ES2714864T3 - Dispositivo de disipación electroestática - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de disipación (10) para disipar cargas electrostáticas de un árbol (14), con una disposición de conductores (13) con al menos dos conductores (24, 25) realizados de forma elásticamente flexible, dispuestos en un soporte (15) y formados por una disposición de fibras de carbono, que se extienden transversalmente con respecto a un eje longitudinal de árbol (36), en donde los conductores pueden unirse, a través de secciones de conexión (27) alojadas en el soporte, a un conductor de puesta a tierra (37) y presentan en cada caso una sección de contacto de árbol, (30, 31), en donde las secciones de contacto de árbol forman una disposición de contacto para la puesta en contacto con dos zonas de contacto circunferencial (33, 34) de una circunferencia de árbol (32), dispuestas de forma opuesta en un plano de contacto de árbol W, de tal manera que durante el contacto con la circunferencia de árbol, las secciones de contacto de árbol están dispuestas tangencialmente con respecto a la circunferencia de árbol, caracterizado porque el soporte presenta dos alas de soporte (17, 18) dispuestas en un eje de pivotamiento (12) común que sirven en cada caso para el alojamiento de una sección de conexión de un conductor y que para ajustar un ángulo de soporte α realizado entre las alas de soporte pueden pivotarse una respecto a otra y retenerse en una posición pivotada definida.
Description
DESCRIPCION
Dispositivo de disipacion electroestatica
La invencion se refiere a un dispositivo de disipacion para disipar cargas electrostaticas de un arbol, con una disposicion de conductores con al menos dos conductores realizados de forma elasticamente flexible, dispuestos en un soporte y formados por una disposicion de fibras de carbono, que se extienden transversalmente con respecto a un eje longitudinal de arbol, en el cual los conductores pueden unirse, a traves de sus secciones de conexion alojados en el soporte, a un conductor de puesta a tierra y presentan cada uno de ellosuna seccion de contacto de arbol, y en el cual las secciones de contacto de arbol forman una disposicion de contacto para la puesta en contacto con dos zonas de contacto circunferencial de una circunferencia de arbol, dispuestas de forma opuesta en un plano de contacto de arbol W, de tal forma que durante el contacto con la circunferencia de arbol, las secciones de contacto de arbol estan dispuestas tangencialmente con respecto a la circunferencia de arbol, y en el cual el soporte presenta dos alas de soporte dispuestas en un eje de pivotamiento comun que sirven en cada caso para el alojamiento de una seccion de conexion de un conductor y que para ajustar un angulo de soporte realizado entre las alas de soporte pueden pivotarse una respecto a otra y retenerse en una posicion pivotada definida.
Por el documento US7,193,836 se dio a conocer un dispositivo de disipacion para disipar cargas electrostaticas de un arbol, en el cual una disposicion de fibras de carbono compuesta por una multiplicidad de filamentos esta dispuesta en un soporte que esta realizado de forma anular y dispuesto coaxialmente con respecto al arbol. Para la realizacion de un contacto ffsico con el arbol, secciones de contacto de arbol de los distintos filamentos estan orientadas normalmente con respecto a la circunferencia de arbol. Un contacto ffsico entre los filamentos y la circunferencia de arbol resulta por tanto solamente en los extremos axiales de los filamentos. A causa de la disposicion de fibras de carbon en el soporte anular, el dispositivo de disipacion conocido resulta adecuado unicamente en un arbol de circunferencia definida. Por el documento US2006228923A1 se dio a conocer ademas un dispositivo de disipacion en el que la disposicion de fibras de carbono esta dispuesta tangencialmente con respecto al arbol.
La presente invencion tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo de disipacion que permita una puesta en contacto segura e independiente del sentido de giro con una circunferencia de arbol y que ademas resulte adecuado para la disipacion de cargas electrostaticas de arboles con diametros de arbol diferentes.
Para conseguir este objetivo, el dispositivo de disipacion segun la invencion presenta las caractensticas de la reivindicacion 1.
