MX2013014578A - Circuito de conexión a tierra de escobillas de carbón. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un circuito de conexión a tierra para la conexión de una escobilla de carbón de un motor DC; comprende por lo menos una placa metálica (2) que exhibe, en cada uno de sus extremos, una zona de contacto eléctrico (21, 22) que se pone en contacto eléctrico con el alojamiento del motor, que está conectado a la tierra del motor, y un primero (C1) y un segundo (C2) capacitores desacopladotes, cuyo primer brazo se conecta eléctricamente a la placa metálica (2) y cuyo segundo brazo se conecta eléctricamente al cojinete de conexión (P+) en la terminal positiva respectivamente al cojinete de conexión (P-) en la terminal negativa de un suministro de energía de batería; la aplicación en la fabricación de motores del tipo de un motor para limpiaparabrisas para vehículos automotores.

Description

CIRCUITO DE CONEXIÓN A TIERRA DE ESCOBILLAS DE CARBÓN MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa.

En los motores de corriente directa, en particular los motores para limpiaparabrisas en los vehículos motorizados, son importantes la conexión correcta de las escobillas de carbón y el desacoplamiento de las mismas de la tierra, el voltaje de referencia del vehículo, en particular para reducir el nivel de señales espurias y la interferencia en las líneas de energía del vehículo, debido al contacto giratorio entre las escobillas de carbón y los sectores del conmutador del motor.

Con frecuencia no es suficiente desacoplar simplemente usando un condensador.

Las soluciones encontradas en el campo técnico correspondiente incluyen insertar una terminal eléctricamente conductora en forma de U en contacto mecánico con la caja de metal del motor, después deformar la caja de metal/unidad de terminal eléctrica unida por medio de deformación plástica permanente doblándola para asegurar una conexión eléctrica a tierra, como se propone en la solicitud de patente EP 0 544 404.

Dicho enfoque proporciona un correcto contacto a tierra y una conexión a tierra adecuada como el voltaje de referencia de las escobillas de carbón para los motores así obtenidos.

Pero dicho método de operación es costoso en términos de tiempo y energía de procesamiento, en particular en el caso de la fabricación continua en una línea de producción automática, debido a que se requiere una deformación por doblez.

La presente invención pretende superar los inconvenientes antes mencionados usando un circuito de conexión a tierra específico para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, en el que el contacto eléctrico a tierra con la tierra del motor y el vehículo, a la cual también se conecta el sistema inductor del motor, se proporciona simplemente ajustando la caja de metal del motor.

Otro objetivo de la presente invención es también la implementación de un circuito específico de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa en el que, en ausencia de alguna deformación plástica permanente de la caja y de la parte de conexión, el alojamiento puede ser ensamblado y desensamblado repetidamente sin producir ningún inconveniente.

Por último, otro objetivo de la presente invención es la implementación de una placa de metal para una conexión a tierra específica garantizando el correcto contacto eléctrico del motor y del vehículo a tierra, después del repetido ensamblado y desensamblado de la caja del motor.

El circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa al cual se refiere la invención, se dispone de tal manera que cada escobilla de carbón se conecta por medio de un segmento conmutador flexible y un transformador a un contacto de conexión en la terminal positiva o negativa, respectivamente, de un suministro de batería, y se coloca en un elemento de soporte simétricamente con relación a un plano de simetría general.

Lo importante de esto es que incluye por lo menos una placa de metal que tiene, en cada uno de sus lados, una zona de contacto eléctrico puesta en contacto eléctrico con la caja del motor, que está conectada a la tierra del motor, y un primer condensador desacoplador y un segundo condensador desacoplador de los cuales un primer brazo está conectado eléctricamente a la placa de metal y un segundo brazo está conectado eléctricamente al contacto de conexión en la terminal positiva, o el contacto de conexión en la terminal negativa, respectivamente, del suministro de batería.

El circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención también es importante porque cada una de las zonas de contacto eléctrico en el extremo de la placa de metal incluye por lo menos una protuberancia que garantiza el contacto eléctrico entre cada una de las zonas de contacto eléctrico y se conecta a tierra por medio del sistema inductor a través de la caja.

El circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención también es importante porque la protuberancia se forma por medio de una lengüeta elástica de metal que se proyecta hacia afuera, hacia la superficie lateral interna de la caja.

El circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención también es importante porque la placa incluye por lo menos una parte central que es sustancialmente plana y recta, y dos zonas de contacto extremas sustancialmente planas, cada una incluyendo una de las protuberancias, el plano que contiene a cada zona de contacto extrema está inclinado en un ángulo diedro opuesto dado con relación a la parte central sustancialmente plana y recta, para formar una cubierta cilindrica y de esta forma hacer posible el contacto eléctrico simultáneo y permanente entre cada una de las protuberancias y la superficie lateral interna de la caja.

El circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención también es importante porque la placa de metal también incluye, en cada uno de sus extremos, medios para unir la placa por inserción a un orificio de unión formado en el elemento de soporte.

El circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención también es importante porque los medios de unión de la placa están formados por una primera lengüeta y una segunda lengüeta formadas integralmente en el plano que contiene dichas zonas de contacto, cuyos bordes laterales tienen un perfil de sierra, la placa y el circuito de conexión a tierra se unen al elemento de soporte forzando cada una de las lengüetas dentro de un orificio de unión correspondiente.

El circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención también es importante porque, como el elemento de soporte tiene un primer orificio de unión y un segundo orificio de unión formados por un agujero pasante, los medios de unión están formados por una primera lengüeta y una segunda lengüeta formadas integralmente en el plano que contiene las zonas de contacto, la longitud de las mismas es mayor que la profundidad de los agujeros pasantes, la placa y el circuito se unen el elemento de soporte insertando cada una de las lengüetas en uno de los orificios de unión y doblando/plegando cada lengüeta bajo el elemento de soporte.

El circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención también es importante porque la placa de metal está hecha de una aleación de cobre, latón.

La invención también se refiere a una placa de metal para un circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa que es importante porque esta placa tiene, en cada extremo de la misma, una zona de contacto eléctrico diseñada para hacer contacto eléctrico con la caja del motor, que se conecta a través del sistema inductor a la tierra del motor.

La placa de metal a la que se refiere la invención también es importante porque cada una de las zonas de contacto eléctrico incluye por lo menos una protuberancia que garantiza el contacto eléctrico entre cada una de las zonas de contacto eléctrico y se conecta a tierra por medio del sistema inductor.

Por último, la placa de metal a la que se refiere la invención es importante porque cada protuberancia está formada por una lengüeta de metal elástica que se proyecta hacia afuera, hacia la superficie lateral interna de la caja.

El circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa y la placa de metal a los cuales se refiere la invención, se utilizan en la fabricación de motores de corriente directa para vehículos a motor, en particular motores para limpiaparabrisas.

Estos se podrán entender mejor a partir de la descripción y los siguientes dibujos, en los cuales: la figura 1 es una vista en perspectiva de un circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa de acuerdo con la invención, en el elemento de soporte de la misma; la figura 2 es un diagrama eléctrico equivalente del circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, como se muestra en la figura 1 ; la figura 3 es una vista superior del circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, como se muestra en la figura 1 ; la figura 4 es una vista en perspectiva de una placa de metal en una modalidad preferida no limitante, especialmente diseñada para la implementación de un circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, como se muestra en las figuras 1 a 3.

A continuación se proporciona una descripción más detallada del circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, de acuerdo con la presente invención, con relación a la figura 1 y las figuras subsiguientes.

La figura 1 muestra que el circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, al cual se refiere la invención, se aplica a una disposición en la que cada escobilla de carbón B1, B2 está conectada por medio de un segmento conmutador flexible y una bobina S1 , S2 a un contacto de conexión P+, P- respectivamente en la terminal positiva o negativa del suministro de energía de batería del vehículo.

Además, como se muestra en la figura 1, cada escobilla de carbón B1 y B2 se dispone en un elemento de soporte 1 simétricamente con relación a un plano de simetría general, marcado como P en la figura 1 antes mencionada.

Específicamente, el elemento de soporte 1 y la disposición de escobillas de carbón son simétricos con relación al plano de simetría longitudinal P de todo este plano, cuando el elemento de soporte 1 , ajustado con las escobillas de carbón, se coloca en el conmutador del motor que contiene el eje de rotación de la flecha giratoria del motor y del conmutador.

