MXPA02002083A - Conmutador de segmentos de carbono planar. - Google Patents

Abstract

Un conmutador de segmentos de carbono planar-comprende una base de conmutador 10 de material aislante. La base tiene un eje de rotacion y superficies frontal y posterior que se extienden, por lo menos en parte, transversalmente con relacion al eje de rotacion. Varias aberturas °6 se extienden a traves de la base. El conmutador comprende tambien varias, terminales de conmutador 20 cada una de las cuales comprende una porcion de terminal 21 y una porcion de contacto 22. La porcion de contacto 22 de cada terminal se extiende a traves de una abertura respectiva 16 y es doblada para apoyarse con la superficie frontal de la base 10 o bien para estar muy cerca de dicha superficie frontal de la base 10. La porcion de terminal de cada terminal tiene dos bordes de corte para cortar el aislamiento en una porcion de conector de un devanado y una ranura que, en uso, se extiende sobre la porcion de conector y la agarra. El conmutador comprende tambien varios segmentos de carbono, 30 formados en la superficie frontal de la base y sobre las porciones de contacto 22, respectivamente, de las terminales 20 y un bastidor (Figura 9) que tiene varios rebajos de bastidor para recibir las porciones de terminal 21, respectivamente, de la terminal.

Description

CONMUTADOR DE SEGMENTOS DE CARBONO PLANAR CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención ST relaciona con un conmutador d? segmentos de carbono planar para uso con cepillos que ST apoyan axialment? contra superficies d? contacto planas d?l conmutador, en lugar d? apoyarse radialmente como en el caso de un conmutador cilindrico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN S? sabe, por ejemplo de EP 0583892, proporcionar un conmutador planar en el que una pluralidad de terminales d? conmutador están montadas sobre una base de conmutador y sobre oldeadas con segmentos de carbono. Sin embargo, las terminales de estos conmutadores planos conocidos cada una tiene salientes a la que ?l devanado de armadura de un motor eléctrico tiene que conectarse. Un número d? métodos conocidos para efectuar dichas conexiones ST encuentran en uso popular. Cuando el devanado ST forma de alambre de baja temperatura, es usual emplear una soldadura suave y método de fundente. Alternativamente, un estampado en frío hacia el alambre que se tiene que desprender d? aislamiento se utilizar a fin d? efectuar una conexión. Cuando ST trata con jfaj fcJ Á ?iA t | - u jffr j f *- - -- -*-•& & -a-.t-L---.aa------ ^- .-. alambres de alta temperatura TS necesario aplicar calor, y también posiblemente aplicar fundente d? manera d? remover el revestimiento de aislamiento de los extremos del alambre . 5 Sin embargo, existe un número de problemas ^p inherentes y efectos laterales no deseables asociados con todos los métodos anteriores. El calor ocasiona fragilidad del alambre de cobre que se utiliza para la mayoría d? devanados d? 10 armadura y acelera la oxidación rápida. El uso de calor también demanda una estructura fuerte para soportar el • conmutador a fin de reducir al mínimo la distorsión plástica. Este requisito usualmente demanda el uso de material de moldeo de grado de compresión a temperatura 15 elevada Un problema común adicional TS ocasionado por el desprendimiento accidental de aislamiento durante el devanado de la armadura que frecuentemente es automático. A medida que el alambre pasa sobre el metal del conmutador se puede ocasionar daño al aislamiento de 20 alambre y este daño frecuentemente se manifestará como un devanado cortocircuiteado . Adicionalment?, siempre existe el peligro de huelgo en el alambre de devanado que ocasiona frotación bajo la aceleración debida a fuerzas centrífugas y de inercia. 25 L-t.j---t---¡i--] 'f ------ ."---«---.i. «-- ..^--i--. ------------ -------?-----.