ES2241995T3 - Conmutador de cilindros y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un conmutador de cilindros, que comprende un cuerpo de soporte (1) en forma de casquillo producido de material prensado aislante, una pluralidad de segmentos conductores (3, 3¿) metálicos, y un número igualmente elevado de segmentos de carbono (4) que están unidos con los segmentos conductores (3, 3¿) de modo eléctricamente conductor, que comprende las siguientes etapas: fabricación de una pieza en bruto conductora metálica que comprende una pluralidad de segmentos conductores, de los que, respectivamente, dos segmentos contiguos están unidos entre sí por medio de una pieza de puente (20), en el que la distancia de las superficies interiores radiales de las piezas de puente (20) respecto al eje del conmutador (2) se corresponde fundamentalmente con la distancia de las superficies exteriores radiales de los segmentos conductores (3, 3¿) respecto al eje del conmutador (2); fabricación de un casquillo de carbono con una superficie exterior (26) fundamentalmente cilíndrica circular, en la que se metalizan al menos las superficies interiores radiales y una superficie frontal axial del casquillo de carbono; unión de la pieza en bruto conductora con el casquillo de carbono en dirección axial conformando zonas de contacto (17) conductoras eléctricamente entre los segmentos conductores (3, 3¿) y la superficie frontal metalizada del casquillo de carbono.

Description

Conmutador de cilindros y procedimiento para su fabricación.

La presente invención se refiere a un conmutador de cilindros, que comprende un cuerpo de soporte en forma de casquillo fabricado de un material prensado aislante, una pluralidad de segmentos conductores metálicos, y un número igualmente elevado de segmentos de carbono que están unidos con los segmentos conductores de modo que conducen eléctricamente. Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un conmutador de cilindros de este tipo.

Para determinadas aplicaciones, en particular dependiendo de la intensidad de corriente que se ha de transmitir conjuntamente con las relaciones de montaje, se emplean en máquinas eléctricas conmutadores de cilindros, también denominados conmutadores de rodillos, en los que la superficie de rodadura del cepillo está dispuesta sobre un cilindro circular concéntrico respecto al eje del conmutador. Además de los conmutadores de cilindros con superficie de rodadura metálica del cepillo, también se conocen conmutadores de cilindros del tipo indicado al comienzo en los que la superficie de rodadura del cepillo está dispuesta en los segmentos de carbono, en diferentes realizaciones. En una primera forma de montaje conocida, en este caso, los segmentos de carbono se conforman alrededor de los segmentos conductores. Un conmutador de cilindros de este tipo, así como un procedimiento adecuado para su fabricación se describen, por ejemplo, en el documento EP 0529911 B1. También el documento WO 99/57797 A1 describe un conmutador de cilindros correspondiente y un procedimiento adecuado para su fabricación, que se caracteriza, en particular, porque los segmentos de carbono se conforman alrededor de los segmentos conductores. Lo mismo es válido para el documento DE 4241407 A1 y para el documento US 5789842 A.

Según una forma de construcción fundamentalmente diferente, está previsto que un casquillo de carbono que comprende los segmentos de carbono posteriores se prefabrique independientemente de los segmentos conductores, y se una después con estos últimos de modo que se produzca una conducción eléctrica. Un conmutador de cilindros de este tipo de construcción, y un procedimiento adecuado para su fabricación están descritos en el documento DE 3150505 A1, en el que se describen todas las características del preámbulo de la reivindicación 9 subordinada. En este caso, un casquillo de carbono se une en la parte frontal con una pieza en bruto conductora en forma anular por medio de soldadura de manera que se produce una conducción eléctrica. A continuación, se inyecta en la unidad correspondiente, en la parte interior, un cuerpo de soporte en forma de casquillo hecho de masa de material prensado aislante. Finalmente, el casquillo de carbono y la pieza en bruto conductora se dividen en segmentos individuales por medio de cortes axiales de separación.

No se conoce que hayan sido empleados con éxito conmutadores de cilindros según el documento DE 3150505. Parece evidente que el conmutador de cilindros conocido de este documento, a pesar del modo de construcción convincente a primera vista, no es apropiado en la práctica.

Se han acreditado en la práctica, también de forma escasa, conmutadores de cilindros con superficie de rodadura de carbono en los que los segmentos de carbono, tal y como se ha explicado anteriormente en combinación con el documento EP 0529911 B1 y con las revelaciones comparables, se conformen en los segmentos conductores y a continuación se sintericen. En este tipo de conmutadores de cilindros, siempre se ha observado un mal contacto entre los segmentos de carbono y los segmentos conductores asignados. En este contexto se ha de tener en cuenta que los conmutadores de cilindros del tipo en cuestión están sometidos a condiciones de funcionamiento extremas. Por esta razón se requiere que aguanten en todas las condiciones de contorno que se puedan considerar (en particular con los combustibles más diferentes) varios cientos de ciclos con temperaturas de funcionamiento de -40°C a +110°C, sin fallar. En las pruebas correspondientemente duras, los conmutadores de cilindros conocidos del modo de construcción indicado al comienzo muestran siempre resistencias inadmisiblemente elevadas, lo que apunta a un mal contacto entre los segmentos de carbono y los segmentos conductores, o bien fallan completamente. En este caso, puede ser parte de la causa el hecho de que los hilos del devanado del rotor que están conectados al conmutador se suelden regularmente a los segmentos conductores. Por medio de las temperaturas muy elevadas que se producen en este caso, el segmento conductor metálico correspondiente se dilata a corto plazo en una medida no despreciable, para a continuación contraerse. Esto lleva no sólo a un efecto negativo sobre la unión mecánica entre los segmentos de carbono y los segmentos conductores asignados; más bien, la unión eléctricamente conductora entre las partes sufre de un modo correspondiente, con el resultado de que se incrementa la resistencia. Esto tiene un efecto especialmente perjudicial debido a que la masa que se emplea para la fabricación de los segmentos de carbono por medio de la conformación de los segmentos conductores presenta de todas maneras un contenido de sustancia aglutinante comparativamente elevado (hasta 30%), lo que lleva a una conductividad reducida.

Partiendo de este estado de la técnica, la presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un conmutador de cilindros apropiado para la práctica con superficie de rodadura de carbono, así como un procedimiento adecuado para su fabricación. En este caso, el conmutador de cilindros ha de ser robusto y de larga duración, en particular en el caso de medidas compactas, y ser suficiente para los duros requerimientos referidos a las posibles temperaturas de funcionamiento, sin que se produzca un aumento de la resistencia, en el que los hilos del devanado del rotor se han de poder soldar a los segmentos conductores sin riesgo de que se produzcan daños.

Este objetivo se alcanza según la presente invención por medio del procedimiento indicado en la reivindicación 1. Un conmutador de cilindros conforme a la invención que se puede fabricar aplicando este procedimiento se indica en la reivindicación 9.

