ES2198326T3 - Procedimiento para la fabricacion de un conmutador plano, asi como un conmutador plano fabricado segun este procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un conmutador plano con un cuerpo (9. 9¿) de soporte conformado con material moldeable aislante, una pluralidad de segmentos (12, 12¿) de conductor y una cantidad igualmente grande de segmentos (31, 31¿) de carbono, que forman la superficie activa, comprendiendo los pasos siguientes: - En un conductor (1, 1¿) en bruto, que presenta ranuras radiales (7, 7¿), se moldea un cuerpo (9, 9¿) de soporte, llenándose las ranuras (7, 7¿) con material moldeable: - la pieza compuesta (10, 10¿), formada por el conductor (1, 1¿) en bruto y el cuerpo (9, 9¿) de soporte, se mecaniza a continuación con arranque de virutas en el lado frontal, opuesto al cuerpo (9, 9¿) de soporte, del conductor (1, 1¿) en bruto, dejándose un resalto anular interno (14) de fijación, hecho de material moldeable. durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta (10); - sobre la superficie frontal mecanizada de la pieza compuesta (10, 10¿) se coloca, con vistas a crear un conmutador (23) enbruto, un disco anular (19) de carbono, creándose uniones conductoras eléctricas hacia el conductor (1¿) en bruto o hacia los segmentos (12) de conductor que salen de éste; y - el disco anular (19) de carbono se subdivide en segmentos (31, 31¿) de carbono mediante cortes (30, 30¿) que se extienden hacia dentro del material moldeable que llena las ranuras (7, 7¿), subdividiéndose el conductor (1, 1¿) en bruto, ya sea durante su mecanizado frontal mediante la apertura de las ranuras radiales (7) rellenas con material moldeable o mediante cortes (30¿) de separación, creados posteriormente, en los segmentos (12, 12¿) de conductor, caracterizado porque el resalto anular interno (14) de fijación se crea de modo que su diámetro externo disminuya en la dirección del mecanizado y porque el disco anular (19) de carbono se pega sobre la superficie frontal mecanizada de la pieza compuesta (10, 10¿). formada por el conductor (1, 1¿) en bruto y el cuerpo (9, 9¿) de soporte.

Description

Procedimiento para la fabricación de un conmutador plano, así como un conmutador plano fabricado según este procedimiento.

La presente invención trata de un procedimiento para la fabricación de un conmutador plano con un cuerpo de soporte conformado con material moldeable aislante, una pluralidad de segmentos de conductor y una cantidad igualmente grande de segmentos de carbono, que forman la superficie activa, comprendiendo los pasos siguientes:

- En un conductor en bruto, que presenta ranuras radiales, se moldea un cuerpo de soporte, llenándose las ranuras con material moldeable;

- la pieza compuesta, formada por el conductor en bruto y el cuerpo de soporte, se mecaniza a continuación con arranque de virutas en el lado frontal, opuesto al cuerpo de soporte, del conductor en bruto, dejándose un resalto anular interno de fijación, hecho de material moldeable, durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta;

- sobre la superficie frontal mecanizada de la pieza compuesta se coloca, con vistas a crear un conmutador en bruto, un disco anular de carbono, creándose a la vez uniones conductoras eléctricas hacia el conductor en bruto o los segmentos de conductor que salen de éste; y

- el disco anular de carbono se subdivide en segmentos de carbono mediante cortes que se extienden hacia dentro del material moldeable que llena las ranuras, subdividiéndose el conductor en bruto, bien durante su mecanizado frontal mediante la apertura de las ranuras rellenas con material moldeable o bien mediante cortes de separación, creados posteriormente, en los segmentos de conductor,

La presente invención trata asimismo de un conmutador plano, fabricado mediante este procedimiento.

Los conmutadores planos se conocen en diferentes configuraciones y en la práctica. El documento DE-OS4140475, por ejemplo, muestra un conmutador plano típico.

Un campo de aplicación típico de los conmutadores planos son los motores eléctricos de las bombas de combustible (véase, por ejemplo, el documento DE-OS19652840 y el documento DE-OS197526326). Con el fin de impedir que la superficie activa del conmutador sea agredida por el contenido de etanol o metanol del combustible, se ha difundido aquí el uso de conmutadores planos con una superficie activa de carbono. En este caso, los segmentos de carbono se sostienen en segmentos de conductor hechos de cobre, para poder poner en contacto sin dificultades los extremos del devanado del inducido con los segmentos de carbono.

Con vistas a la fabricación de conmutadores planos con superficie activa de carbono se conocen dos formas de procedimiento básicamente distintas. Por una parte, un anillo de carbono, que posteriormente se subdividirá en segmentos de carbono mediante cortes de separación, se puede moldear directamente en el conductor en bruto mediante sinterización de carbono en forma de polvo, en el que está embebido el conductor en bruto. Por otra parte, un disco anular de carbono se puede colocar sobre un lado frontal del conductor en bruto o de los segmentos de conductor, se une allí mediante soldadura de forma mecánicamente estable y conductora de la electricidad, subdividiéndose más tarde con cortes de separación que, dado el caso, también pueden subdividir el conductor en bruto en los segmentos de conductor. Ambos procedimientos se explican, por ejemplo, en el documento DE-OS19652840. El moldeo del cuerpo de soporte en el conductor en bruto se puede realizar antes (véase el documento W097/03486) o después (véase el documento DE-OS4028420) de la soldadura del disco anular de carbono sobre el conductor en bruto.

