ES2581357T3

ES2581357T3 - Escobilla de contacto

Info

Publication number: ES2581357T3
Application number: ES12711942.8T
Authority: ES
Inventors: Geoffroy Berard
Original assignee: Mersen France Amiens SAS
Current assignee: Mersen France Amiens SAS
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: EP2681812A1; EP2681812B2; CA2826205A1; CA2826205C; FR2972082A1; EP2681812B1; DK2681812T3; WO2012117190A1; ES2581357T5; US20140001916A1; DK2681812T4; US9525258B2; FR2972082B1

Abstract

Escobilla destinada a asegurar un contacto eléctrico entre una pieza fija y una pieza en movimiento, caracterizada por que la citada escobilla comprende una capa compuesta principalmente de carbono, de plata, y de otro metal diferente de la plata, y por que la citada capa es obtenida por mezcla de un polvo de carbono y de un polvo metálico, estando compuesto el citado polvo metálico principalmente de plata y del citado otro metal diferente de la plata.

Description

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DESCRIPCION

Escobilla de contacto

La invencion se refiere al ambito de las escobillas destinadas a asegurar un contacto electrico entre una pieza / elemento fijo y una pieza / elemento en rotacion en una maquina electrica giratoria. Esta pieza giratoria puede ser por ejemplo parte de un colector de un motor electrico o un anillo de un generador eolico.

Estas escobillas estan compuestas generalmente de grafito. Se conoce especialmente para aplicaciones correspondientes a corrientes elevadas, o a senales precisas, fabricar escobillas a partir de una mezcla de polvos de grafito y de plata.

La plata permite conferir a los contactos electricos deslizantes una calda de tension relativamente pequena en el contacto con la pieza giratoria y una resistividad electrica pequena, lo que mejora la disipacion termica. Ademas, durante el funcionamiento, se forman oxidos de plata que tienen la particularidad de ser buenos conductores electricos (en comparacion con los otros oxidos metalicos). Gracias a estas propiedades, los materiales que permiten el contacto electrico deslizante, tales como las escobillas, son ventajosamente puestos en practica especialmente en los ambitos de la aeronautica o la generacion eolica, que funcionan en condiciones extremas (atmosferas corrosivas, calientes, humedas o al vaclo parcial). Por consiguiente, se asegura habitualmente que el componente plata de estos materiales este exento de impurezas metalicas que podrlan alterar sus cualidades y prestaciones por una oxidacion no deseable o por perdida de las propiedades electricas. Sin embargo, es bien conocido que materiales de contacto electrico, en particular las escobillas, que contienen un metal distinto de la plata, tal como el cobre, son utilizados para utilizaciones diferentes de aquellas de las escobillas a base de plata.

Sin embargo, la plata es una materia prima relativamente cara y poco disponible en el mercado. Ademas, se constata que las propiedades de la escobilla dependen de modo relativamente estrecho de la calidad del polvo de plata utilizado.

El documento US-A-2005/0212376 describe una escobilla compuesta principalmente de carbono y de plata.

Existe por tanto una necesidad de un material de contacto electrico deslizante, tal como una escobilla, de mejor precio, y cuya reproducibilidad sea mejor.

Se propone una escobilla de acuerdo con la reivindicacion 1 destinada a asegurar un contacto electrico entre una pieza fija y une pieza en movimiento, comprendiendo esta escobilla una capa compuesta principalmente de carbono, de plata y de otro metal distinto de la plata.

Por carbono se entiende cualquier componente que contenga el elemento carbono, ventajosamente el grafito, que es el carbono que presenta a la vez propiedades electricas y propiedades de friccion adaptadas para los contactos electricos deslizantes.

Asl, esta escobilla es menos cara que las escobillas de la tecnica anterior, y el aprovisionamiento de plata es menos determinante para las propiedades de la escobilla que en la tecnica anterior, en la cual, en caso de dificultad de aprovisionamiento con un proveedor dado y de eleccion de otro proveedor, existe un riesgo de no reproducibilidad de las propiedades de la escobilla.