Con ello, una primera característica fundamental de la presente invención es que el casquillo de carbono del que salen en una etapa posterior del procedimiento, por medio de cortes de separación, los segmentos de carbono individuales, al juntarlo con la pieza en bruto conductora, esté metalizado al menos en la región dé la superficie interior radial y de la superficie frontal axial, en el que la superficie interior radial metalizada del casquillo de carbono, al inyectar el cuerpo de soporte en la pieza compuesta formada por la pieza en bruto conductora y el casquillo de carbono, se cubra con material prensado. La metalización de al menos una superficie frontal axial ha de garantizar en este caso -del modo conocido como tal (ver documento DE 3150505 A1), que la unión eléctricamente conductora entre los segmentos de carbono y los segmentos conductores se pueda establecer por medio de soldadura o de otro procedimiento de unión conocido. Para la fabricación de un casquillo de carbono con una superficie frontal metalizada también es apropiado, además del procedimiento conocido como tal de la metalización posterior, un denominado "prensado binario", en el que un casquillo de carbono se fabrica con una superficie frontal metalizada desde el comienzo. En este caso, el polvo de carbono y una capa de la parte frontal hecha de polvo de metal (por ejemplo, Ag, Ms, Cu) se presionan conjuntamente en un molde y a continuación se sinterizan. Dependiendo de las dimensiones del conmutador, el valor del grosor de la capa de metal puede ser en este caso, por ejemplo, de 1 a 2 mm. Esta variante es apropiada, en particular, para conmutadores de cilindros operados en seco; prescindiendo de la metalización posterior, ésta se caracteriza por costes reducidos. La metalización de la superficie interior radial que posteriormente está en contacto con el cuerpo de soporte del casquillo de carbono tiene un efecto ventajoso respecto a esto desde un punto de vista completamente diferente, y en concreto, un efecto doble. Por un lado, de esta manera se puede reducir de un modo significativo, en particular en el caso de un modo de construcción extendido en los conmutadores de cilindros, es decir, con una longitud axial comparativamente elevada respecto al diámetro, la resistencia óhmica existente en los segmentos de carbono. El flujo de corriente entre las zonas de contacto de los segmentos de carbono y los cepillos que están en contacto con las superficies de rodadura de los cepillos se realiza en este caso, en su mayor parte, en la región de la superficie interior metalizada de los segmentos de carbono, es decir, en las regiones interiores radiales que limitan con el cuerpo de soporte de los segmentos de carbono. Por otro lado, la metalización de la superficie radial del casquillo de carbono lleva a una mayor rigidez en esta región. En particular, el casquillo de carbono, como consecuencia de la superficie interior metalizada, está protegido en ese punto de un modo efectivo contra posibles daños. La mayor rigidez que se produce gracias a ello del casquillo de carbono y de los segmentos de carbono que salen de éste permite la fabricación del casquillo de carbono con una proporción comparativamente menor de medio aglutinante (aprox. 2-5%), lo que, a su vez, tiene un efecto especialmente positivo en la conductividad de los segmentos de carbono. Por medio de la metalización conforme a la invención de la superficie interior radial que está en contacto con el cuerpo de contacto del casquillo de carbono se puede reducir de un modo drástico, con ello, tanto de un modo directo como indirecto la resistencia óhmica del conmutador respecto a modos de construcción conocidos.

Según una segunda característica fundamental de la presente invención está previsto que el conmutador de cilindros acabado presente de modo contiguo a las colas de unión de los segmentos conductores una superficie fundamentalmente cilíndrica circular, en forma anular, cerrada, que esté conformada por medio de una secuencia alternante de zonas de material prensado que están asignadas al cuerpo de soporte, y zonas de metal que están asignadas a los segmentos conductores. De un modo diferente a como sucede esto para el conmutador de cilindros según el documento DE 3150505 A1, en el conmutador de cilindros conforme a la invención, con ello, en la región contigua a las colas de unión no está prevista ninguna inserción orientada de modo axial, ranuras axiales u otro tipo de hendiduras, de las que no se puede prescindir según aquél estado de la técnica para la división de la pieza en bruto conductora en los segmentos conductores individuales. La ausencia de hendiduras correspondientes, por el contrario, tiene un efecto en el hecho de que la región de conexión del conmutador dispuesta contigua a las colas de unión, por medio de un bloqueo de laca, puede ser delimitada de un modo fiable respecto a la región de conmutación. De este modo se puede evitar de un modo efectivo que la laca con la que se recubre el devanado del rotor de la máquina eléctrica correspondiente conectada posteriormente al conmutador para su protección se desplace a la región de conmutación, y perjudique allí la función del conmutador. Esto es así de modo correspondiente para los rotores con un devanado encapsulado, en los que el devanado, incluyendo las conexiones al conmutador, se recubren por extrusión con plástico. En la fabricación de este tipo de rotores, el molde de inyección que se emplea para moldear por inyección el encapsulado hermetiza de modo obturado la superficie fundamentalmente cilíndrica circular, cerrada, en forma anular, de manera que se evita de un modo seguro una penetración de plástico en la región de conmutación. Como resultado de esto se consigue un conmutador de cilindros con superficie de rodadura de carbono apropiado en la práctica, que es suficiente para los requerimientos existentes.

Por lo que se refiere a la fabricación del conmutador de cilindros conforme a la invención, con ello se ha de resaltar de un modo especial tanto el tratamiento del casquillo de carbono como la conformación de la pieza en bruto conductora. En el caso de la pieza en bruto conductora, según la reivindicación 1, están unidos entre sí, respectivamente, segmentos conductores contiguos entre sí por medio de una pieza de puente, correspondiéndose la distancia de las superficies interiores radiales de las piezas de puente respecto al eje del conmutador fundamentalmente con la distancia de las superficies exteriores radiales de los segmentos conductores respecto al eje del conmutador. Las piezas de puente, que en el caso de la pieza en bruto conductora unen entre sí los segmentos conductores, con otras palabras, están desplazadas respecto a los segmentos conductores de modo radial hacia el exterior. Gracias al hecho de que las superficies interiores radiales de las piezas de puente estén dispuestas fundamentalmente con el mismo radio respecto al eje del conmutador que las superficies exteriores de los segmentos conductores, se produce una extensión radial de los nervios de material prensado del cuerpo de soporte conformados, respectivamente, entre dos segmentos conductores contiguos, fundamentalmente de modo correspondiente a la extensión radial de los segmentos conductores. Esto, a su vez, hace posible la fabricación de la superficie fundamentalmente cilíndrica circular, dispuesta de modo contiguo a las colas de unión, en forma anular, cerrada, con zonas de material prensado y zonas de metal que se alternan por medio de una retirada sencilla de las piezas de puente, después de que el cuerpo de soporte haya sido moldeado por inyección en la pieza compuesta formada por la pieza en bruto conductora y el casquillo anular de carbono. Las piezas de puente, en este caso, se pueden girar y/o repeler o cizallar. El coste que va unido con esto es reducido; y el desgaste de material unido con ello está limitado a un mínimo. Las incisiones que sirven para la división del casquillo de carbono en los segmentos de carbono individuales terminan cerca de la parte frontal opuesta a los segmentos conductores del casquillo de carbono, de manera que la superficie fundamentalmente cilíndrica circular, cerrada, en forma anular (en primer lugar más ancha) con zonas de material prensado y zonas de metal alternantes se mantiene en su mayor parte, o al menos parcialmente.