El documento DE4137816C1 da a conocer la fabricación de un conmutador plano con superficie activa de carbono, donde sobre un conductor metálico en bruto, que presenta perforaciones en la zona de los futuros segmentos de carbono, se fija un disco agujereado de grafito mediante pegamento SMD de plata conductora. A continuación, la pieza compuesta, formada de esta manera, se coloca en una prensa de inyección, en la que se inyecta el cuerpo portador constituido por material aislante. En la zona de las perforaciones del conductor en bruto se crean uniones directas, sin hendiduras e inseparables entre el cuerpo portador y el disco de grafito. al penetrar el material del cuerpo portador en la estructura superior del material de grafito. A continuación, el disco de grafito y el conductor en bruto se subdividen, por ejemplo, mediante tronzamiento con muela.

Otro conmutador plano con superficie activa de carbono, en el que los segmentos de carbono están unidos a los segmentos de conductor mediante un pegamento electrónicamente conductor, se da a conocer en el documento DE9211488U1.

Un procedimiento del tipo mencionado al inicio se puede tomar del documento W097/03486, mencionado más arriba. El procedimiento conocido de este documento para la fabricación de un conmutador plano se caracteriza porque aquellos cortes de separación, con los que el disco anular de carbono se subdivide en segmentos de carbono, penetran en el material moldeable del cuerpo de soporte sin seccionar el conductor en bruto. Esto se logra mediante la apertura de las ranuras radiales, previstas en el lado posterior del conductor en bruto, más anchas respecto a los cortes de separación y rellena con el material moldeable, antes que el disco anular de carbono se coloque sobre la pieza compuesta que forman el conductor en bruto y el cuerpo de soporte. En la zona de las ranuras radiales abiertas se obtiene como resultado que el disco anular de carbono esté en contacto directamente con el material moldeable del cuerpo de soporte.

A diferencia de lo que ocurre, por ejemplo, con el conmutador plano fabricado según el documento DE- OS19652840, en el caso del conmutador plano, conocido del documento W097/03486, no queda cobre al descubierto en la zona de la hendidura de aire que separa dos segmentos de carbono en cada caso. Sin embargo, no se excluye un daño a largo plazo de los segmentos de conductor y/o de la capa de soldadura que los une a los segmentos de cobre.

El objetivo de la presente invención persigue eliminar esta desventaja al crear un procedimiento del tipo genérico que resulte adecuado par fabricar conmutadores planos con una larga vida útil.

Este objetivo se alcanza, según la presente invención, al crearse el resalto anular interno de fijación de modo que su diámetro externo disminuya en la dirección del mecanizado y al pegarse el disco anular de carbono sobre la superficie frontal mecanizada de la pieza compuesta, formada por el conductor en bruto y el cuerpo de soporte. La unión pegada, característica de la presente invención, entre el disco anular de carbono y la pieza compuesta, formada por el conductor en bruto y el cuerpo de soporte, se refleja de cierto modo en una vida útil más prolongada del conmutador plano según la invención, comparada con las del estado de la técnica. Uno de los efectos que se destacan en este sentido es que la unión pegada, prevista según la invención, no sólo actúa, como se conoce según el estado de la técnica al usarse la unión soldada, entre el conductor en bruto, especialmente su superficie frontal, y las zonas correspondientes del disco anular de carbono, sino que la unión pegada se extiende también a aquellas zonas en las que el disco anular de carbono está en contacto con el material moldeable del cuerpo de soporte. Esto se cumple, concretamente, para la superficie de contacto entre el disco anular de carbono y un resalto central de fijación, compuesto por material moldeable. Debido al estrechamiento del resalto de fijación en la dirección axial, se forma una bolsa anular adecuada para la recepción del pegamento. La forma de la sección transversal de la bolsa, que se puede realizar a modo de cuña, facilita además la adherencia de los segmentos de carbono del conmutador terminado de una manera que prolonga su vida útil, El pegamento endurecido, acumulado en las bolsas de pegamento, también actúa positivamente de modo que evita desde dentro el acceso de sustancias agresivas a la zona de contacto que se forma entre los segmentos de carbono y los segmentos de conductor.

Además del aumento de la vida útil, al usarse la presente invención también se obtiene el ventajoso efecto secundario de que el costo de fabricación del conmutador plano es menor que cuando se aplican los procedimientos conocidos. En este sentido resulta determinante que desaparece el costoso tratamiento previo del disco anular de carbono, exigido en el estado de la técnica, para poderlo soldar. Especialmente, el disco anular de carbono no necesita, por ejemplo, una metalización por evaporación de una capa fina de cobre.