--_---------^ «------4-------J COMPENDIO DE LA INVENCIÓN DT conformidad con la presente invención se proporciona un conmutador de segmentos de carbono planar que comprende una base de conmutador de material aislante, la base teniendo un eje d? rotación, superficies frontal y posterior, que se extienden, cuando menos en parte, transversal ente al eje de rotación, y una pluralidad d? primeras aberturas que se extienden a través de la base, una pluralidad de terminales de conmutador, cada una de las cuales comprende una porción terminal y una porción de contacto, la porción de contacto de cada terminal extendiéndose a través de una primera abertura respectiva en la base y estando doblada para quedar contra o en proximidad cercana a la superficie frontal de la base y la porción terminal de cada terminal teniendo dos bordes cortantes para cortar el aislamiento en una porción de conector de un devanado y una ranura que en usa monta y suj?ta la porción de con?ctor, y una pluralidad de segmentos d? carbono formados sobre la superficie frontal de la base y sobre las porciones de contacto, respectivamente, de las terminales . DT preferencia, el conmutador incluye un alojamiento que tiene una pluralidad de rebajos de alojamiento para recibir porciones terminales respectivas. De preferencia, cada rebajo de alojamiento tiene asociado con el mismo medios para colocar las porciones de conector del devanado con relación a cada 5 rebajo, la base, las terminales y el alojamiento siendo \YM tal que con un solo movimiento de traslación de la base con relación al alojamiento, las porciones terminales entran a los rebajos de alojamiento, los bordes cortantes desprenden el aislamiento d? las porciones de conector 10 del devanado y las ranuras establecen y mantienen contacto eléctrico con las porciones de conector del devanado mediante desplazamiento de aislamiento. De preferencia, la base tiene un faldón cilindrico que se extiende hacia atrás de su superficie 15 posterior para recibir al alojamiento. De preferencia, la superficie frontal de la base tiene una pluralidad de rebajos y cada porción de contacto queda sobre un rebajo respectivo y tiene cuando menos una abertura a través de la cual se extiende el 20 material que forma un segmento de conmutador respectivo hacia el rebajo para ayudar a anclar el segmento a la terminal . D? preferencia, la base tiene una pluralidad de segundas aberturas que comunican con los rebajos y a 25 través de las cuales el material que forma el conmutador ST extiende para ayudar a anclar los segmentos a la base De preferencia, la base tiene una pluralidad de terceras aberturas a través d? las cuales el material que forma los segmentos de conmutador se extiende para ayudar a anclar los segmentos de conmutador a la base, BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describirá ahora más particularmente, por vía de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales- La Figura 1 TS una vista en perspectiva desde el frente y lado de una base de conmutador de una modalidad d? un conmutador planar d? conformidad con un primer aspecto de la invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva desde la parte posterior y un lado de la base d? conmutador mostrada en la Figura 1; La Figura 3 TS una vista de planta del conmutador ensamblado; La Figura 4 es una vista de planta desde abajo del conmutador ensamblado; La Figura 5 es una sección tomada a lo largo de la línea A - A de la Figura 3 ; La Figura 6 es una sección tomada a lo largo de ia línea B - B d? la Figura ; ta- Éüt¡a--ti-aií?iÉ 1 1 a^»----^y-.f-^~-^---«..--. t. , . - .- -. ,. -----------*--?iil¿-M^1^, -nl-l^ La Figura 7 TS una vista en perspectiva de una terminal de conmutador a una escala amplificada; La Figura 8 TS una vista desarrollada de la terminal mostrada en la Figura 7; 5 La Figura 9 TS una vista en perspectiva de un flp alojamiento para las terminales; y La Figura 10 es una vista seccional fragmentaria de parte del alojamiento de la Figura 9. 10 DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA El conmutador mostrado en los dibujos se pretende para uso con motores eléctricos pequeños, particularmente motores de corriente directa de imán permanente . 