ES2292608T3 - Portaescobillas para maquinas de conmutador. - Google Patents
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Abstract
Portaescobillas para máquinas de conmutador, con varias escobillas de conmutador (15) configuradas para colocarse en arrastre de fuerza sobre un conmutador (18) de la máquina de conmutador, de las que en cada caso una es guiada en un cartucho de escobilla (12) con juego de forma axialmente desplazable y es impulsada, mediante un muelle de compresión de escobilla (16) que se apoya entre el cartucho de escobilla (12) y la escobilla de conmutador (15), hacia fuera del cartucho de escobilla (12) en la dirección de salida, así como con un elemento de retención (20) contenido como ayuda al montaje en el cartucho de escobilla (12) que, mediante la unión positiva de forma con la escobilla de conmutador (15) que puede anularse después del montaje, bloquea la escobilla de conmutador (15) bajo presión de un muelle para que no se salga del cartucho de escobilla (12), caracterizado porque el elemento de retención (20) es parte integral del cartucho de escobilla (12) y está configurado de tal modo, que la unión positiva de forma puede establecerse mediante un ligero basculamiento de la escobilla de conmutador (15) en el cartucho de escobilla (12) hacia el eje de cartucho y puede volver a anularse enderezando la escobilla de conmutador (15).
Description
Portaescobillas para máquinas de conmutador.
La invención se basa en un portaescobillas para
máquinas de conmutador según el preámbulo de la reivindicación
1.
Para la fabricación y el montaje de
portaescobillas conocidos se utiliza un anillo auxiliar de montaje
que, en el caso de un portaescobillas completado, retiene las
escobillas de conmutador bajo presión de un muelle en el cartucho
de escobilla. Este anillo de montaje se extrae al ensamblar el
portaescobillas con el conmutador o colector en la máquina de
conmutador y se transporta de retorno a la estación de montaje.
Para ahorrar el anillo auxiliar de montaje y con
ello conseguir ventajas de fabricación junto con la eliminación del
transporte de retorno del anillo de montaje, en el caso de un
portaescobillas conocido de la clase citada al comienzo (documento
EP 0 741 438 B1) una conexión de línea de alimentación para la
escobilla de conmutador presenta un segmento de sujeción que, en el
caso de la escobilla de conmutador y del muelle de compresión de
escobilla insertados en el cartucho de escobilla, se solapa con el
lado frontal de la escobilla de conmutador alejado del muelle de
compresión de escobilla y, por medio de esto, impide que la
escobilla de conmutador pretensada elásticamente se salga del
cartucho de escobilla. Después de ensamblar el portaescobillas en la
máquina de conmutador se dobla hacia fuera este segmento de
sujeción en cada uno de los cartuchos de escobilla sujetados sobre
la placa de apriete de escobilla, de tal modo que libera en cada
caso la escobilla de conmutador y las escobillas de conmutador en
conjunto se presionan, mediante los muelles de compresión de
escobilla, sobre las laminillas de conmutador del conmutador.
El portaescobillas conforme a la invención tiene
la ventaja de que mediante el aprovechamiento del juego de guiado
lateral de las escobillas de conmutador en el cartucho de escobilla
puede ejecutarse el elemento de retención mediante una sencilla
medida de mecanización sobre el cartucho de escobilla y, de este
modo, puede crearse una unión positiva de forma entre la escobilla
de conmutador y el cartucho de escobilla. Esta unión positiva de
forma, que se consigue sin introducir una pieza constructiva
adicional en el cartucho de escobilla, sujeta la escobilla de
conmutador pretensada durante todo el montaje de forma fiable en el
cartucho de escobilla. La anulación de la unión positiva de forma
después de la instalación del portaescobillas en la máquina de
conmutador puede ejecutarse después fácilmente de forma
diferente.
Mediante las medidas citadas en las
reivindicaciones adicionales son posibles perfeccionamientos y
mejoras ventajosos del portaescobillas indicado en la
reivindicación 1.
El elemento de retención puede materializarse de
forma constructivamente muy sencilla conforme a un ejemplo de
ejecución preferido de la invención, por medio de que por un lado el
juego de guiado entre el cartucho de escobilla y la escobilla de
conmutador está dimensionado de tal forma que la escobilla de
conmutador pueda adoptar en el cartucho de escobilla una posición
oblicua, en la que el eje de escobilla forme con el eje de cartucho
de escobilla un pequeño ángulo agudo, y que por otro lado en una de
las paredes de cartucho del cartucho de escobilla esté configurada
una espaldilla de retenida, que coopera con la escobilla de
conmutador en su posición oblicua.