El tratamiento del casquillo de carbono por medio de la metalización de la superficie interior radial ya se ha tratado de modo detallado anteriormente. El grosor de la metalización depende en particular del dimensionado del conmutador. Sin embargo, en general se puede decir que la metalización se realiza teniendo en cuenta la función doble explicada anteriormente de un modo relativamente fuerte. Dependiendo del dimensionamiento del conmutador, son adecuadas profundidades de incisión de la metalización en la superficie del casquillo de carbono de entre 10 \mum y 200 \mum.

Una variante especialmente preferida del procedimiento conforme a la invención se caracteriza porque el casquillo de carbono, antes de su unión con la pieza en bruto conductora, se metaliza en toda su superficie, es decir, en las dos superficies frontales axiales, en la superficie interior radial, así como en la superficie exterior radial, en particular por medio de la galvanización. Gracias a ello se protege el casquillo de carbono durante el resto del procedimiento de fabricación de un modo efectivo contra daños. En una etapa posterior del procedimiento se retira entonces la superficie metalizada en la región de la superficie exterior radial que conforma posteriormente la superficie de rodadura del cepillo, en particular por medio de un giro. También en la región de las dos partes frontales del casquillo de carbono se retira la superficie metalizada preferentemente en una región anular exterior radial. La metalización permanece en este caso únicamente en la región de las superficies del casquillo de carbono, o bien en los segmentos de carbono que salen posteriormente de éstas, que están unidas o bien con el material prensado del cuerpo de soporte, o bien con los segmentos conductores por medio de la unión eléctricamente conductora.

En este punto se hace referencia al hecho de que el conmutador de cilindros conforme a la invención presenta ciertamente de modo contiguo a las colas de unión la superficie fundamentalmente cilíndrica circular, cerrada, en forma anular, explicada anteriormente, si bien no en la región de conmutación. Por el contrarío, los segmentos de carbono en la región de la superficie de rodadura del cepillo están aislados entre sí por medio de ranuras de aire, que son el resultado de los cortes de separación que separan el casquillo de carbono en los segmentos de carbono individuales. Estas ranuras de aire están limitadas, de un modo especialmente preferido, únicamente por la masa moldeada del cuerpo de material prensado, por un lado y por las superficies cortadas de los segmentos de carbono por otro lado. O con otras palabras: los cortes de separación que dividen el casquillo de carbono en los segmentos de carbono individuales se extienden de un modo especialmente preferido exclusivamente en el carbono y en el material prensado, si bien no lo hacen en el metal de la pieza en bruto o bien de los segmentos conductores. En este caso, en las ranuras de aire no queda ningún metal libre. Por el contrario, los segmentos conductores están integrados completamente en el material prensado en la dirección de contorno. Las zonas de material prensado de la superficie cerrada en forma anular explicada anteriormente, con ello, en esta variante de la invención son más anchas en la dirección de contorno que las ranuras de aire.

La pieza en bruto conductora usada de un modo adecuado para la fabricación del conmutador anterior comprende, tal y como se ha indicado anteriormente, una pluralidad de segmentos conductores, de los que, respectivamente, dos contiguos entre sí están unidos entre sí por medio de una pieza de puente, respectivamente. Las piezas de puente están unidas en la parte del borde con los segmentos conductores. Sirven para el mantenimiento de forma de la pieza en bruto conductora durante el procedimiento de la fabricación del conmutador de cilindros, haciendo para ello que reciban la disposición y orientación prefijada de los segmentos conductores entre sí, hasta que se haya moldeado por inyección el cuerpo de soporte. De un modo especialmente preferente, las piezas de puente se extienden a lo largo de toda la longitud axial de los segmentos conductores. Por medio de esta disposición y medida de las piezas de puente se producen en las dos partes frontales de la pieza en bruto conductora en forma de tubo superficies cerradas de forma anular que preferentemente se encuentran en un plano dispuesto perpendicular respecto al eje, respectivamente. Con una de estas superficies cerradas en forma anular puede estar en contacto el casquillo de carbono con la superficie frontal asignada de modo que se produzca una obturación. Y la otra superficie cerrada en forma anular de la pieza en bruto conductora está indicada de un modo extraordinario como superficie de obturación para la mitad asignada de un molde de inyección, que se emplea al moldear por inyección el cuerpo de soporte a partir de material prensado. Con ello, la pieza en bruto conductora en forma de tubo cerrada de modo circular a través de los segmentos conductores y las piezas de puente, actuando conjuntamente con el casquillo de carbono y con las dos mitades del molde de inyección, cierra el espacio que se ha de llenar con material prensado.

La conformación en forma de tubo de la pieza en bruto conductora hace posible, por lo demás, que las dos mitades del molde de inyección estén dispuestas exactamente enfrentadas en la región de su superficie de obturación correspondiente con la pieza en bruto conductora o bien con el casquillo de carbono de modo exacto. Esto es especialmente adecuado por lo que se refiere a las elevadas fuerzas de cierre. Esto es así porque éstas son absorbidas por la pieza en bruto conductora y el casquillo de carbono sin tensiones elevadas no permitidas y dado el caso, sin deformaciones. Las fuerzas de cierre provocan en la pieza en bruto conductora en forma de tubo y en el casquillo de carbono fundamentalmente tensiones de compresión solas.

La relación explicada anteriormente de la unidad compuesta por la pieza en bruto conductora y el casquillo de carbono respecto al molde de inyección, en particular por lo que se refiere a las superficies de obturación, no descarta que las mitades del molde de inyección que están en contacto con la superficie frontal libre del casquillo de carbono de modo que se produce una obturación, también estén en contacto, de modo complementario, con la pieza en bruto conductora, en tanto que esta sobresalga de modo radial por encima del casquillo de carbono. En concreto, la mitad correspondiente del molde de inyección puede estar en contacto con las superficies frontales de las piezas de puente y al cerrar el molde de inyección puede contribuir a un recalcado definido de la pieza en bruto conductora en la dirección axial.

Preferentemente, el grosor de la pared de las piezas de puente explicadas anteriormente contiguas a los segmentos conductores es considerablemente menor que entre dos segmentos conductores. Esto es suficiente para garantizar la estabilidad de forma de la pieza en bruto conductora y para resistir a la presión existente al moldear por inyección el cuerpo de soporte a partir de material prensado. El grosor de pared reducido de las piezas de puente en sus dos regiones del extremo facilita la posterior retirada de las piezas de puente que se lleva a cabo después de la conformación del cuerpo de soporte.

