ES2955196T3 - Portaescobillas y dispositivo de varilla de soporte coincidentes entre sí - Google Patents

Abstract

Un conjunto de cepillo (100) para un conjunto de anillo colector de una máquina eléctrica giratoria, que comprende: - al menos un portaescobillas (120), definiendo dicho portaescobillas al menos una jaula en la que al menos un cepillo (103) puede recibirse de manera deslizable ; - al menos un dispositivo de varilla (101) que comprende al menos una parte hecha de material aislante, y que se extiende a lo largo de un segundo eje (D2) cuya dirección tiene un componente paralelo al primer eje, para soportar el portaescobillas , en el que uno del dispositivo de varilla y el portaescobillas define al menos un rebaje (121), el otro entre el portaescobillas y el dispositivo de varilla comprende una porción que está dimensionada para recibirse en el rebaje, dicha porción de acoplamiento (105) , dicho rebaje está definido por una primera pared (123, 124) dispuesta para apoyar contra la porción de acoplamiento cuando, siendo recibida dicha porción de acoplamiento en dicho rebaje, el portaescobillas es impulsado a lo largo de dicho dispositivo de varilla en una dirección longitudinal paralela al segundo eje. , dicho rebaje está definido por una segunda pared (122) dispuesta para apoyarse contra la parte coincidente cuando, siendo recibida dicha parte coincidente en dicho rebaje, el portaescobillas es accionado en dirección tangencial alrededor del segundo eje. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Portaescobillas y dispositivo de varilla de soporte coincidentes entre sí

La invención se refiere a la transferencia de corriente entre un elemento fijo y un elemento móvil de una máquina eléctrica rotativa, p. ej., un generador, más particularmente, un conjunto de escobillas de una unidad de anillos colectores.

La FIG. 1 es una vista, en despiece ordenado, de un conjunto de escobillas de la técnica anterior, en el que unos portaescobillas 1 están montados en unas placas metálicas (denominadas balancines) 2, 2’, 2” parcialmente circulares (p. ej., semicirculares).

Cada portaescobillas define una jaula sobre la que se recibe de modo deslizable una escobilla 6 y comprende un elemento elástico 7 que empuja esta escobilla 6 de manera que su extremo desliza contra una superficie cilindrica 5 de un anillo conductor, conocido también como anillo colector. La corriente circula a través de la escobilla 6 hasta/desde el anillo conductor 5. La corriente que circula a través de la escobilla 6, circula también a través del balancín 2, 2’ o 2”, sobre el que está montado el portaescobillas 1 correspondiente.

Cada balancín 2, 2’, 2” corresponde a una fase.

Los balancines 2, 2’, 2” están soportados por unos pernos 3 de acero aislados, cuyos extremos están recibidos en unos aisladores 4.

Los aisladores 4 pueden estar hechos de material de compuesto de moldeo a granel (BMC).

Los balancines 2, 2’, 2” están así aislados eléctricamente unos de otros.

Ya que los portaescobillas 1 están montados sobre los balancines 2, 2’, 2”, puede ser relativamente difícil conseguir enfriar las escobillas.

La FIG. 2 es una vista, en despiece ordenado, de otro conjunto de escobillas de la técnica anterior, en el que cada portaescobillas 12 está apretado sobre una varilla de conexión 13, permitiendo así hacer que sea más fácil enfriar el conjunto.

Cada varilla de conexión 13 tiene una sección circular y cada portaescobillas está montado con un sistema de doble apriete sobre la varilla.

Cada varilla de conexión 13 comprende un perno de acero rodeado por un tubo aislado. El tubo aislado puede estar hecho de textolita de vidrio.

Además, unos discos aislantes 15 pueden estar previstos entre las fases para aumentar la distancia de histéresis. La corriente que circula a través de cada escobilla circula también a través de cables (no representados) que están conectados sobre las escobillas 12. Una ménsula de cableado 16 soporta estos cables.

El documento US 3.387.155 divulga un sistema de “fijación de clavijas”, que comprende un depósito de escobillas que se puede desmontar con facilidad de una máquina dinamoeléctrica y reemplazar en la misma cuando se energiza y se hace girar. La disposición de depósito de escobillas desmontable, para conectar eléctricamente una superficie de contacto cilíndrica rotativa a un miembro estacionario adyacente, pero separado, de la máquina, comprende un mango giratorio aislante que permite desmontar de la máquina el depósito de escobillas. Este mango está asegurado al extremo superior de un árbol que soporta el depósito de escobillas y que también se desmonta con el mango. Este árbol se extiende a lo largo de una dirección perpendicular a un eje que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal y alrededor del que gira la superficie de contacto cilíndrica. El miembro estacionario comprende travesaños metálicos que definen una ranura a través de la que se puede introducir una disposición de depósito de escobillas a fin de que los extremos de escobilla puedan estar en contacto con la superficie de contacto cilíndrica rotativa.

Existe la necesidad de un conjunto de escobillas que permita un enfriamiento uniforme y una instalación rápida. Se proporciona un conjunto de escobillas para un conjunto de anillos colectores de una máquina eléctrica rotativa, para soportar al menos una escobilla que contacta eléctricamente con una superficie cilíndrica de un anillo conductor del conjunto de anillos colectores, teniendo uno del conjunto de escobillas y del anillo conductor un movimiento rotatorio alrededor de un primer eje que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal, comprendiendo el conjunto de escobillas:

- al menos un portaescobillas, definiendo dicho portaescobillas al menos una jaula hacia dentro de la que puede recibirse de modo deslizable al menos una escobilla, comprendiendo dicho portaescobillas un elemento elástico dispuesto e instalado para aplicar una fuerza sobre la escobilla cuando dicha escobilla se recibe en la jaula a fin de empujar dicha escobilla contra la superficie cilíndrica del anillo conductor, teniendo dicha fuerza una componente que es paralela a una dirección radial con respecto al primer eje;

- al menos un dispositivo de varilla que se extiende a lo largo de un segundo eje, cuya dirección tiene una componente que es paralela al primer eje, para soportar el portaescobillas,

en el que dicho al menos un dispositivo de varilla comprende un elemento de varilla o una varilla que se extiende a lo largo de dicho segundo eje, y comprende al menos una parte que está hecha de material aislante,

y en el que

uno del dispositivo de varilla y del portaescobillas define al menos un rebaje,

el otro del portaescobillas y del dispositivo de varilla comprende una parte que está dimensionada para ser recibida dentro del rebaje, dicha parte coincidente,

dicho rebaje está definido por una primera pared dispuesta para apoyarse a tope contra la parte coincidente cuando, estando recibida dicha parte coincidente en dicho rebaje, se acciona el portaescobillas a lo largo de dicho dispositivo de varilla en una dirección longitudinal paralela al segundo eje,

dicho rebaje está definido por una segunda pared dispuesta para apoyarse a tope contra una parte coincidente cuando, estando recibida dicha parte coincidente en dicho rebaje, se acciona el portaescobillas, alrededor de dicho dispositivo de varilla, en una dirección tangencial alrededor del segundo eje.

La máquina eléctrica rotativa puede ser síncrona o asíncrona.

La máquina eléctrica rotativa puede comprender, por ejemplo, una máquina eléctrica de doble alimentación.

La máquina eléctrica rotativa puede estar configurada como un motor o un generador eléctrico.

La máquina eléctrica rotativa puede estar dispuesta para una transferencia de potencia o para una transferencia de señales.

La corriente puede ser corriente alterna (CA) o corriente continua (CC).

La máquina eléctrica rotativa se puede usar en turbinas eólicas, turbinas de vapor, turbinas de gas, ascensores, trituradoras, ventiladores, bombas, alternadores, etc.

El anillo conductor y/o el conjunto de escobillas pueden ser rotativos, siempre que exista un movimiento rotatorio relativo entre el anillo conductor y la escobilla.

La escobilla puede comprender un bloque hecho de grafito, metal y/u otros componentes, una derivación y/o un terminal.

La escobilla puede ser alternativamente una escobilla de fibras.

El dispositivo de varilla puede estar montado sobre un soporte de anillo que rodea al menos parte del anillo conductor. El soporte de anillo puede comprender, por ejemplo, una placa metálica de segmentos circulares.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede estar dispuesto de manera que, en al menos el 80% de su longitud, para cada una de sus secciones en planos perpendiculares al segundo eje, su dimensión más alta en esta sección sea menor que 3 veces su dimensión más pequeña en esta sección, ventajosamente, menor que dos veces su dimensión más pequeña, ventajosamente, menor que el 150% de su dimensión más pequeña. Es decir, el elemento de varilla puede ser relativamente grueso para ser capaz de soportar el peso del portaescobillas.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede comprender sólo un único elemento de varilla. Este elemento de varilla se extiende así a lo largo del segundo eje.

