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 medios de resorte de cierre para cerrar el aparato de conmutación, y un medio de resorte de apertura para abrir el aparato de conmutación incluyendo al menos uno de dichos medios de resorte un resorte de torsión (3, 4) que define una dirección de arrollamiento y una dirección de desenrollamiento del mismo y estando dispuesto para ser cargado con energía mecánica, almacenarla y descargarla, caracterizado por que en al menos uno de dichos medios de resorte dicho resorte de torsión (3, 4) está dispuesto para ser cargado con energía mecánica en la dirección de desenrollamiento y para descargar la energía mecánica en la dirección de arrollamiento.

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 medios de cierre por resorte para cerrar el aparato de conmutación y medios de apertura por resorte para abrir el aparato de conmutación, incluyendo al menos uno de dichos medios de resorte un resorte de torsión que define una dirección de arrollamiento y una dirección de desenrollamiento del mismo y estando dispuesto para ser cargado con energía mecánica, almacenarla y descargarla.

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, en los documentos US 4.678.877, US 5.280.258, US 5.571.255, US 6.444.934, y US 6.667.452. El documento DE 102008026798 describe un accionador operado por resorte de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

En accionadores operados por resorte conocidos, se utilizan resortes que actúan axialmente, es decir, resortes 45 helicoidales de compresión o de tracción. También se utilizan resortes de torsión tales como barras de torsión, resortes helicoidales y resortes de reloj para el accionamiento de los movimientos de apertura y cierre.

El uso de resortes de torsión tales como resortes helicoidales y resortes de reloj requiere que los extremos de tal resorte sean conectados de modo seguro a un soporte, por ejemplo, a un bastidor y a la conexión de accionamiento, por ejemplo a un árbol de accionamiento principal, respectivamente. Este montaje es crítico para 50 la función del accionador ya que debe soportar una elevada fuerza de accionamienro repentina y transferir la fuerza al 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 para proporcionar un accionador operado por resorte con una conexión mejorada de un resorte de torsión a los componentes con los que coopera.

Este objeto se consigue de acuerdo con el invento porque un accionador operado por resorte del tipo especificado inicialmente incluye las características específicas de que en al menos uno de dichos medios de resorte dicho resorte de torsión está dispuesto para ser cargado con energía mecánica en el sentido de desenrollamiento y para descargar la energía mecánica en el sentido de arrollamiento.

Esto significa que el resorte de torsión es comprimido en la dirección de la hélice del resorte cuando almacena la energía, y las extremidades del resorte actúan empujando en lugar de estirar como en un resorte de torsión helicoidal convencional. La conexión de las extremidades del resorte al soporte y al árbol de accionamiento resulta por ello menos complicada en comparación con un montaje bajo tensión en lugar de bajo presión.

Como las extremidades del resorte actúan mediante una fuerza de presión sobre los componentes con los que coopera el resorte de torsión, la extremidad del resorte y el componente en cuestión son sujetados juntos por esta fuerza sin ningún otro medio de conexión, excepto posiblemente para algún tipo de dispositivo de guiado que los mantiene lateralmente en su sitio. Esto simplifica sustancialmente el montaje en comparación con un resorte de torsión que opera por tensión, en el que se requieren medios de conexión fuertes y fiables.

Por ello el ensamblaje del dispositivo resulta mucho más simple, y se requieren menos componentes. Además se elimina una fuente potencial de mal funcionamiento. Un dispositivo de acuerdo con el presente invento resulta por tanto más barato de fabricar y de mantener y también más fiable.

De acuerdo con una realización preferida tanto los medios de resorte de apertura como los medios de resorte de cierre incluyen un resorte de torsión.

El uso de resortes de torsión para el accionamiento permite una construcción compacta del accionador y en particular esto sucede cuando ambos resortes son resortes de torsión.

Cuando ambos resortes son del tipo de torsión, preferiblemente ambos están dispuestos para ser cargados 25 en la dirección de desenrollamiento y descargados en la dirección de arrollamiento.

Por ello la ventaja de esta disposición es aprovechada en toda su extensión.

De acuerdo con una realización preferida, al menos uno de los resortes de torsión es un resorte helicoidal.

Un resorte helicoidal en la mayoría de los casos es el tipo más eficiente para almacenar y suministrar energía mecánica en aplicaciones como en el presente invento. En comparación, por ejemplo con el resorte de reloj el

resorte helicoidal proporciona una mayor libertad para una ubicación relativa óptima de los resortes.

De acuerdo con otra realización preferida, los resortes de torsión son coaxiales.

