Conmutador eléctrico rotatorio.

Conmutador eléctrico rotatorio (1) que comprende una caja (6),

al menos un contacto rotatorio (7) y un contacto estacionario (8), comprendiendo el contacto estacionario una parte de contacto (17) dispuesta para entrar en contacto con el contacto rotatorio y una parte de conexión (18) para conectarse a un conductor,

en el que la caja comprende un primer espacio (20) para alojar el contacto rotatorio que puede girar alrededor de un eje de rotación (A), un segundo espacio (22) y un tercer espacio (22) para alojar el contacto estacionario,

en el que al menos uno del segundo espacio y el tercer espacio está sustancialmente cerrado o puede cerrarse cuando el contacto estacionario se dispone en el tercer espacio o el segundo espacio, respectivamente, y

caracterizado porque la caja comprende un cuarto espacio (24) que forma un canal de escape en comunicación con el primer espacio (20) por medio de una primera abertura (25) y que comprende una segunda abertura (26) en el exterior de la superficie de la caja (6) desplazada con respecto a una parte exterior del contacto estacionario.

Conmutador eléctrico rotatorio

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de los conmutadores eléctricos rotatorios, en particular conmutadores rotatorios para conmutación de alta potencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los conmutadores eléctricos rotatorios que comprenden un contacto rotatorio y una serie de contactos estacionarios son conocidos en general. Dichos conmutadores pueden comprender una pluralidad de capas, comprendiendo cada capa un contacto rotatorio y una serie de contactos estacionarios, para conmutar simultáneamente una pluralidad de corrientes, véase, por ejemplo, la patente US-4.532.386.

Los conmutadores eléctricos rotatorios se utilizan predominantemente para conmutar corrientes c.c. Un problema conocido en las corrientes c.c. se produce cuando al abrir un conmutador separando los contactos del conmutador se produce una chispa entre los contactos. También puede producirse una chispa cuando se desconecta una corriente c.a. en un momento de flujo de corriente no nulo. La chispa produce una nube de plasma caliente semejante a una explosión que en general es erosiva y conductora. La nube de plasma o estela de la chispa puede provocar así daños en los objetos cercanos y/o provocar o conducir a un cortocircuito. Las chispas y sus efectos aumentan al aumentar la potencia conmutada.

La solución tradicional para conmutación de potencias mayores consiste en aumentar el tamaño del conmutador. Así aumentan las distancias de contacto y, con ello, se reducen las posibilidades de cortocircuitos debido a chispas o a desvíos de voltaje en las superficies.

Además, un conmutador rotatorio comprende normalmente un mecanismo de control de rotación que comprende un muelle de bloqueo para hacer girar funcionalmente el contacto o contactos rotatorios rápidamente entre una primera posición para cerrar el conmutador y una segunda posición para abrirlo. Las fuerzas que actúan sobre el mecanismo de control de rotación y sobre la (s) parte (s) del mismo que retienen el muelle de bloqueo pueden ser considerables. Estas fuerzas pueden aumentar cuando aumenta el tamaño del conmutador, lo que exige una construcción más robusta y/o más material. Esto influye negativamente en la facilidad de funcionamiento del conmutador.

Debe advertirse que la patente FR-1.149.662 desvela un mecanismo de disparo rápido para conmutadores eléctricos rotatorios, en el que un cierto número de discos semejantes de material aislante se apilan unos sobre otros para soportar contactos fijos y tornillos de fijación.

La patente GB-1.485.002 desvela un conmutador eléctrico rotatorio que presenta los extremos exteriores de sus elementos de graduación móviles radialmente modelados para proporcionar una superficie de tope frente a la dirección de rotación y otro lado biselado que permite la entrada en unas ranuras. Los dos elementos están dispuestos para permitir una dirección de rotación opuesta.

La patente GB-1.159.729 desvela un conmutador rotatorio que incluye un muelle de graduación del cual los extremos topan contra una pluralidad de topes o proyecciones fijos en un componente anular desmontable para proporcionar el número requerido de posiciones de conmutador por revolución de la maneta del conmutador. El componente se selecciona para proporcionar cuatro o seis posiciones de conmutador y se coloca en dos montantes que abrazan conjuntamente el conjunto de la envoltura y la tapa de extremo. El muelle puede girar con el vástago del conmutador entre las posiciones pero es retenido por una proyección entre los extremos del muelle hasta que se tensa suficientemente un muelle de torsión para provocar un rápido movimiento del muelle entre sus posiciones definidas cuando es liberado por una proyección.

