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1. (MXMX/a/2007/016429) CONDUCTOR BLANK FOR A DRUM COMMUTATOR, A METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND A DRUM COMMUTATOR
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CONDUCTOR BRUTO PARA UN CONMUTADOR DE TAMBOR, MÉTODO PARA

SU PRODUCCIÓN Y CONMUTADOR DE TAMBOR

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un conductor bruto cerrado en forma anular un conmutador de tambor, teniendo segmentos conductores que están unidos mediante unos elementos de puente, poseyendo los segmentos conductores, dispuestas en una cara frontal, unas proyecciones de conexión y, orientadas hacia dentro, unas uniones de anclaje para fijar los segmentos conductores en un elemento de soporte. La presente invención se relaciona además con un método para la producción de un conductor bruto cerrado en forma anular para un conmutador de tambor teniendo segmentos conductores que están unidos entre sí mediante unos elementos de puente, poseyendo los segmentos conductores, dispuestas en su cara frontal, unas proyecciones de conexión y unas uniones de anclaje, orientadas hacia dentro, para la fijación de los segmentos conductores en un elemento de soporte. La presente invención se relaciona, además, con un método para la producción de un conductor bruto, cerrado en forma anular, para un conmutador de tambor que posee unos segmentos conductores unidos entre sí mediante unos elementos de puente, así como con un conmutador de tambor producido usando el conductor bruto precedentemente referido.
Según la manera de su producción, se distinguen dos grupos de conmutadores de tambor. En un primer tipo de construcción (Cf., v. g., DE 1956340, DE 2140855, US 4598463 A, EP 0247221 Al, EP 0243640 Bl, DE 296096538 Ul, DE 10244006 Al) unas láminas delgadas individuales son procesadas que pueden estar estampadas, en particular, de una cinta perfilada. Las láminas delgadas individuales son insertadas en una canasta de ensamble durante la producción del conmutador que define la posición exacta de las láminas delgadas durante la producción del elemento de soporte en que las láminas son fijadas. Los conmutadores de tambor producidos según este tipo constructivo satisfacen exigencias muy altas de calidad, pero son comparativamente caros en su producción, de manera que se usan generalmente sólo en productos eléctricos de valor particularmente alto. En el segundo tipo constructivo se procesa un conductor bruto, producido mediante rolado de una tira metálica, que comprende unos segmentos conductores unidas entre sí mediante elementos 'de puente. En el conductor bruto anular correspondiente se moldea por inyección el elemento de soporte mediante. Después de endurecer el elemento de soporte, se retiran los elementos de puente y los segmentos conductores quedan así separados. Los conmutadores de tambor de este tipo constructivo son objeto, por ejemplo, los documentos US 4705977 A, US 3492519 A, FR 2458156 A3, US 4872255 A, GB 1561460, EP 0019472 A2 , DE 1955122, US 4920633 A, DE 4138829 Al, DE 3307312 Al, EP 0007186 Al, DE 10233712 B3 , DE 10306516 Al, DE 2328698, EP 0780029 y WO 01/61796 Al. En comparación con el tipo constructivo mencionado primeramente, estos conmutadores de tambor se caracterizan por costos de producción claramente menores. Sin embargo, los conmutadores de tambor, producidos de esta manera, satisfacen hasta ahora sólo unas exigencias de calidad medianas.
Ante el fondo del estado de la técnica precedentemente señalado, la presente invención se basa en el objetivo de ofrecer una opción de producir conmutadores de tambor según el tipo constructivo señalada en segundo lugar, que se distinguen, no obstante unos costes de producción bajos, porque satisfacen unas exigencias altas a características de calidad.