El elemento de varilla puede definir uno del rebaje y de la parte coincidente.

Alternativamente, el dispositivo de varilla puede comprender una pluralidad de piezas montadas juntas de manera desmontable.

Por ejemplo, el dispositivo de varilla puede comprender una varilla que se extiende de manera longitudinal a lo largo del segundo eje y al menos un elemento de soporte montado de modo desmontable sobre esta varilla.

La varilla puede tener una sección circular a lo largo de toda su longitud, o no.

Ventajosamente, dicho al menos un elemento de soporte puede definir el rebaje o la parte coincidente del dispositivo de varilla, es decir, el portaescobillas coincide con el dispositivo de varilla a través de este elemento de soporte montado sobre la varilla.

Ventajosamente, dicho al menos un elemento de soporte montado sobre la varilla puede estar hecho de material aislante.

Alternativamente, dicho al menos un elemento de soporte montado sobre la varilla puede comprender al menos una parte metálica y al menos una parte aislante, p. ej., una parte que define el rebaje o la parte coincidente.

Cuando la varilla tiene una sección circular a lo largo de toda su longitud, dicho al menos un elemento de soporte puede estar dispuesto para ser apretado sobre esta varilla.

La varilla puede estar hecha de metal, p. ej., acero, permitiendo así una resistencia mecánica mejorada, o no. Por ejemplo, la varilla puede estar hecha de material aislante, tal como plástico.

Cuando la sección de la varilla no es circular a lo largo de toda su longitud, la varilla puede estar dispuesta ventajosamente para coincidir con dicho al menos un elemento de soporte, p. ej., mediante un sistema adicional de rebajes/partes coincidentes.

El portaescobillas está montado sobre el dispositivo de varilla.

El portaescobillas puede estar instalado en la periferia del dispositivo de varilla, no en uno de sus extremos longitudinales.

El portaescobillas puede definir una única jaula o una pluralidad de jaulas, p. ej., dos o cuatro jaulas.

El elemento elástico puede comprender, por ejemplo, un muelle de lámina, un muelle en voladizo, un muelle de torsión o cualquier otro.

El primer eje y el segundo eje pueden ser, por ejemplo, paralelos o sustancialmente paralelos (una desviación angular menor que 20°, ventajosamente, menor que 10°).

Ventajosamente, la primera pared y/o la segunda pared pueden ser suaves, es decir, sin filamentos.

El rebaje del dispositivo de varilla (o el portaescobillas) está limitado por al menos dos paredes para limitar los movimientos del portaescobillas (o, respectivamente, el dispositivo de varilla) con la parte coincidente del portaescobillas (o el dispositivo de varilla) dentro del rebaje: una primera pared para detener el portaescobillas accionado en una dirección paralela al segundo eje y una segunda pared para detener el portaescobillas cuando se acciona en una dirección tangencial.

El rebaje puede abrirse en una dirección que tiene una componente paralela a una dirección radial local con respecto al primer y/o segundo eje. Si el rebaje está definido dentro del dispositivo de varilla, p. ej., dentro del elemento de varilla, el rebaje se abre en una dirección que tiene una componente paralela a la dirección radial local con respecto al segundo eje. Si el rebaje está definido dentro del portaescobillas, el rebaje se abre en una dirección que tiene una componente paralela a la dirección radial local con respecto al segundo eje, cuando el portaescobillas se instala sobre el dispositivo de varilla con la parte coincidente recibida dentro del rebaje. Es decir, en ambos casos, el portaescobillas se trae desde un lado cuando se instala sobre el dispositivo de varilla.

Tal conjunto de escobillas puede permitir instalar y ajustar el portaescobillas bastante fácil y rápidamente, porque puede haber menos ajustes radiales y longitudinales que con el conjunto de escobillas de la FIG. 2, en la que el portaescobillas se puede instalar en cualquier posición sobre la varilla de conexión.

Además, el conjunto de escobillas puede ser enfriado uniformemente con más facilidad que el conjunto de escobillas de la FIG. 1, debido a su estructura.

Además, el conjunto de escobillas puede comprender un menor número de piezas y su diseño puede ser relativamente sencillo.

Además, la escobilla se puede reemplazar con bastante facilidad.

Además, la estandarización se puede conseguir con relativa facilidad.

Ventajosamente, el rebaje y la parte coincidente pueden tener secciones complementarias, es decir, la parte coincidente se recibe sin ningún juego (distinto de la holgura del conjunto) en la dirección longitudinal (es decir, la dirección paralela al primer y/o segundo eje) y en la dirección tangencial (es decir, una dirección local, tangencial a la rotación alrededor del primer eje o del segundo eje).

Ventajosamente, el rebaje puede tener una sección (en planos normales a una dirección que tiene una componente radial) que no es circular, es decir, no es posible hacer girar la parte coincidente dentro del rebaje.

Ventajosamente, el rebaje puede definir dos primeras paredes opuestas entre sí, permitiendo así (cuando el otro del portaescobillas y del dispositivo de varilla tiene su parte coincidente recibida en dicho rebaje) detener el portaescobillas cuando se acciona de manera longitudinal a lo largo de dicho dispositivo de varilla en ambos sentidos a lo largo del segundo eje. Los posibles movimientos longitudinales están limitados así a un intervalo relativamente restringido, p.

ej., un juego menor que un centímetro o menor que un milímetro, dependiendo del tamaño (a lo largo de la dirección longitudinal) de la parte coincidente que se recibe en el rebaje y de la distancia entre las dos primeras paredes.

Alternativamente, el rebaje puede comprender una única primera pared, es decir, para instalar el portaescobillas sobre el dispositivo de varilla, un técnico empuja la parte coincidente contra esta primera pared, de manera que no hay ningún ajuste longitudinal.

Ventajosamente, dicha al menos una primera pared puede tener al menos un vector normal local (es decir, su dirección normal en caso de una pared plana) que tiene una componente a lo largo del segundo eje (cuando el portaescobillas está instalado sobre el dispositivo de varilla, en caso de que el rebaje esté definido en el portaescobillas). Por ejemplo, el vector normal local o la dirección normal puede ser paralelo o sustancialmente paralelo (desviación angular menor que 30°, ventajosamente, menor que 15°) al segundo eje.

Ventajosamente, dicha al menos una primera pared puede comprender una parte plana, cuya dirección normal tiene una componente a lo largo del segundo eje (cuando el portaescobillas está instalado sobre el dispositivo de varilla, en caso de que el rebaje esté definido en el portaescobillas), p. ej., esta dirección normal puede ser paralela o sustancialmente paralela al segundo eje.

Dicha al menos una segunda pared puede estar dispuesta de manera que al menos uno de sus vectores normales locales (es decir, su dirección normal en caso de una pared plana) tiene una componente a lo largo de la dirección tangencial local correspondiente (cuando el portaescobillas está montado en el dispositivo de varilla, si el portaescobillas define el rebaje).

Por ejemplo, dicha al menos una segunda pared puede ser plana.

Ventajosamente, dicha al menos una segunda pared puede extenderse de manera longitudinal (cuando el portaescobillas está montado en el dispositivo de varilla, si el portaescobillas define el rebaje).

Dicha al menos una segunda pared puede estar dispuesta de manera que al menos uno de sus vectores normales locales (es decir, su dirección normal en caso de una pared plana) tiene una componente que no es paralela a la dirección radial local correspondiente, en particular, cuando dicha al menos una segunda pared se extiende de manera longitudinal.

Por ejemplo, al menos una segunda pared puede extenderse tanto longitudinal como radialmente.

Por ejemplo, el rebaje puede definir dos segundas paredes laterales, que suben verticalmente desde una parte inferior del rebaje y opuestas entre sí, permitiendo así (cuando el otro del portaescobillas y del dispositivo de varilla tiene su parte coincidente recibida en dicho rebaje) detener el portaescobillas cuando se acciona tangencialmente a lo largo de dicho dispositivo de varilla en ambos sentidos tangenciales. Los posibles movimientos tangenciales pueden estar limitados así a un intervalo relativamente restringido, p. ej., un juego menor que un centímetro o menor que un milímetro, dependiendo del tamaño (a lo largo de la dirección tangencial) de la parte coincidente del portaescobillas que se recibe en el rebaje y de la distancia entre las dos segundas paredes.

La(s) primera(s) pared(es) y/o la(s) segunda(s) pared(es) pueden ser paredes laterales, que suben verticalmente desde una pared inferior del rebaje, en direcciones que tienen una componente que es paralela a la dirección radial y/o a una dirección que es perpendicular a la pared inferior (cuando el portaescobillas está montado en el dispositivo de varilla, si el portaescobillas define el rebaje).

