ES2605748T3 - Conmutador electromagnético para un dispositivo de arranque así como procedimiento para conmutar el conmutador electromagnético - Google Patents

Abstract

Conmutador electromagnético (16) para un dispositivo de arranque (10), con dos contactos (180, 181), que son conectados entre sí de forma electroconductora mediante un puente de contacto móvil (184), en donde al menos uno de los dos contactos (180, 181) preferentemente presenta una superficie de contacto (300) unida de manera fija con un perno de contacto (150,151), caracterizado porque la superficie de contacto (300) es un estriado en forma de un estriado anular (310) y porque al conmutar o hacer contacto, el puente de contacto (184) se desliza o fricciona con su sección exterior plana (276) en un flanco (420) del contorno ondulado (303).

Description

DESCRIPCION

Conmutador electromagnetico para un dispositivo de arranque as! como procedimiento para conmutar el conmutador electromagnetico.

Estado actual de la tecnica

5 La presente invencion hace referencia a un conmutador electromagnetico para un dispositivo de arranque as! como procedimiento para conmutar el conmutador electromagnetico.

De la solicitud de patente alemana DE 195 49 179 A1 se conoce un conmutador electromagnetico (contactor) para un dispositivo de arranque. Este conmutador presenta dos contactos, que all! son denominados pernos de contacto. Ambos contactos son conectados entre si de forma electroconductora mediante un puente de contacto movil para 10 conducir corriente desde un perno de contacto, que se encuentra conectado a traves de un polo positivo de una baterla de arranque, a otro perno de contacto y de este modo conducir potencial electrico a un motor de arranque, no mostrado en detalle. De la DE 10 2004 017160 A1 se conoce otro rele para dispositivos de arranque. Este rele presenta un, as! llamado, puente de contacto autoflexible en el que despues de producirse el contacto entre el puente de contacto y los contracontactos y debido a la elasticidad del puente de contacto se genera una fuerza 15 transversal entre el puente de contacto o su superficie y los contracontactos.

El documento FR2861891 muestra un conmutador conforme al concepto generico de la reivindicacion 1.

En relacion a este se debe mejorar el contacto entre puente de contacto y contracontactos.

Exposicion de la invencion

Con las soluciones propuestas de intenta generar, entre la superficie de contacto de los contactos y la superficie del 20 puente de contacto, un movimiento de friccion entre ambas superficies que otorgan contacto y de este modo retirar suciedades y otros mediante el movimiento de contacto. Las cuatro alternativas tienen en comun que el conmutador electromagnetico presenta dos contactos que se conectan entre si de forma electroconductora mediante un puente de contacto movil. Por lo demas tienen en comun, que el al menos un contacto presenta una superficie de contacto. Con la primera alternativa se encuentra previsto, que la superficie de contacto sea al menos esencialmente plana y 25 un borde del puente de contacto, que produce el contacto electrico entre puente de contacto y contacto, se encuentre dispuesto de manera tal, que este a partir de la incidencia sobre la superficie de contacto posibilita, esencialmente, un contacto en llnea entre contacto y puente de contacto. Esto presenta la ventaja, de que en comparacion con las soluciones conocidas hasta el momento se puede lograr una presion de superficie alta en relacion entre ambos elementos de contacto. Esta es una condicion para un efecto de limpieza de alta calidad entre 30 las superficies de contacto y para un efecto de friccion bueno entre puente de contacto y superficie de contacto.

Conforme a la segunda alternativa se encuentra previsto, lograr al menos un contacto de punto entre contacto y puente de contacto. Para ello se encuentra previsto, que la superficie de contacto del contacto presente elevaciones cuyas areas mas altas se encuentran, esencialmente, en un mismo plano. Un contacto electrico entre puente de contacto y borde que otorga contacto del puente de contacto se encuentra dispuesto de manera tal, que este a partir 35 de la incidencia sobre la superficie de contacto posibilita, al menos esencialmente, un contacto de punto entre contacto y puente de contacto.

Esencialmente "contacto de llnea" y esencialmente "contacto de punto" significa, que las superficies de contacto que generan contacto entre puente de contacto y contacto en un, esencialmente, contacto de llnea son muy estrechas y en cambio, en comparacion, largas. Un contacto de punto significa, que la superficie de aso de corriente entre 40 puente de contacto y contacto se reduce a, al menos una, eventualmente multiples, superficie muy pequena, que es casi un punto.

Conforme a la tercera alternativa se encuentra previsto, que una superficie del puente de contacto alineada para el contacto y un eje de un perno de contacto comprendan entre si un angulo, que es mayor a 90°, dirigido hacia un eje central del conmutador. Esta definicion es valida, por ejemplo, para la posicion de reposo del conmutador 45 electromagnetico.

Una cuarta alternativa describe, que una superficie del puente de contacto alineada para el contacto y un eje del perno de contacto comprendan entre si un angulo, que es mayor a 90°, y que en relacion a un eje central del conmutador se encuentra dirigido radialmente hacia fuera. Tambien esta definicion es valida, preferentemente, para la posicion de reposo del conmutador electromagnetico.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Como eje central del conmutador se puede considerar, por ejemplo, el eje alrededor del cual se encuentra arrollado un devanado de atraccion o de retencion del conmutador electromagnetico. Este eje generalmente es equivalente al eje central de un nucleo magnetico del conmutador electromagnetico.

Conforme a las alternativas mencionadas es posible, disminuir el impacto del puente de contacto al incidir sobre los contactos a unir, ya que la friccion entre las partes de contacto se genera durante el contacto. Esto conduce a una reduccion de la inclinacion del arco voltaico y, con ello, a la disminucion de las temperaturas de superficie del contacto y el puente de contacto. En lo sucesivo se disminuye el desgaste del puente de contacto y tambien del contacto, ya que se genera menor erosion por arco voltaico. Para el caso, muy poco frecuente, de conexiones en union material, las alternativas mencionadas hacen posible una fuerza transversal adicional sobre la respectiva conexion, de manera que en el efecto final se aumenta la fuerza de apertura o la fuerza que actua en esta conexion. La friccion entre las partes que hacen contacto, puente de contacto y contacto, no destruye las capas conductoras, de manera que, en lo sucesivo se producen contactos limpios, ya que eventuales capas de oxido y/o hielo se rompen. Ademas, la masa del puente de contacto se puede reducir, de manera que en lo sucesivo se ajusta una menor inclinacion del impacto.

