BLOQUE DE ESCOBILLAS PARA LA TRANSMISIÓN DE CORRIENTES ELÉCTRICAS.

Bloque de escobillas (6) para transmitir corrientes eléctricas a un anillo rozante (7) por medio de al menos un elemento rozante de múltiples alambres (VDSE) (3),

en el que un gran número de VDSE (3) eléctricamente conectados en paralelo están dispuestos en el bloque de escobillas de manera que quedan situados uno tras otro en la dirección de rozamiento (9) y distribuidos en arco, y en el que los VDSE (3) forman capas (A, B) que están dispuestas en una estructura solapada a manera de escamas y que definen con los extremos de los VDSE (3) una curva envolvente (10) concéntrica al eje (13) del anillo rozante

La invención se refiere a un bloque de escobillas para transmitir corrientes eléctricas con las características del preámbulo de la reivindicación principal. Hasta ahora, se conocen dispositivos para transmitir corrientes eléctricas a un anillo rozante por medio de un máximo de dos contactos rozantes que son adecuados para transmitir corrientes de señal con una intensidad de corriente en el dominio de los mA. Estos dispositivos no pueden transmitir intensidades de corriente de mayor magnitud.

Dado que solamente se emplean un máximo de dos contactos rozantes para transmitir la corriente, estos dispositivos albergan un riesgo de fallo en virtud de la que la funcionalidad del dispositivo completo depende de un máximo de dos elementos de desgaste individuales.

Los contactos rozantes, en cuanto que consisten en cursores de múltiples alambres, se aplican hasta ahora casi siempre de manera aproximadamente perpendicular al anillo rozante, lo que provoca un fuerte afieltramiento de los cursores de múltiples alambres, una superficie de contacto relativamente pequeña y, por tanto, una alta resistencia de contacto.

El documento DE 201 15 215 U1 muestra un bloque de escobillas para la transmisión de corriente a un anillo rozante, el cual consiste en una parte de base de forma de placa con una superficie plana y varios elementos de alambre que están yuxtapuestos en una o dos filas. Los elementos de alambre están configurados como alambres redondos con sección transversal circular y están soldados individualmente con su extremo inferior en unas aberturas preparadas de la placa de base. Los alambres están dispuestos uno al lado de otro y uno tras otro en una línea recta y en un plano común y están enchufados aquí en los agujeros en una posición perpendicular u oblicua con respecto a la superficie de la placa. En el caso de la disposición oblicua en dos filas de alambres, los alambres están inclinados hacia lados opuestos.

El documento WO 03/055043 A1 muestra un bloque de escobillas semejante con una placa de base y una disposición frontal de los elementos de alambre en una sola fila recta y en un plano común.

El documento US 6,071,125 A revela cintas de escobillas flexibles que consisten cada una de ellas en un soporte flexible a manera de cinturón y dos elementos de alambre a manera de bloque dispuestos en este soporte y sobresalientes en dirección transversal. Estos alambres dirigidos radialmente hacia al anillo rozante se doblan oblicuamente en los extremos al hacer contacto con el anillo rozante, con lo que solamente la fila de alambres más inferior establece contacto conductor de corriente con la superficie del anillo rozante.

El problema de la presente invención consiste en mostrar un dispositivo mejorado para transmitir corrientes eléctricas.

La solución de este problema se obtiene según las características de la reivindicación principal.

El dispositivo reivindicado para transmitir corrientes eléctricas consiste sustancialmente en al menos un bloque de escobillas que está unido con un gran número de elementos rozantes mutifilares (VDSE), pudiendo aplicarse estos VDSE tangencialmente a un anillo rozante. El empleo de un número tan grande de VDSE tiene la ventaja de que la corriente a transmitir se distribuye sobre un gran número de contactos conectados en paralelo. Se reduce así fuertemente la potencia eléctrica a transmitir por cada VDSE, lo que tiene la consecuencia de un desgaste bastante menor por calentamiento y, sobre todo, hace posible que se puedan transmitir también corrientes de potencia con intensidades de corriente de 40 A o más. Además, incluso en el caso de una pérdida de contacto de VDSE individuales originada por el desgaste sigue estando presente todavía un contacto suficiente para garantizar una transmisión suficiente de la corriente. Se prolonga así la vida útil del dispositivo y se aminora el riesgo de fallos.

Cada bloque de escobillas consiste preferiblemente en un soporte de VDSE en unión de un gran número de VDSE. El soporte de VDSE presenta preferiblemente un gran número de entalladuras escalonadas regularmente dispuestas en el lado interior que mira hacia el anillo rozante y está curvado en forma sustancialmente concéntrica al anillo rozante. Estas entalladuras escalonadas están configuradas de tal manera que en cada uno de los lados de los escalones orientados en dirección aproximadamente tangencial al anillo rozante pueden instalarse uno o varios VDSE. Preferiblemente, varios elementos VDSE se aplican cada vez uno al lado de otro sobre un escalón transversalmente a la dirección de giro del anillo rozante, quedando directamente adyacentes uno a otro o ligeramente distanciados uno de otro, y dichos elementos forman unos con otros una capa de VDSE.

Las capas de VDSE de dos o más entalladuras escalonadas contiguas se solapan mutuamente en el sentido de una imbricación. Los VDSE así dispuestos describen preferiblemente con sus extremos libres una curva envolvente, es decir que se aproximan a una trayectoria circular cuyo radio es algo más pequeño que el radio del anillo rozante que se debe aplicar. Se consigue así que los VDSE puedan aplicarse con los cursores de múltiples alambres al anillo rozante de una manera sustancialmente tangencial y elástica y que sea muy alta la densidad de empaquetamiento de los contactos rozantes.