Finalmente, la presente invención también resulta ventajosa en el sentido de que, si se selecciona adecuadamente el pegamento, se puede reducir el peligro, existente en el estado de la técnica, de que durante la soldadura de los alambres del devanado a los segmentos de conductor su temperatura sobrepase el punto de reblandecimiento de la soldadura y, por tanto, puedan desprenderse los segmentos de carbono.

El diámetro externo máximo del resalto de fijación es, ventajosamente, mayor que el diámetro interno de la perforación del disco anular de carbono antes de su colocación sobre la pieza compuesta, siendo la sobremedida de aproximadamente 0,1 mm en los conmutadores de dimensiones promedio. Con especial preferencia, la superficie frontal externa del resalto de fijación se bisela aquí con un ángulo entre 10° y 45°. El resalto de fijación, especificado antes, resulta ventajoso tanto para la fabricación del conmutador plano como para su vida útil. En el marco del procedimiento de fabricación el resalto de fijación fija, debido a sus dimensiones. el disco anular de carbono, colocado sobre la pieza compuesta. El pegamento, introducido entre las superficies frontales opuestas entre sí del disco anular de carbono, por un lado, y la pieza compuesta, por el otro lado, se mantiene por sí mismo en el lugar y no puede salir, si se trata de un material seco en forma de polvo. Esto mismo se aplica, dado el caso, al relleno conductor de la electricidad previsto en forma de virutas o material similar. El resalto de fijación desempeña además una función de centraje y ajuste para el disco anular de carbono, de modo que el disco anular de carbono se puede fabricar ya antes de la unión a la pieza compuesta con las medidas externas ajustadas a la medida final. La sobremedida del resalto de fijación respecto al diámetro de la perforación del disco anular de carbono impide además la salida del pegamento en la zona de la perforación del disco anular de carbono cuando se presiona contra la pieza compuesta.

Especialmente, si según una variante preferida del procedimiento según la invención se abren las ranuras radiales ya durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta, la unión pegada prevista según la invención, que se extiende por toda la superficie frontal mecanizada de la pieza compuesta formada por el conductor en bruto y el cuerpo moldeado, actúa también entre el disco anular de carbono y el material moldeable que llena las ranuras radiales abiertas. Teniendo en cuenta la unión mecánica estable entre el disco anular de carbono y el material moldeable, que no ha sido posible con la aplicación del procedimiento de soldadura usado hasta ahora, esta variante de la invención evita con especial eficacia cualquier salida del carbono cuando se realizan los cortes de separación, que subdividen el disco anular de carbono, en la zona de los pasos al material prensado. La estructura de los segmentos de carbono en la zona colindante con los cortes de separación permanece intacta. El resultado es que en los conmutadores planos fabricados de este modo, a diferencia de lo que ocurre en el estado de la técnica, no se comprueba ninguna erosión en los segmentos de carbono en la zona de los cortes de separación después de un uso prolongado.

Por lo demás, las uniones pegadas, existentes (también) entre los segmentos de carbono y el material moldeable que llena las ranuras radiales, impiden que puedan penetrar desde los cortes de separación medios agresivos como el combustible con contenido de metanol o etanol a la zona de las superficies de contacto existentes entre los segmentos de conductor y los segmentos de carbono. En este sentido, esta variante de la presente invención resuelve con medios sencillos un problema que sólo se podía solucionar en el estado de la técnica aplicando procedimientos de tratamiento previo y de soldadura costosos, especialmente mediante el uso de la plata.

Aunque se usa con especial preferencia como pegamento un polvo de material sintético termoplástico con un punto de fusión por encima de los 290° (véase abajo), se pueden usar las sustancias más diversas como pegamento en el marco de la presenta invención. Además de un material sintético termoplástico, también se tienen en cuenta especialmente alquitranes de hulla y de petróleo, resinas naturales, resinas artificiales y materiales sintéticos duroplásticos, fabricados por polimerización, poliadición o policondensación, y, dado el caso, modificados por sustancias naturales, por ejemplo, aceites vegetales o animales o resinas naturales, así como todas las resinas artificiales fabricadas por la modificación (por ejemplo, esterificación, saponificación) de resinas naturales.

Resultan adecuadas también las mezclas de las sustancias indicadas anteriormente. Aquí resulta especialmente conveniente el pegamento fabricado sobre la base de una mezcla de polvo de, al menos, un material sintético termoplástico y, al menos, un material sintético duroplástico. Esto demuestra ser ventajoso en la fabricación del conmutador plano, porque se evita eficientemente la fusión del pegamento y, con ello, un desprendimiento de los segmentos de carbono durante la soldadura de las conexiones.

Siempre que el pegamento, como ocurre en muchas de las sustancias en cuestión, no sea conductor de la electricidad o sólo la conduzca poco, se añade al pegamento un material de relleno conductor de la electricidad metálico o no metálico en forma de polvos, virutas o fibras. Con especial preferencia se usa un polvo metálico resistente a la corrosión, preferentemente plata o polvo de cobre recubierto con plata en un intervalo granulométrico de 40 a 90 \mum. En dependencia de la aplicación, la proporción de material de relleno en el pegamento rellenado puede estar entre 5 y 95, preferentemente entre 25 y 50 por ciento en masa.