Conforme a una forma de ejecución ventajosa de
la invención la espaldilla de retenida se extiende cerca del borde
de salida de escobilla del cartucho de escobilla por toda la anchura
de pared de la pared de cartucho, y la escobilla de conmutador
colocada oblicuamente se apoya con su lado frontal alejado del
muelle de compresión de escobilla sobre la espaldilla de
retenida.
Conforme a formas de ejecución alternativas de
la invención la espaldilla de retenida está formada por el borde
inferior de una escotadura, que atraviesa por completo la pared de
cartucho, o por el flanco inferior de una depresión de tipo ranura
introducida en el lado interior de la pared de cartucho. La creación
y la anulación de la unión positiva de forma entre la escobilla de
conmutador y el cartucho de escobilla se realiza mediante la
aplicación de fuerza sobre el lado frontal libre de la escobilla de
conmutador o sobre la superficie lateral de la escobilla de
conmutador, en donde para obtener una posición oblicua la fuerza de
introducción para introducir la escobilla de conmutador en el
cartucho de escobilla contra la fuerza del muelle de compresión de
escobilla se aplica excéntricamente, y precisamente de forma
decalada respecto a la pared de cartucho que soporta la espaldilla
de retenida, en el lado frontal libre de la escobilla de conmutador.
La aplicación de fuerza sobre la superficie lateral de las
escobilla de conmutador se produce desde fuera a través de la pared
de cartucho, para lo que desembocan taladros de paso o rendijas
correspondientes en la depresión limitada por la espaldilla de
retenida.
Conforme a una forma de ejecución preferida de
la invención la espaldilla de retenida en la pared de cartucho está
dispuesta de tal modo que, en el caso del lado frontal de la
escobilla de conmutador situado sobre la espaldilla de retenida,
una parte del lado frontal sobresale por encima del borde de salida
de escobilla del cartucho de escobilla, en una medida tal que al
ensamblar el portaescobillas con el conmutador este último choca
con el lado frontal de la escobilla de conmutador. Si de aquí en
adelante se sigue desplazando hacia delante el conmutador, la
escobilla es presionada por el conmutador ligeramente hacia el
interior, en donde ésta es basculada hacia atrás mediante las
laminillas de conmutador de tal modo, que su eje de escobilla se
orienta casi en paralelo al eje de cartucho y con ello el lado
frontal de las escobillas de conmutador es extraído de la
espaldilla de retenida. Por medio de esto se produce ventajosamente
la anulación de la unión positiva de forma entre las escobillas de
conmutador y los diferentes cartuchos de escobilla, automáticamente,
mediante la introducción del conmutador y pueden ahorrarse procesos
de montaje o herramientas auxiliares adicionales para aplicar una
fuerza transversal sobre la escobilla de conmutador.
La invención se explica con más detalle con base
en un ejemplo de ejecución representado en el dibujo en la
siguiente descripción. Aquí presentan en cada caso en representación
esquemática:
la figura 1, a modo de corte, una vista en
perspectiva de un conmutador de una máquina de conmutador con
portaescobillas instalado,
la figura 2 un corte a lo largo de la línea
II-II en la figura 1,
las figuras 3 y 4 en cada caso un corte
longitudinal de un cartucho de escobilla del portaescobillas en las
figuras 1 y 2, con escobilla de conmutador y muelle de compresión de
escobilla en dos fases consecutivas del proceso de montaje,
las figuras 5 a 7 en cada caso un corte
longitudinal de un cartucho de escobilla modificado conforme a tres
ejemplos de ejecución adicionales.
El portaescobillas 10, que puede verse a modo de
corte en representación en perspectiva y en la figura 2 en corte,
para una máquina de conmutador indicada a modo de corte, por ejemplo
para un motor de corriente continua, presenta una placa de
escobillas 11, a la que están fijados al menos dos cartuchos de
escobilla 12 orientados radialmente y dislocados mutuamente en el
mismo ángulo perimétrico. Cada cartucho de escobilla 12 está
moldeado a modo de caja con sección transversal rectangular y está
cerrado en un lado frontal con un fondo de cartucho 121. En una de
las paredes de cartucho laterales 123 está conformada una leva de
retenida 126, con la que el cartucho de escobilla 12 se inserta en
un rebajo de retenida 19 en la placa de escobillas 11 y se enclava
dentro del mismo. Otra pared de cartucho 122 lateral está dotada de
una rendija longitudinal 13 (figura 2) practicada centralmente
desde el borde de cartucho para guiar a través de la misma un cable
trenzado de conexión de escobilla 14 (figura 1). En el cartucho de
escobilla 12 está insertada una escobilla de conmutador 15 que es
guiada, con un juego relativamente grande, en el cartucho de
escobilla de forma axialmente desplazable. Un muelle de compresión
de escobilla 16, que se apoya entre el fondo de cartucho 121 y el
lado frontal 151 de la escobilla de conmutador 15 alejado del
mismo, presiona después de la instalación del portaescobillas 10 la
escobilla de conmutador 15 sobre las laminillas de conmutador 17 de
un conmutador 18 de la máquina de conmutador. Como no se ha
representado ulteriormente, el portaescobillas 10 está inmovilizado
sin posibilidad de giro en la máquina de conmutador a través de la
placa de escobillas 11.