Otra ventajas resultan de las reivindicaciones secundarias.

Conforme a la invencion se encuentra previsto que, para lograr un contacto de punto, la superficie de contacto de los contactos presente un estriado que preferentemente es un estriado recto o un estriado anular.

Para la tercera alternativa se encuentra previsto, que el angulo ascienda a entre 91° y 105°, preferentemente 95°. Conforme a la cuarta alternativa se encuentra previsto, que el angulo asciende a entre 91° y 120°.

Respecto al diseno del borde del puente de contacto se encuentra previsto, que el borde tenga forma de arco o sea recto. Especialmente insensible frente a tolerancias es el borde en forma de arco. Esto provoca que, especialmente en el caso de disenos que ahorran material practicamente no haya bordes.

Para mantener lo mas baja posible la carga por impacto entre el puente de contacto y los contactos, que son tocados por el puente de contacto, se encuentra previsto, que, por un lado, el puente de contacto se encuentre alojado mediante un perno en un cojinete y el puente de contacto entre el perno y el borde presente un area con la mayor seccion transversal y entre el area con la mayor seccion transversal y el perno, un area con seccion transversal disminuida. De esta manera se aumenta la elasticidad a la flexion.

Para generar un movimiento transversal en lo posible bien eficaz de las superficies de contacto que se tocan del puente de contacto y contacto se encuentra previsto, que el puente de contacto se componga de una seccion plana central orientada perpendicularmente respecto al perno, a la que continua, al menos, una seccion plana exterior que se aleja del perno. Entre la seccion central y la exterior existe un angulo que es diferente a 90°. Para lograr una en lo posible buena durabilidad del puente de contacto se encuentra previsto, que al menos uno de los dos contactos presente una dureza que es menor que una dureza del puente de contacto. Ademas se encuentra previsto, que un coeficiente de friccion entre el puente de contacto y el, al menos, un contacto tenga un valor entre 0,1 y 2, preferentemente entre 0,6 y 1. Para lograr un efecto de friccion especialmente bueno se encuentra previsto, que el borde presente un radio menor a 0,3 mm. Ademas se encuentra previsto, que el puente de contacto sea una chapa que preferentemente presenta un espesor de entre 1 y 4 mm. En el caso de la tercera alternativa se encuentra previsto, que la superficie del puente de contacto alineada para el contacto haga contacto con un borde del contacto.

Para el caso en que del lado del puente se contacto se haga contacto mediante un borde se encuentra previsto, que el puente de contacto presente multiples bordes que hagan contacto con el contacto. Para la optimization del puente de contacto se encuentra previsto, que este se componga de multiples capas. Preferentemente se encuentra prevista una capa portante y una capa de contacto sujeta en la capa portante. La capa portante debe estar compuesta, preferentemente, de una aleacion de cobre o plata o acero o bronce o laton, mientras que la capa de contacto se compone de una aleacion de cobre, estano, oro o plata o un material compuesto metal-oxido de metal.

Se encuentra previsto un dispositivo de arranque que un conmutador electromagnetico, como se ha descrito. En tanto, el conmutador es especialmente ventajoso, porque puede ser utilizado especialmente en aplicaciones de corriente de alta intensidad, como es el caso de dispositivo de arranque, para disminuir problemas de conmutacion.

Conforme a otra revindication secundaria se encuentra previsto, que el puente de contacto con su superficie en forma de un borde se deslice sobre la superficie de contacto del contacto, o que la superficie de contacto del contacto con su superficie en forma de borde se deslice sobre el puente de contacto. Para el caso de que se haya generado una conexion en union de material entre el puente de contacto y un contacto se encuentra previsto, que una carga de fuerza de empuje lo suficientemente grande en la conexion de union de material la disuelva.

5

10

15

20

25

30

35

Ademas se encuentra previsto un procedimiento, con el que se conmuta el conmutador electromagnetico. En ese caso se conectan dos contactos mediante un puente de contacto movil. Al contactar el puente de contacto con, al menos, uno de ambos contactos actua un movimiento de raspado entre el puente de contacto y la superficie de contacto del contacto. Movimiento de raspado significa, que entre el puente de contacto y la superficie de contacto del contacto actua un movimiento deslizante (movimiento de friccion).

Breve descripcion de los dibujos

A continuacion se explica en detalle la invencion con ayuda de las figuras.

Estas muestran:

figura 1 un dispositivo de arranque en un corte longitudinal,

figura 2 muestra un corte longitudinal a traves del conmutador electromagnetico conforme a un primer ejemplo de ejecucion,

figura 3 muestra una vista lateral de un puente de contacto, figura 4 muestra una vista superior de un puente de contacto,

figura 5 muestra tres cortes transversales diferentes del puente de contacto conforme al primer ejemplo de ejecucion de las figuras 3 y 4,

figura 6 una vista superior del contacto de un perno,

figura 7 una representacion de un contacto de un perno conforme a la figura 6,

figura 8 una vista lateral de un perno de contacto 151 y de un puente de contacto conforme al segundo ejemplo de ejecucion,

figura 9 una segunda vista lateral del segundo ejemplo de ejecucion conforme a la figura 8, figura 10 una vista lateral de un tercer ejemplo de ejecucion,

figura 11 un cuarto ejemplo de ejecucion de un conmutador con otra posicion de puente de contacto,

figura 12 muestra en principio un quinto ejemplo de ejecucion como modification del ejemplo de ejecucion conforme a la figura 2,

figura 13 muestra un sexto ejemplo de ejecucion de un emparejamiento de perno de contacto con un puente de contacto,

figura 14 muestra un septimo ejemplo de ejecucion de un emparejamiento de puente de contacto y perno de contacto,

figura 15 muestra un octavo ejemplo de ejecucion de un emparejamiento de un puente de contacto y dos pernos de contacto,

la figura 16 y la figura 17 muestra, en cada caso, un ejemplo de ejecucion alternativo de un puente de contacto, figura 18 y figura 19 muestra otras dos alternativas para puentes de contacto,

figura 20 muestra una representacion en corte de un puente de contacto, aqul representado como principio,

la figura 21 muestra una vista lateral o representacion en corte de la combination conforme a la invencion de puente de contacto y superficie de contacto,

figura 22A muestra un diagrama, en el que se encuentran representados dependencias de diferentes parametros, figura 22B muestra medio puente de contacto con diferentes medidas que son importantes para la figura 21A.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Formas de ejecucion de la invencion