Según otra variante preferida de la invención se prevé que la pieza compuesta, formada por el conductor en bruto y el cuerpo de soporte, presente una envoltura anular externa de material moldeable, que rodee el conductor en bruto y que también se mecanice durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta antes de la colocación del disco anular de carbono. De esta forma durante el pegado del disco anular de carbono sobre la pieza compuesta se puede lograr una unión estable del material moldeable al disco anular de carbono en su contorno externo. Esto resulta especialmente ventajoso para la resistencia mecánica y, por consiguiente, para la vida útil del conmutador. Aquí también influye que una unión de este tipo del disco anular de carbono en su contorno externo al material moldeable del cuerpo de soporte en el conmutador terminado evita radialmente desde fuera la penetración de sustancias agresivas a la zona de las superficies de contacto existentes entre los segmentos de carbono y los segmentos de conductor. Especialmente en relación con la unión interna radial. explicada más arriba, de los segmentos de carbono a un resalto de fijación, se obtiene un encapsulado hermético, cerrado por todos lados, de las superficies de contacto.

El conductor en bruto, usado en el marco de la presente invención, presenta de forma especialmente ventajosa en su lado frontal, que se va a mecanizar, un resalto anular interno, un resalto anular externo y resaltos radiales, sobresaliendo los resaltos respecto al resto de la superficie frontal, de modo que se forman depresiones en forma de bolsa entre los resaltos. La cantidad de resaltos radiales se corresponde aquí con la cantidad de ranuras radiales dispuestas en el lado contrario, que, a su vez, es idéntica a la cantidad de segmentos de carbono y de segmentos de conductor. Los fondos de las ranuras radiales pueden discurrir básicamente en el mismo plano de la superficie frontal entre los resaltos. Un conductor en bruto, configurado de este modo, se caracteriza por diferentes ventajas que no se habían logrado hasta ahora en esta combinación, pues el conductor en bruto presenta, con un gasto comparativamente menor de material, una resistencia a la torsión especialmente elevada, siendo reducida, al mismo tiempo, la remoción de material necesaria durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta. Así se puede fabricar con un costo especialmente económico un conductor en bruto, moldeado de esta manera, se puede recubrir por extrusión con material moldeable durante el moldeo del cuerpo de soporte, convirtiéndose en una pieza compuesta especialmente precisa, y se puede mecanizar frontalmente de manera especialmente económica en el marco de la pieza compuesta. En el caso de que los fondos de las ranuras radiales discurran básicamente en el mismo plano como la superficie frontal entre los resaltos, sólo será necesario eliminar básicamente, por ejemplo torneándolos, el resalto anular interno, el resalto anular externo y los resaltos radiales, durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta, pues las ranuras radiales se abren, en el caso de las dimensiones indicadas, con la eliminación total de los resaltos mencionados. La variante, explicada anteriormente, del conductor en bruto se puede aplicar evidentemente con las mismas ventajas también en aquellos conmutadores planos del tipo genérico, en los que el disco anular de carbono no se pega sobre la pieza compuesta sino que se fija por otra vía, por ejemplo, se suelda, Se reserva el derecho de dividir la presente solicitud de patente para dar seguimiento por separado a la configuración del conductor en bruto.

Aunque, como se ha indicado y explicado con anterioridad, la presente invención se puede usar de manera especial en el marco de un procedimiento para la fabricación de conmutadores planos, en el que la pieza compuesta, formada por el conductor en bruto y el cuerpo de soporte, se mecaniza con arranque de virutas en el lado frontal hasta la apertura de las ranuras rellenas de material moldeable para subdividir el conductor en bruto en los segmentos de conductor, esta invención no se limita de ningún modo a este desarrollo del procedimiento. En un procedimiento de fabricación alternativo, también cubierto por la presente invención, la pieza compuesta se mecaniza en el lado frontal, sin embargo, sin que se abran las ranuras rellenas de material moldeable. Más bien, en este desarrollo del procedimiento los segmentos de conductor siguen unidos entre sí aun después del mecanizado frontal de la pieza compuesta, concretamente, a través de resaltos finos de unión en la zona del fondo de las ranuras. Estos resaltos de unión se seccionan primero, después que se ha pegado el disco anular de carbono sobre la pieza compuesta, preferentemente en un paso de trabajo conjunto con la subdivisión del disco anular de carbono en segmentos de carbono.

