MX2012011925A - Sistema, metodo y aparato para resorte en espiral inclinado trenzado. - Google Patents

Abstract

Se describe un resorte en espiral inclinado trenzado para el contacto eléctrico entre elementos contiguos. El resorte se forma a partir de un alambre trenzado con espirales que definen un toroide.

Description

SISTEMA, METODO Y APARATO PARA RESORTE EN ESPIRAL INCLINADO TRENZADO Campo de la Invención La invención se refiere, en general, a resortes en espiral inclinados y, en particular, a un sistema, método y aparato para un resorte en espiral inclinado trenzado para el contacto eléctrico y mecánico entre elementos contiguos.

Antecedentes de la Invención Resortes en espiral inclinados convencionales están bien establecidos para proporcionar un contacto eléctrico y una retención mecánica en diversas configuraciones industriales tales como aplicaciones de varilla y cilindro. Estos resortes se utilizan para hacer pasar una corriente eléctrica alterna o una corriente eléctrica continua a través del resorte entre componentes metálicos. El resorte comprende un único alambre que está enrollado formando un resorte en espiral inclinado o un resorte de paso avanzado. Resortes en espiral inclinados pueden utilizarse para aplicar cargas radiales o cargas axiales entre componentes en contacto.

El estado de la corriente de los resortes en espiral inclinados trenzados sencillos de la técnica en servicio eléctrico tienen limitaciones de elevadas cargas desviadas y un alto rozamiento lineal resultante cuando se utilizan alambres de mayor diámetro para conducir densidades de Ref.:236278 corriente eléctricas de moderadas a altas. Además, y dependiendo de la aplicación y de los materiales seleccionados, estos resortes pueden tener restricciones en la conductividad eléctrica y térmica que necesitan componentes redundantes para cumplir todos los requisitos de comportamiento para algunas instalaciones. Así, serían deseables mejoras adicionales en diseños de resorte en espiral inclinado para ampliar sus capacidades de comportamiento en aplicaciones alternativas.

Sumario de la Invención Se describen modalidades de un sistema, método y aparato mejorados para un resorte en espiral inclinado trenzado para el contacto eléctrico entre elementos contiguos. Por ejemplo, en algunas modalidades, un resorte comprende un cable trenzado formado a partir de una pluralidad de hebras de cable y configurado en forma de un resorte en espiral inclinado o resorte de paso avanzado. El resorte tiene una pluralidad de espirales que definen colectivamente un toroide . El cable trenzado tiene sólo dos extremos axiales que están unidos entre sí, de modo que el cable trenzado es continuo. La pluralidad de espirales no está limitada una con relación a otra, de modo que una periodicidad de la pluralidad de espirales no está limitada ni impedida por la conexión o el acoplamiento axial de las mismas. El resorte se puede utilizar en un montaje o sistema que comprende un primer conector que tiene un rebajo, y un segundo conector que se sitúa en y se aplica al primer conector. Uno o más de los cables trenzados están situados entre los conectores .

Lo que antecede y otros objetos y ventajas de las modalidades resultarán evidentes para los expertos en la técnica a la vista de la siguiente descripción detallada, tomada en unión con las reivindicaciones anexas y las figuras que se acompañan .

Breve Descripción de las Figuras De la manera en la que las características y ventajas de las modalidades se consiguen y se pueden comprender con mayor detalle, una descripción más particular, resumida brevemente arriba, puede tener como referencia las modalidades de la misma que están ilustradas en las figuras adjuntas. Sin embargo, las figuras ilustran sólo algunas modalidades y, por lo tanto, no se han de considerar limitantes de su alcance, ya que la invención puede admitir a otras modalidades igualmente eficaces.