Los dos resortes de torsión alineados axialmente hacen posible obtener una construcción compacta del accionador, y el número de componentes requerido para transmitir las fuerzas elásticas al árbol de accionamiento principal puede ser reducido en relación a las construcciones convencionales.

De acuerdo con otra realización preferida, los resortes de torsión están dispuestos uno fuera del otro y de tal modo que al menos una parte importante del resorte de torsión de apertura... [Seguir leyendo]

1. Un accionador operado por resorte para un aparato de conmutación eléctrico, incluyendo el accionador operado por resorte medios de resorte de cierre para cerrar el aparato de conmutación, y un medio de resorte de apertura para abrir el aparato de conmutación incluyendo al menos uno de dichos medios de resorte un resorte de torsión (3, 4) que define una dirección de arrollamiento y una dirección de desenrollamiento del mismo y estando dispuesto para ser cargado con energía mecánica, almacenarla y descargarla, caracterizado por que en al menos uno de dichos medios de resorte dicho resorte de torsión (3, 4) está dispuesto para ser cargado con energía mecánica en la dirección de desenrollamiento y para descargar la energía mecánica en la dirección de arrollamiento.

2. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 1 caracterizado por que tanto los medios de resorte de apertura como los medios de resorte de cierre incluyen un resorte de torsión (3, 4) .

3. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 caracterizado por que al menos dicho resorte de torsión (3, 4) es un resorte helicoidal.

4. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 2-3 caracterizado por que los 15 resortes de torsión (3, 4) son coaxiales.

5. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 2-4 caracterizado por que los resortes de torsión (3, 4) están dispuestos uno fuera del otro y de tal modo que al menos una parte importante del resorte de torsión de apertura (3) y al menos una parte importante del resorte de torsión de cierre (4) tienen la misma ubicación axial.

6. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 caracterizado por que el resorte de torsión de apertura (3) y el resorte de torsión de cierre (4) es cada uno un resorte helicoidal con una parte de extremidad (5, 7, 10, 12) en cada extremo del resorte respectivo, por lo que al menos una de dichas partes de extremidad (5, 7, 10, 12) se extiende a lo largo de la hélice del resorte.

7. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 6 caracterizado por que al menos una de dichas partes de extremidad (5, 7, 10, 12) se extiende a un accesorio de extremidad que tiene una superficie de tope (39, 61) dispuesta en relación de tope con una superficie de extremidad de al menos una de dichas partes de extremidad (5, 7, 10, 12) .

8. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 7 caracterizado por que dicho accesorio de extremidad incluye un dispositivo de soporte (37, 38, 57, 58, 59) dispuesto para soportar dicha parte de extremidad (5, 7, 10, 12) dirigida a dicha superficie de tope (39, 61) .

9. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 3-8 caracterizado por que el resorte de torsión de cierre (4) incluye una primera unidad (4a) de resorte de torsión y una segunda unidad (4b) de resorte de torsión, cuyas primera y segunda unidades son coaxiales, por que al menos una parte importante de la primera unidad (4a) y una parte importante de la segunda unidad (4b) tienen la misma ubicación axial, por que la primera unidad (4a) está ubicada radialmente fuera de la segunda unidad (4b) y por que la primera y segunda unidades están conectadas entre sí junto a un extremo axial del resorte de torsión de cierre.

10. Un accionador operado por resorte según la reivindicación 9 caracterizado por que el accesorio de conexión (16) incluye una primera superficie de tope (48) dispuesta en relación de tope con una superficie de extremidad de la primera unidad (4a) y una segunda superficie de tope (49) dispuesta en relación de tope con una superficie de extremidad de la segunda unidad (4b) , cuyas primera y segunda superficies de tope miran en sentido circunferencial opuesto una con relación a la otra.

11. Un accionador operador por resorte según la reivindicación 10 caracterizado por que el accesorio de conexión (16) incluye una primera (43) y una segunda (44) pestañas que se extienden radialmente en relación al

eje del resorte, teniendo cada pestaña (43, 44) dicha superficie de tope (48, 49) para una de dichas partes de extremidad (4a, 4b) y teniendo un agujero (47, 46) para soportar la otra de dichas partes de extremidad (4a, 4b) dirigida a su superficie de tope (48, 49) .

12. Un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el aparato de conmutación eléctrico es un disyuntor para media o alta tensión.

13. Un aparato de conmutación eléctrico caracterizado por que el aparato de conmutación incluye un accionador operado por resorte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un aparato de conmutación eléctrico según la reivindicación 13, caracterizado por que el aparato de conmutación es un disyuntor.

15. Un aparato de conmutación eléctrico según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado por que el aparato de conmutación es un aparato de conmutación de media o alta tensión.