Ventajosamente, el otro metal, distinto de la plata, es apto para sustituir parcialmente a este, al tiempo que respete, por una parte, las propiedades flsicas del material constitutivo de la escobilla, que determinan las prestaciones funcionales de las escobillas y que, por otra, limite el coste del material de la escobilla final. En particular, la naturaleza del otro metal, la proporcion masica relativa plata/otro metal y/o la temperatura de sinterizacion durante la fabricacion de las escobillas condicionan las propiedades electricas y mecanicas, esten estos metales aleados o no. Por ejemplo, ciertos metales se oxidan de modo redhibitorio, o no presentan las propiedades de resistividad electrica deseadas. Dicho de otro modo, el otro metal es elegido de modo que la escobilla presente al menos las mismas propiedades electricas y mecanicas que una escobilla compuesta principalmente de plata y de carbono.

De acuerdo con modos de realizacion ventajosos de la invencion, el otro metal es elegido en el grupo constituido por los metales conductores que tengan tlpicamente resistividades electricas comprendidas entre 1,7 y 700x10-8 Ohm.m, a 20 °C.

Muy ventajosamente y de modo no limitativo, este otro metal puede ser elegido entre el aluminio, el cinc, el hierro, el nlquel, el acero, el estano y el cobre.

En particular, este otro metal puede ser cobre. Las experiencias preliminares efectuadas por la Solicitante sobre la mezcla plata-cobre han mostrado en efecto que esta mezcla permitla conservar, incluso mejorar las propiedades mecanicas y electricas. Ademas, la utilization de plata y de cobre en una escobilla ha permitido un mejor respeto del estado de la superficie de la pieza giratoria en comparacion con la plata sola.

De modo muy ventajoso, la plata y el otro metal no estan aleados.

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En estas condiciones, el analisis de la microestructura de los materiales obtenidos a partir de una mezcla carbono, plata y cobre ha permitido confirmar que durante la fabricacion del material, de acuerdo con estos modos de realization preferidos, el cobre no forma aleacion con la plata. Esto se explica por una temperatura de sinterizacion inferior a la del eutectico plata-cobre (779 °C). Esta ausencia de aleacion permite sacar partido de las propiedades mas ventajosas de cada uno de los metales. Por ejemplo, la plata esta reconocida como mas ductil que el cobre, pero el cobre presenta una mayor tenacidad que la plata.

Ademas, el analisis de la microestructura ha mostrado que el material obtenido por la substitution parcial de plata por cobre presentaba una red metalica particularmente fina e interconectada con respecto al material constituido por solo metal plata, dicho de otro modo que permite una mejor percolation en el material constitutivo de la escobilla, ventajosa para el paso de la corriente electrica.

Esta diferencia se explicarla por las caracterlsticas iniciales de los granos de plata y de cobre, su respectiva elevada ductilidad y por la afinidad qulmica particular entre estos dos metales. La morfologla, el tamano, la masa volumica y la ductilidad de los granos son debidos a la vez a la naturaleza qulmica del material que les constituyen y a su metodo de obtencion. Estos aspectos determinan las propiedades de empleo de las mezclas a traves de su comportamiento en vertido, en relleno, en reordenacion, en compresibilidad y en compactibilidad. Este comportamiento influye considerablemente en la densificacion del citado material durante la fase de compresion. Por otra parte, en materiales ductiles, esta densificacion condiciona las propiedades finales del citado material despues de la etapa de sinterizacion.

Ventajosamente, y sobre la base de las observaciones precedentes basadas en la mezcla plata-cobre, la Solicitante ha seleccionado algunos de los citados parametros anteriormente mencionados, tales como la naturaleza qulmica, la densidad tasada, la distribution del tamano de las partlculas y la superficie especlfica de cada polvo, para producir un material que comprenda la plata y el otro metal que presente una tasa de densificacion optima durante la fase de compresion. Esto permite obtener un material despues de la sinterizacion que presente prestaciones mecanicas y electricas similares, incluso superiores, a las de los materiales en los cuales el metal es solamente la plata, debido a la especificidad de la microestructura obtenida. Esta selection es efectuada en particular sobre la base de las propiedades de los diferentes polvos.

En otros modos de realizacion, la plata y el otro metal estan aleados bajo la condition de que se obtengan los efectos buscados, anteriormente mencionados.

Ventajosamente, la escobilla comprende ademas al menos una capa suplementaria, lo que puede permitir adaptar lo mejor posible la escobilla a las diversas exigencias de fabricacion y de utilization.