La figura 1 muestra un dispositivo de arranque en un corte longitudinal. En la figura 1 se encuentra representado un dispositivo de arranque 10. Este dispositivo de arranque 10 presenta, por ejemplo un motor de arranque 13 y un conmutador electromagnetico 16, que aqul se encuentra disenado como contactor. El motor de arranque 13 y el conmutador 16 se encuentran fijados en una placa de cojinete trasera de un dlnamo comun 19. El motor de arranque 13 sirve funcionalmente para accionar un pinon de arranque 22, si se encuentra engranado en la corona dentada 25 de la maquina de combustion interna aqul no representada.

El motor de arranque 13 presenta como carcasa un tubo polar 28, que en su perlmetro interior presenta zapatas polares 31, que en cada caso se encuentran envueltas por un devanado excitador 34. En lugar de una excitacion electrica tambien puede presentarse una excitacion de iman de campo permanente del estator. Las zapatas polares 31 rodean, a su vez, un inducido 37, que presenta un paquete de chapas 43 compuesto de laminillas 40 y un devanado del inducido 49 dispuesto en ranuras 46. El paquete de chapas 43 se encuentra prensado sobre un arbol de accionamiento 44. En el extremo del arbol de accionamiento 44 dirigido al pinon de arranque 22 se encuentra dispuesto, ademas, un conmutador 52 que, entre otros, se encuentra conformado por laminillas de conmutador individuales 55. Las laminillas de conmutador 55 se encuentran conectadas electricamente, de manera conocida, con el devanado del inducido 49 de forma tal, que cuando se da corriente a las laminillas del conmutador 55 a traves de escobillas de carbon 58 se genera un movimiento de giro del inducido 37 en el tubo polar 28. Un suministro de corriente 61 dispuesto entre el rele de engrane 16 y el motor de arranque 13 abastece con corriente, en el estado conectado, tanto a las escobillas de carbon 58 como tambien al devanado excitador 34. El arbol de accionamiento 44 se encuentra apoyado, del lado del conmutador, con un pivote de arbol 64 en un cojinete de deslizamiento 67, que a su vez se encuentra sujetado de manera estatica en una tapa de cojinete de conmutador 70. La tapa de conmutador 70, a su vez, es fijada mediante cables tensores 73, dispuestos de forma distribuida en el perlmetro del tubo polar 28 (tornillos, por ejemplo 2, 3 o 4 piezas), placa de cojinete trasera de la dlnamo 19. En ese caso se apoya el tubo polar 28 en la placa de cojinete trasera de la dlnamo 19, y la tapa de cojinete de conmutador 70, en el tubo polar 28.

En la direccion de accionamiento un as! llamado pinon satelite 80, que es parte de un engranaje planetario 83, se conecta al inducido 37. El pinon satelite 80 se encuentra rodeado de multiples engranajes planetarios 86, generalmente tres ruedas planetarias 86 que se encuentran apoyadas mediante cojinetes de rodamiento 89 sobre munones de eje 92. Las ruedas planetarias 86 ruedan en una rueda hueca 95, alojada del lado exterior en el tubo polar 28. En direccion al lado de accionamiento, a las ruedas de planetarias 86 se conecta un soporte de pinon planetario 98, en el que se encuentran alojados los munones de eje 92. El soporte de pinon planetario 98, a su vez, es alojado en un cojinete intermedio 101 y un cojinete de deslizamiento 104 dispuesto en este. El cojinete intermedio 101 se encuentra conformado en forma de olla de manera tal, que en este se encuentran alojados tanto el soporte de pinon planetario 98 como tambien las ruedas planetarias 86. Ademas, en el cojinete intermedio en forma de olla 101 se encuentra dispuesta la rueda hueca 95, que finalmente se encuentra cerrada mediante una tapa 107 respecto del inducido 37. Tambien el cojinete intermedio 101 se apoya con su perlmetro exterior en el lado interior del tubo polar 28. El inducido 37 presenta, en el extremo del arbol de accionamiento 44 alejado del conmutador 52, otro pivote de arbol 110 que tambien se encuentra alojado en un cojinete deslizante 113. A su vez, el cojinete deslizante 113 se encuentra alojado en una perforacion central del soporte de pinon planetario 98. El soporte de pinon planetario 98 se encuentra conectado en una unica pieza con el arbol receptor 116. Este arbol receptor 116 se encuentra apoyado, con su extremo 119 alejado del cojinete intermedio 101, en otro cojinete 122, fijado en la placa de cojinete trasera de la dlnamo 19. El arbol receptor 116 se encuentra dividido en diferentes secciones: Asl, a la seccion que se encuentra dispuesta en el cojinete deslizante 104 del cojinete intermedio 101 le sigue una seccion con un, asl llamado, dentado recto 125 (dentado interior), que es parte de una, asl llamada, conexion arbol-cubo. Esta conexion arbol-cubo 128 posibilita, en este caso, el deslizamiento axial recto de un arrastrador 131. Este arrastrador 131 es una lengueta en forma de manguito, en una unica pieza con un anillo exterior en forma de olla 132 de la marcha libre 137. Esta marcha libre 137 (bloqueo de direccion) se compone, ademas, del anillo interior 140, dispuesto radialmente dentro del anillo exterior 132. Entre el anillo interior 140 y el anillo exterior 132 se encuentran dispuestos cuerpos de sujecion 138. Estos cuerpos de sujecion 138 impiden, en interaccion con el anillo interior y exterior, un giro relativo entre el anillo exterior y el anillo interior en una segunda direccion. En otras palabras: la marcha libre 137 posibilita un movimiento relativo entre el anillo interior 140 y el anillo exterior 132 solo en una direccion. En este ejemplo de ejecucion el anillo interior 140 se encuentra conformado en una unica pieza con el pinon de arranque 22 y su dentado oblicuo 143 (dentado oblicuo exterior).