15 Haciendo referencia primeramente a las Figuras 1 y 2, la base 10 d? conmutador mostrada en las mismas es de material moldeado y comprende una pared 11 frontal circular y un faldón 12 cilindrico que se extiende hacia atrás desde la pared 11 frontal. La base 10 también 20 tiene una protuberancia 13 central mediante la cual la base 10 ST puede ajustar a una flecha de armadura (no mostrada) . Una pluralidad de nervaduras 14 que se extienden axialmente, espaciadas circunferencialmente , se 25 proporcionan en la superficie interior del faldón 12, para un propósito que se explicará posteriormente. La pared 11 frontal tiene una abertura 45 central alineada con la protuberancia 13, ocho rebajos 15 que ST extienden radialment?, alargados, espaciados equiangularmente y una abertura 16 alargada, semejante a hendidura, alineada radialmente con cada rebajo 15. Cada rebajo 15 comunica en su extremo radialment? interno con una abertura 17 Cada rebajo 15 también está asociado con dos aberturas 18, una en cualquier lado de un rebajo 15 respectivo y adyacente a su extremo radial ent? externo La pared 11 frontal también tiene un anillo externo de ranuras 19 angularmente espaciadas. La terminal 20 de conmutador mostrada en las Figuras 7 y 8 comprende una porción 21 de terminal y una porción 22 de contacto La porción 22 d? contacto está en la forma de un dedo que tiene tres aberturas 23, 24 y 25 en la misma. La porción 21 de terminal es rectangular (como se muestra en la vista desarrollada) con su eje menor coincidente con el eje longitudinal d? la porción 22 de contacto. La porción 21 de terminal tiene una porción 26 rebajada central que es simétrica con respecto a ambos ejes mayor y menor de la porción 21 d? terminal. La porción 26 rebajada se reduce desde su anchura mayor en el centro de la porción 21 terminal a dos ranuras 27. Éá liJ' . »* -a, a. - Dos cortadores 28 se proyectan a una corta distancia hacia cada ranura 27. Estos cortadores 28 forman bordes agudos para cortar aislamiento en una porción de conector de un devanado de armadura. La porción 21 de terminal también tiene dos salientes 29 para un propósito que se hará evidente posteriormente. Para ensamblar las terminales 20 a la base 10, los dedos 22 ST presionan a través de aberturas 16 respectivas en la base 10 y los dedos 22 luego se doblan sobre los rebajos 15 respectivos para extenderse radialment? hacia adentro Los segmentos 30 de conmutador de carbono luego se forman en la pared 11 frontal de la base 10 de conmutador sobre los dedos 22. Esto se puede lograr prensando en caliente un disco de material de grafito verde hacia la pared 11 frontal y luego cortando el disco en ocho segmentos 30 individuales. El material de grafito verde es una mezcla de grafito antes de sinterizarse o de tratamiento térmico durante el que se fragua el material aglutinante. Durante el prensado en caliente, el aglutinante se suaviza (posiblemente se licúa) y esto permite a la mezcla fluir bajo presión a través de las aberturas 23, 24 y 25 en los dedos 22 y hacia los rebajos 15, hacia las ranuras 19 y a través de las aberturas 27 y 28, como se muestra mejor en las l---ft-t.it ii--t¡j----i -i • ""*"" " -*-------- --- - ., .-.---. J, -----------, itáS^í^Líi?^^i^ .?Ji£a^?imJ-~iJiii^a ?-i Figuras 5 y 6, para anclar el disco a la base 10. El aglutinante, siendo de material termoendurecible tal como resina fenólica, una vez fundido y enfriado se hace resistente al calor, creando una superficie de contacto estable para el conmutador, Como una alternativa al proceso de prensado en caliente se puede utilizar un proceso de sobremoldeo En este último proceso, los componentes, a decir la base 10 de conmutador y las terminales 20 se colocan dentro de un molde y el material de grafito se inyecta hacia el molde después de que el último se ha cerrado. El prensado en caliente o el proceso de moldea crea una buena conexión eléctrica con los dedos 22. Haciendo ahora referencia a las Figuras 9 y 10, se muestra en las mismas un alojamiento 35 para las porciones 21 de terminal de las terminales 20. Este alojamiento 35 es de configuración semejante a corona y tiene una protuberancia 36 central para recibir la flecha de armadura y ocho porciones 37 de alojamiento que se extienden radialmente hacia afuera, espaciadas igualmente alrededor de la circunferencia de la protuberancia 36 Cada una de las porciones 37 de alojamiento define un rebajo 38 de alojamiento