ES2244897T3 - Conjunto de doble escobilla. - Google Patents

Abstract

Conjunto de escobilla para un motor eléctrico de potencia subfraccional, que comprende: una primera y segunda escobillas (22, 23), incluyendo la primera escobilla (22) un vaciado (34); medios de guía (21) para guiar las escobillas (22, 23); un primer y segundo muelles (26, 27) para empujar respectivamente las escobillas (22, 23) en una dirección bajo el guiado de los medios de guía (21) desde una primera posición hacia una segunda posición, y un mecanismo de cambio para conmutar el funcionamiento desde la primera escobilla (22) hasta la segunda escobilla (23), cuando la primera escobilla (22) alcanza la segunda posición, caracterizado porque el mecanismo de cambio incluye una palanca (30) que tiene un primer y segundo brazos (31 y 32 respectivamente) y que se monta de manera pivotable sobre un pasador (33) localizado entre las escobillas (22, 23) y el vaciado (34) está localizado en el lado de la primera escobilla (22) dirigido hacia la palanca (30) en una posición tal que una parte de la escobilla (22) permanece entre el vaciado (34) y el muelle (26), siendo la palanca pivotable entre una posición inicial en la que el primer brazo (31) se sitúa a lo largo de la primera escobilla (22) y el segundo brazo (32) mantiene la segunda escobilla (23) en su primera posición contra la fuerza de empuje del segundo muelle (27) y una posición de liberación en la que el primer brazo (31) es empujado por la segunda escobilla (23) y el segundo muelle (27) para pivotar dentro del vaciado (34) en la primera escobilla (22) cuando el primer brazo (22) alcanza su segunda posición para retraer la primera escobilla (22) y permitir así que el segundo brazo (32) libere la segunda escobilla (23) con el fin de que la segunda escobilla pueda moverse bajo la fuerza de empuje del segundo muelle (27) hacia su segunda posición.

Description

Conjunto de doble escobilla.

Esta invención se refiere a los motores eléctricos de potencia subfraccional del tipo universal y en particular a un conjunto de escobilla de jaula para tales motores.

Los motores universales tienen muchos usos y se utilizan habitualmente en aparatos electrodomésticos. Una desventaja de tales motores universales es que tienen un rotor bobinado y usan escobillas que frotan sobre un colector para transferir energía eléctrica a los devanados del rotor. Esto introduce una limitación de duración. Cuanto mayor sea la potencia del motor, mayor será la corriente extraída y más rápido se desgastarán las escobillas. Para muchos motores eléctricos pequeños, el coste de sustituir las escobillas es prohibitivo y la mayoría de los electrodomésticos llegan al final de su vida útil cuando se desgasta el motor. Sin embargo, muchos fabricantes de electrodomésticos querrían garantizar que sus aparatos funcionasen durante muchas horas y esto se ha convertido en una importante ventaja de marketing. Como otras partes del motor han mejorado, el factor limitativo de su vida ha sido la vida de las escobillas. Aunque se puede incrementar la vida mediante la composición de la escobilla y la potencia del motor, hay otros factores que es preciso tener en cuenta en estas elecciones y como el caso se da con tanta frecuencia, hay que llegara compromisos. Sin embargo, todavía se sigue necesitando un motor de mayor duración.

Otra opción es hacer las escobillas más largas. Sin embargo, en muchas aplicaciones, las escobillas son ya tan largas como resulta posible o simplemente no hay sitio en el aparato para poder usar escobillas más largas.

Por el documento JP 9140100 es conocido el prever un conjunto de escobilla gemela en el que una primera de las dos escobillas se pone en contacto con el colector mientras que la segunda escobilla es retenida y para liberar la segunda escobilla cuando la primera escobilla ha alcanzado una posición predeterminada. Sin embargo, esta disposición no retrae la primera escobilla cuando es liberada la segunda escobilla con el resultado de que la primera escobilla puede desgastarse completamente y el muelle que empuja la primera escobilla en contacto con el colector puede hacer contacto con el mismo y producir daño.

DE 10 55 674 describe también un diseño de escobilla gemela pero una vez más no describe una disposición en la que la primera escobilla es retraída para impedir el desgaste ulterior después de haber producido el cambio a la segunda escobilla.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención se proporciona un conjunto de escobilla para un motor eléctrico de potencia subfraccional, comprendiendo una primera y segunda escobillas, incluyendo la primera escobilla un vaciado; medios de guía para guiar las escobillas; un primer y segundo muelles para empujar respectivamente las escobillas en una dirección bajo el guiado de los medios de guía desde una primera posición hacia una segunda posición, y un mecanismo de cambio para conmutar el funcionamiento desde la primera escobilla hasta la segunda escobilla, cuando la primera escobilla alcanza la segunda posición, caracterizado porque el mecanismo de cambio incluye una palanca que tiene un primer y segundo brazos y que se monta de manera pivotable sobre un pasador localizado entre las escobillas y el vaciado se localiza en el lado de la primera escobilla dirigido hacia la palanca en una posición tal que una parte de la escobilla permanece entre el vaciado y el muelle, siendo la palanca pivotable entre una posición inicial en la que el primer brazo se sitúa a lo largo de la primera escobilla y el segundo brazo mantiene la segunda escobilla en su primera posición contra la fuerza de empuje del segundo muelle y una posición de liberación en la que el primer brazo es empujado por la segunda escobilla y el segundo muelle para pivotar dentro del vaciado en la primera escobilla cuando la primera escobilla alcanza su segunda posición para retraer la primera escobilla y permitir así que el segundo brazo libere la segunda escobilla con el fin de que la segunda escobilla pueda moverse bajo la fuerza de empuje del segundo muelle hacia su segunda posición.