Por cuestiones de integridad aqul tambien se hace referencia al mecanismo de engrane (fig. 1 y fig. 2). El conmutador 16 presenta un perno 150, que porta un contacto electrico 181 y que se encuentra conectado al polo positivo de una baterla electrica de arranque, aqul no representada. Este perno 150 y tambien un perno 151 se encuentra colocado a traves de una tapa de rele 153. Esta tapa de rele 153 delimita una carcasa de rele 156, que mediante multiples elementos de sujecion 159 (tornillos) se encuentra sujeta en la placa de cojinete trasera de la dlnamo 19. En el conmutador 16 se encuentra dispuesto, ademas, un devanado de atraccion 162 y un, asl llamado, devanado de retencion 165. El devanado de atraccion 162 y el devanado de retencion 165 ocasionan ambos, respectivamente, en estado conectado un campo electromagnetico que atraviesa tanto la carcasa de rele 156 (de un

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

material electroconductor), un inducido que puede ser movido linealmente 168 y un enclavamiento de inducido 171. El inducido 168 porta una biela 174 que durante la atraccion lineal del inducido 168 es movido en direccion a un perno de conmutacion 177. Con este movimiento de la biela 174 hacia el perno de conmutacion 177 este es desplazado de su posicion de reposo en direccion al contacto 181 y un contacto 180, de manera que un puente de contacto 184 dispuesto en el extremo dirigido a los contactos 180 y 181 del perno de conmutacion 177 conecta electricamente entre si ambos contactos 180 y 181. De este modo se conduce potencia electrica desde el perno 150 a traves del puente de contacto 184 y el perno 151 hacia el suministro de corriente 61 y, asl, a las escobillas de carbon 58. De este modo se conduce corriente al motor de arranque 13.

Pero el conmutador 16 o el inducido 168 ademas la tarea, de mover mediante un elemento de traccion 187 una palanca giratoria dispuesta en la placa de cojinete trasera de la dlnamo 19. Esta palanca 190, generalmente disenada como palanca ahorquillad, rodea con dos "horquillas" aqul no representadas en su perlmetro exterior dos discos 193 y 194, para mover un anillo de arrastre 197 sujetado entre las mismas hacia la marcha libre 137 y contra la resistencia del resorte 200 y de este modo engranar el pinon de arranque 22 en la corona dentada 25.

La figura 2 muestra, ademas, un resorte de desbloqueo de contacto 220, que despues de la desconexion de corriente respecto del devanado de retencion 165 vuelve a presionar el puente de contacto 184 a su posicion inicial. Para ello, el resorte de desbloqueo de contacto 220 presiona contra un collar 223, asentado sobre el perno de conmutacion 177. En su centro, el puente de contacto 184 presenta un agujero 226, con el que el puente de contacto 184 se apoya en una seccion de manguito 229 de un reborde gula que se puede mover axialmente 232. Este reborde gula 232 presenta, entre su contorno exterior y el perno de conmutacion 177 un espacio hueco esencialmente cillndrico 235 en el que se apoya, a su vez, un resorte de presion 238. Este resorte de presion 238 se apoya, en el extremo del perno de conmutacion 177 alejado del puente de contacto 184, en un manguito se sujecion rapida 241 que se mantiene fija en una ranura 247 con los elementos de sujecion rapida. Entre el inducido168 y el enclavamiento de inducido 171 actua, alrededor del manguito de sujecion rapida 241, otro resorte de presion 250.

En la figura 3 se encuentra representada una vista lateral del puente de contacto 184. Este puente de contacto 184 muestra una seccion plana central 270, que en el centro presenta el agujero 226 (figura 4). Desde esta seccion plana central 270, que se encuentra perpendicular al perno de conmutacion 177, se conecta radialmente desde el centro del agujero 226, saliendo hacia afuera y de este modo alejandose del perno de conmutacion 177, primero una seccion exterior plana 273. Diametralmente opuesto a esta primera seccion exterior plana 273 se encuentra dispuesta otra seccion exterior plana 276. Ambas secciones exteriores planas 273 y 276 presentan un contorno casi circular. Frente a la seccion plana central 270 se encuentran desviadas ambas secciones exteriores planas 273 y 276 en un angulo a. Esta angulo a tiene preferentemente un valor entre 1° y 15°, en donde se prefieren 5°. Las secciones exteriores planas 273 y 276 presentan, en su punto mas alejado del centro del agujero 226, un borde 279.

Como ejemplo de ejecucion especial se encuentra previsto para el puente de contacto 184, que este este compuesto por, asl llamado, cobre electrolltico E-Cu57). Ademas se encuentra previsto, que el angulo a sea igual a 5°, la dureza del material presente entre 100 y 130 HV 10 (procedimiento de medicion de dureza Vickers). Para el espesor del material d se encuentran previstos 2 mm. La longitud L del puente de contacto 184 se ha elegido de manera tal, que el contacto de los bordes 279 se realiza sobre los contactos 180 o 181. La rigidez del puente de contacto 184 se encuentra entre 150 N/mm y 250 N/mm.