Segun la invencion, el dispositivo de disipacion esta provisto de una disposicion de conductores realizada de forma elasticamente flexible que presenta al menos dos conductores dispuestos en un soporte y formados por una disposicion de fibras de carbon que se extienden transversalmente con respecto a un eje longitudinal de arbol de un arbol que ha de ser contactado. Los conductores pueden conectarse a un conductor de puesta a tierra a traves de secciones de conexion alojadas en el soporte. Los conductores presentan cada uno una seccion de contacto de arbol, formando las secciones de contacto de arbol una disposicion de contacto para la puesta en contacto con dos zonas de contacto circunferencial de una circunferencia de arbol, dispuestas de forma opuesta una a otra en un plano de contacto de arbol. Las secciones de contacto de arbol estan dispuestas tangencialmente con respecto a la circunferencia de arbol.
Segun la invencion, el soporte presenta dos alas de soporte pivotantes una respecto a otra, dispuestas en un eje de pivotamiento comun, que sirven en cada caso para alojar una seccion de conexion de un conductor y que para el ajuste de un angulo de soporte realizado entre las alas de soporte pueden pivotarse una respecto a otra y retenerse en una posicion pivotada definida.
Independientemente de si los conductores de la disposicion de conductores esten unidos uno a otro en una sola pieza, es decir, si los conductores forman cada uno de ellos una seccion de la disposicion de conductores, o si los conductores estan realizados independientemente entre sf, como conductor realizado en cada caso por separado, el ajuste de un angulo de soporte hace posible el ajuste de una distancia de contacto definida entre las secciones de contacto de arbol destinadas para el contacto tangencial con la circunferencia de arbol. Especialmente en el caso de una realizacion rectilmea de los conductores, la distancia de contacto entre las secciones de contacto de arbol de los conductores esta predefinida por el angulo de soporte y la distancia del eje de pivotamiento del soporte con respecto al eje longitudinal de arbol. De ello resultan multiples posibilidades de adaptacion a condiciones de instalacion especiales para la instalacion del dispositivo de disipacion.
Igualmente, por la realizacion elasticamente flexible de los conductores, mediante un ajuste adecuado del angulo
de soporte o de la distancia del soporte, determinada por la distancia del eje de pivotamiento con respecto al eje longitudinal de arbol, se puede predefinir la fuerza de contacto con la que las secciones de contacto de arbol de los conductores se ponen en contacto tangencialmente con la circunferencia de arbol. Por lo tanto, no se precisa un dispositivo de fuerza de contacto separado, como por ejemplo un dispositivo de resorte o similar, que actue entre las alas de soporte.
En una forma de realizacion preferible, los conductores de la disposicion de conductores estan realizados como dos ramales conductores realizados independientemente entre sf, que estan unidos uno a otro de forma electroconductora en cada caso a traves de sus secciones de conexion.
La union electroconductora de las secciones de conexion entre sf, especialmente si las alas de soporte no estan realizadas de forma electroconductora, es decir, por ejemplo de materia sintetica o de ceramica, puede realizarse a traves del conductor de puesta a tierra.
Si la union electroconductora de las secciones de conexion entre sf se realiza a traves de las alas de soporte, incluso en caso de una realizacion independiente entre sf de los conductores, la union electrica de los mismos puede realizarse sin necesidad de prever un componente espedfico para ello. Especialmente, en este caso, el conductor de puesta a tierra puede conectarse, sin union directa a los conductores, a una de las dos alas de soporte, para lograr la disipacion electrica deseada.
Para la realizacion electroconductora de las alas de soporte resulta especialmente ventajoso si las alas de soporte estan hechas de un material electroconductor, estando realizadas las alas de soporte preferentemente de un material de carbono.