El rebaje puede estar, por ejemplo, rodeado por paredes que impiden cualquier movimiento longitudinal y tangencial.

En una realización, al menos una segunda pared puede ser una pared inferior del rebaje.

Esta pared inferior puede ser opuesta a la abertura del rebaje.

Esta pared inferior puede comprender al menos un vector normal que tiene una componente a lo largo de la dirección tangencial local correspondiente (cuando el portaescobillas está montado sobre el dispositivo de varilla, si el rebaje está definido dentro del portaescobillas), para impedir cualquier movimiento tangencial.

Esta pared inferior puede tener una sección no circular en un plano perpendicular al segundo eje (cuando el portaescobillas está montado sobre el dispositivo de varilla, si el rebaje está definido dentro del portaescobillas), p. ej., una sección plana, una sección con forma en V, etc., prohibiendo así cualquier movimiento tangencial de la parte coincidente, en particular, cuando la parte coincidente tiene un extremo que coincide con la pared inferior, p. ej., un extremo plano, un extremo en V invertida, etc.

La parte coincidente del dispositivo de varilla o del portaescobillas puede comprender al menos una superficie extrema de una pared extrema que está hacia fuera del resto del dispositivo de varilla o del portaescobillas, respectivamente.

La parte coincidente puede comprender paredes laterales que suben verticalmente desde esta superficie extrema hacia el resto del dispositivo de varilla o del portaescobillas, respectivamente.

Ventajosamente, la parte coincidente está dispuesta de manera que su superficie extrema está en contacto superficial con dicha al menos una pared inferior del rebaje, cuando la parte coincidente está recibida dentro del rebaje. En particular, las paredes laterales de la parte coincidente son suficientemente altas para que la superficie extrema contacte con la pared inferior del rebaje.

En esta última realización, en la que dicha al menos una pared inferior impide cualquier movimiento tangencial, el rebaje puede estar rodeado por paredes laterales, permitiendo algunas de ellas posiblemente también impedir cualquier movimiento tangencial o, alternativamente, el rebaje tiene sólo al menos una primera pared que sube verticalmente desde la(s) pared(es) inferior(es).

Las paredes del rebaje y/o de la parte coincidente pueden formar bordes entre las mismas o, alternativamente, pueden formar nervios o bordes redondeados.

El rebaje puede estar definido dentro del portaescobillas, en cuyo caso el dispositivo de varilla, p. ej., el elemento de varilla o un elemento de soporte montado sobre una varilla circular, puede definir una parte saliente que puede recibirse dentro del rebaje del portaescobillas. La parte saliente puede sobresalir de una superficie de varilla del dispositivo de varilla y puede extenderse en una dirección que tiene una componente radial con respecto al segundo eje.

Alternativamente, el rebaje puede estar definido dentro del dispositivo de varilla.

Por ejemplo, el rebaje puede estar definido entre paredes opuestas de dos piezas del dispositivo de varilla. En otro ejemplo, el dispositivo de varilla puede comprender un único elemento de varilla que define este rebaje.

Cuando el rebaje está definido dentro del dispositivo de varilla, la parte coincidente del portaescobillas puede ser, por ejemplo, al menos parte de un tramo saliente que sobresale del resto del portaescobillas o ser una parte de un cuerpo del portaescobillas. En este último caso, el tamaño a lo largo de la dirección longitudinal de la parte del portaescobillas que se recibe dentro del rebaje es igual al tamaño, a lo largo de la dirección longitudinal, del propio portaescobillas.

Cuando el dispositivo de varilla define el rebaje, es ventajoso que, en cualquier sección del dispositivo de varilla en un plano perpendicular al segundo eje, el área del rebaje no represente más del 30% del área de esta sección, evitando así el debilitamiento del dispositivo de varilla con una sección relativamente vacía.

En particular, el rebaje puede que no sea una abertura pasante que se extiende a través de una sección principal de varilla del dispositivo de varilla.

Ventajosamente, para cada sección, en un plano perpendicular al segundo eje, que está ocupada por el rebaje, dicho rebaje puede que no alcance el baricentro de esta sección del dispositivo de varilla.

Por ejemplo, cuando el rebaje se extiende hacia el baricentro, la parte inferior de dicho rebaje puede estar antes que este baricentro, p. ej., el rebaje tiene una profundidad que es menor que el 80% de la profundidad del baricentro, ventajosamente, menor que el 50%.

Por ejemplo, el rebaje puede estar definido a un lado del baricentro, ventajosamente, a un lado de la sección principal de varilla, evitando así el debilitamiento de esta sección principal de varilla con espacio vacío.

La profundidad del rebaje puede ser menor que la dimensión más alta de una sección del dispositivo de varilla (en un plano perpendicular al segundo eje y en una posición longitudinal correspondiente a la posición longitudinal del rebaje), p. ej., el rebaje puede ocupar menos que el 50% de la dimensión más alta de la sección del dispositivo de varilla (en un plano perpendicular al segundo eje y en una posición longitudinal correspondiente a la posición longitudinal del rebaje), ventajosamente, menos que el 30%.

En caso de que el dispositivo de varilla o el portaescobillas defina una parte saliente que ha de recibirse dentro del rebaje, esta parte saliente y el rebaje pueden tener secciones complementarias, no circulares.

Ventajosamente, la parte saliente definida sobre el dispositivo de varilla o el portaescobillas no es desplazable con respecto al resto del dispositivo de varilla o del portaescobillas, respectivamente. El dispositivo de varilla o el portaescobillas puede estar, por ejemplo, realizado en una única pieza (excepto el elemento elástico para el portaescobillas, que es típicamente un elemento independiente).

El rebaje y/o la parte coincidente pueden tener, por ejemplo, una forma cilíndrica, una forma frustocónica, en ambos casos con un eje que tiene una componente paralela a una dirección radial con respecto al segundo eje o cualquier otra. Por ejemplo, el rebaje puede definir las segundas paredes en su parte inferior.

En caso de una forma cilíndrica recta o una forma frustocónica recta, es decir, el eje es perpendicular a la base, la base del cilindro o del cono (correspondiente a la forma frustocónica) puede no ser circular. Por ejemplo, la base puede ser elíptica, rectangular o cualquier otra, prohibiendo así que la parte coincidente gire dentro del rebaje o que el rebaje gire alrededor de la parte coincidente.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede comprender al menos una parte que está hecha de material aislante, permitiendo así mejorar la resistencia a la corrosión.

El material aislante puede comprender, por ejemplo, plástico o material compuesto, p. ej., un compuesto de moldeo (BMC) de poliéster reforzado con fibras de vidrio. El BMC es ventajoso también debido a su temperatura de deformación térmica, p. ej., 200° o superior, que es mucho mayor que la temperatura típica de una unidad de anillos colectores.

El material aislante y el diseño del dispositivo de varilla se pueden elegir para soportar voltajes altos, p. ej., más de 400 V o más de 600 V, mientras se mantiene el aislamiento.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede comprender más del 10% en peso, p. ej., más del 50% en peso, p. ej., más del 90% en peso de material aislante, ventajosamente, más del 95%, p. ej., el 100% en peso de material aislante.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede comprender más del 25% en volumen, p. ej., más del 70% en volumen, p. ej., más del 90% en volumen de material aislante, ventajosamente, más del 95%, p. ej., el 100% en volumen de material aislante.

En un ejemplo, el elemento de varilla puede comprender un núcleo. Ventajosamente, este núcleo puede estar hecho de metal. Ventajosamente, este núcleo puede estar cubierto por material aislante sobre al menos parte de su longitud, preferiblemente, sobre toda su longitud.

Ventajosamente, el elemento de varilla puede estar hecho de material aislante.

El elemento de varilla puede comprender, por ejemplo, más del 10% en peso, p. ej., más del 50% en peso, más del 90% en peso de material aislante, ventajosamente, más del 95%, p. ej., el 100% de material aislante, permitiendo así mejorar la resistencia a la corrosión, el carácter compacto y el aislamiento entre fases. Esto puede ser particularmente interesante en caso de exposición a niebla salina.

El elemento de varilla puede comprender, por ejemplo, más del 25% en volumen, p. ej., más del 70% en volumen, p. ej., más del 90% en volumen de material aislante, ventajosamente, más del 95%, p. ej., el 100% en volumen de material aislante.

Ventajosamente, el elemento de varilla puede comprender una única pieza aislante, incluso cuando está diseñado para soportar una pluralidad de portaescobillas.

El dispositivo de varilla, p. ej., el elemento de varilla o, de modo más general, la parte del dispositivo de varilla que está hecha de material aislante puede estar, por ejemplo, fabricada mediante moldeo por inyección de plástico o mediante otro proceso de fabricación, p. ej., prensado, impresión en 3D, mecanizado, etc.