Para lograr este objetivo, la presente invención parte del diseño del conductor bruto, particularmente de las características de diseño principalmente responsables de la fijación de los segmentos conductores en el elemento de soporte. Es que, según la presente invención es posible lograr el objetivo precedentemente referido, porque se prevén en un conductor bruto cerrado en forma anular del tipo indicado inicialmente unos pares de uniones de anclaje en forma de K, producidas mediante desprendimiento de material en la superficie radialmente interna de la tira en la región de los segmentos conductores, formando unas primeras uniones de anclaje, y unas segundas uniones de anclaje, producidas mediante doblamiento, orientado hacia dentro, de unas proyecciones de anclaje dispuestas en el borde de la tira, esencialmente en el lado frontal en forma de C. Gracias a la combinación característica, prevista según la presente invención, de uniones de anclaje diferentes, realizadas y dispuestas en forma específica, es posible lograr una fijación tan buena en el elemento de soporte, de manera sorprendente, que los conmutadores de tambor -producidos de manera económica mediante el uso de un conector bruto cerrado en forma anular- satisfagan también las especificaciones de calidad como se lograron hasta ahora sólo con los conmutadores complicados y caros según el tipo constructivo de láminas delgadas individuales. La presente invención aprovecha para ello el descubrimiento que, para la estabilidad de forma del conmutador aún con grandes cargas, un anclaje tan profundo como posible es una ventaja. Un anclaje profundo así de los segmentos conductores en el elemento de soporte puede lograrse mediante unas primeras uniones de anclaje, realizadas con suficiente longitud, de los pares de uniones de anclaje en forma de K -al realizar la presente invención- porque en adición a aquel par de uniones de anclaje en forma de K, mediante doblamiento con orientación hacia dentro de unas proyecciones de anclaje -dispuestas en el borde de la tira- se prevén, esencialmente en la parte frontal, unas segundas uniones de anclaje en forma de C. Sólo mediante este anclaje en el extremo de los segmentos conductores mediante las segundas uniones de anclaje en forma de C es posible en principio realizar las primeras uniones de anclaje tan largas que ellas permitan un anclaje profundo de los segmentos conductores en el elemento de soporte. Ya que, conforme aumente la longitud de las primeras uniones de anclaje, sus raíces se alejan de los extremos de los segmentos conductores, de manera que -según el estado de la técnica- la longitud de las primeras uniones de anclaje, para impedir efectivamente una deformación de los segmentos conductores, estaba restringido a una medida tal que se produjo sólo un anclaje relativamente superficial de los segmentos conductores en el elemento de soporte. También las segundas uniones de anclaje, previstas inventivamente, pueden realizarse suficientemente largas para un anclaje fijo, profundo en el elemento de soporte. Como resultado es posible, por lo tanto, producir unos conmutadores de tambor mediante el uso de los conductores brutos inventivos, que satisfacen altas exigencias de calidad aún bajo cargas grandes.

Las primeras uniones de anclaje son mecanizadas, generalmente, de unas proyecciones salientes en forma de nervios en la superficie interna de la tira. El perfil correspondiente a manera de nervios de la tira puede realizarse de varias maneras conocidas.
Particularmente en el caso de conmutadores de tambor comparativamente pequeños, un perfeccionamiento preferido del conector bruto inventivo se caracteriza porque la distancia radial de los extremos libres de al menos una de las primeras uniones de anclaje, en cada caso, de cada par de uniones de anclaje en forma de K del eje asciende como máximo a 65% de la distancia radial de la superficie radial externa del segmento conductor que -eventualmente considerando un acabado mecánico- define la pista para las escobillas.
Con particular preferencia, la distancia correspondiente es menor al 50%. También en el caso de las segundas uniones de anclaje en forma de C, la distancia radial de los extremos libres asciende, preferentemente, a un máximo del 65%, 'con particular preferencia a menos del 50% de la distancia radial de la cara radial externa de los segmentos conductores del eje.