A continuación se explican detalladamente dos ejemplos de realización preferidos de la presente invención. haciéndose referencia al dibujo. Muestran:

Fig. 1 una vista en perspectiva de un conductor en bruto,

Fig. 2 un corte tangencial a través de un conductor en bruto, según la figura 1, a lo largo de la línea II-II,

Fig. 3 la pieza compuesta, formada por el conductor en bruto y el cuerpo de soporte, después que ésta se ha mecanizado en el lado frontal para la subdivisión del conductor en bruto en ocho segmentos de conductor,

Fig. 4 un corte tangencial a través de la pieza compuesta, representada en la figura 3, a lo largo de la línea IV-IV,

Fig. 5 una vista en perspectiva del disco anular de carbono antes de pegarse sobre la pieza compuesta según la figura 3,

Fig. 6 una vista en perspectiva de un conmutador en bruto abierto, fabricado por pegado del disco anular de carbono, según la figura 5, sobre la pieza compuesta, según la figura 3,

Fig. 7 un corte axial a través del conmutador en bruto según la figura 6, después que se ha hecho una ranura circunferencial en el contorno externo en la zona de la capa de pegamento,

Fig. 8 un corte tangencial a través de un conmutador plano que se ha fabricado a partir del conmutador en bruto, según la figura 7, mediante la creación de cortes de separación que subdividen el disco anular de carbono en segmentos de carbono,

Fig. 9 a 13 una variante del procedimiento de fabricación mostrado en las figuras 1 a 8 y explicado a continuación con la ayuda de referencias.

El conductor 1 en bruto, mostrado en las figuras 1 y 2, tiene una figura básicamente en forma de copa. De esta manera su estructura básica se corresponde con el estado de la técnica como se puede conocer, por ejemplo, del documento WO97/03486. En comparación con conductores en bruto conocidos, como se explican, por ejemplo, en esa publicación, el conductor en bruto según las figuras 1 y 2 se caracteriza por tener un resalto anular interno 2, un resalto anular externo 3 y ocho resaltos radiales 4 en el lado frontal, sobre el que se deberá pegar el disco anular de carbono posteriormente. Entre cada dos resaltos radiales vecinos 4 y las secciones, que los unen entre sí, del resalto anular interno 2 y del resalto anular externo 3 se crea una depresión 5 en forma de bolsa. La superficie frontal entre los resaltos, creada por los fondos 6 de las depresiones 5 en forma de bolsa, se encuentra en un plano con una inclinación normal. Las ranuras radiales 7, moldeadas en el lado opuesto del conductor en bruto 1, presentan una sección transversal trapezoidal. Estas discurren paralelamente respecto a los resaltas radiales 4 y presentan una profundidad, donde su fondo 8 de ranura se encuentra básicamente en el mismo plano que los fondos 6 de las depresiones 5 en forma de bolsa.

Las figuras 3 y 4 explican la pieza compuesta 10 que consta del conductor en bruto según las figuras 1 y 2, así como de la pieza moldeada en éste que forma el cuerpo 9 de soporte, después que la pieza compuesta ha sido mecanizada frontalmente, concretamente, el lado frontal mostrado en la figura 1. El moldeo anterior del cuerpo de soporte, compuesto de material moldeable, se corresponde con el estado de la técnica como se puede conocer, por ejemplo, del documento WO97/03486, de modo que no es necesaria ninguna explicación en este punto. El mecanizado frontal de la pieza compuesta 10 comprende su torneado frontal para eliminar el resalto anular interno 2, el resalto anular externo 3 y los resaltos radiales 4. Después de eliminar los resaltos. el conductor en bruto presenta una superficie frontal cerrada, anular y plana en el plano formado por los fondos 6 de las depresiones 5 en forma de bolsa. Esta superficie anular se continúa torneando a continuación, concretamente, hasta que las ranuras 7 se abran por completo en la zona de su fondo 8 de ranura. La posición de este plano 11 de mecanizado se muestra en la figura 2. Evidentemente, es suficiente una remoción mínima de material de la superficie cerrada, anular y plana del conductor en bruto para abrir las ranuras 8 rellenas con material moldeable. En el caso de una configuración más profunda de las ranuras 7 que la presentada en la figura 2, sería posible, incluso, abrir las ranuras radiales mientras que todavía se está eliminando el resalto anular interno 2, el resalto anular externo 3 y los resaltos radiales 4.

Debido a la apertura de las ranuras 7 mediante el mecanizado frontal de la pieza compuesta 10, el conductor en bruto, mostrado en las figuras 1 y 2, se subdivide en ocho segmentos 12 de conductor. Entre cada dos segmentos 12 de conductor se encuentra, en cada caso, un nervio 13, formado de material moldeable, del cuerpo 9 de soporte.

En el mecanizado frontal de la pieza compuesta 10 se ha vaciado una zona anular interna, de modo que ha quedado de detenido un resalto anular interno 14 de fijación, compuesto por material moldeable. Es importante en este contexto que el cuerpo 9 de soporte, formado con material moldeable, comprenda un casquillo interno 15 que se dispone radialmente dentro de la perforación central 16 del conductor 1 en bruto. De esta forma el conductor 1 en bruto se puede mecanizar frontalmente en toda su extensión radial y el resalto 14 de fijación se puede mantener, al mismo tiempo, radialmente dentro de la perforación central 16 del conductor en bruto.