Aparte de la buena conductividad electrica, resulta especialmente adecuado el uso de grafito para la realizacion de las alas de soporte, ya que el grafito presenta unas caractensticas tribologicas especialmente ventajosas que garantizan que incluso despues de un uso del dispositivo de disipacion en una atmosfera corrosiva es posible modificar el angulo de soporte mediante un giro relativo de las alas de soporte.
El eje de pivotamiento preferentemente esta formado por un bulon que une las alas de soporte una a otra y que esta realizado independientemente de las alas de soporte, de manera que las alas de soporte pueden estar realizadas de manera correspondiente, presentando preferentemente cada una un ojal de pivotamiento con el que las alas de soporte estan dispuestas sobre el bulon.
Si en una forma de realizacion preferible, las alas de soporte estan hechas de un material electroconductor y el bulon esta hecho de un material no electroconductor, el bulon puede servir tanto para la realizacion del eje de pivotamiento como para la disposicion aislada del soporte con respecto a un entorno del soporte, es decir, por ejemplo, un lugar de instalacion del soporte.
Resulta especialmente preferible si las alas de soporte presentan para alojar las secciones de conexion de los conductores una cavidad moldeada para alojar un material de relleno conductor en el que quedan embebidas las secciones de conexion, ya que mediante el alojamiento embebido en el material de relleno se consiguen tanto una union mecanica segura como una puesta en contacto electrico segura de los conductores con las alas de soporte. Preferentemente, para la retencion mutua de las alas de soporte, entre las alas de soporte esta realizado un dispositivo de retencion que presenta preferentemente elementos de retencion engranados entre sf y realizados de forma mtegra con las alas de soporte, de manera que se puede prescindir de una realizacion separada de un componente que permita el enclavamiento de las alas de soporte. De esta manera, se mantiene reducido especialmente el numero de los componentes o piezas necesarios para realizar el dispositivo de disipacion.
Resulta especialmente ventajoso si la disposicion de fibras de carbono de los conductores presenta un trenzado de fibras provisto de un recubrimiento de un carbono precipitado de forma pirolttica, de manera que el recubrimiento de pirocarbono no solo sirve para compactar una superficie de contacto del conductor, sino que, ademas, forma tambien una envoltura que apoya el trenzado de fibras y que en accion conjunta con el trenzado de fibras proporciona las caractensticas de flexibilidad elastica deseadas del conductor que presenta una rigidez a la flexion en la que se puede influir especialmente tambien mediante el espesor del recubrimiento.
Ha resultado ser especialmente ventajosa la formacion del recubrimiento mediante la aplicacion del procedimiento CVI (“Chemical Vapor Infiltration” / infiltracion de vapor qmmico), ya que este procedimiento no solo garantiza el recubrimiento superficial deseado, sino ademas tambien la formacion de fuerzas de ligado entre los distintos filamentos del trenzado de fibras.
Resulta especialmente ventajoso si el trenzado de fibras esta realizado como envoltura de un ramal de fibras unidireccional que se extiende en el sentido longitudinal de los conductores y que presenta filamentos que se extienden sustancialmente de forma paralela unos respecto a otros, de manera que por los espacios intermedios entre las fibras quedan formados capilares que permiten aprovechar efectos capilares para la evacuacion de grasa o humedad de la circunferencia de arbol.
Para aumentar la rigidez a la flexion del conductor resulta ventajoso si el trenzado de fibras esta provisto de una matriz de resina.
A continuacion, se describe en detalle una forma de realizacion ventajosa de la invencion con la ayuda de los dibujos.
Muestran:
la figura 1: una representacion isometrica de un dispositivo de disipacion dispuesto en un arbol, con un soporte y con una disposicion de conductores dispuesta en el soporte;
la figura 2: el soporte representado en la figura 1, con dos alas de soporte pivotantes una respecto a otra alrededor de un eje de pivotamiento;
la figura 2: un ala de soporte individual del soporte representado en la figura 2.
La figura 1 muestra un dispositivo de disipacion 10 que esta dispuesto dentro de una carcasa de maquina 11 y que sirve para disipar una carga estatica de un arbol 14 alojado dentro de la carcasa de maquina 11, que puede estar realizado por ejemplo como arbol de engranaje o de motor.