La disposición explicada anteriormente y la medida de las piezas de puente hace posible que éstas sean retiradas por medio de cizallamiento o repulsión en la dirección axial. Esto, en concreto, es importante cuando las piezas de puente, tal y como se ha indicado anteriormente, para la conformación de una pieza en bruto conductora en forma de tubo se extienden a lo largo de toda la longitud axial de los segmentos conductores y cuando las colas de unión sobresalen de modo radial de los segmentos conductores. Esto es así porque, naturalmente, no es posible un giro de las piezas de puente entre colas de unión que sobresalen radialmente de esta manera.

Una variante ventajosa del conmutador de cilindros conforme a la invención se caracteriza porque los segmentos conductores presentan respectivamente una región de conexión con una pared gruesa con una cola de unión, una región de contacto de pared gruesa que hace contacto con el segmento de carbono asignado y una región de transición dispuesta entre la región de conexión y la región de contacto. Con ello, es especialmente importante para el conmutador de cilindros mejorado de esta manera, con otras palabras, que los segmentos conductores no estén realizados con un grosor de pared que sea más o menos igual en todos los lugares, sino que, por el contrario, los grosores de las paredes de diferentes regiones de los segmentos conductores se diferencian entre sí de modo significativo, haciendo que, en particular entre la región de conexión, que sirve para la conexión del devanado del rotor y la región de contacto, a lo largo de la cual se establece la unión eléctricamente conductora del segmento conductor con el segmento de carbono asignado, exista una región de transición con una pared comparativamente delgada. En este sentido, el grosor de la pared -determinado perpendicularmente respecto a la dirección de flujo del calor desde las colas de unión a las zonas de contacto- de la región de transición es menor que el grosor de la pared -medido en dirección radial- de la región de conexión y el grosor de la pared -medido generalmente en dirección axial- de la región de contacto del segmento conductor correspondiente, estando dimensionada la región de conexión, además, de un modo comparativamente grande también en la dirección axial y en la dirección de contorno (ver abajo). Una conformación de este tipo de los segmentos conductores favorece que también en el caso de conmutadores de cilindro que presentan medidas extremadamente compactas y pequeñas, la soldadura de los hilos del devanado a las regiones de conexión de los segmentos conductores no lleve a provocar daños condicionados por el sobrecalentamiento de las uniones conductoras eléctricamente de los segmentos conductores con los segmentos de carbono. Esto es así porque las regiones de conexión de pared gruesa de los segmentos conductores conforman, como consecuencia de su elevada capacidad térmica, un primer sumidero de calor para el calor que se desarrolla en el proceso de soldadura. La región de transición de pared delgada desde la región de conexión a la región de contacto conforma, frente a esto, como consecuencia de su reducida superficie de sección transversal -orientada de modo normal respecto al flujo de calor- para la conducción de calor desde la región de conexión a la región de contacto del segmento conductor, una resistencia considerable. Y la región de contacto de pared gruesa conforma a su vez un sumidero de calor pronunciado para la energía térmica (reducida en cualquier caso) conducida a través de la región de transición. El resultado es que la región de contacto para los segmentos conductores , en la soldadura de los hilos del devanado del rotor a los segmentos conductores, calienta en una medida especialmente reducida. En la aplicación de esta variante de la presente invención, incluso en el caso de emplear procedimientos de soldadura convencionales, el peligro de que las uniones conductoras eléctricamente de segmentos de carbono con los segmentos conductores se dañen al soldar el devanado del rotor al conmutador de cilindros es mínimo. Es posible incluso unir eléctricamente los segmentos de carbono por medio de soldado con estaño de un modo fiable y duradero con los segmentos conductores, ya que las temperaturas que se producen en el punto de contacto se encuentran de un modo fiable por debajo del punto de reblandecimiento para el soldado con estaño. Lo mismo se produce para conmutadores de cilindros extremadamente compactos.

A modo de explicación, se hace referencia al hecho de que la indicación según la cual la sección de transición se ha de realizar "con pared delgada" no se ha de entender de modo limitante en el sentido de que la sección transversal disponible para la conducción de calor que se extiende perpendicularmente respecto a la dirección de flujo del calor sea menor entre la región de conexión y la región de contacto que en la región de conexión o bien en la región de contacto. Por lo que a esto se refiere, un encordonado de la sección transversal también conforma una región de transición "de pared delgada" en el sentido de la presente invención, tal y como también se deriva en particular a partir de la descripción de un ejemplo de realización preferido más adelante con más detalle.

La metalización explicada más adelante, prevista según la presente invención, del casquillo de carbono en la región de la superficie interior radial, lleva a una introducción de corriente por toda la superficie en las regiones no metalizadas de los segmentos de carbono. En comparación con estos modos de construcción, en los que la introducción de corriente en los segmentos de carbono se produce exclusivamente en la región de su unión eléctricamente conductora con los segmentos conductores, esto abre la posibilidad de realizar las regiones de la unión eléctricamente conductora de los segmentos conductores con los segmentos de carbono de un modo comparativamente reducido y disponerlas en una posición optimizada desde el punto de vista de la técnica de fabricación y de la técnica térmica. Una dilatación reducida de esta manera de la superficie de la unión eléctricamente conductora entre los segmentos conductores y los segmentos de carbono reduce los efectos desventajosos de la dilatación condicionada por la temperatura y de la contracción que se produce a continuación de los segmentos conductores al soldar el devanado del rotor. Por lo que a esto se refiere, existen, a su vez, efectos positivos en la durabilidad de esta unión eléctricamente conductora y en la seguridad de funcionamiento del conmutador de cilindros.

En el sentido indicado anteriormente, las uniones conductoras eléctricamente entre los segmentos conductores y los segmentos de carbono están alejadas la máximo posible de las colas de unión en la región de las secciones interiores radiales de los segmentos conductores. En particular, en este caso, la unión eléctricamente conductora respectiva se puede limitar a la región de las secciones de anclaje contiguas y opuestas entre ellas de los segmentos conductores y de los segmentos de carbono (ver abajo).

La región de transición de pared delgada prevista según la variante de la invención explicada más adelante entre la región de conexión y la región de contacto de un segmento conductor tiene un efecto ventajoso, por lo demás, no sólo gracias a su comportamiento de conductividad térmica o bien por su inercia térmica (ver más arriba). Cabe resaltar, además, la elasticidad o la posibilidad de recalcado axial de los segmentos conductores proporcionada por medio de las regiones de transición de pared delgada -durante la fabricación del conmutador de cilindros-. Una posibilidad de recalcado de este tipo (por ejemplo de hasta un 2%) es adecuada por lo que se refiere a una obturación fiable del molde de inyección usado para el moldeado por inyección del cuerpo de soporte. Por lo demás, gracias a ello se pueden compensar tolerancias de fabricación. El conmutador se puede fabricar de esta manera independientemente de las tolerancias, que son inevitables en la fabricación rentable de casquillos de carbono y de la pieza en bruto conductora, de un modo exacto en el molde de inyección en su dimensión prevista. La limitación efectiva de la presión que actúa sobre el casquillo de carbono reduce el peligro de que se produzcan daños en el casquillo de carbono durante la fabricación del conmutador de cilindros y de esta manera contribuye a una reducción de los desechos. La presente invención también hace posible que los segmentos de carbono estén formados por carbono aglomerado con plástico comparativamente blando; esto afecta de un modo especialmente favorable a la duración del conmutador.