Así, como se muestra en la figura 1 , el circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención, incluye principalmente por lo menos una placa de metal 2 que tiene en cada uno de sus extremos una zona de contacto eléctrico 21 y 22 respectivamente. Cada zona de contacto eléctrico está diseñada para ser colocada en contacto eléctrico con el sistema inductor del motor, que se conecta a la tierra del motor, por medio de la caja de metal del motor.

Además, como se muestra en la figura 1 , el circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención incluye un primer condensador desacoplador C1 y un segundo condensador desacoplador C2, un primer brazo del mismo que se conecta eléctricamente a la placa de metal 2 y un segundo brazo del mismo que se conecta eléctricamente al contacto de conexión P+ en la terminal positiva, o respectivamente al contacto de conexión P- en la terminal negativa del suministro de batería.

Un diagrama eléctrico equivalente del circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, como se muestra en la figura 1 , se describe a continuación con relación a la figura 2.

La figura 2 antes mencionada muestra que los condensadores desacopladores C1 y C2 tienen un brazo compartido vinculado directamente con la placa de metal 2, el otro brazo de los mismos se conecta directamente con la bobina S1, que se conecta con la escobilla de carbón B1 y con el contacto de conexión P-, o con la bobina S2 que se conecta a la escobilla de carbón B2 y al contacto de conexión P+, respectivamente.

Las figuras 1 y 2 muestran que cada zona de contacto eléctrico 21 y 22 que se localizan en el extremo de la placa de metal 2, incluye por lo menos una protuberancia, marcada como 21a y 22a, que garantiza el contacto eléctrico entre cada una de las zonas de contacto eléctrico y la tierra enlazadas por el sistema inductor, a través del alojamiento CA, que se muestra con líneas punteadas como una forma sustancialmente cilindrica en la figura 2.

Así, como se muestra en las figuras 1 y 2, cada protuberancia puede ser una lengüeta de metal elástica formada integralmente a partir de cada una de las zonas de contacto eléctrico 21 y 22, respectivamente. Cada lengüeta, marcada como 11 y 12, se proyecta hacia afuera, hacia la superficie lateral interna de la caja CA, en la tierra potencial del sistema inductor.

Más específicamente, la lengüeta de metal 2 ventajosamente puede estar hecha, por ejemplo, de un material metálico diseñado especialmente para contactos flexibles. Como un ejemplo no limitante, este material puede incluir diferentes aleaciones, como una aleación de cobre-berilio, latón, etc. Por lo tanto, la lengüeta de metal 2 se puede formar cortando y troquelando las zonas de contacto 21 y 22 y, en particular, las lengüetas 11 y 12 que forman las protuberancias 21a y 22a antes mencionadas. El proceso de troquelado posibilita la formación de la placa de metal 2, como se muestra en la figura 2, de manera que las zonas de contacto 21 y 22 y en particular las protuberancias o lengüetas 11 y 12 sean puestas en contacto directo con la cara interna de la caja de metal CA, simplemente colocando esta última en el elemento de soporte 1 , como se describirá a continuación. Alternativamente, las protuberancias 2 a y 22a se pueden formar sin cortar. Con este propósito, las zonas de contacto extremas 21 y 22 se pueden formar doblando los extremos libres de las mismas, para formar la protuberancia elástica que se proyecta hacia la cara interna de la caja CA. El extremo doblado en forma de U de las zonas de contacto extremas 21 y 22 realiza la misma función de las lengüetas cortadas 11 y 12.

Como se muestra específicamente en la figura, 2, la placa de metal 2 incluye por lo menos una parte central 20 sustancialmente plana y recta, y las dos zonas de contacto extremas 21 y 22 sustancialmente planas tienen cada una, una de las protuberancias 21a, 22a. Adicionalmente, como se muestra particularmente en la figura 2, cada zona de contacto extrema 21 y 22 está inclinada en un ángulo diedro opuesto dado marcado como +A y -A, con relación a la parte central 20 sustancialmente plana y recta. Esta forma de la placa de metal 2 constituye la cubierta cilindrica de la caja CA y hace posible el contacto eléctrico simultáneo y permanente de cada una de las protuberancias, es decir, las lengüetas 11 y 12, con la superficie lateral interna de la caja CA en el potencial de tierra del sistema inductor.