En la figura 5 se representan tres secciones transversales diferentes del puente de contacto 184. La parte inferior de la figura 5 muestra la seccion transversal mas ancha 290 en el punto mas ancho de la seccion exterior plana 273. La parte media de la figura 5 muestra la seccion transversal 293 en el punto de transicion entre seccion exterior plana 273 y seccion plana central 270. En este punto, el puente de contacto 184 se encuentra entallado. El area superior de la figura 5 muestra la seccion transversal 296, que se encuentra dividido en dos superficies parciales 297. La seccion transversal B-B muestra la seccion transversal 296, que se presenta en el punto mas ancho del puente de contacto 184 y al mismo tiempo se encuentra cortado centralmente a traves del agujero 226. Las figuras 2, 3, 4, 5 muestran en consecuencia, que el puente de contacto 184 se encuentra alojado mediante un perno de conmutacion 177 en un cojinete en forma de reborde gula 232, y el puente de contacto 184 entre el perno de conmutacion 177 y el borde 279 presenta un area con la mayor seccion transversal 290 y entre el area con la mayor seccion transversal 290 y el perno de conmutacion 177 presenta un area con seccion transversal disminuida 293.

Respecto a las diferentes secciones transversales 290, 293 y 297 se encuentra previsto, que para la suma de las secciones transversales debe ser valido, que estas son mayores o iguales a la seccion transversal 293.

La figura 6 muestra una vista superior del contacto 180 del perno 151. Como se puede reconocer, el perno representado 151 se encuentra equipado con un contacto 180, cuya superficie de contacto 300 presenta un estriado, que s un estriado anular 310. Esta superficie de contacto 300 o su estriado se encuentra conformado de tal modo que, como se representa en la figura 7, en la vista de seccion transversal resulta un contorno ondulado. Este contorno ondulado puede ser, por ejemplo, un perfil sinusoidal o un perfil similar con diseno ondulado, es decir, con

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

"valles y picos". El estriado aqul representado es un estriado anular 310, es decir, el contorno ondulado 303 o sus "picos y valles" se encuentran orientados en el ejemplo de forma coaxial a la llnea central 306 del perno 151.

En el marco del segundo ejemplo de ejecucion, figura 8 y siguientes, un puente de contacto 184, como se conoce de la figura 4, se encuentra emparejado con un perno de contacto 151, cuya superficie de contacto 300 no se compone de un estriado anular 310, sino de un estriado recto 309, figura 8. La llnea de corte IX-IX dibujada en la figura 8 se encuentra representada en la figura 9. En consecuencia, all! se muestra el corte a traves del perno de contacto 151, el correspondiente cabezal del perno 152 y el contacto 180. Como se encuentra representado en corte, se puede reconocer el estriado recto 309 sobre el que se encuentra dispuesto el borde 279 del puente de contacto 184.

Respecto de la figura 8 all! se encuentra representado, como las diferentes secciones se desplazan entre el puente de contacto 184 y el contacto 180 al conmutar, es decir contactar. De este modo, la flecha en el margen derecho de la figura 8, con la identificacion V184 muestra la velocidad, es decir el movimiento del puente de contacto 184 para establecer el contacto entre contracto 180 y puente de contacto 184. Despues de la incidencia del borde 279 sobre el contacto 180, el borde 279 se desplaza, debido al movimiento del puente de contacto 184 y al angulo de inclinacion a entre la seccion exterior plana 273 y la seccion plana central 270, en un corto movimiento en la direccion de la flecha con la identificacion V279. En relacion a la figura 9 esto significa un deslizamiento del borde 279 en direccion al observador sobre el estriado recto 209.

El primer ejemplo de ejecucion y tambien el segundo ejemplo de ejecucion muestra un conmutador electromagnetico 16 para un dispositivo de arranque 10, en donde este conmutador electromagnetico 16 presenta dos contactos 180 y 181, que se conectan entre si de forma electroconductora mediante un puente de contacto movil 184. Para ello se encuentra previsto, que al menos uno de los dos contactos 180 o 181 preferentemente presente una superficie de contacto 300 unida de manera fija con un perno de contacto 151 o 150. En este caso, la superficie de contacto 300 presenta elevaciones que preferentemente se encuentran esencialmente en un mismo plano. Un contacto electrico entre puente de contacto 184 y borde que otorga contacto 279 del puente de contacto 184 se encuentra dispuesto de manera tal, que este a partir de la incidencia sobre la superficie de contacto 300 posibilita, esencialmente, un contacto de multiples puntos entre contacto 180, 181 y puente de contacto 184. Segun la orientacion del estriado recto 309 o la posicion relativa de cada una de las elevaciones del estriado recto 309 respecto del borde 279 puede ser posible tambien solo un contacto de punto simple entre contacto 180 o 181 y puente de contacto 184.

El estriado recto 309 idealmente debe estar disenado como estriado longitudinal sinusoidal. Respecto de la interaction de contacto 180 o 181 y del puente de contacto 184 debe ser valido, que la dureza del contacto 180 o 181 es menor o igual a la dureza del puente de contacto 184. De este modo se garantiza, que no se desgaste el puente de contacto 184 sino los contactos 180 o 181.

La figura 10 muestra un tercer ejemplo de ejecucion de un puente de contacto 184, como se conoce de la figura 4 y de un contacto 180, cuya superficie de contacto 300 es al menos esencialmente plana. El puente de contacto 184 se desplaza correspondientemente como en el ejemplo de ejecucion conforme a la figura 8. Es decir, el borde 279 se desplaza transversalmente respecto del eje longitudinal dibujado 312 del perno de contacto 151. En ese caso, el borde 279 raspa a lo largo de la superficie de contacto 300. Observado de forma macroscopica, para la superficie de contacto entre el puente de contacto 184 y la superficie del contacto 300 resulta una forma lineal.

El ejemplo de ejecucion conforme a la figura 10 muestra, en correspondencia, un conmutador electromagnetico 16 para un dispositivo de arranque 10 con dos contactos 180, 181, que son conectados entre si de forma electroconductora mediante un puente de contacto movil 184, en donde al menos uno de los dos contactos 180 o 181 preferentemente presenta una superficie de contacto 300 unida de manera fija con un perno de contacto 151. Para ello se encuentra previsto, que la superficie de contacto 300 sea al menos esencialmente plana y un borde 279 del puente de contacto 184, que produce el contacto electrico entre puente de contacto 184 y contacto 180, 181, se encuentre dispuesto de manera tal, que este a partir de la incidencia sobre la superficie de contacto 300 posibilita, esencialmente, un contacto de llnea entre contacto 180, 181 y puente de contacto 184.

