta 1.000 A y tensiones en un rango de 15 kV a 25 kV. Además, estos conmutadores de vacío sirven como protección para los cortocircuitos y sobreintensidades, así como sobretensiones.

Habitualmente tiene lugar, en dichos conmutadores de vacío, el accionamiento de la barra de conmutación que desplaza los contactos de conmutación con intermedio de un accionamiento neumático. Para el cierre de los contactos de conmutación, el conmutador de vacío recibirá, por lo tanto, la acción de aire a presión. La barra de conmutación está unida a un émbolo que, por acción del aire a presión, es desplazado hacia arriba, desplazándose la barra de conmutación de manera correspondiente hacia arriba, pretensando los resortes de liberación y produciendo el cierre de los contactos de conmutación. Con intermedio de un electroimán, el émbolo es mantenido en la posición de cierre de los contactos de conmutación. Para la apertura de los contactos de conmutación, el electroimán es liberado, el émbolo queda libre y la barra de conmutación será desplazada hacia abajo por acción de los resortes de liberación.

Estos accionamientos neumáticos presentan una serie de inconvenientes. Es necesaria una complicada preparación del aire con separadores de agua y captadores de polvo para impedir que la suciedad y la humedad se arrastren con el mismo. Por lo tanto, el sistema de aire a presión tiene necesidad de mucho espacio. Los sistemas neumáticos requieren además un intenso mantenimiento y, sobre todo en caso de temperaturas bajas, son propensos a averías. Después de largos periodos de servicio del vehículo ferroviario, se pueden producir problemas con el suministro de aire a presión, es decir, la presión del sistema de aire comprimido puede reducirse hasta el punto en el que no se alcanza la presión necesaria para la conmutación.

Se conoce además por el documento EP 0 755 564 B1 un dispositivo para el tensado del resorte de conmutación o resorte principal de dispositivos de accionamiento para conmutadores de potencia, por vacío. El resorte de conmutación está construido en forma de resorte de tracción y colocado sobre una de las excéntricas montadas en el eje de conmutación. Sobre el eje de conmutación se han dispuesto además un mecanismo de bloqueo constituido en forma de pasador para bloquear el resorte principal en posición pretensada y una leva de disco. Por lo tanto, el proceso de conmutación del conmutador de vacío se pone en marcha cuando se libera el dispositivo de bloqueo o pasador. De esta manera, el resorte de la invención actúa en tracción, siendo obligado a girar el eje de conmutación a través de la excéntrica y, por lo tanto, la leva de disco montada sobre este último. La leva de disco colabora funcionalmente entonces con una palanca de conmutación o barra de conmutación. Finalmente, el resorte de conmutación será tensado otra vez para su preparación para otro proceso de conmutación. Esto tiene lugar con intermedio del dispositivo de accionamiento, por ejemplo, un motor eléctrico o un eje de elevación manual. De esta manera, el desplazamiento del motor o del eje de levantamiento manual será transmitido a través de una caja de engranajes rectos al eje de conmutación. Para ello, la última rueda dentada recta de la caja de engranajes rectos está dispuesta con intermedio de un cojinete de giro libre sobre el eje de conmutación.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un conmutador de vacío para usos ferroviarios que es resistente a la temperatura e independiente del aire a presión, que requiere una menor energía de conmutación y que cumple las precisas exigencias de la dinámica de apertura.

Para ello, se prevé, según la invención, que el sistema de accionamiento comprenda además un pasador de retención con capacidad de basculación, de manera que el pasador de retención, por lo menos en una posición de bloqueo de basculación está dispuesto con capacidad de desplazamiento longitudinal, de manera que la barra de conmutación puede ser liberada mediante el pasador de retención en el paso de la posición abierta a la posición de conmutación, y es bloqueable en la posición de conmutación, y la barra de conmutación en una posición de desbloqueo en basculación del pasador de retención puede ser liberada mediante la basculación de dicho pasador de retención para el paso de la posición de conmutación a la posición abierta.