El dispositivo de disipacion presenta un soporte 15 que presenta dos alas de soporte 17 y 18 soportadas sobre un bulon 16.
En el presente caso, las alas de soporte 17, 18 que forman el soporte 15 representado tambien en la figura 2 estan realizadas de manera identica y, como esta representado en la figura 3, presentan cada una un ojal de pivotamiento 19, con el que las alas de soporte 17, 18 estan dispuestas sobre el bulon 16 de forma pivotante alrededor de un eje de pivotamiento 12. Las alas de soporte 17, 18 presentan cada una en la circunferencia del ojal de pivotamiento 19 organos de retencion dispuestos de forma distribuida de manera equidistante que estan realizados como aberturas de retencion 20 y como salientes de retencion 21. Con una disposicion de las alas de soporte 17, 18 sobre el bulon 16, de tal forma que las superficies de contacto 22 de las alas de soporte 17, 18 que estan provistas de las aberturas de retencion 20 y los salientes de retencion 21 estan enfrentadas una a otra, la posicion de pivotamiento de las alas de soporte 17, 18, representada a modo de ejemplo en la figura 1, con un angulo de soporte a realizado entre las alas de soporte 17, 18, se puede fijar mediante el engrane de los salientes de retencion 21 de un ala de soporte 17 en las aberturas de retencion 22 del otro ala de soporte 18. Los salientes de retencion 21 del ala de soporte 17 forman entonces, junto con las aberturas de retencion 22 del ala de soporte 18, un dispositivo de retencion 23.
Como muestra la figura 1, en cada una de las alas de soporte 17, 18 esta dispuesto un conductor 24, 25 de una disposicion de conductores 26, de tal forma que los conductores 24, 25 estan alojados con una seccion de conexion 27 en una cavidad moldeada 28 realizada en cada caso en el ala de soporte 17, 18, como esta representado en la figura 3. Para la union mecanica segura al ala de soporte 17, 18 asf como para la puesta en contacto electrico con las alas de soporte 17, 18, la seccion de conexion 27 esta embebida en el presente caso en un material de relleno 29 electroconductor, introducido en la cavidad moldeada 28. Alternativamente, tambien es posible establecer una union electroconductora fijada entre la seccion de conexion 27 y el ala de soporte 17, 18, de tal forma que la seccion de conexion 27 esta unida por union forzada al ala de soporte 17, 18 mediante un tornillo de apriete o similar, no representado en detalle aqm, que por una abertura de paso 35 engrana en la cavidad moldeada 28.
Como muestra la figura 1, los conductores 24, 25 que en el presente caso estan realizados como ramales de fibras de contacto forman con las secciones de contacto de arbol 30, 31, conforme al angulo de soporte a realizado por la posicion de pivotamiento relativa de las alas de soporte 17, 18, una disposicion de conductores 13 en forma de V, y estan en contacto tangencialmente con una circunferencia de arbol 32 en zonas de contacto circunferencial 33, 34, y a causa de la realizacion elasticamente flexible de los conductores 17, 17, las secciones de contacto de arbol 30, 31 estan con una fuerza de contacto K en contacto elasticamente flexible en las zonas de contacto circunferencial 33, 34. Esto se puede ver especialmente bien en la representacion de tangentes de contacto t1 y t2 que estan representadas en las zonas de contacto circunferencial 33, 34.
En la representacion de la figura 1 se puede ver que el dispositivo de disipacion 10 ofrece basicamente dos posibilidades para influir en la fuerza de contacto K, consistiendo una en una modificacion del angulo de soporte a y la otra en la modificacion de la distancia de soporte a, siendo la distancia de soporte a la distancia entre el eje de pivotamiento 12 y el eje longitudinal de arbol 36 del arbol 14. Ademas, el angulo de soporte a y el angulo de soporte a representan los parametros posibles que permiten una adaptacion del dispositivo de disipacion 10 a diferentes diametros de arbol d.