El medio de guía comprende preferiblemente una jaula de escobilla que tiene dos compartimentos en los que las escobillas son recibidas de manera deslizable bajo las fuerzas de empuje de los muelles y el pasador está montado en la jaula y se extiende en el sentido transversal de la misma entre los compartimentos.

En un segundo aspecto, la invención proporciona también un motor universal de potencia subfraccional que incorpora dos conjuntos de escobilla como se ha descrito más arriba.

Utilizando el conjunto de escobilla de la invención, se puede prolongar la vida del motor incrementando la vida esperada de la escobilla hasta el doble de la vida anterior sin aumentar la anchura radial del motor, aunque pueda ser necesario incrementar ligeramente la longitud axial del motor para acomodar la escobilla extra. Si se necesita una vida más larga de la escobilla, el conjunto de escobilla puede adaptarse para recibir cualquier número de escobillas adicionales.

Breve descripción de los dibujos

Se va a describir ahora una realización preferida de la invención, a título de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos que se acompaña, en los que:

la figura 1 ilustra un motor universal que incorpora un conjunto de escobilla de acuerdo con la realización preferida;

la figura 2 es una ilustración esquemática del conjunto de escobilla;

la figura 3 es una ilustración esquemática similar a la figura 2 en el momento del cambio; y

la figura 4 es una ilustración esquemática similar a la figura 2 justo después de realizar el cambio.

Descripción detallada de la realización preferida

La figura 1 ilustra un motor universal 10 que aparte del sistema de escobilla es de construcción convencional. Como tal, tiene un núcleo de estator bobinado 11 que soporta los devanados del estator 12 y cartelas de extremo 13, 14 que sujetan cojinetes. Un rotor bobinado que tiene un núcleo de rotor, devanados de rotor y un colector 15 montado sobre un árbol 16. El árbol 16 se apoya en los cojinetes. Una cartela de extremo 13 soporta también el sistema de escobilla que comprende dos conjuntos de escobilla 20. Un conductor 17 conecta los devanados del estator a los conjuntos de escobilla y conductores de alimentación 18 conectan los devanados del estator a la alimentación eléctrica.

Como los conjuntos de escobillas son idénticos, sólo se describirá uno. Las figuras 2-4 ilustran esquemáticamente la construcción y el funcionamiento de un conjunto de escobilla.

El conjunto de escobilla 20 tiene una jaula 21 que guía una primera y segunda escobillas de carbón 22, 23 en contacto con el colector 15. Cada escobilla 22, 23 es recibida de manera deslizable en un compartimento separado 24, 25 y empujada en contacto con el colector 15 por un muelle 26, 27. Derivaciones 28 conectan eléctricamente las escobillas a la jaula y a los terminales 29 (figura 1). Una palanca de cambio en forma de L 30 tiene un primer brazo 31 y un segundo brazo 32 y se localiza entre los compartimentos de escobilla 24, 25 en el extremo de colector de la jaula 21. La palanca de cambio 30 se monta de manera pivotable sobre un pasador 33 y es capaz de pivotar entre una posición inicial mostrada en la figura 3 y una posición de liberación mostrada en la figura 4. La escobilla 22 que es la primera que se usará, tiene una porción recortada 34 en el lado enfrentado a la palanca de cambio 30 en el extremo de la derivación. El propósito de la porción recortada 34 será descrito más adelante.

Durante el montaje, la primera escobilla 22 se desliza dentro de su compartimento 24. El muelle 26 es comprimido encima de la escobilla 22, la derivación 28 se conecta a la jaula 21 y una solapa 35 o dos en el extremo del compartimento 24 está doblada para retener el muelle 26. La escobilla 26 empuja el primer brazo 31 de la palanca de cambio 30 fuera del compartimento 24 por pivotamiento de la palanca alrededor del pasador 33. El primer brazo 31 de la palanca 30 está situado ahora a lo largo de la primera escobilla 22 mientras que el segundo brazo se proyecta a través del segundo compartimento 25. La segunda escobilla 23 se desliza ahora dentro del compartimento 25 pero la palanca de cambio 30 le impide alcanzar el colector 15. Un segundo muelle 27 es presionado encima de la escobilla 23, se conecta la derivación 28 y una o dos solapas 35 son dobladas para retener el muelle 27 dentro del compartimento 25. El conjunto está representado en la figura 2.