El sistema de accionamiento, según la invención, comprende un dispositivo de accionamiento acoplado a un acumulador de resortes. El resorte principal puede ser pretensado en funcionamiento mediante el dispositivo de accionamiento y puede ser bloqueado en el estado pretensado. Para el cierre del contacto de conmutación del conmutador de vacío se requiere, por lo tanto, una energía reducida para abrir el bloqueo del resorte principal. Incluso después de un largo periodo de servicio, no se presentan problemas de conmutación. Si el bloqueo ha quedado abierto, se destensa el resorte principal, la energía almacenada por el resorte es transferida a la barra de conmutación, de manera que dicha barra de conmutación pasa de la posición abierta a la posición de conmutación. La fuerza del resorte principal varía de acuerdo con el recorrido, de manera que se alcanza la dinámica de apertura deseada.

**(Ver fórmula)**

Mediante la disposición desplazable longitudinalmente y basculante del pasador de retención, es posible la liberación de la barra de conmutación en ambas direcciones de desplazamiento de dicha barra. En el desplazamiento hacia arriba de la barra de conmutación se desplaza el pasador de retención en dirección longitudinal, de manera que se puede llevar la barra de conmutación a la posición de conmutación. De esta manera, se amortigua el desplazamiento hacia arriba. Para llevar la barra de conmutación a la posición abierta se hace bascular el pasador de retención. En la posición de bloqueo de la basculación el pasador de retención impide el desplazamiento hacia abajo, absorbe las percusiones que se pueden presentar durante el desplazamiento e impide una apertura perceptible de los contactos de conmutación.

Preferentemente, el dispositivo de accionamiento puede consistir en un dispositivo de accionamiento con un motor eléctrico. De esta manera, los inconvenientes relacionados con el sistema neumático, tales como la preparación del aire, la necesidad de mucho espacio y los problemas de variaciones de temperaturas pueden ser evitados.

En una forma de realización preferente, se puede prever que el pasador de retención comprenda un electroimán de soporte para bloquear el pasador de retención, en la posición de bloqueo con basculación, y para desbloquear el pasador de retención, en la posición de desbloqueo con basculación, de manera que en el pasador de retención, en situación de paso de la corriente del electroimán de soporte, está bloqueado y, en situación de falta de corriente el electroimán de soporte, está desbloqueado. De esta manera se consigue que el conmutador de vacío tenga seguridad contra fallos. Si se presenta un fallo de corriente, el electroimán de soporte libera el bloqueo del pasador de retención, el pasador de retención se abre, la barra de conmutación será llevada a la posición abierta, los contactos de conmutación se abrirán y se encontrarán en situación segura.

De manera ventajosa, el electroimán de soporte está dispuesto en el extremo del pasador de retención alejado de la barra de conmutación. Mediante esta medida... [Seguir leyendo]

1. Conmutador de vacío (1) de aplicación ferroviaria, que presenta por lo menos dos contactos de conmutación y un sistema de accionamiento (3) que tiene una barra de conmutación (5) que desplaza por lo menos un contacto de conmutación, de manera que el sistema de accionamiento (3) comprende un resorte principal (6) para llevar la barra de conmutación (5) de una posición abierta a una posición de conmutación, un dispositivo de accionamiento (10) para el pretensado del resorte principal (6) y un mecanismo de bloqueo (11) para bloquear el resorte principal (6) en situación de pretensado, caracterizado por el hecho de que el sistema de accionamiento comprende además un pasador de retención (19) con capacidad de basculación, de manera que el pasador de retención (19), por lo menos en una posición de bloqueo de basculación está dispuesto con capacidad de desplazamiento longitudinal, de manera que la barra de conmutación (5) puede ser liberada mediante el pasador de retención (19) en el paso de la posición abierta a la posición de conmutación, y es bloqueable en la posición de conmutación, y la barra de conmutación (5) en una posición de desbloqueo en basculación del pasador de retención (19) puede ser liberada mediante la basculación de dicho pasador de retención (19) para el paso de la posición de conmutación a la posición abierta.

2. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de accionamiento (10) es un dispositivo de accionamiento con motor eléctrico.

3. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el pasador de retención (19) presenta un electroimán de retención (20, 21) para el bloqueo del pasador de retención (19) en la posición de bloqueo de basculación y para el desbloqueo del pasador de retención en la posición de desbloqueo de basculación, de manera que el pasador de retención (19) está bloqueado en la posición de paso de corriente del electroimán de retención (20, 21) y está desbloqueado en la situación de carencia de corriente del electroimán de retención (20, 21).

4. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 3, caracterizado porque el electroimán de retención (20, 21) está dispuesto en el extremo del pasador de retención (19) alejado de la barra de conmutación (5).

5. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pasador de retención (19) presenta un resorte (24) que actúa en sentido de desplazamiento longitudinal del pasador de retención (19).

6. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el pasador de retención (19) y la barra de conmutación (5) presentan rampas de entrada correspondientes (22, 23) que al pasar la barra de conmutación (5) de la posición abierta a la posición de conmutación están dispuestas adyacentes una a otra.

7. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la barra de conmutación (5) presenta un rebaje posterior (25) en el que queda retenido el pasador de retención (19) en la posición de conmutación.

8. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el pasador de retención (19) está unido a un amortiguador (29).

9. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la barra de conmutación (5) presenta un mecanismo de recuperación para llevar la barra de conmutación (5) a la posición abierta.

10. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 9, caracterizado porque el mecanismo de recuperación comprende por lo menos un resorte de recuperación (26).

11. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el resorte principal (6) está unido con la barra de conmutación (5) mediante un dispositivo de acoplamiento que funciona de manera dependiente del estado de conmutación de forma tal que el resorte principal (6) y la barra de conmutación (5), en el paso de la barra de conmutación (5) de la posición abierta a la posición de conmutación están acopladas y en la posición de conmutación están desacopladas.

12. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el dispositivo de accionamiento (10) con electromotor está unido mediante un eje (9) con el resorte principal (6).

13. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 12, caracterizado porque el resorte principal (6) está dispuesto por una zona extrema (8) excéntricamente sobre el eje (9).

14. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el dispositivo de acoplamiento comprende una caja de acoplamiento, de manera que el resorte principal (6) está unido con la barra de conmutación (5) mediante la caja de acoplamiento.

15. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 14, caracterizado porque la caja de acoplamiento comprende por lo menos una leva (12) dispuesta sobre el eje (9).

16. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 15, caracterizado porque la leva (12) en el paso de la barra de conmutación (5) de la posición abierta a la posición de conmutación está unida funcionalmente con una palanca (13) unida con la barra de conmutación (5).

17. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 15 ó 16, caracterizado porque la leva (12) está constituida de manera tal que está unida de forma funcional con la palanca (13) en un rango angular de 240º como máximo.

18. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el mecanismo de bloqueo (11) presenta un electroimán de liberación (16) y el mecanismo de bloqueo (11) está desbloqueado en situación de paso de corriente del electroimán de liberación (16).

19. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el mecanismo de bloqueo (11) presenta un primer trinquete (14) unido con el resorte principal (6) y un segundo trinquete (15) unido con el electroimán de liberación (16), de manera que el primer trinquete (14) se encontrará, en situación de bloqueo (20), en contacto con el segundo trinquete (15).

20. Conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la barra de conmutación (5) está unida mediante una articulación acodada (17) con por lo menos uno de los contactos de conmutación.

21. Conmutador de vacío (1), según la reivindicación 20, caracterizado porque la articulación acodada (17) comprende una caja de resortes (18) y los contactos de conmutación se pueden ajustar mediante la caja de resortes (18).

22. Procedimiento para la conmutación de los contactos de conmutación de un conmutador de vacío (1), según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado por las siguientes fases:

– posicionar la barra de conmutación (5) en la posición de conmutación,

– llevar el pasador de retención (19) a la posición de desbloqueo de basculación, y

– llevar la barra de conmutación (5) a la posición abierta mediante el mecanismo de recuperación.

23. Procedimiento, según la reivindicación 22, caracterizado porque el posicionado de la barra de conmutación (5) en la posición de conmutación comprende las siguientes fases:

– colocación del pasador de retención (19) en la posición de bloqueo de basculación,

– desbloqueo del mecanismo de bloqueo (11) del resorte principal (6),

– paso de la barra de conmutación (5) de la posición abierta a la posición de conmutación,

– pretensado del resorte principal (6), y

– cierre del mecanismo de bloqueo (11) del resorte principal (6).