En el ejemplo de realizacion representado en la figura 1, la disipacion electrica de una carga se realiza por medio de un conductor de puesta a tierra 37 conectado al ala de soporte 17 y provisto de un revestimiento aislante, que pasa por la carcasa de maquina 11.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1. - Dispositivo de disipacion (10) para disipar cargas electrostaticas de un arbol (14), con una disposicion de conductores (13) con al menos dos conductores (24, 25) realizados de forma elasticamente flexible, dispuestos en un soporte (15) y formados por una disposicion de fibras de carbono, que se extienden transversalmente con respecto a un eje longitudinal de arbol (36), en donde los conductores pueden unirse, a traves de secciones de conexion (27) alojadas en el soporte, a un conductor de puesta a tierra (37) y presentan en cada caso una seccion de contacto de arbol, (30, 31), en donde las secciones de contacto de arbol forman una disposicion de contacto para la puesta en contacto con dos zonas de contacto circunferencial (33, 34) de una circunferencia de arbol (32), dispuestas de forma opuesta en un plano de contacto de arbol W, de tal manera que durante el contacto con la circunferencia de arbol, las secciones de contacto de arbol estan dispuestas tangencialmente con respecto a la circunferencia de arbol, caracterizado porque el soporte presenta dos alas de soporte (17, 18) dispuestas en un eje de pivotamiento (12) comun que sirven en cada caso para el alojamiento de una seccion de conexion de un conductor y que para ajustar un angulo de soporte a realizado entre las alas de soporte pueden pivotarse una respecto a otra y retenerse en una posicion pivotada definida.2. - Dispositivo de disipacion segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los conductores (17, 18) de la disposicion de conductores (13) estan realizados como dos ramales conductores realizados independientemente entre sf, que estan unidos uno a otro cada uno de ellos de forma electroconductora a traves de sus secciones de conexion (27).3. - Dispositivo de disipacion segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las secciones de conexion (27) estan unidas entre sf de forma electroconductora a traves del conductor de puesta a tierra (37).4. - Dispositivo de disipacion segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las secciones de conexion (27) estan unidas entre sf de forma electroconductora a traves de las alas de soporte (17, 18).5. - Dispositivo de disipacion segun la reivindicacion 4, caracterizado porque las alas de soporte (17, 18) estan hechas de un material electroconductor.6. - Dispositivo de disipacion segun la reivindicacion 5, caracterizado porque las alas de soporte (17, 18) estan hechas de un material de carbono, especialmente de grafito.7. - Dispositivo de disipacion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje de pivotamiento (12) esta formado por un bulon (16) que une las alas de soporte (17, 18) una a otra y que esta realizado independientemente de las alas de soporte.8. - Dispositivo de disipacion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las alas de soporte (17, 18) estan hechas de un material electroconductor y el bulon (16) esta hecho de un material no electroconductor.9. - Dispositivo de disipacion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las alas de soporte (17, 18) presentan para alojar las secciones de conexion (27) de los conductores (24, 25) una cavidad moldeada (28) para alojar un material de relleno (29) conductor en el que quedan embebidas las secciones de conexion.10. - Dispositivo de disipacion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para la retencion mutua de las alas de soporte (17, 18), entre las alas de soporte esta realizado un dispositivo de retencion (23).11. - Dispositivo de disipacion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la disposicion de fibras de carbono de los conductores (24, 25) presenta un trenzado de fibras provisto de un recubrimiento de un carbono precipitado de forma pirolttica.12. - Dispositivo de disipacion segun la reivindicacion 11, caracterizado porque el trenzado de fibras esta realizado como envoltura de un ramal de fibras unidireccional que se extiende en el sentido longitudinal de los conductores.13. - Dispositivo de disipacion segun las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado porque el trenzado de fibras esta provisto de una matriz de resina.
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