Según otra variante ventajosa de la invención, ya mencionada brevemente con anterioridad, está previsto que las regiones de transición de los segmentos conductores estén conectadas a las regiones de contacto de los segmentos conductores alejadas de los segmentos de carbono. De esta manera, entre las regiones de conexión, y dado el caso, las regiones de transición de los segmentos conductores, por un lado, y los segmentos de carbono, por otro lado, se produce, respectivamente, una ranura, que está rellena con una capa de material prensado. La conexión de las regiones de transición a las regiones de contacto alejadas de la zona de contacto respectiva entre el segmento conductor correspondiente y el segmento de carbono asignado repercute en una transmisión de calor reducida aún más desde las regiones de conexión de los segmentos conductores a los segmentos de carbono. El efecto de la capa de material prensado viene dado, además, por una protección mejorada de las uniones conductoras eléctricamente entre las regiones de contacto de los segmentos conductores y los segmentos de carbono contra medios agresivos, así como por una protección contra un sobrecalentamiento directo de los casquillos de carbono al soldar el devanado del rotor a los segmentos conductores.

En el marco de la presente variante explicada de la invención, existe una libertad de conformación referida a la orientación de las regiones de transición. Desde el punto de vista de la técnica térmica, las regiones de transición pueden estar orientadas, en particular, de modo radial o también axial, si bien también se puede pensar en valores intermedios diagonales cualesquiera.

Por lo que se refiere a los diferentes grosores de pared de los segmentos conductores previstos preferentemente, explicados con anterioridad, en sus diferentes regiones, la fabricación de una pieza en bruto conductora, tal y como se emplea para la fabricación del conmutador de cilindros conforme a la invención, por medio de un procedimiento combinado de extrusionado y estampado se acredita como especialmente adecuada. En primer lugar, por medio del extrusionado se fabrica un cuerpo base a modo de escudilla que se caracteriza ya por medio de regiones de conexión de pared gruesa, regiones de transición de pared delgada, y de nuevo regiones de contacto de pared gruesa, en el que las regiones de contacto, y dado el caso, también las regiones de transición, están unidas entre ellas conformando un anillo cerrado. Por medio del punzonado se segmenta a continuación el suelo del cuerpo base.

Las medidas ideales de las regiones individuales de los segmentos conductores, en particular los diferentes grosores de pared y su relación entre sí, dependen de diferentes parámetros. Sin embargo, ya en el caso de que la superficie de la sección transversal orientada de modo perpendicular a la dirección de flujo del calor de las regiones de transición de los segmentos conductores tenga un valor que sea menos del 80% de la superficie de la sección transversal de las regiones de contacto -orientadas, igualmente, perpendiculares a la dirección del flujo de calor-, se muestra una vida útil significativamente mayor de las uniones conductoras eléctricamente entre los segmentos de carbono y los segmentos conductores. De un modo especialmente preferido, la diferencia de la sección transversal es aún mayor, haciendo para ello que la sección transversal de las regiones de transición de los segmentos conductores tenga un valor menor que el 60% de la sección transversal de las regiones de contacto. Esto aumenta, en tanto que las regiones de transición realizadas de modo plano estén conectadas a las regiones de contacto de los segmentos conductores alejadas de los segmentos de carbono, la distancia de las regiones de transición de los segmentos conductores respecto a los segmentos de carbono.

Otra variante preferida de la invención está caracterizada porque las colas de unión están inclinadas en su parte final. Una inclinación de este tipo opuesta a la superficie de contorno exterior del segmento conductor asignado lleva a una reducción de la superficie de contacto entre las colas de unión curvadas en los segmentos conductores y los segmentos conductores cerca de la unión con los segmentos de carbono. Esto, de nuevo, es ventajoso por lo que se refiere a una transmisión lo más reducida posible del calor que se produce en la soldadura de los hilos del devanado del rotor a los segmentos conductores a las uniones conductoras eléctricamente en la región de las zonas de contacto entre los segmentos conductores y los segmentos de carbono.

Para la metalización del casquillo de carbono prevista según la presente invención son apropiados los procedimientos galvánicos conocidos como tales. En este caso, de un modo adecuado, se metaliza el casquillo de carbono en toda su superficie (ver arriba). Sin embargo, también se puede pensar en la metalización del casquillo de carbono por medio de la compresión a alta presión de partículas de metal, en particular de polvo de Cu -dado el caso, plateado- o polvo de Ag, con una sinterización posterior.

Por lo que se refiere a una realización especialmente fiable y duradera del conmutador de cilindros conforme a la invención, sus segmentos de carbono y sus segmentos conductores, de un modo especialmente preferido, por medio de secciones de anclaje que se extienden hacia el interior de modo axial, que están integradas en el cuerpo de soporte conformando destalonados, están anclados en este último. Las secciones de anclaje de los segmentos de carbono, por un lado, y de los segmentos conductores, por otro lado, no necesitan tener, en absoluto, la misma sección transversal. En este caso es particularmente adecuado que las secciones de anclaje de los segmentos conductores presenten una sección transversal ligeramente más reducida respecto a las secciones de anclaje de los segmentos de carbono.

Las secciones de anclaje de los segmentos de carbono presentan por medio de la metalización explicada anteriormente del casquillo de carbono, en su superficie interior radial un revestimiento de metal, que en el caso de una metalización de las dos partes frontales del casquillo de carbono encierra incluso de modo completo las secciones de anclaje.

Las secciones de anclaje de los segmentos de carbono se extienden de un modo especialmente preferido a lo largo de toda su longitud axial. En contraposición a esto, las secciones de anclaje de los segmentos conductores se pueden limitar a la región contigua a las zonas de contacto. Para la optimización del anclaje de los segmentos conductores en el cuerpo de soporte pueden servir otras garras previstas en los segmentos conductores. En este sentido, en particular, las secciones de anclaje de los segmentos conductores pueden convertirse en garras que están orientadas fundamentalmente de modo axial. Otras garras de sujeción están previstas preferentemente en el interior en los segmentos conductores de modo contiguo a la parte frontal opuesta a la zona de contacto de la pieza en bruto conductora.