En la figura 3 se ilustra además que los elementos 18 de gancho, conformados en las secciones 17 de pared de los segmentos 12 de conductor, se han doblado hacia fuera de su posición radialmente sobresaliente, representada en el figura 1.

La figura 5 sólo sirve para mostrar que para la fabricación de los futuros segmentos de carbono se usa un disco anular 19 de carbono que se puede fabricar a bajo costo y con poco trabajo. El contorno externo 20 del disco anular 19 de carbono se ha adaptado exactamente al contorno externo 21 de la pieza combinada 10, mecanizada frontalmente, de modo que el diámetro externo del disco anular 19 de carbono coincide con el diámetro externo de la pieza combinada 10 en la zona del plano 11 de mecanizado. El diámetro de la perforación 22 del disco anular 19 de carbono es aproximadamente 0,1 mm menor que el diámetro externo del resalto 14 de fijación de la pieza combinada 10. Esto favorece que el anillo 14 de carbono se coloque en una posición segura ya antes de realizarse el pegado a la pieza compuesta 10 durante el procedimiento de fabricación y que el pegamento, existente entre las partes que se deben pegar entre sí, no pueda salir.

Dos detalles especiales del resalto 14 de fijación se pueden observar claramente en la figura 6 que muestra el conmutador 23 en bruto, formado por el cuerpo compuesto 10 y el disco anular 19 de carbono pegado encima. La superficie externa 24 del resalto 14 de fijación se estrecha desde la zona del diámetro máximo en dirección al plano 11 de mecanizado. Dicho sea de otro modo, el diámetro externo del resalto 14 de fijación disminuye desde la zona de un diámetro máximo en dirección al plano 11 de mecanizado. De esta forma se crea en el contorno externo del resalto 14 de fijación una depresión circular en forma de ranura anular que se rellena con pegamento durante el pegado del disco anular 19 de carbono a la pieza compuesta 10. La bolsa 25 de pegamento creada de este modo, que presenta una sección transversal aproximadamente en forma de cuña, favorece la unión mecánica estable y estrecha del disco anular 19 de carbono y de los segmentos de carbono. producidos por éste. a la pieza compuesta 10. Se puede observar, por lo demás, el biselado 26 del resalto 14 de fijación que es importante en relación con la sobremedida del resalto de fijación respecto a la perforación 22 del disco anular 19 de carbono para excluir un daño del disco anular de carbono durante el montaje.

El disco anular 19 de carbono se pega a la pieza compuesta 10. como se ha explicado detalladamente arriba. Se usa como pegamento una mezcla de polvo de material sintético termoplástico (PPS) y polvo de material sintético duroplástico. El PPS se caracteriza por su gran resistencia a las altas temperaturas y su elevada resistencia a los carburantes. Una de las dos superficies de pegado se espolvorea con la mezcla de polvos de pegamento, así como con polvo metálico. Se usa como polvo metálico, cuya tarea radica en garantizar una conductibilidad suficiente, un polvo de cobre, plateado debido a la corrosión, en un intervalo granulométrico de 40 a 90 \mum. La proporción de polvo metálico en el pegamento, rellenado con él, está entre 25 y 50%. Se riega polvo de material sintético sobre la superficie de pegado exactamente hasta que la superficie se cubra uniformemente y de manera compacta. Después, la pieza compuesta 10 y el disco anular 19 de carbono se ensamblan y se calientan aproximadamente a 300° y a una presión de cerca de 5 N/mm^{2}. Aquí se funde el pegamento y penetra en los poros del disco anular 19 de carbono. Se enfría después de un tiempo de espera corto de aproximadamente 5 segundos. El pegamento, que penetró en los poros, se solidifica y provoca un arrastre de forma mecánico. Se logra así una adherencia óptima que es superior a cualquier soldadura. El polvo metálico crea los puentes de contacto entre los segmentos 12 de conductor y el disco anular 19 de carbono, lo que provoca una resistencia de paso menor. El grosor de la capa 27 de pegamento tiene un máximo de 500 \mum en estado terminado, habiendo penetrado en parte el pegamento en los poros del disco anular 19 de carbono, donde se ha endurecido, como se ha descrito más arriba.

Al diseminar las partículas conductoras en la masa del pegamento, las partículas responsables de la conductibilidad eléctrica se embeben en el pegamento y se protegen así contra las reacciones eléctricas y químicas con el medio circundante. Por lo demás, la zona de la superficie de contacto, asignada a cada uno de los elementos 12 de conductor, queda hermetizada contra la entrada de medios agresivos por el pegado del disco anular 19 de carbono al material moldeable, radialmente dentro, en la zona del resalto 14 de fijación, así como en la dirección circunferencial en la zona de los nervios 13. En caso de que el contorno externo de la pieza compuesta 10 se revista en la zona de las secciones 17 de pared con una envoltura anular de material moldeable, también sería posible, radialmente fuera, una unión correspondiente del disco anular de carbono o de los futuros segmentos de carbono al material moldeable en la zona del contorno externo para evitar en esta zona la entrada de sustancias agresivas a la zona de las superficies de contacto.