Por ejemplo, la capa suplementaria puede estar desprovista de plata, o bien comprender plata en cantidad relativamente pequena, por ejemplo menos del 5% en masa. Limitar as! todavla mas la cantidad de pata en la escobilla puede permitir disminuir le precio y la dependencia de la calidad de la materia prima plata.

Se puede prever por ejemplo utilizar la capa anteriormente descrita, con carbono, plata y el otro metal, como capa de desgaste, en contacto con una pieza giratoria, mientras que la capa suplementaria constituira una capa de agarre o de conexion, que permite la conexion electrica a la pieza fija. Se puede sacar provecho as! de las propiedades que la plata aporta a los contactos deslizantes, especialmente una calda de tension en el contacto relativamente pequena. En este caso, la capa suplementaria esta situada por encima de la capa de desgaste, segun un eje vertical con respecto a un plano de contacto escobilla/pieza giratoria. El tamano de esta capa es elegido por el especialista en la materia a la vista del plano de la escobilla estudiado. En un modo de realizacion, la escobilla puede comprender mas de dos capas, por ejemplo tres o mas capas. Ademas de una capa de desgaste y de una capa de conexion, la escobilla puede comprender una capa de conmutacion, una capa de rodadura para rodar un colector, u otra. Ventajosamente, una o varias capas intermedias entre la capa de desgaste y de conexion permiten constituir un gradiente de proportion masica del otro metal en la escobilla, gradiente que serla creciente de la capa de desgaste hacia la capa de conexion, lo que permite una mejor cohesion mecanica en la escobilla.

La invention por tanto no esta limitada por el numero de capas, ni por su disposition.

En particular, la escobilla puede estar constituida por una sola capa plateada, tal como se describio anteriormente.

La invencion no esta limitada por la composition de la capa suplementaria. Esta capa puede, por ejemplo, estar compuesta esencialmente de metal, por ejemplo de cobre.

Ventajosamente, la capa suplementaria puede estar compuesta principalmente de carbono y de metal, ventajosamente del otro metal. La utilizacion del mismo metal, denominado otro metal, de una capa a otra, permite tener cualidades mecanicas y electricas relativamente satisfactorias, pero naturalmente no esta excluido elegir un tercer metal para esta capa suplementaria.

Ademas del carbono y el metal, la capa comprendera al menos un aglutinante y/o al menos un aditivo, en proporciones habituales para el especialista en la materia, que varlan del 1% al 20% en masa, pudiendo ser el aglutinante tlpicamente una resina de tipo fenolica y los aditivos elegidos especialmente entre las familias de los lubricantes solidos, abrasivos y aditivos antioxidantes habitualmente utilizados en el ambito de los contactos electricos deslizantes. Ventajosamente, la

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capa suplementaria puede tener una composicion parecida a la capa anteriormente descrita, en el sentido de que las proporciones masicas de metal y de carbono pueden ser relativamente parecidas de una capa a otra. La capa suplementaria puede tener especialmente una proporcion de metal sensiblemente identica a la proportion de metal (es decir del conjunto plata y el otro metal) de la capa plateada anteriormente descrita.

Ventajosamente, en la escobilla que comprende la capa suplementaria y la capa de desgaste, que comprende plata y otro metal, las citadas capas comprenden ademas al menos un aglutinante y/o al menos un aditivo, donde el carbono, el citado al menos un aglutinante y/o el citado al menos un aditivo son de naturaleza identica y estan en proporciones masicas relativas sensiblemente iguales de una capa a la otra. Se utilizan as! para estas dos capas el o los mismos aglutinantes, el o los mismos aditivos y por ejemplo el mismo grafito, y en proporciones sensiblemente iguales de una capa a la otra.

Por sensiblemente identico, se entiende que la diferencia de las proporciones masicas de carbono en una y otra capa representa menos del 5% de la masa de carbono de la capa de desgaste o de la capa de agarre, ventajosamente menos del 2%. Esta composicion permite en efecto una mejor cohesion mecanica entre las dos capas despues de la coccion.

Esto permite tener una cohesion mecanica relativamente buena entre estas dos capas, y conferir a la escobilla una duration de vida de servicio relativamente elevada. Sin querer estar obligado por una teorla, es posible que los coeficientes de dilatation termica de las dos capas sean relativamente parecidos, lo que podra limitar la formation de tensiones en la interfaz entre estas capas

En el seno de la capa plateada, las proporciones masicas relativas de la plata y otro metal son de 10/90 a 90/10, ventajosamente de 20/80 a 80/20.