El experto en la técnica elegiría el material aislante dependiendo del proceso de fabricación, el valor esperado de voltaje, etc.

Ventajosamente, y en particular cuando el dispositivo de varilla comprende una parte metálica, el conjunto de escobillas puede estar dispuesto de manera que montar el portaescobillas en el dispositivo de varilla no permite, en sí mismo, crear una trayectoria para la corriente que circula posiblemente a través de la escobilla para circular también (axialmente, es decir, en la dirección del segundo eje, o del todo) a través del dispositivo de varilla. Se tienen que establecer conexiones eléctricas con cables.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede estar dispuesto de manera que ninguna parte metálica posible de dicho dispositivo de varilla contacta eléctricamente con el portaescobillas, ni la escobilla, cuando el dispositivo de varilla soporta el portaescobillas. Es decir, el dispositivo de varilla puede estar dispuesto de manera que, cuando el dispositivo de varilla soporta el portaescobillas, la superficie del dispositivo de varilla que contacta con el portaescobillas y/o la escobilla está hecha de material aislante.

En particular, la parte coincidente o el rebaje definido por el dispositivo de varilla puede estar hecho de material aislante.

Ventajosamente, una varilla metálica o un elemento de varilla sobre el que se montan el(los) elemento(s) de soporte puede comprender al menos una parte metálica, p. ej., uno o varios cables, un cilindro metálico, etc., rodeados por material aislante, p. ej., plástico. El material aislante puede ser parte de un elemento adicional montado en la parte metálica, p. ej., un elemento de soporte montado de modo desmontable en una varilla metálica. En otra realización, el material aislante se puede aplicar, p. ej., moldear, sobre la parte metálica.

Por ejemplo, el elemento de varilla se puede fabricar:

(a) proporcionando una varilla, p. ej., una varilla cilíndrica, hecha de material aislante,

(b) colocando al menos una parte metálica, p. ej., al menos un cable, sobre la varilla, mientras se mantiene cada parte metálica si varias están distantes de las otras,

(c) sobremoldeando con material aislante, p. ej., plástico, el conjunto de varilla más parte(s) metálica(s) para rodear una longitud de la(s) parte(s) metálica(s), y con una colada dispuesta de manera que el material aislante moldeado define el rebaje o la parte coincidente, p. ej., una parte saliente.

Cuando se prevén una pluralidad de partes metálicas, el material aislante puede así permitir aislar las partes metálicas unas de otras.

Ventajosamente, al menos uno del dispositivo de varilla y del portaescobillas puede definir medios de guiado para guiar el portaescobillas en una dirección que tiene una componente radial con respecto al segundo eje y/o al primer eje. Los medios de guiado permiten así el ajuste radial del portaescobillas. Ya que el dispositivo de varilla puede que no esté lejos del anillo conductor, es posible, por lo tanto, ajustar la distancia del portaescobillas y de la superficie cilíndrica del anillo conductor.

En particular, el conjunto de escobillas puede estar dispuesto de manera que, cuando se instala el dispositivo de varilla, los medios de guiado permiten guiar el portaescobillas en una dirección que es relativamente próxima a la dirección radial con respecto al primer eje y/o al segundo eje (una desviación angular menor que 20°, ventajosamente, menor que 10°).

En un ejemplo, el rebaje tiene una pared inferior plana, y los medios de guiado pueden permitir guiar el portaescobillas en una dirección que es relativamente próxima (una desviación angular menor que 20°, ventajosamente, menor que 10°) o paralela a una dirección en el plano de la pared inferior.

Los medios de guiado pueden comprender elementos macho y hembra que deslizan entre sí, estando uno de estos elementos definido por el dispositivo de varilla, p. ej., por el elemento de varilla, y el otro por el portaescobillas.

Por ejemplo, los medios de guiado pueden comprender una acanaladura.

En una realización, los medios de guiado pueden comprender una acanaladura definida dentro del dispositivo de varilla.

En otra realización, los medios de guiado pueden comprender una acanaladura definida dentro del portaescobillas. Los medios de guiado pueden comprender una lengüeta adaptada para ser recibida de modo deslizable dentro de la acanaladura.

Por ejemplo, los medios de guiado pueden comprender una acanaladura definida en el portaescobillas (o en el dispositivo de varilla) y una lengüeta que sobresale del resto del dispositivo de varilla (o del portaescobillas, respectivamente).

En una realización, el elemento hembra puede estar definido dentro del dispositivo de varilla. El elemento hembra puede sobresalir del portaescobillas o, alternativamente, ser parte del cuerpo del portaescobillas.

El rebaje puede formar, por ejemplo, una acanaladura, definida por la pared inferior y dos paredes laterales opuestas que suben verticalmente desde la pared inferior. Es decir, el rebaje se abre además hacia una dirección lateral, paralela o sustancialmente paralela a las dos primeras paredes opuestas, en un único extremo o en ambos extremos.

El portaescobillas y/o el dispositivo de varilla pueden estar dispuestos para permitir bloquear el portaescobillas sobre el dispositivo de varilla, p. ej., el portaescobillas y/o el dispositivo de varilla pueden definir un(os) agujero(s), p. ej., agujero(s) pasante(s), para recibir una(s) varilla(s) roscada(s) de tornillo(s) o perno(s).

Ventajosamente, la(s) varilla(s) roscada(s) puede(n) estar hecha(s) de metal.

El conjunto de escobillas puede comprender, por supuesto, otros medios de bloqueo distintos de varillas roscadas. Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede estar dispuesto para soportar mecánicamente medios para la distribución de potencia y/o datos, p. ej.:

- el dispositivo de varilla, p. ej., el elemento de varilla, puede tener una forma que define soportes para cable, cable de terminación, elemento de conexión, placa conductora y/u otros, a instalar sobre el mismo, y/o

- medios de distribución de potencia/datos, p. ej., un inserto metálico, pueden estar integrados en el dispositivo de varilla, p. ej., en el elemento de varilla.

Así, la trayectoria de cableado puede ser bastante fácil de instalar.

En caso de que los medios de distribución de potencia/datos estén integrados en el elemento de varilla, dicho elemento de varilla se puede fabricar moldeando material aislante alrededor de una parte de los medios de distribución de potencia/datos.

Los medios de distribución de potencia/datos pueden comprender, por ejemplo, un inserto metálico, una línea metálica, una placa de circuito impreso (PCB), etc.

Ventajosamente, el conjunto de escobillas puede comprender además al menos una placa conductora, al menos parcialmente circular, que se extiende en un plano perpendicular a una línea que tiene una componente paralela al primer eje y al segundo eje, p. ej., una línea paralela o sustancialmente paralela (desviación angular menor que 20°, ventajosamente, que 10°) al primer eje y/o al segundo eje.

Dicha placa conductora, al menos parcialmente circular, puede ser una placa conductora de segmentos circulares, es decir, se extiende sobre 360°, o una placa conductora parcialmente circular. En este último caso, puede extenderse, por ejemplo, de 20° a 359°, ventajosamente, de 30° a 300°, p. ej., de 40° a 120°.

Ventajosamente, el conjunto de escobillas puede estar dispuesto de manera que la corriente que circula a través de la escobilla circula también a través de una placa conductora, al menos parcialmente circular, correspondiente. Así, la conexión de potencia puede ser relativamente sencilla.

Ventajosamente, cuando el conjunto de escobillas comprende una pluralidad de placas conductoras de segmentos, al menos parcialmente circulares, dichas placas conductoras de segmentos, al menos parcialmente circulares, pueden estar eléctricamente aisladas unas de otras. En particular, cada placa conductora, al menos parcialmente circular, puede corresponder a una fase.

Ventajosamente, al menos un dispositivo de varilla puede estar dispuesto para soportar, al menos parcialmente, al menos una placa conductora, al menos parcialmente circular. Por ejemplo, el dispositivo de varilla, p. ej., un elemento de varilla o un elemento de soporte montado sobre una varilla, puede definir una(s) pared(es) vertical(es), p. ej., que se extienden perpendicularmente al segundo eje, que definen un(os) agujero(s) para su fijación mecánica a dicha(s) placa(s) conductora(s), al menos parcialmente circular(es). Por ejemplo, un elemento de varilla se puede moldear para definir estas paredes verticales con agujeros.

Por ejemplo, al menos una placa conductora, al menos parcialmente circular, puede estar soportada por al menos una (y posiblemente varias) varilla de soporte de aislamiento (distinta del dispositivo de varilla) que se extiende en una dirección paralela o sustancialmente paralela (desviación angular menor que 20°, ventajosamente, que 10°) al primer eje y/o al segundo eje.