Con el fin de eliminar los restos de pegamento, derramados en el contorno externo del conmutador 23 en bruto, se hace una ranura circunferencial 29 tras el endurecimiento del pegamento en la zona de la capa 27 de pegamento, como se muestra en la figura 7. Con esto el conmutador 23 en bruto está listo para que sólo quede por subdividir el disco anular 19 de carbono en segmentos 31 de carbono mediante los cortes 30 de separación. En la mitad izquierda de la figura 7 se observa que el corte 30 de separación extiende hacia dentro del nervio 13 de material moldeable. Aquí, el resalto 14 de fijación también queda subdividido por los cortes 30 de separación, de modo que se excluye especialmente un flujo de corriente entre los distintos segmentos del conductor a través del pegamento relleno con partículas metálicas.

La figura 8 muestra en un corte tangencial la zona entre dos segmentos 12 de conductor y los segmentos 31 de carbono, asignados a ellos. Se puede observar, nuevamente, que el corte 34 de separación, que subdivide aquí el disco anular de carbono en los dos segmentos 31 de carbono representados, penetra en el nervio 13 de material moldeable del cuerpo 9 de soporte y secciona también la capa 27 de pegamento. Se puede observar además que la anchura del corte 30 de separación es menor que la anchura del nervio 13 de material moldeable. De esta manera cada uno de los dos segmentos 31 de carbono se pega firmemente al nervio 13 de material moldeable del cuerpo 9 de soporte, en situación directamente colindante con el corte 30 de separación, lo que impide eficientemente que se rompan los segmentos 31 de carbono en su base al realizar los cortes 30 de separación.

Las figuras 9 a 13 muestran una alternativa al procedimiento de fabricación explicado antes. Ésta se corresponde en una medida considerable con las figuras 2, 3, 4, 7 y 8. En el marco de esta concordancia con esas figuras se hace referencia a las explicaciones dadas antes. La descripción siguiente se limita, por consiguiente, a las diferencias significativas del procedimiento de fabricación ilustrado en las figuras 9 a 13, respecto al procedimiento de fabricación según las figuras 1 a 8.

La comparación de las figuras 9 y 2 muestra que las ranuras radiales 7' presentan en la variante descrita aquí una profundidad menor que las ranuras radiales 7 del procedimiento de fabricación explicado más arriba. De aquí se deduce que las ranuras 7' no se abren en el mecanizado frontal de la pieza compuesta 10', formada por el conductor en bruto y el cuerpo de soporte, hasta el plano 11 de mecanizado. Más bien, los futuros segmentos de conductor del conductor en bruto se mantienen unidos entre sí mediante los resaltos 32 de unión. Una medida preferida para el grosor de los resaltos 32 de unión es aproximadamente de 0,3 mm en el caso de un conmutador plano de dimensiones típicas.

El disco anular de carbono se pega así sobre la superficie anular 33 del conductor 1' en bruto, creada mediante el mecanizado frontal. La subdivisión del conductor 1' en bruto en los segmentos 12' de conductor en un paso de trabajo con la subdivisión del disco anular se carbono en los segmentos 31' de carbono mediante los cortes 30' de separación que se extienden hacia dentro del material moldeable del cuerpo de soporte en las ranuras 7'.

A diferencia de la forma de proceder descrita más arriba, en el caso del procedimiento explicado en las figuras 9 a 13 no se hace una ranura circunferencial en la zona de la capa de pegamento entre la superficie frontal del conductor en bruto y el disco anular de carbono. Más bien, el disco anular de carbono completo se tornea ligeramente en su contorno radialmente externo, de modo que el disco anular de carbono presente a continuación un diámetro ligeramente menor que el conductor en bruto. Aquí, el mecanizado circunferencial del disco anular de carbono del conmutador en bruto llega hasta el nivel de los resaltos 32 de unión entre los futuros segmentos 12' de conductor, de modo que se eliminen los posibles restos de pegamento expulsados del plano de unión. En la figura 12 se muestra la zona del mecanizado circunferencial del conmutador en bruto mediante un nivel 34 en el contorno externo.

Claims (19)

1. Procedimiento para la fabricación de un conmutador plano con un cuerpo (9. 9') de soporte conformado con material moldeable aislante, una pluralidad de segmentos (12, 12') de conductor y una cantidad igualmente grande de segmentos (31, 31') de carbono, que forman la superficie activa, comprendiendo los pasos siguientes:

- En un conductor (1, 1') en bruto, que presenta ranuras radiales (7, 7'), se moldea un cuerpo (9, 9') de soporte, llenándose las ranuras (7, 7') con material moldeable:

- la pieza compuesta (10, 10'), formada por el conductor (1, 1') en bruto y el cuerpo (9, 9') de soporte, se mecaniza a continuación con arranque de virutas en el lado frontal, opuesto al cuerpo (9, 9') de soporte, del conductor (1, 1') en bruto, dejándose un resalto anular interno (14) de fijación, hecho de material moldeable. durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta (10);