y se utiliza para efectuar la conexión entre una porción respectiva del devanado de armadura y una de las porciones 21 de terminal de las terminales 20. Cada porción 37 de alojamiento tiene paredes 39 laterales, una pared 40 de extremo, y una cubierta 41. Las paredes 39 laterales son paralelas al eje longitudinal de la protuberancia 36. _5 Un tocón 42 ST proyecta centralmente desde la ^ superficie interna de la pared 40 de extremo y se extiende dentro de la porción 37 d? alojamiento en aproximadamente la mitad de la longitud de las paredes 39 laterales. El tocón 42 se extiende paralelo con el eje 10 longitudinal de la protuberancia 36 y solamente está conectado al alojamiento 35 mediante la pared 40 de extremo Cada pared 39 lateral tiene una ranura 43 que ST extiende paralela al eje longitudinal de la protuberancia 36, desde el extremo de conmutador del 15 alojamiento 35 en una longitud que terminal en el nivel del extremo libre del tocón 42. Una porción de un devanado de armadura se puede pasar a través de las ranuras 43 de manera que la porción de devanado descanse en el extremo del tocón. 20 Durante el ensamblado d? la armadura de un motor eléctrico, el alojamiento 35 se coloca en la flecha de armadura. El alambre de cobr? d?l devanado de armadura se inserta hacia una de las porciones 37 de alojamiento tendiendo el extremo del alambre en las 25 ranuras 43 provistas en las paredes 39 laterales. El alambre se jala nuevamente hacia la porción 37 de alojamiento hasta que descansa contra el tocón 42. Desde este inicio, se enrolla la primera bobina de armadura. En ?l extremo del primer devanado de bobina, la armadura se gradúa y el alambre ST tiende de la misma manera en la siguiente porción 37 de alojamiento sin romper la continuidad del alambre Este proceso se repite hasta que todas las bobinas se han enrollado y el extremo d? cola del devanado luego se tiende en las ranuras 43 de la primera porción 37 de alojamiento y se empuja hasta que está adyacente al extremo de conductor que se colocó contra el tocón 42 al principio de la operación d? devanado El alambre luego se corta y la armadura se separa d? la máquina d? devanado. El alojamiento 35 ahora tiene una porción de devanado que comprende alambre aislado que queda en cada una d? las porciones 37 de alojamiento. Cada una de las porciones de devanado está bajo tensión y se jala hermética contra el tocón 42 respectivo. La base 10 de conmutador, junto con las terminales 20 y los segmentos 30 de conmutador, se desliza luego a lo largo de la flecha de armadura d? manera que las porciones 21 de terminal de las terminales entren en las porciones 37 de alojamiento respectivas y las porciones d? alojamiento queden entre las nervaduras 14. A medida que cada tÉ-t- iiiÉ-ii-Élft-Ilttli"1-^-^^^--^""^ •-> --- ~^*--^^*^ --~»"-*-->'---—t^*^"-^M* porción 21 de terminal se aproxima a una porción de devanado retenida en una porción 37 de alojamiento, las ranuras 27 se mueven sobre ?l alambre. Los cortadores 28 cortan el aislamiento sobre el alambre que se deforma a medida que las ranuras se mueven sobre el alambre. De esta manera se proporciona contacto íntimo de metal a metal entre el alambre y las porciones 20 de terminal . Las salientes 29 sujetan la cubierta 41 del alojamiento 35 y, por lo tanto retienen las porciones 21 de terminal dentro del alojamiento 35. Esta manera de fabricación de un conmutador se presta a un proceso automatizado. Ninguna aplicación de calor se requiere y el riesgo asociado de distorsionar el alojamiento 35 por lo tanto se evita. No se ocasiona fragilidad del alambre de devanado y los problemas asociados con la oxidación también se evitan. El uso de fundente ST niega y no hay reacción química ni erosión consecuente que resulte de la conexión. El devanado de armadura puede ser un solo devanado continuo y el peligro de introducir huelgo rompiendo el devanado para efectuar una conexión a cada bobina se evita. La modalidad anterior se proporciona por vía de ejemplo solamente y serán evidentes varias modificaciones a personas experimentadas en el ramo sin abandonar el alcance de la invención como se define en las reivindicaciones anexas.