Para la fabricación de la máquina de conmutador
se premonta el portaescobillas 10 como unidad completa y se inserta
en la máquina de conmutador, en donde, en el caso de fabricación
automática, la estación de premontaje del portaescobillas está
separada espacialmente de la estación de montaje final de la máquina
de conmutador y el portaescobillas 10 completado con muelles de
compresión de portaescobillas 16 pretensados tiene que cubrir
tramos de transporte todavía mayores.
Para sujetar con seguridad durante el montaje
las escobillas de conmutador 15 bajo presión de un muelle en los
cartuchos de escobillas 12, en cada cartucho de escobilla 12 está
integrado un elemento de retención 20, que bloquea una extracción
de la escobilla de conmutador 15 bajo presión de un muelle hacia
fuera del cartucho de escobilla 12. Este elemento de retención 20
se activa durante el montaje del portaescobillas 10 y se mantiene
activado hasta la instalación del portaescobillas 10 en la máquina
de conmutador y se vuelve a desactivar al final del montaje, es
decir, después de inmovilizar el portaescobillas 10 en la máquina de
conmutador e instalar el conmutador 18.
Para materializar un elemento de retención 20,
constructivamente sencillo y que ahorre tiempo de montaje, se
utiliza por un lado el juego disponible entre el cartucho de
escobilla 12 y la escobilla de conmutador 15, que es suficiente
para que la escobilla de conmutador 15 pueda adoptar una posición
oblicua en la que el eje de escobilla forme con el eje de cartucho
un pequeño ángulo agudo (véanse las figuras 3 y 4) y, por otro
lado, se ha previsto en una pared de cartucho 123 cerca del borde de
salida de escobilla 125 del cartucho de escobilla 12 una espaldilla
de retenida 21 que, mediante un ligero basculamiento de la escobilla
de conmutador 15, establezca con la escobilla de conmutador 15 una
unión positiva de forma en su posición oblicua. La espaldilla de
retenida 21 se extiende con ello por toda la anchura de la pared de
cartucho 123, de tal modo que la escobilla de conmutador 15 situada
oblicuamente puede estar situada, con su lado frontal 152 alejado
del muelle de compresión de escobilla 16, sobre la espaldilla de
retenida 21. La espaldilla de retenida 21 está formada en el ejemplo
de ejecución de las figuras 1-4 por el borde
inferior, vuelto hacia el borde de salida de escobilla 125, de una
escotadura 22 que atraviesa por completo la pared de cartucho 123 y,
en el ejemplo de ejecución de las figuras 5 y 6, por el flanco de
ranura inferior, vuelto hacia el borde de salida de escobilla 125,
de una depresión 23 ó 23' en forma de ranura que discurre por el
lado interior de la pared de cartucho 123. En este último caso se
ha practicado además un taladro de paso 24 (figura 5) o una rendija
28 (figura 6) que termina libremente sobre el borde de salida de
escobilla 125 del cartucho de escobilla 12, que desemboca en la
depresión 23 ó 23'. En lugar del taladro de paso 24 puede preverse
también un taladro de paso 25 que discurre cerca de la depresión
23, que se ha dibujado a trazos en la figura 5. Para producir el
cartucho de escobilla 12 como pieza de inyección de material
sintético, con el fin de extraer el cartucho de escobilla 12 desde
la herramienta de inyección la depresión 23' es guiada hasta el
fondo de cartucho 121 y atraviesa el mismo (figuras 6 y 7).