La FIG. 1 es una vista frontal de una modalidad de un resorte en espiral inclinado trenzado; la FIG. 2 es una vista lateral parcial de una modalidad del resorte en espiral inclinado trenzado de la FIG. 1 bajo compresión radial; las FIGS . 3A-3C son vistas extremas en sección de diferentes modalidades del resorte en espiral inclinado trenzado de la FIG. 1, tomadas a lo largo de la línea 3 - 3 de la FIG. 2; la FIG. 4 es una vista lateral parcialmente seccionada de una modalidad de un montaje y sistema para un resorte en espiral inclinado trenzado, bajo compresión axial; las FIGS . 5A y 5B son vistas laterales parcialmente seccionadas de otra modalidad de un montaje y sistema para un resorte en espiral inclinado trenzado; las FIGS. 6A - 6C son vistas laterales parcialmente seccionadas de todavía otra modalidad de un montaje y sistema para un resorte en espiral inclinado trenzado; la FIG. 7 es una vista lateral de un resorte lineal bajo diferentes cargas y desviación; y la FIG. 8 es una gráfica de la carga frente a la desviación que comprende los comportamientos de una modalidad de un resorte en espiral inclinado trenzado y un resorte en espiral inclinado convencional.

El uso de los mismos símbolos de referencia en diferentes figuras indica elementos similares o idénticos.

Descripción Detallada de la Invención Se describen modalidades de un sistema, método y aparato mejorados para un resorte de paso avanzado (APS, siglas en inglés) trenzado o un resorte en espiral inclinado que proporciona un contacto eléctrico y una aplicación mecánica entre elementos contiguos. Por ejemplo, en la modalidad ilustrada en las FIGS. 1, 2 y 3A, el resorte en espiral inclinado 11 puede comprender un toroide de alambres de múltiples filamentos formado a partir de siete hebras 13 de filamentos de cable. En algunas modalidades, todas las espirales están inclinadas o descentradas del eje en una dirección y en el mismo ángulo de inclinación. Véase, p. ej . , la FIG. 1. Modalidades incluyen también resortes rectos (véase, p. ej . , la FIG. 7) que son lineales y están cortados a medida. El resorte 11 puede disponerse bajo compresión radial (FIG. 2) o compresión axial (FIG. 4) .

En comparación con espirales de una sola hebra convencionales, las curvas de carga frente a cualquier desviación característica están drásticamente modificadas, y la carga para cualquier desviación dada está grandemente reducida. Las fuerzas menores proporcionadas por espirales trenzadas permite el uso de una espiral con un diámetro global mucho mayor, y un aumento proporcional de metal de área en sección transversal dentro del alambre trenzado. El área mayor de la espiral trenzada reduce inversamente la resistencia eléctrica para cualquier aplicación de resorte dada. Así, se pueden conseguir espirales trenzadas con bajas cargas del resorte y características eléctricas que rivalizan con alambres más pesados. Alternativamente, también son alcanzables resortes trenzados que proporcionan cargas iguales con cables trenzados más pesados o gruesos, con una resistencia eléctrica mucho menor.

Por ejemplo, un resorte en espiral inclinado, de una sola hebra, convencional, que tiene un diámetro de la única hebra de 0,010 pulgadas (0,25 mm) se forma a partir de alambre de resorte de acero inoxidable 302. Ese alambre se enrolla en una geometría ovalada con un diámetro del eje menor de 0,133 pulgadas (3,38 mm) y un diámetro del eje mayor de 0,146 pulgadas (3,71 mm) . Este resorte en espiral inclinado de un solo alambre desarrolla aproximadamente 0,15 a 0,20 libras de fuerza (Lbf) por pulgada (0,016 a 0,022 Newton/metro) de longitud axial del resorte, cuando se comprime hasta un grosor radial de 0,100 pulgadas (2,54 mm) (compárese, p. ej . , la FIG.7).

Para la comparación, y de acuerdo con algunas modalidades, se utiliza el mismo factor de forma del resorte, pero formado con siete (7) hebras de filamentos del cable (FIG. 3A) . Cada una de las hebras puede estar provista de un diámetro de 0,005 pulgadas (0,13 mm) , y el resorte tiene un diámetro global de 0,015 pulgadas (0,38 mm) . La carga aproximada de 0,16 Lbf/pulgada (0,018 N/m) proporcionada por este resorte está en el mismo intervalo que el resorte de un solo alambre, pero el área en sección transversal del conductor aumenta de 7,58"5 pulgadas2 (0, 00049 cm2) (para el resorte de una sola hebra) hasta 1,37~4 pulgadas2 (0,00089 cm2) (para el resorte de 7 hebras) . Este es un aumento de área de aproximadamente el 80%, el cual equivale también a una caída inversa en la resistencia eléctrica y, así, a una mayor capacidad de amperaje eléctrico.