Por ejemplo, las proporciones masicas relativas de plata metal y de otro metal van preferentemente de 70/30 a 30/70. Ventajosamente, las proporciones relativas de plata metal y de otro metal estan comprendidas en el intervalo de valores que va de 40/60 a 60/40, preferentemente de 45/55 a 55/45, en particular de 50/50. En ciertos casos, las proporciones masicas relativas de plata y otro metal son de 70/30, 50/50 o 30/70.

Por « capa compuesta principalmente de tal y/o tal componente », se comprendera que la masa del conjunto de estos tal y/o tal componente representa mas del 70% de la masa de la capa, ventajosamente mas del 80% de la masa de la capa y ventajosamente aproximadamente el 90% de la masa de la capa. Por « aproximadamente el 90% », se entiende entre el 85% y el 95%, y ventajosamente entre el 88% y el 92%.

El resto de la masa de la capa esta constituido por aditivos y/o por aglutinantes. La proporcion masica del o de los aditivos puede representar menos del 10% de la masa de la capa, y ventajosamente menos del 5% de la masa de la capa, y ventajosamente mas del 2% de la masa de la capa. La proporcion masica del o de los aglutinantes puede representar menos del 20% de la masa de la capa, ventajosamente menos del 10% de la masa de la capa, y ventajosamente mas del 4% de la masa de la capa.

Ventajosamente, cada uno de estos tal o tal componente puede estar presente en la capa en mas del 5% en masa con respecto a la masa de la capa, ventajosamente en mas del 10% en masa con respecto a la masa de la capa, ventajosamente en mas del 15% en masa con respecto a la masa de la capa, ventajosamente en mas del 20% en masa con respecto a la masa de la capa y ventajosamente en menos del 80% en masa con respecto a la masa de la capa.

Por ejemplo, la masa del conjunto plata/carbono puede representar el 90% de la masa de la capa de desgaste, y la masa de cobre solo puede representar entre el 20% y el 40% de la masa de la capa de desgaste. Por ejemplo, la masa del conjunto cobre/grafito puede representar el 90% de la masa de la capa de agarre.

Entre las ventajas de las escobillas realizadas de acuerdo con la invention, se pueden citar las siguientes.

En condiciones de fabrication similares y condiciones de ensayo identicas, se ha observado que una escobilla de plata/carbono, que comprenda clasicamente el 65% en masa de plata, podia representar una tasa de desgaste y un coeficiente de rozamiento sensiblemente identicos con respecto a una escobilla a base de carbono/plata/otro metal, siendo en particular el otro metal el cobre.

La solicitante ha observado igualmente un mejor respeto del estado de superficie de la pieza giratoria, en particular una menor deformation (falso redondo). Sin estar obligado por una teorla cualquiera, la Solicitante supone que la obtencion de una microestructura particular del material constituido de plata y otro metal, el cual en particular es el cobre, podrla explicarlo, al menos en parte.

Ademas, no se ha observado aumento de la temperatura de la pieza giratoria con el empleo de la escobilla de acuerdo con la invencion que se mantiene en el intervalo de 70 °C a 90 °C segun las proporciones masicas relativas utilizadas. Esta observation podrla parecer sorprendente, porque, dado que la plata es mejor conductor electrico que el otro metal de acuerdo con la invencion, la sustitucion de una parte de plata por este otro metal podria conducir a un aumento de la temperatura por efecto Joule. Sin embargo, se ha observado, por una parte, que las propiedades electricas se conservaban y, por otra, que la red metalica presentaba una mejor percolation.

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Se conservan as! por tanto las perdidas totales (electricas y mecanicas).

Se ha propuesto igualmente un procedimiento de fabricacion de una escobilla de acuerdo con la invencion, que comprende una etapa de mezcla de un polvo de carbono, en particular el grafito, de un polvo metalico, estando compuesto este polvo metalico principalmente de plata y de otro metal diferente de la plata. Este polvo metalico puede haberse obtenido a su vez por ejemplo mezclando un polvo de plata y un polvo de este otro metal.

De acuerdo con modos de realizacion, los polvos son a continuacion comprimidos, eventualmente en un molde apropiado a la forma de la escobilla deseada, y el material crudo obtenido, es decir no sinterizado, es sinterizado despues a una temperatura inferior a la del eutectico plata/otro metal, lo que conduce a la obtencion de un material no aleado.