- sobre la superficie frontal mecanizada de la pieza compuesta (10, 10') se coloca, con vistas a crear un conmutador (23) en bruto, un disco anular (19) de carbono, creándose uniones conductoras eléctricas hacia el conductor (1') en bruto o hacia los segmentos (12) de conductor que salen de éste; y

- el disco anular (19) de carbono se subdivide en segmentos (31, 31') de carbono mediante cortes (30, 30') que se extienden hacia dentro del material moldeable que llena las ranuras (7, 7'), subdividiéndose el conductor (1, 1') en bruto, ya sea durante su mecanizado frontal mediante la apertura de las ranuras radiales (7) rellenas con material moldeable o mediante cortes (30') de separación, creados posteriormente, en los segmentos (12, 12') de conductor,

caracterizado porque el resalto anular interno (14) de fijación se crea de modo que su diámetro externo disminuya en la dirección del mecanizado y porque el disco anular (19) de carbono se pega sobre la superficie frontal mecanizada de la pieza compuesta (10, 10'). formada por el conductor (1, 1') en bruto y el cuerpo (9, 9') de soporte.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el diámetro externo máximo del resalto (14) de fijación es mayor que el diámetro interno de la perforación (22) del disco anular (19) de carbono antes de su colocación sobre la pieza compuesta (10).

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la sobremedida es aproximadamente de 0.1 mm.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el borde externo frontal del resalto (14) de fijación se bisela con un ángulo entre 10° y 45°

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el conductor (1) en bruto presenta en su lado frontal, que se va a mecanizar, un resalto anular interno (2), un resalto anular externo (3) y resaltos radiales (4), sobresaliendo los resaltos (2. 3, 4) respecto al resto de la superficie frontal, de modo que se forman depresiones (5) en forma de bolsa entre los resaltos.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque en el conductor (1) en bruto los fondos (8) de las ranuras radiales (7) pueden discurrir básicamente en el mismo plano que la superficie frontal (6) entre los resaltos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque para la creación de la unión pegada entre el disco anular (19) de carbono y la pieza compuesta (10), al menos, una de las dos partes se espolvorea, antes del ensamblaje, con un polvo de material sintético termoplástico y/o duroplástico y polvo metálico y porque ambas partes se comprimen y se calientan simultáneamente después del ensamblaje.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque se usa una mezcla de polvo de material sintético termoplástico y duroplástico, siendo la temperatura de fusión del material sintético termoplástico, al menos, de 290°.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque para la creación de la unión pegada entre el disco anular (19) de carbono y la pieza compuesta (10, 10') se aplica, al menos, sobre una de las dos partes antes del ensamblaje un pegamento, al que se añade un material de relleno conductor de la electricidad metálico o no metálico en forma de polvos, virutas o fibras.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el contenido de material de relleno está entre 5% y 95%, preferentemente entre 25% y 50% respecto a la masa del pegamento relleno.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque se usa como material de relleno un polvo metálico en un intervalo granulométrico entre 40 y 90 µm.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque después del pegado se hace una ranura circunferencial (29) en el conmutador (23) en bruto en la zona del plano de unión entre la pieza compuesta (10) y el disco anular (19) de carbono.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque después del pegado se tornea en su contorno externo el disco anular (19) de carbono y una parte colindante del conductor (1') en bruto.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el conductor (1, 1') en bruto, presenta una figura básicamente en forma de copa. estando unidos entre sí los futuros segmentos (12, 12') por toda su extensión radial.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el conductor (1, 1') en bruto presenta garras de sujeción axialmente sobresalientes, que están distribuidas en su borde circunferencial interno.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el conductor (1, 1') en bruto presenta secciones (17, 17') de pared axialmente sobresalientes, que están distribuidas en su borde circunferencial externo, con una laminilla (18, 18') de contacto en cada caso.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el conductor (1') en bruto no se subdivide en segmentos (12') de conductor durante el mecanizado frontal de la pieza compuesta (10') antes del pegado del disco anular (19) de carbono sobre éste, sino, más bien, mediante cortes (30') de separación sólo después del pegado del disco anular (19) de carbono, especialmente en el paso de trabajo en que el disco anular de carbono se subdivide en segmentos (31') de carbono.

18. Conmutador plano con un cuerpo (9, 9') de soporte, conformado con material moldeable aislante, una pluralidad de segmentos (12, 12') de conductor y una cantidad igualmente grande de segmentos (31, 31') de carbono, que forman la superficie activa, estando pegados los segmentos (31. 31') de carbono a los segmentos (12, 12') de conductor y presentando el cuerpo (9, 9') de soporte un resalto interno (14, 14') de fijación, con el que están en contacto los segmentos (31. 31') de carbono con sus superficies radiales internas, caracterizado porque el diámetro externo del resalto (14, 14') de fijación disminuye en dirección a los segmentos (12, 12') de conductor.

19. Conmutador plano según la reivindicación 18, caracterizado porque los segmentos (12) de carbono están pegados a nervios (13) de material moldeable del cuerpo (9) de soporte, en la zona de sus bordes que se definen por las hendiduras radiales de aire que separan dos segmentos de carbono en cada caso.