En otras modalidades se pueden utilizar un número mayor o menor de hebras de filamentos tales como cables trenzados que comprenden 4, 5, 9, 11, 13, 15 ó 17 hebras. Estas modalidades proporcionan también cargas menores que los resortes en espiral inclinados convencionales. Además de ello, la totalidad de las hebras o filamentos no tienen que tener el mismo tamaño. Por ejemplo, la FIG. 3B representa otra modalidad de un resorte 11 que tiene un filamento central 15 relativamente más pequeño (p. ej . 0,005 pulgadas (0,13 mm) de diámetro) rodeado por cinco filamentos 17 de diámetro relativamente mayor (p. ej . 0,007 (0,18 mm) pulgadas de diámetro) .

Alternativamente, la FIG. 3C representa una modalidad del resorte 11, en donde un filamento central 19 relativamente mayor (p. ej . de 0,005 pulgadas (0,13 mm) de diámetro) está rodeado por siete u ocho filamentos 20 de diámetro relativamente más pequeño (p. ej . 0,004 ó 0,003 pulgadas (0,10 mm ó 0,008 mm) de diámetro, respectivamente) . Además de ello, se pueden formar diversas modalidades con los filamentos central y circundante, a partir de diferentes materiales en algunas modalidades, tales como acero inoxidable y plata, respectivamente, para una carga/resistencia y conductividad eléctrica mejoradas.

Todavía en otras modalidades, los filamentos del resorte se pueden formar a partir de materiales superconductores tales como para aplicaciones criógenas. Por ejemplo, los resortes pueden comprender cables tejidos de niobio-estaño, niobio-titanio, cables de ytrio-boro-cobalto y cobre o bronce. Modalidades de un resorte multifilamentos pueden comprender, además, cables externos de aleación superconductora, tejidos en torno a un elemento elástico/fuerza que crea un filamento de núcleo metálico de elevado módulo para formar conectores característicos de adaptadores según se describen en esta memoria. El resorte también se puede formar con filamentos de diboruro de magnesio que pueden requerir un forro estanco al aire para reducir la oxidación.

Aplicaciones para estos tipos de resortes trenzados pueden incluir imanes superconductores utilizados para la formación de imágenes por resonancia magnética (IRM, por sus siglas en inglés) , resonancia magnética nuclear (RMN, por sus siglas en inglés) y espectroscopia de RMN, cuerpos magnéticos industriales y de laboratorio, aceleradores de partículas y almacenamiento de energía magnética. Las IRM y RMN utilizan descargas de corriente capacitiva rápidas a través de un imán amortiguado para crear un pulso magnético o "ping" rápido, que suena como un único golpe sobre una lámina de xilófono. Este pulso es del orden de miles de amperios, creando fuertes campos magnéticos de aproximadamente 1 a 23+ Teslas. Las emisiones de señales procedentes de los núcleos, átomos y moléculas son características de la masa, composición y estructura.

En algunas modalidades, para un collarín dado en el que el resorte está asentado, y una fuerza de contacto de fricción o muelle de encaje/desencaje dada, el resorte tiene un mayor área en sección transversal de conductor. Esto reduce la resistencia eléctrica del resorte, aumenta la transferencia de corriente eléctrica y aumenta la conductividad térmica. Para muchas aplicaciones, estos parámetros son superiores a resortes formados a partir de solamente un solo alambre del cable.

En otras modalidades, para una limitación fija del hardware y una capacidad de amperaje eléctrico fija, el resorte desarrolla una fuerza de compresión y un rozamiento por deslizamiento mucho menor que un resorte de una sola hebra. Para cualquier fuerza de compresión igual dada, el estrés neto en los cables individuales del resorte trenzado es menor y están más uniformemente distribuidos que un resorte de una sola hebra. Este diseño aumenta la vida de la fatiga para estos resortes de bajo estrés, de paso avanzado y de polifilamentos .