Con ayuda de la figura 8 se puede indicar otra definition para el modo en que se orientan entre si el puente de contacto 184 y el contacto 180 o el contacto 180 y la seccion exterior plana 276. Asl, entre la seccion exterior plana 276 y el eje longitudinal 312 del perno de contacto 151 se puede indicar un angulo p, que se encuentra por ejemplo en el plano formado por el eje longitudinal 312 y el eje central del agujero 226 (figura 4). Este eje central del agujero 226 posee la identificacion 315 y es igual al eje de movimiento del perno de conmutacion 177, vease tambien figura 2.

Conforme a esta definicion se encuentra previsto un conmutador electromagnetico 16 para un dispositivo de arranque 10, con dos contactos 180 y 181, que son conectados entre si de forma electroconductora mediante un puente de contacto movil 184, en donde al menos uno de los dos contactos 180 o 181 preferentemente presenta una superficie de contacto 300 unida de manera fija con un perno de contacto 151, 150, en donde una superficie 318 del puente de contacto 184 alineada hacia el contacto 180 y un eje longitudinal 312 de un perno de contacto 151

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

comprenden entre si un angulo p, que es mayor a 90°, dirigido hacia un eje central 315 del conmutador 16. Esta definicion es valida para la posicion de reposo o hasta la posicion del puente de conmutacion 184, en la que el puente de contacto 184 no toca o toca sin fuerza la superficie 300. Respecto del angulo p se encuentra previsto, que este ascienda a entre 91° y 105°, preferentemente 95°.

En la figura 11 se encuentra representado un cuarto ejemplo de ejecucion de un conmutador 16. Ya que las particularidades del conmutador conforme a la figura 11 de las del conmutador conforme a la figura 2 solo se diferencian en pocos detalles, en lo sucesivo solo se hace referencia a estas diferencias.

Mientras que el puente de contacto 184 conforme a la figura 2 presenta secciones exteriores planas 276 o 273, que se encuentran inclinadas o dobladas en direccion a los contactos 180 o 181, las secciones exteriores planas 276 y 273 del puente de contacto 184 no se encuentran inclinadas hacia los contactos 180 o 181 sino que se alejan de estos. En correspondencia, el angulo de inclinacion a presenta, comparado con el ejemplo de ejecucion conforme a la figura 2 y la seccion plana central 270, un signo antepuesto distinto. Aqul, el angulo p se encuentra definido como angulo que se encuentra dispuesto entre la superficie 318, dirigida al contacto 180, del puente de contacto 184 y un eje longitudinal 312 de un perno de contacto 151. En ese caso, el angulo p se encuentra orientado de modo tal, que se encuentra en un plano formado por el eje longitudinal 312 y el eje central 315. En ese caso, el angulo p se encuentra orientado radialmente hacia fuera y es mayor a 90°. Respecto del angulo p se encuentra previsto, que este ascienda a entre 91° y 120°. Tambien este valor se refiere a la posicion del puente de contacto 184 en posicion de reposo o antes de que toque la superficie de contacto 180. En el ejemplo conforme a la figura 11 los contactos 180 o 181, por ejemplo, se encuentran disenados de modo tal, que estos presentan un borde 320 que a partir del momento en que el puente de contacto 184 incide sobre la superficie de contacto 300, provoca un movimiento relativo transversal al eje central 315 entre puente de contacto 184 y contacto 180 o 181. En este caso, un borde 320 del contacto 180 o 181 raspa en el puente de contacto 184.

Respecto del angulo a se encuentra previsto, que este presente un valor entre -1° y -30°. La eleccion de este angulo depende del valor de friccion entre las partes de contacto. Aqul, para el caso en que se trata de un valor de friccion alto, el angulo puede ser menor, mientras que en valores de friccion pequenos, el angulo es mas bien grande.

El quinto ejemplo de ejecucion conforme a la figura 12 muestra, en una representacion de principios, dos pernos de contacto 150 y 151 que se encuentran orientados con sus superficies de contacto 300 a las secciones exteriores planas 273 y 276. La longitud del puente de contacto 184 transversal al eje central 315 es mayor que la mayor distancia de ambos pernos de contacto 151 o 150 entre si. En consecuencia, las secciones exteriores planas 273 o 276 no raspan con sus bordes contra las superficies 300 de los pernos de contacto 150 o 151. En este caso, el puente de contacto 184 conmuta contra bordes filosos 330 de los contactos 180 o 181.

Como modificacion del ejemplo de ejecucion conforme a la figura 12, el puente de contacto 184 segun la figura 13 no conmuta contra los bordes exteriores de los pernos de contacto 151 o 150, sino contra bordes angulares 333.

En la figura 14 se encuentra representado un septimo ejemplo de ejecucion de un emparejamiento de puente de contacto 184 y perno de contacto 151 o 150. Este septimo ejemplo de ejecucion es una modificacion del ejemplo de ejecucion conforme a la figura 13 y se diferencia de esta porque el puente de contacto 184 ya no sobresale por encima de los contornos exteriores de ambas superficies de contacto 300 o pernos de contacto 151 o 150. Tambien aqul el puente de contacto 184 conmuta contra un borde angular 333 de los pernos de contacto 150 o 151.

En la figura 15 se encuentra representado otro, un octavo ejemplo de ejecucion de un emparejamiento de un puente de contacto 184 y dos pernos de contacto 150 o 151. Ambos pernos de contacto 151 o 150 presentan, en el area de sus cabezas de perno 152 dos chaflanes 336, dirigidos uno hacia el otro. Estos dos chaflanes 336 se encuentran alineados, esencialmente, uno hacia el otro, pero no son paralelos entre si Se presenta un puente de contacto 184, cuya longitud es menor que la mayor distancia de los chaflanes 336 entre si, pero mayor que la menor distancia de ambos chaflanes 336 entre si. En este ejemplo de ejecucion, un borde 279 de las secciones exteriores planas 273 o 276 raspa en los chaflanes 336.

