Relé de alta potencia con contacto resiliente normalmente abierto.

Relé de alta potencia (1) a través del cual se puede conmutar una corriente de al menos 40 A a 1 kA,

con un resorte de cambio (3) que se puede desviar de modo resiliente por medio de una fuerza de conmutación (C) y con un contacto normalmente abierto (6) contra el que se presiona de modo eléctricamente conductor un punto de contacto (5) del resorte de cambio (3) en una posición de conmutación, caracterizado porque el contacto normalmente abierto (6) se dispone sobre un contacto de resorte normalmente abierto (4), teniendo el contacto de resorte normalmente abierto (4) una rigidez elástica mayor que el resorte de cambio (3) y que, en la posición de conmutación, está desviado de modo resiliente fuera de su posición de descanso y porque el resorte de cambio (3) y/o el contacto de resorte normalmente abierto (4) comprenden una zona de desviación (18b) rodeada al menos parcialmente por una zona debilitada (18a) y por la que la rigidez elástica se reduce con relación a la zona del resorte de cambio (3) y/o el contacto de resorte normalmente abierto (4) que rodean la zona debilitada.

Relé de alta potencia con contacto resiliente normalmente abierto La presente invención se refiere a un relé de alta potencia a través del que se pueda conmutar una corriente de al menos 40 A y hasta aproximadamente 1 kA, con un resorte de cambio que puede ser desviado resilientemente por medio de una fuerza de conmutación y con al menos un contacto normalmente abierto contra el que está presionado conductivamente un punto de contacto del resorte de cambio en una posición de conmutación.

Dichos relés de alta potencia se usan cuando se produce una corriente de arranque muy alta entre 40 A y 1 kA. En la técnica anterior, con esta corriente de arranque elevada, los relés de arranque se usaban con un contacto de tungsteno. Para la conmutación, primero se cierra el contacto de tungsteno, de modo que el elevado pico de corriente circule a través de él. Solamente después de esto cierra un contacto de AgSnO que conduce la corriente en el punto de contacto. En esta realización, se evita que, con los relés cerrados, la corriente fluya exclusivamente a través del contacto de tungsteno que tiene unas reducidas propiedades conductoras.

La fuerza de conmutación se produce en el relé de alta potencia por medios electromagnéticos, tales como una corriente de conmutación conducida por una bobina. Se deriva de ello una fuerza electromagnética que empuja una armadura móvil, el movimiento de la armadura se transmite a un resorte de cambio que se desvía de modo resiliente desde su posición de descanso por la fuerza de conmutación. Si la fuerza de conmutación se interrumpe, el resorte de cambio vuelve atrás contra su posición de descanso. El resorte de cambio está provisto con un contacto de cambio que se presiona en la posición de contacto contra el contacto normalmente abierto que se dispone sobre un soporte rígido y produce una conexión conductora. La fuerza de compresión se produce o bien por la fuerza de retorno resiliente del resorte de cambio o por la fuerza de conmutación. Con un relé de alta potencia con un contacto de tungsteno y un contacto de AgSnO, los dos contactos de cambio se disponen sobre el resorte de cambio como se desvela en el documento EP 0 691 667 A1. Los contactos normalmente abiertos correspondientes hechos de tungsteno y AgSnO se asocian con estos contactos sobre un soporte rígido.

Esta constitución es problemática debido a que el contacto de tungsteno es muy caro debido al coste del material y a que el tungsteno es difícil de mecanizar debido a su dureza. Más aún, se requiere el contacto de AgSnO adicional. Como resultado, las soluciones conocidas de la técnica anterior para conmutación de una corriente alta en la zona de entre 40 A y 1 kA son complejas y caras.

El objetivo de la invención por lo tanto es crear un relé de alta potencia que sea de construcción simple, se pueda fabricar a bajo costo y se pueda comercializar a bajo precio.

Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención para un relé del tipo mencionado anteriormente en el que el contacto normalmente abierto se dispone sobre un contacto de resorte normalmente abierto que puede desviarse de modo resiliente, en el que la rigidez elástica es mayor que la rigidez elástica del resorte de cambio y en el que la posición de conmutación se desvía de modo resiliente desde su posición de descanso y en el que el resorte de cambio y/o el contacto de resorte normalmente abierto comprenden una zona de desviación rodeada al menos parcialmente por una zona de debilitación y en la que la rigidez elástica se reduce con relación a la zona que rodea la zona debilitada del resorte de cambio y/o el contacto de resorte normalmente abierto.