Las FIGS . 5A y 5B representan una modalidad de un tipo de aplicación para un sistema conector 21. Por ejemplo, una varilla 23 con un diámetro de 0,5 pulgadas (12,7 mm) está adaptada con un conector de calibre 25 con un collarín 27 en el que está situado un resorte en espiral inclinado trenzado 11. Esta aplicación se puede encontrar, por ejemplo, en grandes bombas de agua o sistemas de acondicionamiento de aire .

La varilla de cobre de media pulgada (12,7 mm) se puede conectar a un cable de 500 mcm (miles de circular mils) (253,5 mm2) , con un diámetro de 0,519 pulgadas (13,18 mm) . Basado en una capacidad de carga eléctrica de 1.713 amps/pulgada2 (165,5 amp/cm2) , la constante de amperaje de servicio es 889 amps . Esta calificación se triplica fácilmente para poner en marcha grandes motores trifásicos, y se multiplica por seis para tracciones de motor monofásicos. Los arranques del motor tienen una duración habitualmente de aproximadamente 1 a 10 segundos de tiempo. La mayoría de los disyuntores comerciales permiten obtener este requisito.

Un resorte en espiral inclinado de una sola hebra, convencional, que es adecuado para esta aplicación está formado de un material de la aleación C17200 común, tiene un diámetro de la hebra sólida o sencilla de 0,014 pulgadas (0,36 mm) y un área en sección transversal del alambre de 1,54"4 pulgadas2 (0,00099 cm2) . Para utilizar este resorte, el collarín o muesca tiene una profundidad de aproximadamente 0,09 pulgadas (2,3 mm) , lo cual proporciona una compresión de aproximadamente el 25% del resorte. El resorte tiene 46 espirales para adaptarse adecuadamente a la ranura. Este resorte convencional desarrolla una carga de compresión de 4,9 libras fuerza/pulgada (0,54 N/m) para un total de 6,65 libras fuerza (0,73 N/m) en esta aplicación. En otras palabras, asumiendo un coeficiente de rozamiento de 1,0, la varilla necesita 6,65 Lbf (0,73 N/m) para deslizar con un resorte entre la varilla y el ánima.

Las 46 espirales del resorte convencional manipulan 46 x 27,7 amps/espiral, o aproximadamente 1.274 amps. Con el fin de dimensionar adecuadamente el conector para manipular aproximadamente tres a 3,5 veces la corriente en marcha normal para el arranque, se requieren para esta aplicación dos de estos resortes convencionales, uno junto a otro, lo cual proporciona una fricción lineal neta superior a 13 Lbf (57, 85 N) .

En contraposición, modalidades de un resorte trenzado pueden sustituirse para aumentar la capacidad de potencia de la instalación. Por ejemplo, un resorte de siete hebras tiene siete filamentos de cable, cada uno de los cuales tiene un diámetro de 0,008 pulgadas (0,20 mm) . Este resorte de cable trenzado tiene la misma altura y anchura que el otro resorte y desarrolla una carga de 12,7 Lbf (56,51 N) . Sin embargo, el resorte trenzado tiene un área en sección transversal global de 3,52"4 pulgadas2 (0,0022 cm2) de área conductora, que es más del doble que la del resorte de una sola hebra. Por consiguiente, se requiere sólo una ranura y un resorte para la instalación trenzada, requiriéndose ventajosamente el mismo rozamiento por resorte, un conector menor y menos mecanización.

Sustituyendo una aleación de mayor comportamiento (p. ej . C18150) se aumenta la capacidad de potencia del resorte de una sola hebra de 27,7 amps/espiral a 44,6 amps/espiral . Haciendo la misma sustitución del material en el resorte trenzado, se aumenta igualmente su capacidad de corriente en el mismo porcentaje. En otro ejemplo, utilizando cables externos de niobio-titanio, niobio-estaño-bronce y sumergiendo en helio líquido se aumenta otras 200 veces la capacidad de corriente .