A partir de las explicaciones anteriores de la presente invención se puede ver que ésta proporciona un conmutador de cilindros con características que hasta el momento no se conocían. En particular, el conmutador de cilindros conforme a la invención se caracteriza, con costes de fabricación reducidos, por medio de una calidad excelente basada en particular en la elevada estabilidad, siendo posible medidas especialmente reducidas. Además, el molde de inyección puede estar construido de un modo especialmente sencillo. La pieza en bruto conductora, además, puede presentar en el interior y en el exterior un contorno pasante, de manera que se puede introducir en una ma-
triz.

A continuación se explica la presente invención con más detalle a partir de dos ejemplos de realización preferidos ilustrados en el dibujo. Se muestra:

Fig. 1 una primera forma de realización preferida de un conmutador de cilindros según la presente invención, en una vista en perspectiva,

Fig. 2 una sección longitudinal a través del conmutador de cilindros según la Fig. 1,

Fig. 3 la pieza en bruto conductora usada para la fabricación del conmutador de cilindros según la Fig. 1, en una vista en perspectiva,

Fig. 4 la pieza en bruto conductora según la Fig. 3 en otra vista,

Fig. 5 el casquillo de carbono usado para la fabricación del conmutador de cilindros según la Fig. 1 en una vista en perspectiva,

Fig. 6 el casquillo de carbono según la Fig. 5 en otra vista,

Fig. 7 la unidad conformada a partir de la pieza en bruto conductora según las Fig. 3 y 4 y el casquillo de carbono soldado en ésta en la parte frontal según las Fig. 5 y 6 en una vista en perspectiva,

Fig. 8 la unidad según la Fig. 7 en otra vista,

Fig. 9 una segunda forma de realización preferida de un conmutador de cilindros según la presente invención en una vista en perspectiva,

Fig. 10 una sección longitudinal a través del conmutador de cilindros según la Fig. 9 y

Fig. 11 otra sección longitudinal a través del conmutador de cilindros según la Fig. 9 en otro plano axial diferente al de la Fig. 10.

El conmutador de cilindros ilustrado en las Fig. 1 y 2 comprende un cuerpo de soporte 1 fabricado a partir de un material prensado aislante, ocho segmentos conductores 3 metálicos dispuestos distribuidos de modo uniforme alrededor del eje 2, y ocho segmentos de carbono 4, de los que cada uno de ellos está unido respectivamente con un segmento conductor 3 de modo eléctricamente conductor. El cuerpo de soporte 1 presenta un taladro 5 central. En este contorno, el conmutador de cilindros se corresponde según las Fig. 1 y 2 con el estado de la técnica según el documento DE 3150505 A1, de manera que la construcción fundamental no necesita ser explicada de modo más detallado.

Los segmentos conductores 3 hechos de cobre, tal y como se explica de modo detallado posteriormente, salen de la pieza en bruto conductora representada en las Fig. 3 y 4. Éstos comprenden dos regiones principales en concreto la región de conexión 6 y la región de contacto 7. En cada una de las regiones de conexión 6 está dispuesta una cola de unión 8. Ésta sirve para la unión eléctricamente conductora de un hilo del devanado con el segmento conductor 3 correspondiente. Las colas de unión 8 pueden presentar en su parte final una inclinación y, en concreto, en cada superficie que en el conmutador de cilindros acabado apunte de modo radial hacia el interior y sea contigua a la región de conexión 6 asignada del segmento conductor 3 correspondiente.

Para un mejor anclaje de los segmentos conductores 3 en el cuerpo de soporte 1, sobresale de las regiones de conexión 6 de cada segmento conductor 3 de modo oblicuo hacia el interior una garra de sujeción 10. Para el mismo fin, los extremos interiores radiales de las regiones de contacto 7 de los segmentos conductores 3 están conformados para conformar secciones de anclaje 11. Las secciones de anclaje 11 están integradas en el conmutador de cilindros acabado en la masa de material prensado del cuerpo de soporte 1; se extienden en la dirección del eje del conmutador 2, de manera que se produce un destalonado de las secciones de anclaje 11 en el cuerpo de soporte 1. Las secciones de anclaje 11 pasan a otras garras de sujeción 12 ahorquilladas.

Las regiones de contacto 7 de los segmentos conductores 3 están en contacto en toda su superficie con las superficies de contacto 13 de la parte frontal de los segmentos de carbono 4. En la región de las zonas de contacto definidas de esta manera, los segmentos de carbono 4 están unidos de modo eléctricamente conductor por medio de soldadura con los segmentos conductores 3 asignados.

El cuerpo de soporte 1 comprende una banda 14 que cubre las partes frontales 15 de los segmentos de carbono 4 en una región interior radial y sobresale de modo axial ligeramente por encima de los segmentos de carbono. Para el alojamiento de la banda 14 del cuerpo de soporte 1, las partes frontales 15 libres de los segmentos de carbono están realizadas de modo escalonado.

Se representan asimismo los cortes axiales 16 con los que, en el marco de la fabricación del conmutador plano, el casquillo de carbono que en primer lugar era de una pieza (ver Fig. 5 y 6) se ha dividido en los segmentos de carbono 4 individuales. Los cortes axiales 16 se extienden en dirección radial penetrando hasta el cuerpo de soporte 1, de manera que el casquillo de carbono que en primer lugar era de una pieza, se divide en ocho segmentos de carbono aislados entre sí de un modo fiable. En la dirección axial, los cortes axiales no se extienden a lo largo de toda la longitud axial del conmutador de cilindros. Por el contrario, las secciones axiales 16 terminan contiguas a la zona de contacto 17, en la que los segmentos de carbono 4 y los segmentos conductores 3 están unidos entre sí. Gracias a ello, en la región entre la salida 18 de los cortes axiales 16 y las colas de unión 8 se produce una superficie 19 cilíndrica circular, cerrada, en forma anular con zonas de material prensado del cuerpo de soporte 1 y zonas de metal de los segmentos conductores 3 que se alternan.

Las Fig. 3 y 4 ilustran la pieza en bruto conductora usada para la fabricación del conmutador de cilindros según las Fig. 1 y 2, en dos vistas en perspectiva diferentes. Muchos detalles de la pieza en bruto conductora se derivan directamente de la explicación previa de las Fig. 1 y 2; por esa razón, se hace referencia a las realizaciones anteriores. Una característica importante de la pieza en bruto conductora es su conformación en forma de tubo cerrada en el contorno completamente. Entre dos regiones de conexión 6 existe una pieza de puente 20. Las piezas de puente 20 y las regiones de conexión 6 de los segmentos conductores 3 presentan la misma extensión axial y están unidas entre ellas a lo largo de su extensión axial común. Gracias a ello se producen en las dos partes frontales de la pieza en bruto conductora superficies 21 y 22 cerradas en forma anular, que están formadas de modo alternado por las superficies frontales de los segmentos conductores 3 y por las piezas de puente 20. Esto, tal y como se ha explicado anteriormente, representa una ventaja especial para el cierre hermético del molde de inyección, por un lado, y del casquillo de carbono, por otro lado, en la pieza en bruto conductora, en la que las elevadas fuerzas de cierre requeridas con vistas a las presiones de inyección extremadamente elevadas no llevan a una deformación dañina de la pieza en bruto conductora.