La figura 3 es una vista superior de la figura 1, mostrando detalles de implementación de la lengüeta de metal 2, en particular la colocación de la misma en el elemento de soporte 1. De preferencia, la lengüeta de metal 2 tiene medios de unión 21b, 22b en cada uno de los extremos de la misma que se insertan en un orificio de unión formado en el elemento de soporte .

Además, durante la instalación de la caja CA en el elemento de soporte 1 ajustado con la lengüeta de metal 2, se genera una fuerza de compresión F, como se muestra en la figura 3, por medio del contacto entre la caja CA y las protuberancias formadas por las lengüetas 11 y 12. La fuerza de compresión antes mencionada ejerce una tensión de torsión sobre la lengüeta de metal 2 que tiende a ejercer una tensión sobre la unión de la lengüeta de metal 2 con el elemento de soporte 1. Para evitar no sólo cualquier deformación de la lengüeta de metal 2 sino también cualquier deterioro del contacto eléctrico entre cada lengüeta 11 y 12 que forman las protuberancias de las zonas de contacto eléctrico 21 y 22 en la caja CA, el elemento de soporte 1 está provisto ventajosamente con topes 11 y 12. Estos topes se pueden hacer ventajosamente en forma integral cuando se fabrique el elemento de soporte 1. Como un ejemplo no limitante, el elemento de soporte 1 puede estar hecho de plástico, como Delrin reforzado con fibra de vidrio y que se obtiene por moldeado y/o por inyección.

La altura de los topes 11 y 12 puede ser, por ejemplo, sustancialmente igual a la altura de las zonas de contacto extremas 21 y 22 de la placa de metal 2 para evitar cualquier deformación importante de las antes zonas de contacto extremas y de la placa de metal 2.

A continuación se proporciona una descripción más detallada de la misma lengüeta de metal 2 con relación a la figura 4.

La figura 4 es una vista en perspectiva de la lengüeta de metal 2. La figura antes mencionada muestra que la placa de metal 2, a la cual se refiere la invención, incluye principalmente, en cada extremo de la misma, la zona de contacto eléctrico 21 , 22 destinado a hacer contacto con la caja CA en el potencial de tierra del sistema inductor del motor.

Cada una de las zonas de contacto eléctrico 21 , 22 tiene por lo menos una protuberancia 21a y 22a garantizando el contacto eléctrico entre cada una de las zonas de contacto eléctrico y conectada a tierra por el sistema inductor a través de la caja.

En la modalidad preferida que se muestra en la figura 4, cada protuberancia 21a y 22a está formada por una lengüeta de metal elástica 11 , 12 como se describió antes. La figura 4 antes mencionada también muestra cómo los medios de unión de la placa de metal 2 se forman ventajosamente de manera integral por medio de una primera lengüeta L1 , 21b y una segunda lengüeta L2, 22b en el plano que hace contacto con las zonas de contacto extremas 21 y 22.

En una primera modalidad ventajosa no limitante, los bordes laterales de cada una de la primera y segunda lengüetas L1 , L2 tienen un perfil de sierra. Así, las lengüetas L1 y L2 ventajosamente tienen una forma trapezoide y los bordes de las mismas están indentados. En estas condiciones, la placa de metal 2 y el circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención, se unen al elemento de soporte 1 forzando cada una de las lengüetas L1 y L2 dentro del correspondiente orificio de unión.

En una segunda modalidad ventajosa y no limitante, cuando el elemento de soporte tiene un primero y un segundo orificios de unión de la placa de metal 2, formados por un agujero pasante, ventajosamente los medios de unión están formados integralmente por una primera y una segunda lengüetas L1 y L2 en el plano que contiene las zonas de contacto 21 , 22, pero la longitud de las mismas es mayor que la profundidad de los agujeros pasantes antes mencionados. En estas condiciones, la placa de metal 2 y el circuito de conexión a tierra al que se refiere la invención, se unen al elemento de soporte 1 insertando cada una de las lengüetas en uno de los orificios de unión, y doblando/plegando cada lengüeta debajo del elemento de soporte 1.

Por último, como se muestra en la figura 4 anterior, la parte recta 20 incluye una zona plana 23 que se forma integralmente por troquelado y que está provista con orificios de conexión 23a y 23b. Así, la zona plana 23 forma una zona de conexión de los brazos de los condensadores C1 y C2, cuyo brazo, que está conectado a la placa de metal 2, se enchufa en uno de los orificios 23a, 23b y se conecta por soldadura.