Estas solución es de construcción simple y tiene la ventaja de que la corriente elevada se puede conmutar con seguridad con un gran número de operaciones de conmutación, es decir repetidamente una tras otra, sin daño o fallo. El número de operaciones de conmutación que se pueden conseguir con la solución de acuerdo con la invención a 170 A, por ejemplo, está en la zona de 15.000. Con relés convencionales no se puede conseguir tal número de procesos de conmutación con altas corrientes de arranque.

Un relé se desvela en el documento EP-B-0691667 con un contacto normalmente abierto dispuesto sobre un soporte de contacto rígido que no se desvía en la posición de contacto. Se ha establecido en ensayos que con el relé del documento EP-B-0691667 sólo se puede conseguir un número muy bajo de operaciones de conmutación a corrientes elevadas, es decir el relé se daña de modo irreparable después de un número de procesos de conmutación que es demasiado bajo para ser práctico.

Un relé adicional para conmutación de corriente considerablemente por debajo de 40 A es conocido en el documento DE-C-19718985. Con este relé se construyen un resorte de contacto fijo y uno móvil idénticos entre sí en la forma de un resorte de cambio y un contacto de resorte normalmente abierto y están especularmente invertidos en un plano en una base del relé. Debido a su construcción idéntica los dos contactos de resorte tienen, necesariamente, idénticas rigideces elásticas, que a corrientes de arranque de entre 40 A y 1 kA conducen a solo un número reducido de operaciones de conmutación, lo que en la práctica no permite su uso para corrientes de arranque de más de 40 A.

Sólo mediante la disposición del contacto normalmente abierto sobre un contacto de resorte normalmente abierto que pueda desviarse de modo resiliente con una rigidez elástica más alta que el resorte de cambio y la zona debilitada, se puede alcanzar un número más alto de operaciones de conmutación que con los dos relés de los documentos EP-B-0691667 y DE-C-19718985, sin que sea necesario un contacto de tungsteno o un relé de arranque de tungsteno.

La rigidez elástica de la zona de desviación se reduce con relación a los otros contactos de resorte por medio de la zona debilitada. Como resultado, la zona de desviación se deforma más fácilmente que el otro contacto de resorte y permite una característica del resorte en etapas o progresiva, dado que bajo la acción de la fuerza de conmutación la zona de desviación se desvía primero y solamente a continuación se desvía el resto del campo de contacto en la zona de la sujeción desviada. De esta manera, se puede conseguir un proceso de conmutación gradual, más resiliente, en el que se eviten en gran medida las chispas.

En una realización ventajosa la rigidez elástica del contacto de resorte normalmente abierto se corresponde al menos a la rigidez elástica del resorte de cambio. En particular, la rigidez elástica puede ser al menos 1, 5 veces o como mucho aproximadamente 8 veces la rigidez elástica del resorte de cambio. Por medio de la realización más resiliente del resorte de cambio, se requieren unas fuerzas de conmutación más pequeñas para su desviación, de modo que se puedan fabricar relés de diseños más pequeños. Si la relación de la rigidez elástica del resorte de cambio al contacto de resorte normalmente abierto está en la zona anteriormente mencionada, los contactos de resorte normalmente abiertos sólo se desvían ligeramente por la fuerza de conmutación. El rebote del contacto normalmente abierto y las chispas subsecuentes con alta corriente se evitan de modo fiable con el grosor de resorte indicado.