Dos pasos del proceso de montaje del
portaescobillas 10 se han representado de forma esquematizada en las
figuras 3 y 4. Después de introducir el muelle de compresión de
escobilla 16 en el cartucho de escobilla 12 se introduce la
escobilla de conmutador 15, bajo la tensión del muelle de compresión
de escobilla 16, en el cartucho de escobilla 12. Para activar el
elemento de retención 20 se aplica con ello excéntricamente la
fuerza de introducción, que está simbolizada en la figura 3
mediante la flecha 26, sobre el lado frontal 152 libre de la
escobilla de conmutador 15, y precisamente de forma decalada con
relación a la pared de cartucho 123 que soporta la espaldilla de
retenida 21. Por medio de esto la escobilla de conmutador 15 adopta
una posición oblicua representada en las figuras 3 y 4 dentro del
cartucho de escobilla 12, y al final del proceso de introducción la
escobilla de conmutador 15 se coloca con su lado frontal 152 sobre
la espaldilla de retenida 21. Esta colocación encima es apoyada
además por el muelle de compresión de escobilla 16, ya que mediante
la posición oblicua una componente de fuerza de la fuerza de
presión del muelle de compresión de escobilla 16 desplaza
lateralmente la escobilla de conmutador 15. De este modo se
establece entre el elemento de retención 20 en el cartucho de
escobilla y la escobilla de conmutador 15 una unión positiva de
forma, y en este estado de montaje de los cartuchos de escobilla
12, equipados con las escobillas de conmutador 15 y los muelles de
compresión de escobilla 16, el portaescobillas 10 puede seguir
completándose y finalmente insertarse en la máquina de conmutador y
allí inmovilizarse.
Una vez finalizado el montaje se anula por
último la unión positiva de forma entre el elemento de retención 20
y la escobilla de conmutador 15 en cada cartucho de escobilla 12,
por medio de que -como se indica en las figuras 4-6
con la flecha 27- a la escobilla de conmutador 15 se le aplica una
fuerza transversal 27 a través de la escotadura 22 (figura 4) o del
taladro 24 ó 25 (figura 5) o a través de la rendija 28 (figura 6)
y, mediante esta fuerza transversal 27, es desplazada en dirección a
la pared de cartucho 124 opuesta. Por medio de esto la escobilla de
conmutador 15 es desplazada con su lado frontal 152 por la
espaldilla de retenida 21, y el muelle de compresión de escobilla
16 coloca la escobilla de conmutador 15 con su lado frontal 12
sobre las laminillas de conmutador 17 del conmutador 18.
El ejemplo de ejecución representado en la
figura 7 de un cartucho de escobilla 12 representado en corte
longitudinal con escobilla de conmutador 15 se ha modificado, en
tanto que la leva de retenida 126 está dispuesta sobre la pared de
cartucho 123 y el elemento de retención 20 sobre la pared de
cartucho 124, es decir, a la inversa que en los ejemplos de
ejecución del cartucho de escobilla en las figuras
1-5. El elemento de retención 20 está configurado a
su vez como espaldilla de retenida 21, que está dispuesta en la
pared de cartucho 124 sobre el borde de salida de escobilla 125 del
cartucho de escobilla 12 y está formada por el flanco de ranura
inferior, vuelto hacia el borde de salida de escobilla 125, de la
depresión 23' de tipo ranura. Mediante la introducción de la
escobilla de conmutador 15 en el cartucho de escobilla 12 mediante
una fuerza de introducción, que ataca excéntricamente y actúa en
contra del muelle de compresión de escobilla 16, la escobilla de
conmutador 15 se inmoviliza a su vez con su lado frontal libre 152
sobre la espaldilla de retenida 21. La disposición y configuración
de la espaldilla de retenida 21 se ha elegido con ello de tal forma,
que una parte de la superficie lateral del lado frontal 152 de la
escobilla de conmutador 15 sobresale por encima del borde de salida
de escobilla 125 del cartucho de escobilla 12, en una medida tal
que penetra en la región de introducción del conmutador 18. Si de
aquí en adelante, después de fijar el portaescobillas 10 en la
máquina de conmutador, se introduce el conmutador 18 en la
dirección de la flecha 27 en la figura 7, el conmutador 18 choca con
su borde delantero contra el lado frontal 152 de la escobilla de
conmutador 15 e introduce la misma en el cartucho de escobilla 12,
con lo que se endereza la escobilla de conmutador 15 y su lado
frontal 152 se desliza hacia fuera de la espaldilla de retenida 21.
Mediante el muelle de compresión de escobilla 16 se presiona de aquí
en adelante la escobilla de conmutador 15 sobre la laminilla de
conmutador 17 del conmutador 18.