En la figura 16 se encuentra representado un puente de contacto 184 en otro ejemplo de ejecucion alternativo. Tambien este puente de contacto presenta una seccion plana central 270 y dos secciones exteriores planas 273 o 276. La seccion plana central 270 tambien presenta en su centro un agujero 226. Los bordes 279, contrariamente al ejemplo de ejecucion conforme a la figura 3 y la figura 4 no se encuentran conformados de manera redonda, sino recta. Las secciones exteriores planas 273 o 279, de manera analoga al ejemplo de ejecucion conforme a la figura 3 y la figura 4, tambien se muestran con un angulo a hacia la seccion plana central 270.

De manera alternativa al diseno conforme a la figura 16, como se representa en la figura 17, el puente de contacto 184 puede presentar dos secciones exteriores planas 273 o 276, que contrariamente al ejemplo de ejecucion conforme a la figura 16 se encuentran ranuradas de manera tal, que las respectivas secciones planas se encuentran

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

disenadas como dos banderas 340. En lugar de la denominacion banderas tambien serla adecuada, por ejemplo, la denominacion solapa de chapa.

La figura 18 muestra un puente de contacto 184, que esencialmente se encuentra disenado de forma rectangular. Tambien presenta una seccion plana central 270 y dos secciones exteriores planas 276 y 273. En la seccion plana central 270 se encuentra dispuesto, a su vez, un agujero 226. Mientras en la figura 18a se puede reconocer una vista superior, en la figura 18b se encuentra representada una vista en corte del puente de contacto 184. Esta vista en corte muestra la formation del angulo de las secciones exteriores planas 273 y 276 en un angulo a. Para influenciar o aumentar la elasticidad de las secciones exteriores planas 273 y 276 estas se encuentran conectadas mediante muescas 350 con la seccion plana central 270. Las muescas pueden estar dispuestas, como en el ejemplo, a ambos lados de la superficie del puente de contacto 184, pero eventualmente tambien de un unico lado. Estas muescas 350 se encuentran conformadas aqul como molduras semicirculares para la disminucion de la seccion transversal y disminucion de la resistencia a la flexion del puente de contacto 184.

Conforme a la representation en la figura 19a y 19b se encuentra representado otro puente de contacto 184 en una vista superior y una representacion en corte. Las contracciones para la disminucion de la seccion transversal o disminucion de la resistencia a la flexion del puente de contacto 184 no deben necesariamente seo colocados en el contorno exterior, como representado en la figura 18. Tambien se pueden colocar entalladuras en el puente de contacto 184, conformado preferentemente de manera rectangular. En la figura 19 se encuentran representadas ejemplarmente dos entalladuras circulares 353, que disminuyen la seccion transversal. Las entalladuras pueden presentar cualquier forma, por ejemplo estar conformadas de manera rectangular o redondeada.

En la figura 20 se encuentra representado un puente de contacto 184 en un corte longitudinal. Esta placa de contacto tambien presenta una seccion plana central 270, as! como dos secciones exteriores planas 273 y 276. La seccion plana central 270 presenta, a su vez, un agujero 226, como lo presentan tambien los anteriores ejemplos de ejecucion de puentes de contacto 184. Este puente de contacto 184 se compone de multiples capas. Una primera capa es una capa portante 400 y una segunda capa fijada sobre esta capa portante 400 es una capa de contacto 403. En el puente de contacto 184 aqul representado, con la conformation en multiples capas del puente de contacto 184 se encuentran optimizadas las propiedades. De esta manera, la primera capa, mas precisamente la capa portante 400, presenta propiedades favorables como elemento portador, que aporta estabilidad y elasticidad. En cambio, la capa de contacto 403 presenta propiedades optimizadas en vista de la generacion de contacto entre puente de contacto 184 y contacto 180 o 181. Se encuentra previsto, que la capa portante 400 se componga de una aleacion de cobre o plata o acero o bronce o laton. Para la capa de contacto 403 se encuentra previsto, que esta se componga de una aleacion de cobre, estano, oro o plata o un material compuesto metal-oxido de metal.

Para los contactos 180 o 183 de los pernos de contacto 151 o 150 en general debe ser valido, que estos tambien se compongan de cobre electrolltico y presenten una dureza entre 100 y 130 HV10.

A traves de la forma del puente de contacto 184, por ejemplo conforme a la figura 4 ("contraction"), figura 16, figura 17, figura 18 y figura 19, se disminuye la rigidez de resorte respecto a puentes de contacto conocidos hasta el momento. Esto conduce a una mayor deformation elastica al unir los contactos 180 o 181 con las ventajas ya descritas, mayor amortiguacion y destruccion de una capa de oxido generada.

Respecto de los bordes 279 o 320 se encuentra previsto, que estos presenten un radio de <0,3 mm. Esto provoca un "efecto cincel", de manera que los bordes 279 o 320 eliminan capas molestas en el respectivo contacto opuesto. De esta manera se mejoran considerablemente las propiedades de contacto. En el area de los bordes 279 o 320 preferentemente se produce una conexion en union de material muy pequena de superficie o lineal, debido a arcos voltaicos de conexion. Con la ruptura de esta conexion de union de material, el respectivo borde 279 o 320 se afila constantemente, por lo que incluso despues de reiteradas conmutaciones permanecen las curvas caracterlsticas o el contacto de puntos entre el borde y el contracontacto. Los bordes 279 y 320 ademas presentan la ventaja, de que las capas de hielo formadas sobre los contactos 180 o 181 eventualmente por humedad ambiente se rompen.

Respecto del espesor de material del puente de contacto 184 en general se encuentra previsto, que la correspondiente chapa preferentemente presente un espesor entre 1 y 4 mm.