Esta(s) varilla(s) de soporte de aislamiento puede(n) proporcionar una resistencia mejorada a las vibraciones radiales. Alternativamente, dicha al menos una placa conductora, al menos parcialmente circular, puede estar soportada por al menos sólo un dispositivo de varilla.

En otro ejemplo, al menos una placa conductora, al menos parcialmente circular, puede que no esté soportada mecánicamente por ningún dispositivo de varilla que soporta mecánicamente un portaescobillas. Dicha al menos una placa conductora, al menos parcialmente circular, puede estar, por ejemplo, soportada mecánicamente sólo por una(s) varilla(s) de soporte de aislamiento específica(s).

La placa conductora, al menos parcialmente circular, puede ser más delgada y más ligera que los balancines de la técnica anterior, ya que el dispositivo de varilla soporta mecánicamente el portaescobillas.

Ventajosamente, el conjunto de escobillas puede comprender además al menos un elemento de conexión dispuesto para que una pluralidad de cables se instalen sobre el mismo (ventajosamente, de manera desmontable, p. ej., mediante tornillos) para contactar eléctricamente unos con otros.

Ventajosamente, dicho al menos un elemento de conexión puede estar montado sobre al menos un dispositivo de varilla, p. ej., sobre un elemento de varilla o sobre un elemento de soporte montado sobre una varilla. Al menos un dispositivo de varilla puede así estar dispuesto para soportar mecánicamente el elemento de conexión.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede definir al menos una parte plana próxima a (p. ej., menos de 20 centímetros, ventajosamente, menos de 10 centímetros desde) al menos un rebaje o una parte coincidente que define. Ventajosamente, la parte plana puede tener su dirección normal con una componente en una dirección radial con respecto al segundo eje, p. ej., paralela o sustancialmente paralela a una dirección radial.

Ventajosamente, la parte plana puede definir al menos uno y, preferiblemente, varios agujeros, para recibir, p. ej., tornillos, o pernos y tuercas.

Tal parte plana puede permitir que se fije con facilidad sobre el dispositivo de varilla un elemento de conexión.

Ventajosamente, dicho al menos un elemento de conexión puede estar instalado sobre al menos una parte plana correspondiente del dispositivo de varilla.

Ventajosamente, al menos un cable del elemento de conexión está también conectado (ventajosamente de manera desmontable, p. ej., mediante tornillos o pernos y tuercas), por su otro extremo, a una escobilla correspondiente.

Así, el cliente puede realizar con bastante facilidad la instalación de los cables. No hay necesidad de adaptar la longitud de los cables.

Ventajosamente, la parte plana puede tener la misma posición longitudinal que el rebaje/parte coincidente que define también el dispositivo de varilla. Ventajosamente, el dispositivo de varilla puede comprender en al menos un extremo longitudinal, preferiblemente en un único extremo, medios de fijación dispuestos para una fijación sobre un soporte, p. ej., al menos una y, preferiblemente, varias ranuras o al menos uno y, preferiblemente, varios agujeros para una(s) varilla(s) roscada(s) de tornillos o pernos.

Ventajosamente, la(s) varilla(s) roscada(s) puede(n) estar hecha(s) de metal.

Tener una pluralidad de medios de fijación puede permitir que se impida la rotación del dispositivo de varilla.

Ventajosamente, los medios de fijación pueden estar dispuestos para permitir la fijación en un único lugar y con un único ángulo con respecto al soporte. Es decir, no se necesita ningún ajuste cuando se instala el conjunto de escobillas.

El conjunto de escobillas puede comprender al menos un soporte, p. ej., un soporte circular, una pieza central generadora proporcionada por el cliente, etc., sobre el que se fija el dispositivo de varilla.

Tener un único soporte, p. ej., una placa que se extiende en un plano perpendicular o sustancialmente perpendicular al primer eje y/o al segundo eje, permite un enfriamiento más fácil por ventilación axial. Además, el número de piezas puede ser relativamente pequeño, por ello, la instalación puede ser más sencilla.

Ventajosamente, el dispositivo de varilla, p. ej., el elemento de varilla, puede definir una cavidad definida por una pared exterior, definiendo esta pared exterior al menos uno y, preferiblemente, varios agujeros pasantes. Es decir, una varilla roscada, de un tornillo o un perno, puede pasar por este agujero.

Ventajosamente, el conjunto de escobillas puede comprender además una placa metálica dimensionada para ser recibida dentro de esta cavidad y que define al menos uno y, preferiblemente, varios agujeros, preferiblemente agujeros pasantes, en posiciones correspondientes a las posiciones de los agujeros pasantes de la pared exterior cuando la placa metálica se recibe dentro de la cavidad. La(s) varilla(s) roscada(s) puede(n) así ejercer esfuerzos sobre la placa metálica, asegurando así que se refuerza la fijación.

La pieza fijada por esta(s) varilla(s) roscada(s) puede ser, por ejemplo, un soporte, un elemento de conexión o un portaescobillas.

Es ventajoso que esta pieza esté hecha de metal, debido a que el metal contacta entre esta pieza y la(s) varilla(s) roscada(s), en el lado exterior de la pared exterior de la cavidad, y entre la(s) varilla(s) roscada(s) y la placa metálica dentro de la cavidad.

Por ejemplo, el dispositivo de varilla puede definir una cavidad en al menos uno y, preferiblemente, en sólo uno de sus extremos, para la fijación a un soporte metálico, p. ej., una pieza central.Por ejemplo, el dispositivo de varilla puede definir una cavidad en cada una de sus partes salientes, coincidentes, para la fijación de un portaescobillas correspondiente. La(s) varilla(s) roscada(s) permite(n) bloquear el portaescobillas sobre el dispositivo de varilla. El portaescobillas puede estar hecho de metal y, posiblemente, cubierto con una capa aislante.

Se ha previsto además un conjunto de anillos colectores que comprende al menos un conjunto de escobillas, como se ha descrito con anterioridad, y al menos un anillo conductor que tiene una superficie cilíndrica.

El conjunto de anillos colectores puede comprender un único conjunto de anillos/escobillas o más de un conjunto de anillos/escobillas, p. ej., tres conjuntos de anillos/escobillas si hay tres fases.

Si se prevén una pluralidad de conjuntos de anillos/escobillas, el conjunto de anillos colectores puede comprender medios aislantes entre los anillos conductores, p. ej., discos aislantes entre anillos conductores.

El conjunto de anillos colectores y/o el conjunto de escobillas pueden estar dispuestos para soportar la transferencia de alta potencia a través del anillo colector y la(s) escobilla(s), p. ej., más de 10 kW, preferiblemente, más de 100 kW, ventajosamente, más de 500 kW, p. ej., más de 1 MW.

El conjunto de anillos colectores y/o el conjunto de escobillas pueden estar dispuestos para soportar voltajes altos, p. ej., más de 400 V o más de 600 V. Por ejemplo, el voltaje en el contacto deslizante puede estar en el intervalo entre 220 V y 12.000 V, p. ej., en el intervalo entre 220 V y 2.700 V, ventajosamente, entre 600 V y 1.000 V.

El conjunto de anillos colectores puede comprender un único dispositivo de varilla o varios dispositivos de varilla. Para cada dispositivo de varilla, un único portaescobillas puede estar montado sobre este dispositivo de varilla o, alternativamente, varios portaescobillas pueden estar montados sobre este dispositivo de varilla, p. ej., uno para cada fase. Los portaescobillas pueden estar montados en lugares diferentes del dispositivo de varilla, p. ej., en posiciones longitudinales diferentes.

El dispositivo de varilla se extiende en la dirección del segundo eje a lo largo de uno o varios anillos conductores. Si se prevén una pluralidad de anillos conductores, estando el anillo conductor alineado a lo largo del primer eje, el dispositivo de varilla puede extenderse ventajosamente a lo largo de la pluralidad de discos conductores para ser capaz por ello de soportar una pluralidad de portaescobillas para un contacto deslizante con cada uno de los anillos conductores.

En caso de que el dispositivo de varilla comprenda sólo un elemento de varilla, este elemento de varilla se extiende en la dirección del segundo eje a lo largo de uno o varios anillos conductores. Si se prevén una pluralidad de anillos conductores, estando el anillo conductor alineado a lo largo del primer eje, el elemento de varilla puede extenderse ventajosamente a lo largo de la pluralidad de discos conductores para ser capaz de soportar una pluralidad de portaescobillas para un contacto deslizante con cada uno de los anillos conductores.