Los polvos de los diferentes constituyentes son de granulometrlas parecidas y habitualmente elegidas por el especialista en la materia con miras a la obtencion de las caracterlsticas flsicas deseadas para el material final.

Este procedimiento puede permitir obtener una escobilla tal como se describio anteriormente.

Se ha propuesto ademas utilizar una escobilla obtenida para una maquina electrica utilizada para la transferencia de potencia, cuya maquina es en particular un generador, tal como un generador eolico.

Por otra parte, la invencion concierne a una utilizacion de la escobilla de acuerdo con la invencion, para una aplicacion caracterizada por corrientes electricas comprendidas entre 1 mA y 1000 mA y caldas de tension en el contacto comprendidas entre 1 mV y 1000 mV, tlpicamente de transferencia de senal.

La invencion no esta limitada por una aplicacion dada. Especialmente, se pueden citar:

- aplicaciones ligadas a la transferencia de potencia electrica, por ejemplo en el ambito de los generadores eolicos, de las maquinas especiales, u otros,

- aplicaciones ligadas a la transferencia de senales, por ejemplo en el ambito de los taqulmetros, de la captacion de corriente de medicion, tal como termopares y sondas termometricas, motores pequenos de precision para la relojerla, medicina u otro,

- aplicaciones bajo atmosfera muy poco humeda, por ejemplo en el ambito de la aeronautica o el aeroespacial.

La invencion se describe en detalle refiriendose a un modo de realizacion descrito en lo que sigue, refiriendose a la Figura 1 que representa un ejemplo de microestructura de la capa de desgaste de una escobilla, (A) de acuerdo con la tecnica anterior que comprende el 65% de plata y grafito, (B) de acuerdo con la invencion con una proporcion masica relativa Ag/Cu del 50/50, que contiene igualmente grafito.

En este modo de realizacion, una escobilla que comprende dos capas, denominada escobilla bicapa, comprende:

- una capa de desgaste denominada capa plateada, capa funcional o bien tambien capa de contacto, y

- una capa suplementaria, denominada igualmente capa de conexion o de agarre.

La capa de desgaste comprende principalmente carbono en forma de grafito, plata y cobre.

La masa de la plata presente en la capa de desgaste representa cerca del 32% de la masa de la capa de desgaste.

La masa del cobre presente en la capa de degaste representa cerca del 32% de la masa de la capa de desgaste.

La masa restante, o sea el 36% de la masa de la capa de desgaste, esta constituida principalmente de grafito y comprende ademas uno o unos aglutinantes y aditivos, en proporciones habituales para el especialista en la materia. Como aglutinante, se elige aqul una resina fenolica. Por ejemplo, el grafito esta presente en el 26% de la masa con respecto a la masa de la capa de desgaste, el o los aditivos en el 3,5% en masa, y la resina fenolica en el 6,5% en masa.

La capa de conexion comprende principalmente grafito y cobre.

La masa de cobre presente en la capa de agarre representa cerca del 64% de la masa de la capa de agarre.

La masa restante, o sea el 36% de la masa de esta capa de agarre esta constituida principalmente de grafito y puede comprender tambien uno o unos aglutinantes y aditivos del tipo y en proporciones habituales para el especialista en la materia. Por ejemplo, el grafito esta presente en el 26% en masa con respecto a la masa de la capa de conexion, el o los aditivos en un 3,5% en masa, y la resina fenolica en un 6,5% en masa.

El grafito, los aglutinantes y aditivos son los mismos de una capa a la otra. Se puede prever por ejemplo un aprovisionamiento de cada uno de estos materiales con el mismo proveedor.

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Puede destacarse que la proporcion en masa del cobre en la capa de conexion es sensiblemente identica a la proporcion en masa de metal (es decir en este caso de plata y de cobre) en la capa de desgaste. En este ejemplo, se tiene as! el 64% en masa de metal en una y la otra capa.

Dicho de otro modo, la proporcion en masa de grafito adicionado a los aglutinantes y aditivos es sensiblemente identica en la capa de conexion y en la capa de desgaste.