Claims (10)
1. Portaescobillas para máquinas de conmutador,
con varias escobillas de conmutador (15) configuradas para
colocarse en arrastre de fuerza sobre un conmutador (18) de la
máquina de conmutador, de las que en cada caso una es guiada en un
cartucho de escobilla (12) con juego de forma axialmente desplazable
y es impulsada, mediante un muelle de compresión de escobilla (16)
que se apoya entre el cartucho de escobilla (12) y la escobilla de
conmutador (15), hacia fuera del cartucho de escobilla (12) en la
dirección de salida, así como con un elemento de retención (20)
contenido como ayuda al montaje en el cartucho de escobilla (12)
que, mediante la unión positiva de forma con la escobilla de
conmutador (15) que puede anularse después del montaje, bloquea la
escobilla de conmutador (15) bajo presión de un muelle para que no
se salga del cartucho de escobilla (12), caracterizado
porque el elemento de retención (20) es parte integral del cartucho
de escobilla (12) y está configurado de tal modo, que la unión
positiva de forma puede establecerse mediante un ligero
basculamiento de la escobilla de conmutador (15) en el cartucho de
escobilla (12) hacia el eje de cartucho y puede volver a anularse
enderezando la escobilla de conmutador (15).
2. Portaescobillas según la reivindicación 1,
caracterizado porque el juego de guiado entre el cartucho de
escobilla (12) y la escobilla de conmutador (15) está dimensionado
de tal forma que la escobilla de conmutador (15) puede adoptar en
el cartucho de escobilla (12) una posición oblicua, en la que el eje
de escobilla forma con el eje de cartucho un pequeño ángulo agudo,
y porque el elemento de retención (20) está formado por una
espaldilla de retenida (21) que coopera con la escobilla de
conmutador (15) en su posición oblicua y está practicada en una de
las paredes de cartucho (123) del cartucho de escobilla (12).
3. Portaescobillas según la reivindicación 2,
caracterizado porque la espaldilla de retenida (21) se
extiende cerca del borde de salida de escobilla (125) del cartucho
de escobilla (12) por toda la anchura de pared de la pared de
cartucho (123), y porque la escobilla de conmutador (15) colocada
oblicuamente se apoya con su lado frontal (152) alejado del muelle
de compresión de escobilla (16) sobre la espaldilla de retenida
(21).
4. Portaescobillas según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque la espaldilla de retenida (21) está
formada por el borde inferior, vuelto hacia el borde de salida de
escobilla (125), de una escotadura (22) que atraviesa por completo
la pared de cartucho (123).
5. Portaescobillas según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque la espaldilla de retenida (21) está
formada por el flanco inferior, vuelto hacia el borde de salida de
escobilla (125), de una depresión (23) de tipo ranura practicada en
el lado interior en la pared de cartucho (123).
6. Portaescobillas según una de las
reivindicaciones 3-5, caracterizado porque
para anular la unión positiva de forma entre la espaldilla de
retenida (21) y la escobilla de conmutador (15) puede aplicarse
sobre la escobilla de conmutador (15) una fuerza transversal que
discurre transversalmente al eje de cartucho.
7. Portaescobillas según las reivindicaciones 5
y 6, caracterizado porque en la pared de cartucho (123) que
soporta la depresión (23, 23') se ha practicado un taladro de paso
(24, 25) o una rendija (28) abierta hasta el borde de salida de
escobilla (125), que desemboca en la depresión (23, 23').
8. Portaescobillas según las reivindicaciones 3
y 6, caracterizado porque la espaldilla de retenida (21)
está dispuesta de tal modo que, con el lado frontal (152) de la
escobilla de conmutador (15) situada sobre la espaldilla de
retenida (21), una parte del lado frontal (152) sobresale por encima
del borde de salida de escobilla (125) del cartucho de escobilla
(12), en una medida tal que al ensamblar el portaescobillas (10)
con el conmutador (128) este último topa con el lado frontal (152)
de la escobilla de conmutador.
9. Portaescobillas según la reivindicación 8,
caracterizado porque la espaldilla de retenida (21) está
configurada en la pared de cartucho (124), situada delante en la
dirección de ensamblaje del conmutador (18), del cartucho de
escobilla (12).
10. Portaescobillas según una de las
reivindicaciones 2-9, caracterizado porque el
basculamiento de la escobilla de conmutador (15) puede provocarse
mediante una fuerza de introducción (26) que, para introducir la
escobilla de conmutador (15) en el cartucho de escobilla (12) en
contra de la fuerza del muelle de compresión de escobilla (16), se
aplica excéntricamente sobre el lado frontal (152) de la escobilla
de conmutador (15), de forma decalada con relación a la pared de
cartucho (123) que soporta la espaldilla de retenida (21).
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