Cuando se usa el motor, se gasta la primera escobilla 22 hasta que, al acercarse al final de su vida útil, se alcanza la situación mostrada en la figura 3. En este punto la porción recortada 34 en la escobilla 22 está alineada con el primer brazo 31 de la palanca de cambio 30 permitiendo a la palanca 30 pivotar en el sentido de la agujas del reloj liberando la segunda escobilla 23 que ha sido sujetada por el brazo 32.

Cuando la segunda escobilla 23, bajo el empuje del muelle 27, hace pivotar a la palanca 30 en el sentido de las agujas del reloj en su precipitación hacia el colector 15, hace que la palanca 30 retraiga ligeramente la primera escobilla 22 desde el colector 15, impidiéndole desgastarse más sobre el colector y reduce el chisporroteo. Esto ocurre cuando el primer brazo 31 se pone en contacto con la superficie superior de la porción recortada 34 antes de que el brazo 31 haya alcanzado el final del recorrido cuando se extiende perpendicularmente a través del compartimento 24. El brazo 32 es ahora paralelo a la dirección de la escobilla y se impide a la palanca 30 pivotar en sentido contrario a las agujas del reloj para liberar la primera escobilla 22 por la segunda escobilla 23 que está bloqueando ahora el retorno del segundo brazo 32 como se muestra en la figura 4.

La porción recortada 34 puede tener cualquier forma apropiada pero la forma mostrada, a saber un recorte de cuarto de círculo con una esquina exterior, superior redondeada, tiene la ventaja de la mínima eliminación de material para conservar el incremento de resistencia de la escobilla y pérdida de resistencia mecánica a un valor mínimo. La esquina exterior, superior redondeada facilita la retracción de la escobilla y permite que la palanca empiece a pivotar con poca resistencia desde la primera escobilla 22, permitiendo que el brazo 31 ruede suavemente a lo largo de la superficie superior del recorte 34 al retraer la escobilla 22.

La realización descrita más arriba es dada únicamente a título de ejemplo y varias modificaciones resultarán evidentes para los expertos en la materia sin apartarse del ámbito de la invención tal como está definida en las reivindicaciones anexas.

Claims (5)

1. Conjunto de escobilla para un motor eléctrico de potencia subfraccional, que comprende: una primera y segunda escobillas (22, 23), incluyendo la primera escobilla (22) un vaciado (34); medios de guía (21) para guiar las escobillas (22, 23); un primer y segundo muelles (26, 27) para empujar respectivamente las escobillas (22, 23) en una dirección bajo el guiado de los medios de guía (21) desde una primera posición hacia una segunda posición, y un mecanismo de cambio para conmutar el funcionamiento desde la primera escobilla (22) hasta la segunda escobilla (23), cuando la primera escobilla (22) alcanza la segunda posición, caracterizado porque el mecanismo de cambio incluye una palanca (30) que tiene un primer y segundo brazos (31 y 32 respectivamente) y que se monta de manera pivotable sobre un pasador (33) localizado entre las escobillas (22, 23) y el vaciado (34) está localizado en el lado de la primera escobilla (22) dirigido hacia la palanca (30) en una posición tal que una parte de la escobilla (22) permanece entre el vaciado (34) y el muelle (26), siendo la palanca pivotable entre una posición inicial en la que el primer brazo (31) se sitúa a lo largo de la primera escobilla (22) y el segundo brazo (32) mantiene la segunda escobilla (23) en su primera posición contra la fuerza de empuje del segundo muelle (27) y una posición de liberación en la que el primer brazo (31) es empujado por la segunda escobilla (23) y el segundo muelle (27) para pivotar dentro del vaciado (34) en la primera escobilla (22) cuando el primer brazo (22) alcanza su segunda posición para retraer la primera escobilla (22) y permitir así que el segundo brazo (32) libere la segunda escobilla (23) con el fin de que la segunda escobilla pueda moverse bajo la fuerza de empuje del segundo muelle (27) hacia su segunda posición.

2. Conjunto de escobilla de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de guía (21) comprenden una jaula de escobilla que tiene dos compartimentos (24, 25) en los que las escobillas (22, 23) son recibidas de manera deslizable bajo las fuerzas de empuje de los muelles (26, 27) y el pasador (33) está montado en la jaula y se extiende en el sentido transversal de la misma entre los compartimentos (24, 25).

3. Conjunto de escobilla de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la palanca (30) tiene forma de L.

4. Motor eléctrico de potencia subfraccional que incorpora dos conjuntos de escobilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

5. Motor eléctrico de potencia subfraccional según al reivindicación 4, en el que el motor es un motor universal y comprende además un estator bobinado (11, 12), un rotor bobinado que incluye un colector (15); y terminaciones de fuerza (18) del motor.