En una modalidad alternativa, la capacidad de corriente eléctrica se mantiene aproximadamente igual que los resortes convencionales, pero cambiando el comportamiento de rozamiento. El resorte convencional utiliza un único cable con un diámetro de 0,014 pulgadas (0,36 mm) y crea 6,65 Lbf (29,59 N) de fuerza de rozamiento por deslizamiento por resorte. Para cumplir la capacidad de sobrecarga de corriente de este ejemplo particular, se necesitan dos de los resortes convencionales . Al reemplazar estos dos resortes convencionales por un par de resortes trenzados con siete hebras de 0,006 pulgadas (0,15 mm) de diámetro por hebra, se proporciona un área de 1,97"4 pulgadas2 (0,0013 cm2) . Dado que los resortes trenzados tienen una mayor área, pero una menor fuerza, se satisface el requisito de carga de potencia durante 3 segundos. El contacto más ligero de los resortes trenzados añade calor, pero lo equilibran con la menor resistencia eléctrica y la mejor transferencia térmica.

Al utilizar un par de resortes cada uno con 7 hebras con diámetros de 0,006 pulgadas (0,15 mm) , se reduce la fricción a 0,79 Lbf/pulgada (0,09 N/m) o aproximadamente un séptimo del rozamiento de los resortes de una sola hebra. Así, estas modalidades proporcionan una junta de capacidad de potencia igual con una carga de rozamiento mucho menor. De manera similar, un resorte con 7 hebras con diámetros de 0,005 pulgadas (0,13 mm) tiene el mismo área en sección transversal que un resorte de una hebra macizo o único de 0,013 pulgadas (0,33 mm) . Hecho a tamaños iguales de resorte y a una desviación del 25%, el resorte de múltiples hebras desarrolla 0,16 Lbf/pulgada (0,02 N/m) de fuerza, comparado con las 2,5 Lbf/pulgada (0,27 N/m) de fuerza para el resorte de una sola hebra.

La FIG. 8 representa gráficas de carga y desviación para resortes de área en sección transversal iguales de la misma geometría y de material de acero inoxidable. La gráfica 31 para el resorte de múltiples hebras tiene un área de 0,0001374 pulgadas2 (0,00089 cm2) , y la gráfica 33 para el alambre de núcleo macizo tiene casi el mismo área idéntica de 0,0001327 pulgadas2 (0,00086 cm2) . Las áreas son muy similares, pero existe una enorme diferencia en la carga. Por ejemplo, para geometrías idénticas de resorte de 0,133 x 0,146 pulgadas (0,38 x 0,37 cm) (es decir, las dimensiones de los ejes menor y mayor del factor de formación de muelle ovalado) a lo largo de diversos diámetros de cable, proporciona los siguientes datos: Altura 0 , 13 mm x 7 hebras 0,33 mm hebra única cargada (N/m) (N/m) (mm) 0,00089 cm2 0, 00086 3, 05 0, 0035 0,35 2, 92 0, 0088 0, 57 2,79 0, 0124 0,70 2, 67 0, 0157 0, 71 2, 54 0, 0175 0, 74 2,41 0, 0219 0, 76 2,28 0, 0239 0,79 2, 16 0, 0349 0,80 2, 03 0, 0675 0,81 1, 90 0, 27 1, 07 Por consiguiente, cuando la fuerza por unidad estos resortes se normaliza, el resorte de múltip! proporciona un intervalo de fuerza sorprendentemente amplio. Por ejemplo, bajo la altura de carga mínima de 0,12 pulgadas (3,05 mm) , el resorte trenzado produce 0,032 Lbf/pulgada (0,003 N/ra) . Cuando esa fuerza se divide por el área del resorte de múltiples hebras (es decir, 0,032: 0,0001374), tiene una fuerza normalizada de aproximadamente 233 Lbf/pulgada/pulgada2 (25,6 N/m/0,0006 m2) . En el extremo superior de 0,075 pulgadas (1,90 mm) , el resorte trenzado produce 2,5 Lbf/pulgada (0,27 N/m) . Cuando se divide por el área del resorte de múltiples hebras (es decir, 2,5:0,0001374), tiene una fuerza normalizada de aproximadamente 18.195 Lbf/pulgada/pulgada2 (2001,45 N/m/0,0006 m2) o de aproximadamente 200 a 20.000 Lbf/pulgada/pulgada2. (22 a 2.200 N/m/0,0006 m2) . Esto proporciona una varianza de fuerza de aproximadamente 7800% frente al intervalo operacional del resorte de múltiples hebras (por ejemplo, en una varianza de fuerza en exceso de 7000%) .