Asimismo, los VDSE están dispuestos preferiblemente en las entalladuras escalonadas con una estructuración tal que las distintas capas estén decaladas una respecto de otra. El decalaje de las capas es tal que los cursores de múltiples alambres de una capa de VDSE estén al tresbolillo con los cursores de múltiples alambres de la respectiva capa de VDSE más próxima. Se pueden formar con ello dos o más capas de disposición diferentes.

Los cursores de múltiples alambres de dos o más capas de VDSE coincidentes, es decir, no contiguas, forman una huella de rozamiento en el perímetro del anillo rozante. Las capas VDSE están preferiblemente dispuestas entre ellas en sentido transversal a la dirección de giro del anillo rozante de modo que las huellas de rozamiento de las respectivas capas de VDSE decaladas estén lo más adyacentes una a otra que sea posible y formen conjuntamente una huella suma ancha.

Gracias a esta disposición de los VDSE en el soporte de VDSE se consigue que, al aplicar la cabeza de las escobillas, se agrande sensiblemente la superficie de contacto entre los VDSE y el anillo rozante y esta superficie sea uniforme en dirección periférica, con lo que se provoca un desgaste uniforme del anillo rozante sin formación de estrías y se produce un sensible agrandamiento de la superficie de contacto. Esto reduce la resistencia de contacto, lo que a su vez reduce el desgaste e incrementa la vida útil.

Cada VDSE consiste preferiblemente en una hoja de soporte flexible en un extremo de la cual está dispuesto un cursor de múltiples alambres. Este cursor de múltiples alambres consiste en un gran número de pequeños alambres que están agrupados en una o varias capas y a manera de pincel. Se consigue así que la corriente a transmitir en cada VDSE esté a su vez dividida sobre muchos alambres rozantes individuales. Cada alambre individual puede ajustarse de manera flexible a eventuales irregularidades pequeñas del anillo rozante, con lo que se cubre una superficie de contacto de tamaño máximo. Además, los cursores de múltiples alambres están doblados preferiblemente hacia fuera en su extremo libre para mejorar su estabilidad y su guiado sobre el cursor. Asimismo, el doblado conduce a que los cursores de múltiples alambres no se recalquen o alabeen al girar eventualmente el anillo rozante en la dirección contraria.

Si se desprenden uno o varios alambres rozantes por rotura del material debido al desgaste o por otro motivo, pueden estar dispuestos entonces detrás y al lado de estos alambres otros alambres aún no desgastados total o parcialmente, los cuales se aplican al anillo rozante en lugar de los alambres que se han desprendido. Se prolonga así la vida útil de cada VDSE individual y se cubre siempre una superficie de contacto de tamaño máximo.

Debido al decalaje de las capas de VDSE y a la estructura de solapamiento a manera de escamas, los cursores de múltiples alambres de los VDSE que se tocan no entran en contacto directo ni siquiera en el caso de un amplia penetración imprevista del anillo rozante en la zona de las escobillas, en donde algunos VDSE podrían ser presionados uno contra otro, y, por tanto, no puede tener lugar un enganche mutuo de los VDSE.... [Seguir leyendo]

1. Bloque de escobillas (6) para transmitir corrientes eléctricas a un anillo rozante (7) por medio de al menos un elemento rozante de múltiples alambres (VDSE) (3), en el que un gran número de VDSE (3) eléctricamente conectados en paralelo están dispuestos en el bloque de escobillas de manera que quedan situados uno tras otro en la dirección de rozamiento (9) y distribuidos en arco, y en el que los VDSE (3) forman capas (A, B) que están dispuestas en una estructura solapada a manera de escamas y que definen con los extremos de los VDSE (3) una curva envolvente (10) concéntrica al eje (13) del anillo rozante.

2. Bloque de escobillas según la reivindicación 1, caracterizado porque el bloque de escobillas presenta un soporte de VDSE (4) con una pared interior curvada (12) en la que está dispuesto un gran número de VDSE (3).

3. Bloque de escobillas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las capas de VDSE (A, B) presentan un número diferentes de VDSE (3).

4. Bloque de escobillas según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque los VDSE (3) de capas contiguas (A, B) presentan un decalaje lateral y están dispuestos al tresbolillo.

5. Bloque de escobillas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el soporte de VDSE (4) presenta en la pared lateral (12) varias entalladuras escalonadas (5) que están dispuestas en arco por el lado del perímetro y en las que están dispuestos los VDSE (3).

6. Bloque de escobillas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las entalladuras escalonadas (5) presentan cada una de ellas un lado de escalón (5') orientado en dirección sustancialmente tangencial al anillo rozante (7) y un lado de escalón (5'') dispuesto transversalmente al lado del escalón antes citado.

7. Bloque de escobillas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los VDSE (3) están constituidos por una hoja de soporte conductora (1) con cursores (2) de múltiples alambres dispuestos en ella.

8. Bloque de escobillas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los alambres del cursor (2) de múltiples alambres están doblados en el extremo libre.

9. Bloque de escobillas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los alambres del cursor (2) de múltiples alambres están agrupados en una estructura de pincel de una o varias capas.

10. Bloque de escobillas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se pueden disponer varios bloques de escobillas (6) de manera que queden situados uno al lado de otro y distribuidos por el perímetro de un anillo rozante (7).

11. Transmisor de corriente rotativo con uno o varios anillos rozantes (7) y uno o varios bloques de escobillas (6) que están montados en forma giratoria uno con relación a otro, caracterizado porque los bloques de escobilla (6) están configurados según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Transmisor de corriente rotativo según la reivindicación 11, caracterizado porque el transmisor de corriente (14) presenta terminales (15) para corriente de potencia.