Cuando el dispositivo de varilla está dispuesto de manera que una pluralidad de portaescobillas pueden estar montados sobre este dispositivo de varilla, el dispositivo de varilla puede estar dispuesto de manera que la(s) parte(s) del dispositivo de varilla que está(n) hecha(s) de material aislante permite(n) aislar eléctricamente (posiblemente junto con otros medios aislantes, tales como un portaescobillas hecho de plástico) dicha al menos una escobilla recibida en un portaescobillas de la pluralidad de portaescobillas de dicha al menos una escobilla recibida en otro portaescobillas de la pluralidad de portaescobillas. Es decir, el dispositivo de varilla permite aislar las escobillas con respecto a los diferentes portaescobillas, p. ej., las fases aislantes.

Para cada portaescobillas de la pluralidad de portaescobillas, el conjunto de escobillas puede definir una trayectoria correspondiente para la corriente que circula a través de la(s) escobilla(s) recibida(s) en este portaescobillas. La(s) parte(s) del dispositivo de varilla que está(n) hecha(s) de material aislante puede(n) permitir aislar eléctricamente estas trayectorias de las trayectorias del(los) otro(s) portaescobillas de dicha pluralidad.

Por ello, una pluralidad de portaescobillas pueden estar montados relativamente próximos unos de otros, permitiendo así conciliar el carácter compacto y el aislamiento eléctrico.

La(s) parte(s) del dispositivo de varilla que está(n) hecha(s) de material aislante puede(n) permitir aislar eléctricamente medios para la distribución de potencia/datos correspondientes a un portaescobillas o a una fase con respecto a los medios para la distribución de potencia/datos correspondientes a otro portaescobillas/fase.

En particular, cuando el dispositivo de varilla está dispuesto de manera que una pluralidad de portaescobillas pueden estar montados sobre este dispositivo de varilla, estando el dispositivo de varilla dispuesto también para soportar medios para la distribución de potencia/datos (p. ej., cables, placas arqueadas, insertos metálicos, etc.), el dispositivo de varilla puede estar dispuesto ventajosamente de manera que la(s) parte(s) del dispositivo de varilla que está(n) hecha(s) de material aislante permite(n) (posiblemente junto con otros medios aislantes, tales como un portaescobillas hecho de plástico) aislar los medios para la distribución de potencia/datos correspondientes a un portaescobillas con respecto a los medios para la distribución de potencia/datos correspondientes a otro portaescobillas.

Por ejemplo, ninguna parte conductora del dispositivo de varilla sirve directamente como un soporte para la circulación de corriente, es decir, la corriente que circula a través de las escobillas no circula a través del dispositivo de varilla o menos que el 10% de su intensidad circula a través del dispositivo de varilla. El dispositivo de varilla puede, por ejemplo, estar hecho completamente de material aislante, y la corriente circula a través de otros medios, p. ej., cables, balancines, etc., que pueden estar montados sobre el dispositivo de varilla, o no. En otro ejemplo, el dispositivo de varilla puede comprender partes metálicas, p. ej., una varilla metálica, y partes hechas de material aislante entre esta parte metálica y los portaescobillas, estando el conjunto de escobillas dispuesto de manera que no circula corriente a través de la parte metálica del dispositivo de varilla.

En otra realización, el dispositivo de varilla puede comprender medios de distribución de potencia/datos, p. ej., insertos metálicos o cables pueden estar incrustados en el dispositivo de varilla, siempre que los medios de distribución de potencia/datos para una fase estén aislados eléctricamente (por una(s) parte(s) del dispositivo de varilla hecha(s) de material de aislamiento) con respecto a los medios de distribución correspondientes a otra fase.

El dispositivo de varilla puede comprender una parte metálica, permitiendo así mejorar la resistencia mecánica y/o servir como soporte directo para la corriente.

En algunas realizaciones, una(s) parte(s) metálica(s) del dispositivo de varilla puede(n) desempeñar un papel mecánico o un papel eléctrico. Por ejemplo, una varilla metálica cilíndrica, sobre la que se puede montar uno o una pluralidad de elementos de soporte, puede que no se use como un soporte directo para la circulación de corriente, pero es ventajosa debido a su alta resistencia mecánica. Según otro ejemplo, se pueden usar cables incrustados, que no proporcionan realmente resistencia mecánica, para soportar la circulación de corriente.

A menos que se proporcionen otros intervalos, por “sustancialmente paralela”, se entiende una desviación angular menor que 15°, ventajosamente, menor que 10°.

La invención se explica con más detalle, y a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que

la FIG. 1 muestra esquemáticamente un sistema según la técnica anterior.

La FIG. 2 ilustra esquemáticamente otro sistema según la técnica anterior.

La FIG. 3 ilustra un conjunto de anillos colectores como ejemplo según una realización de la invención.

La FIG. 4 ilustra un conjunto de escobillas como ejemplo para el anillo colector de la FIG. 3.

La FIG. 5 ilustra un portaescobillas como ejemplo para un conjunto de escobillas según una realización de la invención. La FIG. 6 ilustra un elemento de varilla como ejemplo para un conjunto de escobillas según la realización de la FIG.

4.

La FIG. 7 muestra una parte de un portaescobillas próxima al portaescobillas de la FIG. 5.

La FIG. 8 es una vista detallada del portaescobillas de la FIG. 7 y de una parte coincidente de un elemento de varilla para un conjunto de escobillas según una realización de la invención.

La FIG. 9 es una vista recortada de un conjunto de escobillas según una realización de la invención.

La FIG. 10 muestra el conjunto de escobillas de la FIG. 9.

La FIG. 11 muestra un conjunto de escobillas según la realización de la FIG. 9.

La FIG. 12 ilustra el conjunto de escobillas según la realización de la FIG. 9.

La FIG. 13 ilustra un conjunto de anillos colectores como ejemplo según una realización adicional de la invención. La FIG. 14 es una vista recortada del conjunto de anillos colectores de la FIG. 13.

Por claridad, se omiten descripciones detalladas de dispositivos, circuitos, herramientas, técnicas y métodos bien conocidos para no hacer confusa la descripción del presente sistema.

Se pueden usar referencias idénticas en diversas figuras para designar elementos idénticos o similares.

Como se ilustra en la FIG. 3, un conjunto de anillos colectores 100 puede comprender una pluralidad de anillos conductores 201 y un conjunto de escobillas 102 para soportar y empujar unas escobillas 103 contra unas superficies cilíndricas 202 de los anillos conductores 201.

Además, el conjunto de escobillas 102 está dispuesto para transmitir potencia y/o datos que circulan a través de los anillos conductores 201 y las escobillas 103.

Los anillos conductores 201 se accionan a rotación alrededor de un primer eje (D1).

El conjunto de escobillas 102 comprende uno o varios, en este caso dos, dispositivos de varilla, comprendiendo cada dispositivo de varilla sólo un elemento de varilla 101.

Los elementos de varilla 101 se extienden de manera longitudinal a lo largo de los anillos conductores 201, en una dirección paralela al primer eje (D1). El eje (D2) representa un eje a lo largo del que se extiende un elemento de varilla 101.

Los elementos de varilla 101 están hechos de plástico u otro material aislante.

Los elementos de varilla 101 se pueden fabricar mediante moldeo por inyección.

Los elementos de varilla 101 se extienden de manera longitudinal por toda la longitud del anillo colector, o al menos por el 80% de esta longitud a lo largo del primer eje (D1).

El conjunto de escobillas comprende además unos portaescobillas 120.

Como se puede ver en la FIG. 4, cada portaescobillas 120 define al menos una jaula, en este caso tres jaulas, para recibir al menos una escobilla 103, en este caso tres escobillas 103.

Las escobillas pueden deslizar dentro de sus jaulas, en direcciones paralelas o sustancialmente paralelas a la dirección radial correspondiente con respecto al primer eje (D1). El eje (D3) representa un eje a lo largo del que puede deslizar una escobilla correspondiente.

Unos elementos elásticos 104 permiten empujar las escobillas 103 contra una superficie cilíndrica correspondiente (con referencia 202 en la FIG. 3).

Los portaescobillas 120 están montados sobre un elemento de varilla 101.

Como se muestra en la FIG. 5 y en la FIG. 7, cada portaescobillas 120 define un rebaje 121 que tiene una pared inferior 122 y dos paredes laterales 123, 124 que suben verticalmente con respecto a esta pared inferior 122.

La pared inferior 122 tiene una superficie plana, perpendicular a una dirección representada por el eje (D6) mostrado en la FIG. 7. Por ello, cuando el portaescobillas 120 está montado en el elemento de varilla 101, la mayoría de las direcciones tangenciales locales que pasan por la pared inferior 122 tienen una componente paralela a este eje (D6). Como se muestra en la FIG. 6 y en la FIG. 8, el elemento de varilla 101 define una pluralidad de partes coincidentes, p. ej., seis partes coincidentes 105. Cada parte coincidente ha de recibirse dentro de un rebaje 121 correspondiente de un portaescobillas.