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Claims (11)

REIVINDICACIONES

1.- Un conmutador d? segmentos d? carbono planar que comprende; una base de conmutador de material aislante, la base teniendo un eje de rotación, superficies frontal y posterior, que se extienden, cuando menos en parte, transversalmente al eje de rotación, y una pluralidad de primeras aberturas que se extienden a través de la base; una pluralidad de terminales de conmutador, cada una de las cuales comprende una porción de terminal y una porción de contacto, la porción de contacto de cada terminal extendiéndose a través de una primera abertura respectiva en la base y estando doblada para quedar contra o en proximidad cercana a la superficie frontal de la bas? y la porción de terminal de cada terminal teniendo un borde cortante para cortar el aislamiento en una porción d? conector de un devanado y una ranura que en uso monta y sujeta la porción de conector; y una pluralidad d? segmentos de carbono formados en la superficie frontal de la base y sobre las porciones d? contacto, respectivamente, de las terminales .

2.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un alojamiento que tiene una pluralidad de rebajos de alojamiento para $" Jiii-t-LfcA--*----.-..--«--t-l-----,--. recibir las porciones de terminal, respectivamente, de las terminales.

3.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 2, en donde cada rebajo de alojamiento tiene asociado con el mismo medios para colocar las porciones de conector del devanado con relación a cada rebajo; la base, las terminales y el alojamiento siendo tales que con un solo movimiento de traslación de la base con relación al alojamiento, las porciones d? terminal entran a los rebajos de alojamiento, los bordes cortantes desprenden el aislamiento de las porciones de conector del devanado y las ranuras establecen y mantienen contacto eléctrico con las porciones de conector del devanado mediante desplazamiento del aislamiento

4.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 2, en donde la base tiene un faldón cilindrico que ST extiende hacia atrás de su superficie posterior para recibir al alojamiento

5.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 1, en donde la superficie frontal de la base tiene en la misma una pluralidad d? rebajos y cada porción de contacto queda sobre un rebajo respectivo y tiene cuando menos una abertura a través de la cual el material que forma un segmento de conmutador respectivo se extiende hacia el rebajo para ayudar a anclar el ".-Éá segmento a la terminal .

6.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 5, en donde la base tiene una pluralidad de segundas aberturas que comunican con rebajos respectivos y a través de las cuales el material que forma los segmentos d? conmutador ST extiende para ayudar en el anclado de los segmentos a la base.

7.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 5, en donde los rebajos son alargados y se 10 extienden radialment? de la base.

8.- El conmutador de conformidad con la • reivindicación 5, en dond? las primeras aberturas están radial ente alineadas con y dispuestas hacia afuera de los rebajos, respectivamente. 15

9. - El conmutador de conformidad con la reivindicación 5, en donde la base tiene una pluralidad de terceras aberturas espaciadas de los rebajos y a través de las cuales se extiende el material que forma los segmentos de conmutador, para ayudar en el anclado de 20 los segmentos de conmutador a la base

10.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 9, en dond? ST encuentran dos terceras aberturas asociadas con cada uno de los rebajos, una en cualquier lado d? un rebajo respectivo. 25

11.- El conmutador de conformidad con la reivindicación 1, en donde la base tiene una pluralidad de terceras aberturas a través de las cuales se extiende el material que forma los segmentos de conmutador, para ayudar en el anclado d? los segmentos de conmutador a la 5 base . • 12 - El conmutador de conformidad con la reivindi cación 1, en donde la base tiene una protuberancia central para recibir una flecha de armadura . 10 13 - El conmutador d? conformidad con la reivindicación 2, en donde la base tiene una • protuberancia central para recibir una flecha d? armadura 14.- El conmutador d? conformidad con la 15 reivindicación 13, en donde el alojamiento tiene una protuberancia central coaxial con la protuberancia de la base para recibir la flecha de armadura. 20 25 ÉllÉiriilÉtffi í í ?? iíií-i?iiHMm-iMM-??.?-i Ü m u - - - -- - -^-~ --