Las uniones de las piezas de puente 20 con los segmentos conductores 3 están realizadas -por medio del dimensionamiento correspondiente de las ranuras 23- con una pared relativamente delgada. Esto permite que las piezas de puente 20, después de que el cuerpo de soporte 1 haya sido moldeado por inyección, puedan ser retiradas total o parcialmente por medio de repulsión o cizallamiento en la dirección axial en un único paso de trabajo. Para ello, por lo demás, está previsto que la distancia de las superficies de contorno interiores radiales de las piezas de puente 20 respecto al eje del conmutador 2 se corresponda fundamentalmente con la distancia de las superficies de contorno exteriores radiales de las regiones de conexión 6 de los segmentos conductores 3 respecto al eje del conmutador 2. Las ranuras 23 son rellenadas en el moldeo por inyección del cuerpo de soporte 1 con material prensado conformando nervios de material prensado 24 correspondientes. Estos nervios de material prensado 24 son liberados por medio de la retirada posterior de las piezas de puente 20 (ver arriba). Las superficies radiales de los nervios de material prensado 24 conforman conjuntamente con las superficies radiales de los segmentos conductores 3 la región cilíndrica circular, cerrada, en forma anular, con zonas de material prensado y zonas de metal que se alternan, tal y como se ha explicado anteriormente de modo detallado.

También del casquillo de carbono ilustrado en las Fig. 5 y 6 se pueden extraer detalles fundamentales ya de las explicaciones relativas al conmutador de cilindros acabado mostrado en las Fig. 1 y 2. Por ello, se hace referencia a las realizaciones correspondientes. En la Fig. 5 se puede reconocer bien la realización escalonada de la parte frontal del casquillo de carbono que conforma en el conmutador de cilindros acabado la parte frontal 25 libre. La parte frontal opuesta, mostrada en la Fig. 6, del casquillo de carbono, está realizada, en contraposición a ésta, de modo plano. Esta es la parte frontal a la que se suelda la pieza en bruto conductora. La superficie del contorno 26 del casquillo de carbono conforma la superficie de rodadura del cepillo 27 posterior del conmutador acabado.

La superficie interior del contorno del casquillo de carbono está realizada a modo de engranaje, haciendo que en este punto sobresalgan secciones de anclaje 28 de modo radial hacia el interior. Las secciones de anclaje 28 se extienden a lo largo de toda la longitud axial del casquillo de carbono. Las secciones de anclaje 28 están integradas en el conmutador de cilindros acabado en la masa de material prensado del cuerpo de soporte 1; se extienden en la dirección del eje del conmutador 2, de manera que se produce un destalonado de la sección de anclaje 28 en el cuerpo de soporte 1.

El casquillo de carbono ilustrado en las Fig. 5 y 6 se metaliza antes de su unión con la pieza en bruto conductora tanto en la superficie frontal opuesta a ésta como en la superficie del contorno interior, por ejemplo por medio de la introducción a presión de polvo de metal en la superficie y la posterior sinterización, o bien por medio de galvanización.

El conmutador de cilindros según las Fig. 9, 10 y 11 se diferencia del conmutador de cilindros según las Fig. 1 y 2, básicamente, por medio de una realización modificada de los segmentos conductores 3'. Estos presentan en el contorno exterior contiguo a la zona de contacto 17 una entalladura 29 que se extiende en la dirección de contorno. Esta entalladura 29 causa una diferenciación de los segmentos conductores 3' en tres regiones principales, en concreto la región de conexión 6', la región de contacto 7' y la región de transición 31, que une la región de contacto 7' con la región de conexión 6'. La región de transición 31 está dispuesta en este ejemplo de realización de modo oblicuo respecto al eje del conmutador 2.

En este caso, es especialmente importante el dimensionamiento de los segmentos conductores 3' en sus diferentes secciones. Mientras que el grosor -medido en dirección radial- de las regiones de conexión 6' y el grosor -medido en dirección axial- de las regiones de contacto 7' sea igual de grande, la sección transversal de las regiones de transición 31 perpendicular a la dirección de flujo del calor en el interior de la pieza en bruto conductora es especialmente pequeña; las regiones de transición 31, con otras palabras, están realizadas con una pared especialmente delgada para la conformación de una resistencia térmica. Las regiones de transición 31 están conectadas a las regiones de contacto 7' alejadas de los segmentos de carbono 4, de manera que no existe ningún contacto entre las regiones de conexión 6' y las regiones de transición 31 de los segmentos conductores 3', por un lado, y de los segmentos de carbono 4', por otro lado.

Antes del moldeado por inyección del cuerpo de soporte 1, la superficie frontal, en primer lugar plana, opuesta a la pieza en bruto conductora, del casquillo de carbono, está girada en una región anular exterior radial para la retirada de la metalización de la superficie que existe allí en primer lugar conformando un escalón 32. Debido a ello, el nervio de material prensado 30 conformado en el moldeado por inyección del cuerpo de soporte 1 se extiende no sólo penetrando en la entalladura 29 de la pieza en bruto conductora, sino también en el escalón 32 correspondiente del casquillo de carbono. La unión eléctricamente conductora entre los segmentos conductores 3 y los segmentos de carbono 4 se limita a la región radial que se encuentra en el interior, en la que las secciones de anclaje 11 de los segmentos conductores 3 están en contacto entre ellas con las secciones de anclaje 28 de los segmentos de carbono 4.

Del mismo modo que sucede también para el conmutador de cilindros según las Fig. 1 y 2, la banda 14 del cuerpo de soporte cubre en el conmutador de cilindros ilustrado en las Fig. 9, 10 y 11 la parte frontal 15 de los segmentos de carbono sólo en una región interior radial. En la región anular 33 y en la región de la superficie de rodadura del cepillo 27 se ha girado la metalización de la superficie existente en primer lugar. El molde de inyección que se emplea para el moldeado por inyección del cuerpo de soporte 1 está dispuesto de modo que produce una obturación en la parte frontal del casquillo de carbono en la región en la región anular 33.