Cada parte coincidente 105 puede ser una parte extrema de una parte saliente 107 que sobresale radialmente de una sección principal de varilla 108 del elemento de varilla 101.

Cada parte coincidente comprende una superficie extrema 106, unas paredes laterales 109, 110 opuestas entre sí, una superficie superior 111 y una superficie inferior 112.

En este ejemplo, la pared inferior 122 del rebaje es plana y la superficie extrema 106 de la parte coincidente 105 es también plana.

La pared inferior 122 y la superficie extrema 106 tienen formas rectangulares similares, con una pequeña holgura, de manera que la parte coincidente podría recibirse en la parte de rebaje 121 mientras que:

- las paredes 122 y 106 están en contacto plano entre sí o al menos muy próximas entre sí, p. ej., menos de 2 milímetros,

- las paredes 110 y 124 están en contacto entre sí o al menos muy próximas entre sí, p. ej., menos de 2 milímetros, y - las paredes 109 y 123 están en contacto entre sí o al menos muy próximas entre sí, p. ej., menos de 2 milímetros. Ya que las paredes 106 y 122 son planas, se extienden en la dirección longitudinal y están en contacto plano o muy próximas entre sí, se impide cualquier movimiento tangencial.

Las paredes 123, 124 impiden cualquier movimiento longitudinal del portaescobillas 120 con respecto al elemento de varilla 101.

Así, el portaescobillas se puede volver a situar con relativa facilidad sobre el elemento de varilla, sin tener que ajustar ni su posición longitudinal ni su posición angular.

Como se puede ver en la FIG. 5, todas las paredes 122, 123, 124 se extienden a lo largo de una misma dirección, ilustrada por el eje (D4).

Esta dirección puede ser, por ejemplo, paralela o sustancialmente paralela a la dirección de deslizamiento de la escobilla 103, ilustrada por el eje (D3).

Con referencia a la FIG. 6, las paredes 109, 110 pueden también extenderse a lo largo de una misma dirección, ilustrada por el eje (D5).

Además, el rebaje 121 está abierto en los bordes superior e inferior 125, 126 de la pared inferior 122.

Por lo tanto, la parte coincidente 105 se puede insertar en una de estas aberturas del rebaje 121.

Y además, la parte coincidente 105 puede deslizar con respecto al rebaje.

Como se puede ver en la FIG. 6 y en la FIG. 8, la parte coincidente está definida dentro de una pared gruesa 171. Esta pared gruesa define dos entallas 131 en sus esquinas. Cada entalla está delimitada por una de las paredes 109, 110 y por otra pared perpendicular 175, 176.

Las entallas 131 se extienden en una dirección paralela al eje (D5).

Como se puede ver en las FIGS. 7 y 8, cada una de las paredes laterales 123, 124 son paredes de unas lengüetas 167, 168 correspondientes que se extienden en una dirección paralela al eje (D4) y cuyas paredes 169, 170 están en contacto plano con las paredes 175, 176 de las entallas 131, proporcionando así un guiado mejorado.

Como se ilustra en las FIGS. 5 y 7, el rebaje 121 puede estar definido dentro de una parte saliente 185 que sobresale del resto del portaescobillas 120.

Haciendo referencia a continuación a la FIG. 4, medios de bloqueo 113, 114 permiten impedir este movimiento deslizante de la parte coincidente 105 dentro de la acanaladura formada por el rebaje 121, bloqueando así el portaescobillas 120 con respecto al elemento de varilla 101.

En este ejemplo, los medios de bloqueo comprenden unos tornillos 114, cuyas varillas roscadas pasan por unos agujeros 115 correspondientes (en la FIG. 6) definidos dentro del elemento de varilla 101 y por unos agujeros 127 correspondientes (en la FIG. 5 y en la FIG. 7) definidos en la pared inferior 122 del portaescobillas 120.

Los agujeros 127 en el portaescobillas (y/o los agujeros en el elemento de varilla) pueden ser oblongos para permitir el ajuste radial. En una realización alternativa, no ilustrada, se pueden prever una pluralidad de agujeros que tienen posiciones radiales diferentes para permitir el ajuste radial.

En este ejemplo, la cabeza del tornillo 114 está en el lado del elemento de varilla.

El elemento de varilla 101 define una cavidad 116 dentro de la parte saliente 107. Esta cavidad está definida por la pared gruesa 171 que define la parte coincidente 105, por dos paredes laterales 117, 118 que suben verticalmente desde esta pared gruesa 171 hacia la sección principal de varilla 108, por una pared 119 de la sección principal de varilla 108 y por una pared inferior 130.

Una placa metálica 132 (en la FIG. 4) puede recibirse dentro de esta cavidad 116.

La pared inferior 130 impide que la placa metálica 132 caiga sobre el anillo colector cuando aún no se han fijado los tornillos 114.

La placa 132 define agujeros para los tornillos 114 y permite proteger el elemento de varilla 101 del contacto directo con las cabezas 113 de los tornillos 114. Además, debido al contacto de metal-metal entre los tornillos 114 y la placa 132, se mejora la fijación.

En este ejemplo, tres tornillos 114 están previstos para cada portaescobillas 120.

En la realización de las FIGS. 3, 4 y 6, los elementos de varilla 101 están dispuestos para soportar mecánicamente unas placas conductoras 141 parcialmente circulares. Con más precisión, los elementos de varilla 101 definen unas paredes verticales 144, que se extienden en planos perpendiculares al segundo eje (D2). Estas paredes 144 definen unos agujeros 145 para recibir una longitud de un perno, permitiendo así soportar una placa 141.

En la realización de las FIGS. 9-11, el elemento de varilla 101’ es ligeramente diferente del de la realización de la FIG.

4, porque su parte plana 133’ se extiende por casi toda la longitud del elemento de varilla 101 ’, p. ej., sustancialmente por el 80% de su longitud.

Medios de fijación, p. ej., unos pernos 135 y unas tuercas 156, pueden permitir bloquear un elemento de conexión 134 sobre la parte plana 133’.

Cada tuerca 156 puede recibirse dentro de una cavidad 136, evitando así que la tuerca sobresalga del cuerpo del elemento de varilla.

Una cavidad 136 similar se muestra en la FIG. 12.

Esta cavidad tiene una sección adaptada para coincidir con una tuerca correspondiente, p. ej., una sección hexagonal, impidiendo así cualquier movimiento rotatorio de la tuerca 156 dentro de la cavidad 136.

El elemento de conexión 134 puede estar hecho de material conductor, p. ej., metal, p. ej., bronce. Comprende una parte inferior 158 que está sobre la parte plana 133’ del elemento de varilla, unas paredes laterales 153 que forman una U con la parte inferior 158 (véase la FIG. 10) y una parte vertical 152 que es perpendicular a las partes laterales 153.

El elemento de conexión 134 define agujeros en sus paredes laterales 153 para fijar unas conexiones eléctricas 151 a terminales de escobilla, no estando representados en la FIG. 10 los cables correspondientes.

El elemento de conexión 134 comprende además la pared principal vertical 152, en contacto eléctrico con las paredes laterales 153, y define un agujero 154 para una conexión eléctrica 155, permitiendo así recoger la corriente que circula a través de las seis escobillas correspondientes (o alimentar estas seis escobillas).

Como se ilustra en la FIG. 11, el elemento de varilla 101’ puede definir agujeros (no mostrados) para fijar unos elementos de guiado de cable 180, p. ej., mediante tornillos.

Se pueden guiar unos cables 137 a través de estos elementos de guiado de cable 180.

Ventajosamente, tal cableado se puede hacer antes de la instalación.

Los cables 137 se pueden conectar a un sensor, p. ej., un sensor de desgaste, un sensor de temperatura, etc. Los cables se pueden adaptar así para señales.

Además, el conjunto de escobillas de la FIG. 11 comprende un único anillo de soporte 138, sobre el que los elementos de varilla 101’ están fijados en sólo uno 139 de sus extremos 139, 140.

El elemento de varilla puede ser más grueso en este único extremo 139 a fin de soportar más esfuerzos.

El soporte de anillo 138 puede estar hecho de metal, p. ej., acero.

Como se muestra en la FIG. 9, los medios de fijación comprenden una cavidad 142 para recibir una placa metálica 181.

La pared exterior 182 de la cavidad 142 y la placa metálica pueden definir agujeros roscados para que pasen tornillos a través de los mismos.

Una parte del soporte metálico puede recibirse entre las cabezas de los tornillos y la superficie exterior de la pared exterior 181. Esta parte del soporte metálico puede definir también agujeros para los tornillos, permitiendo así bloquear el elemento de varilla 101’ con respecto al anillo de soporte 138 mediante contactos de metal-metal.