Existe una demanda continuada de mayor potencia conmutable y conmutadores de menor tamaño. Además, los requisitos de seguridad tienden a ser más estrictos con el paso del tiempo.

En consecuencia, existe el deseo de un conmutador eléctrico rotatorio mejorado.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un aspecto de la invención es una caja para un conmutador eléctrico rotatorio que comprende al menos un contacto rotatorio y un contacto estacionario, comprendiendo el contacto estacionario una parte de contacto dispuesta para entrar en contacto con el contacto rotatorio y una parte de conexión para conexión a un conductor. La caja comprende un primer espacio para alojar el contacto rotatorio, un segundo espacio para alojar el contacto estacionario y un tercer espacio para alojar el contacto estacionario. Al menos uno de los espacios segundo y tercero está sustancialmente cerrado o puede cerrarse cuando el contacto estacionario está dispuesto en el tercer espacio o el segundo espacio, respectivamente.

Dicha caja permite colocar el contacto estacionario en uno de los dos espacios, mientras el otro espacio está sustancialmente cerrado o puede cerrarse. Así se evita que la estela de la chispa penetre en el espacio vacío. Dado que un contacto estacionario generalmente conecta un conductor exterior del conmutador con el contacto rotatorio en el interior del conmutador, el espacio que aloja el contacto estacionario crea generalmente un canal entre el interior y el exterior del conmutador. Al cerrar el canal se evita que la estela de la chispa emerja del conmutador desde el espacio no ocupado. Así se incrementa la seguridad del conmutador y permite mantener relativamente una menor distancia desde el conmutador para colocar otros elementos, en particular otro conductor, particularmente otro contacto estacionario.

La caja puede comprender además un electrodo. El electrodo no necesita ser un contacto, y preferentemente no lo es por razones de seguridad. El electrodo puede ser una pieza de metal. La capacitancia eléctrica intrínseca del electrodo, incluso si es flotante, extrae al menos una parte del plasma de descarga y la capacidad calorífica del electrodo enfría el plasma al menos parcialmente. El material del electrodo puede ser también relativamente más resistente a la erosión por el plasma que otro material de la caja. Así se mitigan los efectos adversos de la descarga de la chispa. La capacitancia de un electrodo flotante puede ser tan baja que se descarga cómodamente por fuga al entorno en periodos de tiempo relativamente breves entre episodios de conmutación.

De forma eficaz, los espacios segundo y/o tercero pueden estar cerrados o pueden cerrarse sustancialmente mediante el electrodo.

La caja puede comprender un cuarto espacio en comunicación con el primer espacio por medio de una primera abertura para actuar como un espacio intermedio o espacio de escape para los productos de la chispa. Al espacio de escape puede proporcionársele una segunda abertura en una superficie externa de la caja, creando así un canal de escape dedicado al exterior del conmutador. La segunda abertura del canal está situada preferentemente fuera de una parte exterior de un contacto estacionario.

En un conmutador con un electrodo, al menos una parte del electrodo está dispuesta o puede disponerse preferentemente en el cuarto espacio, posiblemente en o cerca de la primera abertura del mismo, para desionizar y enfriar al menos parcialmente la nube de la chispa en el escape, reduciendo así adicionalmente los efectos de la chispa en el conmutador y posiblemente el exterior del mismo.

Los espacios segundo y/o tercero pueden estar dispuestos de tal manera que un contacto estacionario que se ajuste a ese espacio bloquee sustancialmente la comunicación entre los espacios primero y cuarto, por ejemplo cerrando la primera abertura del cuarto espacio.

Así, se evita sustancialmente que la nube del plasma de la chispa salga de la caja del conmutador cerca del contacto estacionario y pudiera provocar posiblemente un cortocircuito en el exterior del conmutador.

La caja puede ser un primer módulo de caja para una caja modular para un conmutador eléctrico rotatorio, en el que el primer módulo de caja es apilable en un segundo módulo de caja, por ejemplo, susceptible de fijación por medio de una disposición de ajuste a presión y/o soldadura térmica. El segundo módulo de caja puede ser un módulo sustancialmente idéntico, un módulo invertido en espejo o un módulo con una funcionalidad diferente, por ejemplo, un módulo de control de rotación. Esto permite ensamblar una o más cajas modulares con una caja deseada.