En fuerte contraposición, bajo la altura cargada mínima de 0,12 pulgadas (3,05 mm) , el resorte de núcleo macizo produce 3,2 Lbf/pulgada (0,35 N/m) . Cuando la fuerza se divide por el área del resorte de núcleo macizo (es decir, 3,2:0,0001327), tiene una fuerza normalizada de aproximadamente 24.114 Lbf/pulgada/pulgada2 (2, 652, 5 N/m/0,0006 m) . En el extremo superior de 0,075 pulgadas (1,90 mm) , el resorte de una sola hebra produce 9,7 Lbf/pulgada (1,07 N/m), y cuando se divide por su área (es decir, 9,7:0,0001327) tiene una fuerza normalizada de aproximadamente 73.097 Lbf/pulgada/pulgada2 (8.040,7 N/m/0,0006 m2) que es aproximadamente una varianza del 300% de fuerza frente al intervalo operativo del resorte de un solo torón.

Así, para áreas similares, las cargas son ampliamente diferentes. Igualmente para cargas similares las áreas son ampliamente diferentes. En otro ejemplo, una aplicación utiliza típicamente un resorte convencional con un alambre macizo con un diámetro de 0,013 pulgadas (0,33 mm) . Sin embargo, la aplicación requiere un rozamiento menor, pero la misma conductividad eléctrica o mejor que puede proporcionar el cable único. Utilizando un resorte de múltiples hebras de 0,005 x 7, se proporciona una conductividad similar a un alambre macizo de 0,013 pulgadas (0,33 mm) de diámetro, pero la fuerza/rozamiento es mucho menor y es igual a un resorte de una sola hebra de un diámetro de 0,008 pulgadas (0,20 mm) a solo 0,27 Lbf/pulgada (0,029 N/m) de fuerza. Alternativamente, un resorte de múltiples hebras con 0,006 x 7 hebras, proporciona una resistencia eléctrica menor y un menor rozamiento. Seguidamente se proporcionan otros ejemplos para la comparación del comportamiento.

Alambre Área Carga a 2,29 mm de desviación [diam [mm] x hebra (s) [cm2] (N/m) 0,33 x 1 0, 00086 0,79 0, 13 x 7 0, 00089 0, 002 0, 20 x 1 0, 00324 0, 84 O, 25 X 7 O, 00354 0, 033 Como otro ejemplo, algunas aplicaciones requieren el mismo rozamiento por deslizamiento y carga que un resorte macizo de diámetro de 0,013 pulgadas (0,33 mm) , pero la mejor conductividad eléctrica posible y la capacidad de corriente más alta. El resorte de múltiples hebras de 0,010x7 (0,25 mm x 7) tiene 4,1 veces el área en sección transversal el área de un resorte macizo convencional de 0,013 pulgadas (0,33 mm) de diámetro, pero la misma carga y fricción. La conductividad térmica es también mucho mayor para el resorte de múltiples hebras, de modo que la capacidad de corriente aumenta en aproximadamente 500%.

Todavía en otro ejemplo, un conector de desconexión rápida de batería de camiones híbridos, o un conector soldador por arco eléctrico tiene un conector macho/hembra de cobre macizo con diámetros de 8 mm. Tal como se muestra en las FIGS . 6A - 6C, los resortes en espiral inclinados 11 están contenidos en una muesca 41 sobre la varilla 43 dentro de un ánima 45 del conector. Se requiere que los resortes funcionen a 800 amperios continuos y sobrecargas hasta 2.100 amps durante tres segundos .

Una solución convencional a esta aplicación particular es utilizar un resorte de aleación C18150 con un alambre de núcleo macizo de un diámetro de 0,011 pulgadas (0,28 mm) . El área de este resorte es de 9,5"5 pulgadas2 (0 , 0006 cm2) y la carga es de 4,7 Lbf/pulgada (0,52 N/m) . Este resorte se tasa a 28,5 amps por espiral durante 3 segundos. Existen 33 espirales en un resorte, proporcionando 33 espirales x 28,5 amps/espiral = 940 amperios por resorte. Así, se necesitan tres de estos resortes convencionales, uno junto a otro, para manipular la demanda pico. Cada uno de los resortes desarrolla aproximadamente 3,8 Lbf (16,9 N) de rozamiento por deslizamiento, o un total de aproximadamente 11,4 Lbf (50,7 N) para ensamblar el conector.