Volviendo a la FIG. 3, el conjunto de anillos colectores comprende tres placas conductoras 141 de segmentos parcialmente circulares, que son paralelas unas a otras.

Estas placas 141 pueden estar hechas de metal.

Las placas conductoras 141 de segmentos parcialmente circulares están soportadas en parte por una varilla de soporte de aislamiento 143 que se extiende perpendicularmente desde el plano de las placas 141, en una dirección paralela al eje (D1).

También, la varilla 143 está montada en el soporte de anillo 138, en sólo uno de sus extremos.

En la realización de la FIG. 4, el elemento de varilla 101 define tres paredes 144 que suben verticalmente desde las partes planas 133. Cada pared 144 define un agujero 145 para soportar una conexión mecánica, p. ej., un perno y tuerca 146, para fijar unas placas conductoras 141 de segmentos parcialmente circulares (véase la FIG. 3). Así, los elementos de varilla 101 soportan también las placas conductoras 141.

Como se muestra en las FIGS. 3 y 4, se puede prever un portaescobillas 147 adicional para la puesta a tierra. Este portaescobillas 147 adicional puede definir un rebaje (no mostrado) y el elemento de varilla 101 puede definir una parte coincidente 148 adicional dedicada a este portaescobillas 147 adicional.

Haciendo referencia a continuación a la realización de la FIG. 13 y la FIG. 14, un conjunto de anillos colectores 100” puede comprender unos dispositivos de varilla 301 para soportar unos portaescobillas 120”. En esta realización, cada dispositivo de varilla 301 está hecho de una pluralidad de piezas ensambladas juntas.

Cada dispositivo de varilla comprende una varilla de acero cilindrica 302 y una pluralidad de elementos de soporte 303 de plástico, p. ej., tres elementos de soporte 303 por varilla de acero 302.

Cada elemento de soporte 303 está apretado sobre la varilla de acero 302 correspondiente.

Cada elemento de soporte 303 está dispuesto para coincidir con dos portaescobillas 120”, siendo la disposición similar a la de la FIG. 3. Cada elemento de soporte 303 puede definir una parte coincidente, similar a las partes coincidentes 105, que se recibe en un rebaje de un portaescobillas correspondiente.

Cada portaescobillas permite alojar dos escobillas 103”. Cada elemento de soporte 303 se corresponde con dos pares de escobillas, es decir, un par de escobillas en cada lado de la varilla 302 correspondiente.

El elemento de soporte 303 está dispuesto para soportar mecánicamente de manera parcial una placa conductora circular 141”. Con más precisión, los elementos de soporte 303 definen unas paredes verticales 144”, que se extienden en planos perpendiculares al eje longitudinal (D2”) de la varilla 302 correspondiente. Estas paredes 144” definen agujeros para recibir una longitud de un perno 304, permitiendo así soportar una placa 141”.

Los elementos de varilla 101, 101’ y los elementos de soporte 303 están hechos de material compuesto o plástico, o de cualquier material cuyo aislamiento sea suficiente. Los elementos de varilla 101, 101’ y los elementos de soporte 303 están dispuestos para soportar los portaescobillas 120, mediante las partes coincidentes 105, y para soportar (al menos parcialmente) medios de transmisión de potencia/datos, tales como las placas 141, los elementos de conexión 134, los cables 137, etc.

El dispositivo de varilla asegura el soporte mecánico, y la conexión eléctrica tiene una trayectoria independiente (p. ej., unas placas 141 parcialmente circulares que no aseguran el soporte mecánico excepto, posiblemente, para cables), proporcionando así la separación eléctrica mediante una distancia apropiada de histéresis, que se puede obtener dependiendo del material del elemento de varilla.

En una realización no ilustrada, un dispositivo de varilla puede comprender una parte metálica, p. ej., un núcleo metálico o unos cables metálicos, que está cubierta, al menos parcialmente, por material aislante colado sobre esta parte metálica.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de escobillas (102) para un conjunto de anillos colectores (100, 100”) de una máquina eléctrica rotativa, para soportar al menos una escobilla (103) que contacta eléctricamente con una superficie cilíndrica (202) de un anillo conductor (201) del conjunto de anillos colectores, teniendo uno del conjunto de escobillas y del anillo conductor un movimiento rotatorio alrededor de un primer eje (D1) que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal, comprendiendo el conjunto de escobillas:

- al menos un portaescobillas (120, 120”), definiendo dicho portaescobillas al menos una jaula hacia dentro de la que puede recibirse de modo deslizable al menos una escobilla (103, 103”), comprendiendo dicho portaescobillas un elemento elástico (104) dispuesto e instalado para aplicar una fuerza sobre la escobilla cuando dicha escobilla se recibe en la jaula a fin de empujar dicha escobilla contra la superficie cilíndrica del anillo conductor, teniendo dicha fuerza una componente que es paralela a una dirección radial con respecto al primer eje;

- al menos un dispositivo de varilla para soportar el portaescobillas (120, 120”),

caracterizado por que dicho al menos un dispositivo de varilla comprende un elemento de varilla (101, 101’) o una varilla (302) que se extiende a lo largo de un segundo eje (D2), cuya dirección tiene una componente que es paralela al primer eje (D1), y comprende al menos una parte que está hecha de material aislante,

y en el que

uno del dispositivo de varilla y del portaescobillas define al menos un rebaje (121),

el otro del portaescobillas y del dispositivo de varilla comprende una parte que está dimensionada para ser recibida dentro del rebaje, dicha parte coincidente (105),

dicho rebaje está definido por una primera pared (123, 124) dispuesta para apoyarse a tope contra la parte coincidente cuando, estando recibida dicha parte coincidente en dicho rebaje, se acciona el portaescobillas a lo largo de dicho dispositivo de varilla en una dirección longitudinal paralela al segundo eje,

dicho rebaje está definido por una segunda pared (122) dispuesta para apoyarse a tope contra una parte coincidente cuando, estando recibida dicha parte coincidente en dicho rebaje, se acciona el portaescobillas en una dirección tangencial alrededor del segundo eje.

2. El conjunto de escobillas según la reivindicación 1, en el que la segunda pared (122) es una pared inferior del rebaje (121) y en el que dicha al menos una primera pared (123, 124) sube verticalmente desde dicha pared inferior.

3. El conjunto de escobillas según la reivindicación 1 o 2, en el que al menos uno del dispositivo de varilla y del portaescobillas (120) define medios de guiado (122, 123, 124, 131, 169, 170, 175, 109, 110, 176) para guiar el portaescobillas en una dirección que tiene una componente radial con respecto al primer eje.

4. El conjunto de escobillas según la reivindicación 3, en el que los medios de guiado comprenden una acanaladura (122, 123, 124).

5. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el portaescobillas (120) define el rebaje (121) y el dispositivo de varilla comprende la parte coincidente (105).

6. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,

en el que el rebaje (121) o la parte coincidente (105) definido por el dispositivo de varilla está hecho de material aislante.

7. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la parte del dispositivo de varilla que está hecha de material aislante (101; 101’; 303) se fabrica mediante moldeo por inyección de plástico.

8. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el dispositivo de varilla está dispuesto para soportar medios (144, 146, 152, 153, 151, 134, 180, 137) para la distribución de potencia y/o datos.

9. El conjunto de escobillas según la reivindicación 8, en el que los medios de distribución de potencia/datos están integrados en el dispositivo de varilla.

10. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que

el conjunto de escobillas comprende además al menos una placa metálica (132) que define al menos un agujero, el dispositivo de varilla define una cavidad (116) adaptada para recibir dicha placa metálica,

una pared exterior de la cavidad define al menos un agujero pasante, en una posición o posiciones correspondientes a la posición o posiciones del agujero o agujeros de la placa metálica, cuando la placa metálica está recibida dentro de dicha cavidad.

11. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el conjunto de escobillas comprende además al menos una placa conductora (141; 141”), al menos parcialmente circular, que se extiende en un plano perpendicular a una línea que tiene una componente paralela al primer eje (D1) y/o al segundo eje (D2).

12. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el dispositivo de varilla comprende un único elemento de varilla (101; 101’).

13. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el dispositivo de varilla, que comprende dicha varilla (302) que se extiende de manera longitudinal a lo largo del segundo eje, comprende al menos un elemento de soporte (303) montado de modo desmontable sobre esta varilla.

14. El conjunto de escobillas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que

el dispositivo de varilla comprende, en un único extremo, medios de fijación (181, 142) dispuestos para una fijación sobre un soporte (138),

los medios de fijación están dispuestos para permitir la fijación en un único lugar y con un único ángulo con respecto al soporte.

15. Un conjunto de anillos colectores (100, 100”), que comprende

al menos un anillo conductor (201) que tiene una superficie cilindrica (202), y

un conjunto de escobillas (102) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.