Un aspecto de la invención es un conmutador eléctrico rotatorio mejorado que comprende una caja tal como se ha descrito anteriormente. El conmutador permite diferentes disposiciones de contacto y puede construirse relativamente compacto y/o dispuesto relativamente cerca de otros equipos con riesgos reducidos de cortocircuitos,... [Seguir leyendo]

1. Conmutador eléctrico rotatorio (1) que comprende una caja (6) , al menos un contacto rotatorio (7) y un contacto estacionario (8) , comprendiendo el contacto estacionario una parte de contacto (17) dispuesta para entrar en contacto con el contacto rotatorio y una parte de conexión (18) para conectarse a un conductor,

en el que la caja comprende un primer espacio (20) para alojar el contacto rotatorio que puede girar alrededor de un eje de rotación (A) , un segundo espacio (22) y un tercer espacio (22) para alojar el contacto estacionario,

en el que al menos uno del segundo espacio y el tercer espacio está sustancialmente cerrado o puede cerrarse cuando el contacto estacionario se dispone en el tercer espacio o el segundo espacio, respectivamente, y

caracterizado porque la caja comprende un cuarto espacio (24) que forma un canal de escape en comunicación con el primer espacio (20) por medio de una primera abertura (25) y que comprende una segunda abertura (26) en el exterior de la superficie de la caja (6) desplazada con respecto a una parte exterior del contacto estacionario.

2. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 1, que comprende además un electrodo (10) , en el que preferentemente al menos una parte del electrodo (10) está dispuesta o puede disponerse en el cuarto espacio (24) .

3. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 2, en el que al menos uno del segundo espacio

(22) y el tercer espacio (22) está sustancialmente cerrado o puede cerrarse mediante el electrodo (10) .

4. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que uno del segundo y el tercer espacio (22, 22) está dispuesto de manera que un contacto estacionario (8) ajustado a ese espacio bloquea sustancialmente la comunicación entre los espacios primero y cuarto (20, 24) .

5. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la caja (6) es un primer módulo de caja que está apilado con un segundo módulo de caja sustancialmente similar.

6. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 5, en el que las segundas aberturas de los cuartos espacios están desplazadas con respecto al espacio segundo o tercero (22) .

7. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de contactos rotatorios (7) y un vástago modular, comprendiendo el vástago modular al menos dos módulos de vástago (9) , preferentemente aislantes, los cuales están conectados o pueden conectarse mecánicamente para impartir cada uno una fuerza rotacional en al menos un contacto rotatorio del conmutador.

8. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la caja (6) aloja al menos un primer contacto rotatorio (7a) y un segundo contacto rotatorio (7b) dispuestos para poder girar alrededor de un eje de rotación (A) , y al menos un primer contacto estacionario (8a) y un segundo contacto estacionario (8b) ,

comprendiendo el primer contacto estacionario (8a) una parte de contacto (17a) dispuesta para entrar en contacto con el primer contacto rotatorio (7a) y que comprende una parte de conexión (18a) para conectarse a un conductor,

comprendiendo el segundo contacto estacionario (8b) una parte de contacto (17b) dispuesta para entrar en contacto con el segundo contacto rotatorio (7b) y que comprende una parte de conexión (18b) para conexión a un conductor,

en el que los contactos estacionarios primero y segundo están dispuestos desplazados en la dirección axial y en la dirección angular (Φ) con respecto al eje de rotación (A) y en el que los contactos rotatorios primero y segundo están dispuestos para ponerse en contacto simultáneamente con los contactos estacionarios primero y segundo, respectivamente, en una primera orientación de rotación alrededor del eje de rotación común.

9. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 8, en el que los contactos rotatorios primero y segundo están dispuestos en primeros espacios (20) respectivos, comprendiendo el conmutador además un tercer contacto estacionario (8c) y un cuarto contacto estacionario (8d) , estando el tercer contacto estacionario (8c) dispuesto sustancialmente opuesto al primer contacto estacionario con respecto al eje de rotación y comprendiendo una parte de contacto dispuesta para entrar en contacto con el primer contacto rotatorio (7a) , estando el cuarto contacto estacionario (8d) dispuesto sustancialmente opuesto al segundo contacto estacionario con respecto al eje de rotación y que comprende una parte de contacto dispuesta para entrar en contacto con el segundo contacto rotatorio (7b) ;

en el que el conmutador es sustancialmente rectangular alrededor del eje de rotación (A) ,

en el que la parte de contacto (17a, 17b, 17c, 17d) y la parte de conexión (18a, 18b, 18c, 18d) de los contactos estacionarios primero a cuarto (8a, 8b, 8c, 8d) están orientados en un ángulo (a) entre sí en la dirección angular (Φ) con respecto al eje de rotación (A) , de tal manera que las partes de conexión (18a, 18c) de los contactos estacionarios primero y tercero (8a, 8c) se extienden a lados opuestos de la caja, las partes de conexión (18b, 18d) de los contactos estacionarios segundo y cuarto (8b, 8d) se extienden a lados opuestos de la caja, extendiéndose las partes de conexión (18a, 18b) de los contactos estacionarios primero y segundo (8a, 8b) al mismo lado de la caja y extendiéndose los contactos estacionarios tercero y cuarto (8c, 8d) al mismo lado de la caja;

en el que la caja comprende cuartos espacios (24) que forman canales de escape en comunicación con los primeros espacios (20) respectivos, teniendo los cuartos espacios aberturas en los lados de la caja a las cuales se extienden las partes de conexión (18a, 18b, 18c, 18d) de los contactos estacionarios (8a, 8b, 8c, 8d) y están desplazadas de las partes de conexión de los contactos estacionarios.

10. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una caja (6) que aloja al menos un primer contacto rotatorio (7a) y un segundo contacto rotatorio (7b) dispuestos en primeros espacios (20) respectivos y dispuestos para poder girar alrededor de un eje de rotación (A) , y al menos un primer contacto estacionario (8a) y un segundo contacto estacionario (8b) ,

comprendiendo el primer contacto estacionario (8a) una parte de contacto (17a) dispuesta para entrar en contacto con el primer contacto rotatorio (7a) y que comprende una parte de conexión (18a) para conectarse con un conductor,

comprendiendo el segundo contacto estacionario (8b) una parte de contacto (17b) dispuesta para entrar en contacto con el segundo contacto rotatorio (7b) y que comprende una parte de conexión (18b) para conectarse con un conductor,

en el que el conmutador comprende un vástago modular, que comprende al menos dos módulos de vástago (9) aislantes que están conectados o pueden conectarse mecánicamente para impartir cada uno una fuerza rotacional en al menos un contacto rotatorio.

11. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 10, en el que los módulos de vástago (9) comprenden un parte en forma de disco aislante eléctricamente (29) .

12. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 11, en el que las partes en forma de disco (29) están configuradas para soportar un contacto rotatorio (7) .

13. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según la reivindicación 11 ó 12, en el que los primeros espacios (20) comprenden un rebaje para recibir la parte en forma de disco aislante eléctricamente (29) de los módulos de vástago (9) .

14. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una caja que comprende un primer módulo de caja (6) que aloja al menos un primer contacto rotatorio (7a) y un segundo módulo de caja (6) un segundo contacto rotatorio (7b) dispuesto para girar alrededor de un eje de rotación (A) , y al menos un primer contacto estacionario (8a) y un segundo contacto estacionario (8b) ,

comprendiendo el primer contacto estacionario (8a) una parte de contacto (17a) dispuesta para entrar en contacto con el primer contacto rotatorio (7a) y que comprende una parte de conexión (18a) para la conexión a un conductor,

comprendiendo el segundo contacto estacionario (8b) una parte de contacto (17b) dispuesta para entrar en contacto con el primer contacto rotatorio (7b) y que comprende una parte de conexión (18b) para la conexión a un conductor,

siendo los módulos de caja primero y segundo apilables entre sí y susceptibles de sujeción mediante ajuste a presión 15. Conmutador eléctrico rotatorio (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, que comprende además un componente de cortocircuito (19) para la interconexión eléctrica de al menos los contactos estacionarios primero y segundo (8a, 8b) , en el que preferentemente el componente de cortocircuito (19) está ajustado sustancialmente en el interior del perímetro externo de la caja (6) .

DOCUMENTOS INDICADOS EN LA DESCRIPCIÓN

En la lista de documentos indicados por el solicitante se ha recogido exclusivamente para información del lector, y no es parte constituyente del documento de patente europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones.

Documentos de patente indicados en la descripción