Claims (21)

1. Procedimiento para la fabricación de un conmutador de cilindros, que comprende un cuerpo de soporte (1) en forma de casquillo producido de material prensado aislante, una pluralidad de segmentos conductores (3, 3') metálicos, y un número igualmente elevado de segmentos de carbono (4) que están unidos con los segmentos conductores (3, 3') de modo eléctricamente conductor, que comprende las siguientes etapas:

- fabricación de una pieza en bruto conductora metálica que comprende una pluralidad de segmentos conductores, de los que, respectivamente, dos segmentos contiguos están unidos entre sí por medio de una pieza de puente (20), en el que la distancia de las superficies interiores radiales de las piezas de puente (20) respecto al eje del conmutador (2) se corresponde fundamentalmente con la distancia de las superficies exteriores radiales de los segmentos conductores (3, 3') respecto al eje del conmutador (2);

- fabricación de un casquillo de carbono con una superficie exterior (26) fundamentalmente cilíndrica circular, en la que se metalizan al menos las superficies interiores radiales y una superficie frontal axial del casquillo de carbono;

- unión de la pieza en bruto conductora con el casquillo de carbono en dirección axial conformando zonas de contacto (17) conductoras eléctricamente entre los segmentos conductores (3, 3') y la superficie frontal metalizada del casquillo de carbono;

- moldeado por inyección de un cuerpo de soporte (1) formado por material prensado aislante en la pieza compuesta formada por la pieza en bruto conductora y el casquillo de carbono en un molde de inyección, en el que la superficie interior radial metalizada del casquillo de carbono se cubre con material prensado;

- retirada de las piezas de puente (20) conformando una superficie (19) fundamentalmente cilíndrica circular cerrada, en forma anular, con zonas de material prensado y zonas metálicas que se alternan;

- conformación de los segmentos de carbono (4) por medio del corte del casquillo de carbono por medio de cortes axiales (16) que llegan hasta el cuerpo de soporte (1) en dirección radial, que discurren en planos axiales dispuestos entre dos segmentos conductores (3, 3'), respectivamente, en la que la superficie (19) fundamentalmente cilíndrica circular, cerrada, en forma anular, con zonas de material prensado y zonas metálicas que se alternan, se mantiene por lo menos de modo parcial.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los cortes axiales (16) con los que se divide el casquillo de carbono en segmentos de carbono (4) se realizan sólo a través de carbono y de masa prensada y no, por el contrario, a través del metal de la pieza en bruto conductora o bien de los segmentos conductores (3, 3').

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque los segmentos conductores (3, 3') presentan colas de unión (8) que sobresalen fundamentalmente de modo radial, en el que las piezas de puente (20) que se extienden a lo largo de toda la longitud axial de la pieza en bruto conductora se retiran por medio de un cizallamiento axial.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unión eléctricamente conductora entre los segmentos conductores (3, 3') y el casquillo de carbono se establece por medio de una soldadura, limitándose la unión por soldadura a regiones parciales dispuestas en el interior de modo radial de las superficies frontales de los segmentos conductores (3').

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se metaliza toda la superficie del casquillo de carbono, mecanizándose después de la unión de la pieza en bruto conductora con el casquillo de carbono, en particular después del moldeado por inyección del cuerpo de soporte, al menos la superficie exterior radial del casquillo de carbono para retirar la superficie metalizada.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el casquillo de carbono, después de su unión con la pieza en bruto conductora, en particular antes del moldeado por inyección del cuerpo de soporte (1) se mecaniza en la región anular exterior de ambas partes frontales para retirar la superficie metalizada.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque después de la unión de la pieza en bruto conductora con el casquillo de carbono, en particular antes del moldeado por inyección del cuerpo de soporte, se introduce en el casquillo de carbono contiguamente a la pieza en bruto conductora una ranura anular abierta hacia el exterior.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las dos mitades del molde de inyección empleado para el moldeado por inyección del cuerpo de soporte están en contacto de modo hermético en dos superficies de obturación cerradas, en forma anular, opuestas entre ellas, de las que una está dispuesta en la parte frontal libre de la pieza en bruto conductora, y la otra está dispuesta en la parte frontal libre del casquillo de carbono.

9. Conmutador de cilindros para una máquina eléctrica, que comprende un cuerpo de soporte (1) en forma de casquillo fabricado a partir de material prensado aislante, una pluralidad de segmentos conductores (3, 3') metálicos, con colas de unión (8) dispuestas sobre ellos, y un número igualmente elevado de segmentos de carbono (4) que están unidos de modo eléctricamente conductor con los segmentos conductores (3, 3'), caracterizado por una superficie (19) fundamentalmente cilíndrica circular cerrada, en forma anular, dispuesta de modo contiguo a las colas de unión (8), con zonas de material prensado y zonas metálicas que se alternan, así como una superficie metalizada interior, que está unida con el cuerpo de soporte, de los segmentos de carbono
(4).

10. Conmutador de cilindros según la reivindicación 9, caracterizado porque los segmentos conductores (3, 3') están integrados en la dirección de contorno completamente en la masa prensada, de manera que en los cortes axiales (16) que aíslan entre sí los segmentos de carbono (4), que conforman las ranuras de aire no está al descubierto ningún metal de los segmentos conductores (3, 3').

11. Conmutador de cilindros según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, caracterizado porque los segmentos de carbono (4) y los segmentos conductores (3, 3') presentan secciones de anclaje (28; 11) que se extienden de modo radial hacia el interior, que están integrados conformando destalonados en el cuerpo de soporte (1).

12. Conmutador de cilindros según la reivindicación 11, caracterizado porque los segmentos de carbono y los segmentos conductores están unidos entre sí de modo eléctricamente conductor sólo en la región de las secciones de anclaje que están opuestas entre ellas.

13. Conmutador de cilindros según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque los segmentos conductores (3') presentan respectivamente una región de conexión (6') de pared gruesa con una cola de unión (8), una región de contacto (7') de pared gruesa que contacta con el segmento de carbono (4) asignado, y una región de transición (31) de pared delgada dispuesta entre la región de conexión (6') y la región de contacto (7').

14. Conmutador de cilindros según la reivindicación 13, caracterizado porque las regiones de transición están orientadas fundamentalmente de modo radial respecto al eje del conmutador (2).

15. Conmutador de cilindros según la reivindicación 13, caracterizado porque las regiones de transición (31) están orientadas de modo oblicuo respecto al eje del conmutador (2).

16. Conmutador de cilindros según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque entre las regiones de conexión (6') de los segmentos conductores (3'), por un lado, y los segmentos de carbono (4), por otro lado, existe, respectivamente, un nervio de material prensado (30).

17. Conmutador de cilindros según la reivindicación 16, caracterizado porque el grosor axial del nervio de material prensado (30) tiene un valor de al menos 0,5 mm.

18. Conmutador de cilindros según una de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado porque las colas de unión (8) están inclinadas en su parte final, estando las inclinaciones opuestas a las superficies de contorno exteriores de los segmentos conductores (3, 3').

19. Conmutador de cilindros según una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque las superficies frontales opuestas entre ellas en la región de las zonas de contacto (17) de los segmentos conductores (3, 3') y de los segmentos de carbono (4) son planas.

20. Conmutador de cilindros según una de las reivindicaciones 9 a 19, caracterizado porque las partes frontales (25) opuestas a los segmentos conductores (3, 3') de los segmentos de carbono están cubiertas en una región interior radial por parte de una banda (14) del cuerpo de soporte (1).

21. Conmutador de cilindros según la reivindicación 20, caracterizado porque la cinta (14) del cuerpo de soporte (1) sobresale en dirección axial por encima de la superficie frontal de los segmentos de carbono (4).