En contraposición, se puede utilizar un resorte de múltiples hebras, formado a partir de la aleación C18150 con un diámetro de 0, 007 pulgadas (0,18 mm) x 7 hebras. Este resorte tiene un área de 2,7"4 pulgadas2 (0, 00174 cm2) y una carga de 5,1 Lbf/pulgada (0,56 N/m) o aproximadamente 4 Lbf (17,8 N) totales. El resorte de múltiples hebras tiene 2,84 veces el área del conductor del resorte macizo, de modo que sólo se requiere un resorte de múltiples hebras. Esta solución proporciona una fuerza de rozamiento menor, es más fácil de ensamblar y es menos costosa debido a una menor mecanización para la ranura sencilla, y el conector es más corto en su longitud global, lo cual ahorra materiales y tiempo de fabricación.

Así, estas modalidades son bien adecuadas para aplicaciones con dimensiones límite fijas, una necesidad de resistencia eléctrica menor y/o una conductividad térmica incrementada. Esas ventajas se proporcionan aumentando el área en sección transversal del metal conductor sin aumentar las fuerzas y la carga. Alternativamente, estas modalidades reducen el rozamiento entre la resistencia eléctrica creciente.

En algunas modalidades, el resorte comprende un alambre trenzado formado a partir de una pluralidad de hebras de cable y se configura como una espiral inclinada o resorte de paso avanzado. El resorte tiene una pluralidad de espirales que definen colectivamente un toroide. El alambre trenzado tiene sólo dos extremos axiales que están unidos o soldados entre sí, de modo que el alambre trenzado es continuo. La pluralidad de espirales no está limitada una con relación a otra, de modo que una periodicidad de la pluralidad de espirales no está limitada ni impedida por la conexión o el acoplamiento axial de la pluralidad de espirales. El cable trenzado proporciona aproximadamente 200 a 20.000 Lbf/pulgada/pulgada2 (22 a 2.200 N/m/0,0006 m2) en algunas modalidades. El cable trenzado proporciona también una varianza de fuerza superior a 7000% (p. ej . , aproximadamente 7800%) a lo largo de un intervalo operativo del resorte.

En algunas modalidades, al menos una pluralidad de hebras se forma a un diámetro que difiere de un diámetro de otros de la pluralidad de hebras. El cable trenzado puede conformarse con una hebra central con un diámetro relativamente pequeño, y la hebra central está rodeada por hebras circundantes que tienen un diámetro relativamente mayor. Por ejemplo, el diámetro relativamente más pequeño puede ser de 0,005 pulgadas (0,13 mm) y el diámetro relativamente mayor puede ser de 0,007 pulgadas (0,18 mm) . El cable trenzado también puede conformarse con una hebra central con diámetro relativamente mayor, y la hebra central está rodeada por hebras circundantes con un diámetro relativamente menor. Por ejemplo, el diámetro relativamente menor puede ser de 0,003 o 0,004 pulgadas (0,07 mm o 0,10 mm) , y el diámetro relativamente mayor puede ser de 0,005 pulgadas (0,13 mm) .

En otras modalidades, se forma al menos una de la pluralidad de hebras a partir de un material que difiere de un material utilizado para formar las otras de la pluralidad de hebras. Por ejemplo, el alambre trenzado puede tener una hebra central formada de acero inoxidable, y la hebra central está rodeada por hebras circundantes hechas de plata. Todavía en otras modalidades, al menos una de las hebras se forma de un material superconductor.

Algunas modalidades comprenden también un montaje o sistema que comprende un primer conector (p. ej . interior, exterior o axial) que tiene un rebajo que circunscribe las superficies interior o exterior del mismo. Un segundo conector tiene un segundo rebajo, y el alambre trenzado está situado en los rebajos de los conectores.