Claims (12)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, cada escobilla de carbón se conecta por medio de un segmento conmutador flexible y un transformador a un contacto de conexión en la terminal positiva o negativa, respectivamente, de un suministro de batería, y se coloca en un elemento de soporte simétricamente con relación a un plano de simetría general, caracterizado porque dicho circuito de conexión a tierra incluye por lo menos: - una placa de metal que tiene, en cada extremo de la misma, una zona de contacto eléctrico puesta en contacto eléctrico con la caja del motor, que está conectada a la tierra del motor; - un primer condensador desacoplador y un segundo condensador desacoplador, un primer brazo del mismo se conecta eléctricamente a la placa de metal y un segundo brazo del mismo se conecta eléctricamente al contacto de conexión en la terminal positiva, o respectivamente al contacto de conexión en la terminal negativa del suministro de batería.

2. El circuito de conexión a tierra de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque cada una de las zonas de contacto eléctrico en el extremo de la placa de metal incluye por lo menos una protuberancia que garantiza el contacto eléctrico entre cada una de las zonas de contacto eléctrico y se conecta a tierra por medio del sistema inductor a través de la caja.

3. El circuito de conexión a tierra de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicha protuberancia se forma por medio de una lengüeta de metal elástica que se proyecta hacia afuera, hacia la superficie lateral interna de la caja.

4. El circuito de conexión a tierra de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque dicha placa de metal se forma por corte y/o troquelado.

5. El circuito de conexión a tierra de conformidad con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado además porque dicha placa incluye por lo menos: - una parte central que es sustancialmente plana y recta; - dos zonas de contacto extremas sustancialmente planas, cada una incluyendo una de dichas protuberancias, el plano que contiene a cada zona de contacto extrema está inclinado en un ángulo diedro opuesto dado con relación a la parte central sustancialmente plana y recta, para formar una cubierta cilindrica y de esta forma hacer posible el contacto eléctrico simultáneo y permanente entre cada una de las protuberancias y la superficie lateral interna de la caja.

6. El circuito de conexión a tierra de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque dicha placa de metal también incluye, en cada uno de sus extremos, medios para unir la placa enchufándola en un orificio de unión formado en dicho elemento de soporte.

7. El circuito de conexión a tierra de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque los medios de unión de la placa están formados por una primera lengüeta y una segunda lengüeta formadas integralmente en el plano que contiene dichas zonas de contacto, cuyos bordes laterales tienen un perfil de sierra, la placa y el circuito de conexión a tierra se unen al elemento de soporte forzando cada una de las lengüetas dentro de un orificio de unión correspondiente.

8. El circuito de conexión a tierra de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque, como dicho elemento de soporte tiene un primer orificio de unión y un segundo orificio de unión formados por un agujero pasante, dichos medios de unión están formados por una primera lengüeta y una segunda lengüeta formadas integralmente en el plano que contiene las zonas de contacto, la longitud de las mismas es mayor que la profundidad de los agujeros pasantes, dicha placa y el circuito se unen al elemento de soporte insertando cada una de las lengüetas en uno de los orificios de unión y doblando/plegando cada lengüeta bajo el elemento de soporte.

9. El circuito de conexión a tierra de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque dicha placa de metal está hecha de una aleación de cobre, latón.

10. Una placa de metal para un circuito de conexión a tierra para conectar la escobilla de carbón de un motor de corriente directa, caracterizada porque dicha placa tiene una zona plana que forma una zona de conexión de los brazos de los condensadores C1 y C2 y tiene, en cada extremo de la misma, una zona de contacto eléctrico destinada a hacer contacto eléctrico con la caja del motor, la cual se conecta a la tierra del motor por medio del sistema inductor.

1 . La placa de metal de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque cada una de las zonas de contacto eléctrico incluye por lo menos una protuberancia que garantiza el contacto eléctrico entre cada una de las zonas de contacto eléctrico y se conecta a tierra por medio del sistema inductor.

12. La placa de metal de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque dicha por lo menos una protuberancia se forma por medio de una lengüeta de metal elástica que se proyecta hacia afuera, hacia la superficie lateral interna de la caja.