Con una rigidez elástica del contacto de resorte normalmente abierto que consista entre aproximadamente 3, 5 y 5, 5 veces la rigidez elástica del resorte de cambio, parece que se puede conseguir un número incluso superior de operaciones de conmutación que en los intervalos de relaciones de rigidez anteriormente mencionados. En esta conexión, la rigidez elástica parece ser fundamental en la determinación de la desviación de los puntos de contacto. Pueden conseguirse diferentes niveles de rigidez elástica por ejemplo cuando el grosor del material del contacto de resorte normalmente abierto es, en relación al grosor del material del resorte de cambio, preferentemente al menos 6 veces, más preferentemente aproximadamente el doble a aproximadamente 1, 5 veces el grosor de material del resorte de cambio. De acuerdo con la invención, se proporciona un contacto de resorte normalmente abierto con un grosor de material de entre 0, 2 y 0, 3 mm, preferentemente en la zona de 0, 25 mm. El contacto del resorte de cambio puede tener un grosor de material de aproximadamente 0, 15 mm.

El resorte de cambio y/o el contacto de resorte normalmente abierto pueden construirse ambos en la forma de resortes de láminas, en los que un extremo que mira hacia el exterior... [Seguir leyendo]

1. Relé de alta potencia (1) a través del cual se puede conmutar una corriente de al menos 40 A a 1 kA, con un resorte de cambio (3) que se puede desviar de modo resiliente por medio de una fuerza de conmutación (C) y con un contacto normalmente abierto (6) contra el que se presiona de modo eléctricamente conductor un punto de contacto (5) del resorte de cambio (3) en una posición de conmutación, caracterizado porque el contacto normalmente abierto (6) se dispone sobre un contacto de resorte normalmente abierto (4) , teniendo el contacto de resorte normalmente abierto (4) una rigidez elástica mayor que el resorte de cambio (3) y que, en la posición de conmutación, está desviado de modo resiliente fuera de su posición de descanso y porque el resorte de cambio (3) y/o el contacto de resorte normalmente abierto (4) comprenden una zona de desviación (18b) rodeada al menos parcialmente por una zona debilitada (18a) y por la que la rigidez elástica se reduce con relación a la zona del resorte de cambio (3) y/o el contacto de resorte normalmente abierto (4) que rodean la zona debilitada.

2. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la rigidez elástica del contacto de resorte normalmente abierto (4) es a lo sumo aproximadamente 8 veces la rigidez elástica del resorte de cambio (3) .

3. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la rigidez elástica del contacto de resorte normalmente abierto (4) es a lo sumo aproximadamente 5, 5 veces la rigidez elástica del resorte de cambio (3) .

4. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grosor del material del contacto de resorte normalmente abierto (4) es a lo sumo aproximadamente 6 veces el grosor del material del resorte de cambio (3) .

5. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grosor del material del contacto de resorte normalmente abierto (4) es al menos aproximadamente1, 5 veces el grosor del material del resorte de cambio (3) .

6. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grosor del material del contacto de resorte normalmente abierto (4) está en la zona de 0, 25 mm.

7. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el grosor del material del resorte de cambio (3) está en la zona de 0, 15 mm.

8. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos un punto de contacto (5, 6) del resorte de cambio (3) y/o el contacto de resorte normalmente abierta (4) está provisto con una bolita de contacto (5, 6) , sobresaliendo la superficie de la bolita de contacto en arco sustancialmente esférica del plano del resorte de cambio (3) y/o del contacto de resorte normalmente abierto (4) .

9. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la bolita de contacto se dispone desplazada asimétricamente con relación a la línea de simetría (M) del resorte de cambio (3) y/o del contacto de resorte normalmente abierto (4) .

10. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zona debilitada (18a) se dispone asimétricamente con relación a la línea de simetría (M) del resorte de cambio (3) y/o del contacto de resorte normalmente abierto (4) .

11. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la zona debilitada (18a) se construye como una ranura.

12. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, caracterizado porque la zona debilitada (18a) se dispone entre un punto de aplicación de la fuerza (19) para la fuerza de conmutación (C) y el punto de contacto (5, 6) .

13. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la zona debilitada (18a) se dispone entre el punto de contacto (5, 6) y un punto de fijación (23) del resorte de cambio

(3) y/o del contacto de resorte normalmente abierto (4) .

14. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque la zona debilitada (18a) se construye siguiendo sustancialmente el contorno del punto de contacto (5, 6) .

15. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque la bolita de contacto (5, 6) se dispone en la zona de desviación (18b) .

16. Relé de alta potencia (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque la zona debilitada (18a) se dispone sobre el resorte de cambio (3) .