Por sensiblemente identica, se entiende que la diferencia de las masas de carbono en una y otra capa representa menos del 5% de la masa de carbono de la capa de desgaste o de la capa de conexion, ventajosamente menos del 2%. Esta composicion permite en efecto una mejor cohesion mecanica entre las dos capas despues de la coccion.

La capa de agarre o capa de conexion no esta destinada a estar en contacto con la pieza giratoria durante la duracion de vida de servicio de la escobilla. Su funcion es asegurar el alojamiento de los cables u otros elementos de conexion electrica y tener las propiedades electricas y mecanicas necesarias para el buen funcionamiento de la escobilla. Esta capa de conexion no tiene por tanto necesidad de comprender plata en su composicion. Esta capa por tanto esta compuesta principalmente de grafito y de cobre. Esta capa presenta la misma tasa de metal y la misma tasa de carbono que la capa de desgaste denominada igualmente capa funcional o capa de contacto.

En este modo de realizacion, en el seno de la capa de desgaste la plata y el cobre estan presentes en proporciones masicas relativas de 50/50. En variante, se puede prever que en el seno de esta capa de desgaste, la proporcion relativa de plata anadida a la proporcion masica relativa de cobre sea de 70/30.

De acuerdo con otra variante, se puede prever que en el seno de esta capa de desgaste, la proporcion masica relativa de plata anadida y la proporcion relativa de cobre sea de 30/70.

Las proporciones masicas relativas 50/50 son particularmente ventajosas en el sentido de que las mismas permiten una reduccion del 68% del coste de la escobilla con respecto a una escobilla de la tecnica anterior compuesta principalmente de grafito y de plata. Cuando las proporciones masicas relativa de plata y de cobre son de 70/30, la reduccion de coste es de aproximadamente el 30% con respecto a la tecnica anterior.

En este modo de realizacion, se ha elegido utilizar cobre. Este metal es ventajoso por ser relativamente conductor. Sin embargo, se puede considerar elegir otro metal, en particular aluminio, hierro, estano, acero o cinc que pueden manifestarse ventajosos desde un punto de vista de los costes.

Se describe ahora sucintamente un procedimiento de fabricacion de esta escobilla, de acuerdo con un modo de realizacion preferido de la invencion.

Para obtener la capa de desgaste, se puede por ejemplo mezclar en un primer tiempo la resina fenolica con el grafito. La resina fenolica recubre entonces a las partlculas de grafito. En un segundo tiempo, el grafito as! recubierto es triturado y tamizado de manera que se obtenga una repartition granulometrica habitual para el especialista en la materia. Finalmente, esta premezcla es mezclada de manera homogenea con el polvo de plata, con el polvo de cobre y con uno o unos aditivos.

Para realizar la capa de conexion, se podra prever aqul tambien mezclar la misma premezcla con polvo de cobre.

La escobilla bicapa puede ser realizada a continuation utilizando un procedimiento tal como el descrito en el documento FR 2 709 611. Por ejemplo, la mezcla compuesta principalmente de cobre y de grafito por una parte, y la mezcla compuesta principalmente de cobre, de plata y de grafito por otra, son llevadas a un molde a traves de una tolva tabicada, guiada por un fondo movil de tipo piston. A continuacion se comprimen los polvos en el molde con la ayuda de un piston superior utilizando una fuerza de compresion que permita obtener la densidad deseada, y el material obtenido es sinterizado despues a una temperatura comprendida entre 200 °C y 779 °C. Se obtiene as! una escobilla en la que los metales no estan aleados.

La Solicitante ha efectuado ensayos en una maquina electrica giratoria con escobillas que comprenden como capa de desgaste:

Muestra A: 70/30 (proporcion masica relativa Ag/Cu),

Muestra B: 60/40 (Ag/CU)

Muestra C: 50/50 (Ag/CU)

Muestra D: 30/70 (Ag/CU)

Muestra comparativa: 100/0 (Ag/CU)

Las condiciones de ensayo son las siguientes:

La pieza giratoria esta constituida por un anillo colector de bronce de un diametro de 200 mm, de una anchura adaptada con respecto a las dimensiones de as escobillas, en este caso preciso de 27 mm y que gira a una velocidad periferica de 20 m/s.