El utilizar un alambre de múltiples hebras para un resorte de espiral inclinado tiene numerosas ventajas, incluido reducir la resistencia de la trayectoria eléctrica en casi la mitad, al tiempo que se mantiene una carga de fuerza equivalente para una envuelta del tamaño del resorte dada. Para resortes del mismo diámetro, los resortes trenzados reducen también grandemente la carga de fuerza, al tiempo que mantienen una resistencia a la trayectoria eléctrica equivalente y una envuelta del tamaño del resorte.

En aspectos mecánicos, los esfuerzos por desviación que se acumulan en los resortes de múltiples hebras también son sustancialmente menores que los que aparecen en los resortes de una sola hebra. Los resortes de múltiples hebras tienen, así, la ventaja mecánica en los ciclos de fatiga. Resortes de múltiples hebras suprimen también las señales electromagnéticas y de interferencia de radiofrecuencia (EMI/RFI, por sus siglas en inglés) .

Esta descripción escrita utiliza ejemplos para describir las modalidades, incluido el mejor modo y también permite a los expertos ordinarios en la técnica producir y utilizar las modalidades. El alcance patentable se define por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les puedan ocurrir a los expertos en la técnica. Otros ejemplos de este tipo pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias no sustanciales de los lenguajes literales de las reivindicaciones .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. - Un resorte, caracterizado porque comprende: un alambre trenzado formado de una pluralidad de hebras de alambre y configurado en forma de un resorte en espiral inclinado con una pluralidad de espirales que definen colectivamente un toroide, teniendo el alambre trenzado extremos axiales que están unidos entre sí de modo que el alambre trenzado es continuo.

2. - Un montaje, caracterizado porque comprende: un primer conector con un rebajo formado en el mismo; un segundo conector con un segundo rebajo formado en el mismo; un alambre trenzado situado en el rebajo y segundo rebajo entre el primer y segundo conectores, teniendo el alambre trenzado una pluralidad de hebras de alambre y estando configurado como un resorte en espiral inclinado que tiene una pluralidad de espirales que definen colectivamente un toroide, teniendo el alambre trenzado extremos axiales que están unidos entre sí de modo que el alambre trenzado es continuo .

3. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la pluralidad de hebras comprenden siete hebras de cable.

4. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la pluralidad de hebras comprende 4, 5, 9, 11, 13, 15 ó 17 hebras de cable .

5. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el alambre trenzado proporciona aproximadamente 200 a 20.000 Lbf/pulgada/pulgada2 (22 a 2.200 N/m/0,0006 m2) .

6. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el alambre trenzado proporciona una varianza de fuerza superior a 7000% a lo largo de un intervalo operativo del resorte.

7. - Un resorte o montaje de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque al menos una de la pluralidad de hebras se forma a un diámetro que difiere de un diámetro de las otras de la pluralidad de hebras.

8. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el alambre trenzado tiene una hebra central con un diámetro relativamente más pequeño, y la hebra central está rodeada por hebras circundantes con un diámetro relativamente mayor.

9. - Un resorte o montaje de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el diámetro relativamente menor es de 0,005 pulgadas (0,13 mm) y el diámetro relativamente mayor es de 0,007 pulgadas (0,18 mm) .

10. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el alambre trenzado tiene una hebra central con un diámetro relativamente mayor, y la hebra central está rodeada por hebras circundantes con un diámetro relativamente más pequeño .

11. - Un resorte o montaje de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el diámetro relativamente más pequeño es de 0,003 (0,07 mm) o de 0,004 pulgadas (0,10 mm) , y el diámetro relativamente mayor es de 0,005 pulgadas (0,13 mm) .

12. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 6 2, caracterizado porque al menos una de la pluralidad de hebras se forma a partir de un primer material que difiere de un segundo material utilizado para formar otras de la pluralidad de hebras.

13. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el alambre trenzado tiene una hebra central formada de acero inoxidable y la hebra central está rodeada por hebras circundantes formadas de plata.

14. - Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque al menos una de las hebras se forma de un material superconductor.

15.- Un resorte o montaje de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el alambre trenzado tiene sólo dos extremos axiales que están soldados juntos, de modo que el alambre trenzado es continuo, y la pluralidad de espirales no está restringida una con relación a otra, de modo que no está limitada una periodicidad de la pluralidad de espirales ni impedida por la conexión o acoplamiento axial de la pluralidad de espirales.