Por lo demas se encuentra previsto un procedimiento para la conmutacion del conmutador electromagnetico 16, en donde este presenta dos contactos 180 o 181, que se conectan entre si mediante un puente de contacto movil 184. Al contactar el puente de contacto 184 con, al menos, uno de ambos contactos 180 o 181 actua un movimiento de raspado entre el puente de contacto 184 y la superficie de contacto 300 del contacto 181 o 180. O bien el puente de contacto se desliza con su superficie en forma de borde 279 sobre la superficie de contacto 300 del contacto 180 o 181, o bien la superficie de contacto 300 del contacto 180 o 181 con su superficie en forma de borde 320 se desliza sobre el puente de contacto 184. Una eventual conexion de union de material entre el puente de contacto 184 y los contactos 180 o 181 debe ser disuelta, en caso de disolucion, mediante una carga de fuerza de empuje sobre la conexion de union de material (soldadura).

5

10

15

20

25

30

El borde 279 sirve para raspar o rozar sobre la superficie de los contactos 180 y 181, y de este modo general friccion y finalmente transformarlo en energla. La energla a transformar es la energla de movimiento del puente de contacto 184 y las piezas que se mueven durante el proceso de conmutacion, como por ejemplo el perno de conmutacion 177, el manguito de sujecion rapida 241, resorte de presion 238, reborde gula 232, collar 223. Esta energla de movimiento reducira debido a la friccion del puente de contacto 184 sobre los contactos 180 y 181 la energla de movimiento de manera tal, que esencialmente ya no se produce un rebote del puente de contacto 184 y de este modo al menos se disminuye en gran medida la inclinacion para la formacion de arcos voltaicos entre los contactos 180 y 181 y el puente de contacto 184.

La figura 21 muestra una vista lateral o en corte del puente de contacto 184, que establece con el contacto 180 del perno 151 una conexion electrica. Como se puede reconocer, el contacto 180 o su superficie de contacto 300 presenta un estriado, que es un estriado anular 310. Esta superficie de contacto 300 o su estriado se encuentra conformado de tal modo que, en la vista de seccion transversal resulta un contorno ondulado. Este contorno ondulado puede ser, por ejemplo, un perfil sinusoidal o un perfil similar con diseno ondulado, es decir, con "valles y picos", vease tambien la figura 6. El estriado aqul representado es un estriado anular 310, es decir, el contorno ondulado 303 o sus "picos y valles" se encuentran orientados en el ejemplo de forma coaxial a la llnea central 306 del perno 151. Se encuentra previsto, que al conmutar o hacer contacto, el puente de contacto 184 se deslice o friccione con su seccion exterior plana 276 en un flanco 420 del contorno ondulado 303.

En la figura 22A se encuentra representado un diagrama, en el que dependiendo de una relacion de contraccion y una relacion de brazo de palanca se encuentra representada la tension de flexion en el area de contraccion. En este caso, el area de contraccion es el area del puente de contacto 184, que corresponde a la seccion transversal 293 entallada representada en la figura 5. Basicamente esto es valido para todos los puentes de contacto 184 reducidos en su seccion transversal, como se encuentra representado por ejemplo tambien en las figuras 16 a 19. Las tres curvas all! representadas K25, K50 y K75 representan distintos parametros. En la curva K25 se encuentra representada una relacion de brazo de palanca del 25%, en K50 se encuentra representada una relacion de brazo de palanca del 50%, en K 75 se encuentra representada una relacion de brazo de palanca del 75%. "Relacion de brazo de palanca" significa, que con relacion a la figura 22B una relacion de LH/L = 1/4 = 25%. Mientras mas grande sea la relacion de brazo de palanca, mas grande es a igual carga con una fuerza la tension S en la seccion transversal 293. Ademas, se encuentra considerada la relacion de contraccion V. V es el cociente del ancho BE respecto del ancho B184. Para evitar o impedir impactos y transformarlos en movimiento de friccion, deslizamiento se encuentra previsto, que la tension de flexion S en la seccion transversal 293 sea mayor que 20 N/mm2. Ademas, la tension de flexion S debe ser menor a 100N/mm2. Para la relacion de contraccion V es deseable, que este sea menor o igual a 75%, en ese caso preferentemente mayor a 25%. Especialmente ventajoso ha demostrado ser una relacion entre 70% y 35%.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Conmutador electromagnetico (16) para un dispositivo de arranque (10), con dos contactos (180, 181), que son conectados entre si de forma electroconductora mediante un puente de contacto movil (184), en donde al menos uno de los dos contactos (180, 181) preferentemente presenta una superficie de contacto (300) unida de manera fija

   5 con un perno de contacto (150,151), caracterizado porque la superficie de contacto (300) es un estriado en forma de un estriado anular (310) y porque al conmutar o hacer contacto, el puente de contacto (184) se desliza o fricciona con su seccion exterior plana (276) en un flanco (420) del contorno ondulado (303).
2. 2. Conmutador electromagnetico conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque el puente de contacto (184) se compone de una seccion plana central (270) orientada perpendicularmente respecto al perno de conmutacion (177),

   10 a la que continua, al menos, una seccion plana exterior (273: 276) que se aleja del perno de conmutacion (177), en donde al menos una seccion exterior plana (273; 276) se encuentra inclinada o doblada en direccion a los contactos (180, 181).
3. 3. Conmutador electromagnetico conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el puente de contacto (184) se encuentra alojado mediante un perno de conmutacion (177) en un cojinete, y el puente de

   15 contacto (184) entre el perno de conmutacion (177) y un borde (279) presenta un area con la mayor seccion transversal (290) y entre el area con la mayor seccion transversal (290) y el perno de conmutacion (177) presenta un area con seccion transversal disminuida (293).
4. 4. Conmutador electromagnetico (16) conforme a la reivindicacion 2, caracterizado porque entre la seccion plana central (270) y la seccion exterior plana (276) se encuentra revista una contraccion.

   20 5. Conmutador electromagnetico (16) conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las

   dos secciones exteriores planas (273, 276) presentan un contorno casi circular.