Tres escobillas identicas estan en contacto con el anillo, teniendo estas escobillas dimensiones txaxr, estando definidas 5 « t », « a », y « r » segun la nomenclatura de la Comision Electrotecnica Internacional (Suiza), por 20 mm x 10 mm x 32

mm. Se ejerce una presion de 380 g/cm2 sobre las escobillas y la densidad de corriente es de 15 A/cm2. El ambiente del conjunto es mantenido a una temperatura fija de 55 °C durante la totalidad del ensayo gracias a un dispositivo apropiado. Siendo retenido el conjunto de los parametros citados como tlpico para la aplicacion considerada.

La Tabla 1 presenta los resultados obtenidos.

10 Tabla 1

Muestra: Proportion masica relativa Ag/Cu Porcentaje masico* Desgaste (mm/1000h) Temperatura (T°C)

Comparativa: 100/0 65% Ag / 0% Cu 2,6 81

A: 70/30 45% Ag / 20% Cu 2,6 76

B: 60/40 39% Ag / 26% Cu 2,1 83

C: 50/50 32% Ag / 32% Cu 1,2 91

D: 30/70 20% Ag / 45% Cu 1,7 77

Observacion: en algunos casos, los valores de los porcentajes masicos han sido aproximados.

La Tabla 1 muestra que las escobillas de la invencion presentan no solamente un desgaste comparable con el obtenido con escobillas clasicas, sino que este desgaste puede ser menor en un factor 2.

De manera sorprendente, la temperatura de superficie del anillo es sensiblemente identica de una muestra a otra, 15 siendo los valores medidos conformes con las preconizaciones recomendadas por el especialista en la materia, es decir un intervalo de 60 °C a 100 °C, a fin de obtener la formacion del tercer cuerpo, denominado patina, necesario para un funcionamiento tribologico optimo del conjunto escobilla/anillo.

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REIVINDICACIONES

1. Escobilla destinada a asegurar un contacto electrico entre una pieza fija y una pieza en movimiento, caracterizada por que la citada escobilla comprende una capa compuesta principalmente de carbono, de plata, y de otro metal diferente de la plata, y por que la citada capa es obtenida por mezcla de un polvo de carbono y de un polvo metalico, estando compuesto el citado polvo metalico principalmente de plata y del citado otro metal diferente de la plata.
2. Escobilla de acuerdo con la reivindicacion 1, en la cual el otro metal es elegido de modo que la escobilla presente al menos las mismas propiedades electricas y mecanicas que una escobilla compuesta principalmente de plata y de carbono.
3. Escobilla de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en la cual el otro metal es elegido en el grupo constituido por los metales conductores que tengan resistividades electricas comprendidas entre 1,7 y 700x10-8 Ohm.m a 20 °C.
4. Escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el otro metal es elegido entre el aluminio, el cinc, el hierro, el nlquel, el acero, el estano y el cobre.
5. Escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la plata y el otro metal no estan aleados.
6. Escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la cual las proporciones masicas relativas de plata metal y de otro metal estan comprendidas en el intervalo de valores que va de 30/70 a 70/30, en particular entre 40/60 y 60/40.
7. Escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende ademas al menos una capa suplementaria.
8. Escobilla de acuerdo con la reivindicacion 7, en la cual la capa suplementaria esta desprovista de plata.
9. Escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, en la cual la capa suplementaria esta compuesta principalmente de carbono y de metal.
10. Escobilla de acuerdo con la reivindicacion 9, en la cual la capa suplementaria y la capa de desgaste, que comprende plata y el otro metal, comprenden ademas al menos un aglutinante y/o al menos un aditivo, caracterizada por que el carbono, el citado al menos un aglutinante y/o el citado al menos un aditivo son de naturaleza identica y estan en proporciones masicas relativas sensiblemente iguales de una capa a la otra.
11. Utilizacion de la escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para una maquina electrica de transferencia de potencia, cuya maquina es en particular un generador.
12. Utilizacion de la escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para una aplicacion caracterizada por corrientes electricas comprendidas entre 1 mA y 1000 mA y caldas de tension en el contacto comprendidas entre 1 mV y 1000 mV, tlpicamente de transferencia de senal.
13. Procedimiento de fabricacion de una escobilla, tal como la definida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende una etapa de mezcla del polvo de carbono y del polvo metalico.
14. Escobilla de acuerdo con la reivindicacion 13, en la cual los polvos son a continuacion comprimidos, y el material crudo obtenido es sinterizado despues a una temperatura inferior a la del eutectico plata/metal.