Según otro perfeccionamiento preferido de la invención, los extremos libres de las segundas uniones de anclaje poseen en el conductor bruto inventivo una distancia menor del eje del conductor bruto que las primeras uniones de anclaje. Con particular preferencia, las segundas uniones de anclaje terminan en esto en cada caso esencialmente adentro -radialmente- de las primeras uniones de anclaje adyacentes. En condiciones particulares puede ser conveniente, sin embargo, si los extremos libres de las primeras uniones de anclaje tienen una distancia menor del eje del conductor bruto que las segundas uniones de anclaje, pudiendo en este caso las segundas uniones de anclaje terminar en cada caso esencialmente afuera radialmente- de una primera unión de anclaje adyacente.
Para la aplicación típica de los conmutadores de tambor que representan la invención presente es conveniente si se prevén en la región de ambas caras frontales del conductor bruto unas segundas uniones de anclaje en forma de C. En este caso, las ventajas descritas en lo precedente son particularmente pronunciadas. De manera ideal, las primeras y segundas uniones de anclaje, adyacentes a las proyecciones de conexión, terminan en este caso, sin embargo, un poco más hacia dentro -radialmente- que las primeras y segundas uniones de anclaje previstas a distancia de las proyecciones de conexión, y se proyecto, por lo tanto, en los conmutadores de tambor correspondientes un poco más profundamente al interior del elemento de soporte. Esto da como resultado una fijación óptima de los segmentos conductores combinado con un uso mínimo de materia prima. Aceptando cierto menoscabo de la calidad, es posible, sin embargo, también omitir en cada caso una de ambas segundas uniones de anclaje, de manera que se prevean sólo en la región de una cara frontal del conductor bruto unas segundas uniones de anclaje. Desde el punto de vista del costo es lo más conveniente prescindir de las segundas uniones de anclaje en la cara frontal del conductor bruto opuestas a las proyecciones de conexión; porque en este caso es posible realizar la materia prima de las tiras usadas para la producción del conductor bruto en forma más estrecha. Sin embargo, en los conmutadores de tambor que tienen una gran cantidad de segmentos conductores se recomienda prescindir de las segundas uniones de anclaje en aquel lado en que se encuentran dispuestas las proyecciones de conexión, en particular si se busca realizar diámetros de conmutador comparativamente pequeños .
Otro perfeccionamiento preferido de la invención se caracteriza porque en la cara frontal que tiene las proyecciones de conexión se prevén unas segundas uniones de anclaje cuyas secciones de pie están desplazadas radialmente hacia dentro con relación a las secciones de pie de las proyecciones de conexión. Esto es conveniente no sólo en cuanto a un anclaje confiable de los segmentos conductores en el elemento de soporte del conmutador de tambor. Semejante desplazamiento radial de las segundas uniones de anclaje con relación a las proyecciones de conexión, más bien, es una ventaja también para una pista de escobillas cilindrica, en lo posible ideal; ya que el doblamiento orientado hacia dentro de las proyecciones de anclaje en el borde, para formar en el frente las segundas uniones de anclaje en forma de C después de rolar la tira, no produce en este caso una deformación significativa de los segmentos conductores en su superficie externa que define la pista para las escobillas. Es posible realizar los puntos de vista precedentes, por ejemplo, sí se prevén en cada segmento conductor en la región de la cara frontal que tiene las proyecciones de conexión dos segundas uniones de conexión, dispuestas por pares en ambos lados de la respectiva proyección y desplazadas en dirección circunferencial con relación a ésta. Un perfeccionamiento particularmente preferido, sin embargo, se caracteriza porque en cada segmento conductor se prevé en la región de las proyecciones de conexión justamente una segunda unión de anclaje, dispuesta radialmente adentro por debajo de la respectiva proyección de conexión. La proyección de anclaje correspondiente puede estar formada en particular mediante separación de una proyección común que sirve también para la formación de las proyecciones de conexión, de manera que primeramente se prevé en la tira en un filo frontal unas proyecciones comunes de la que se generan mediante separación las proyecciones de conexión y también las proyecciones de anclaje adyacentes a éstas que pueden deformarse en la misma etapa de trabajo en las segundas uniones de anclaje, dobladas hacia dentro. Este tipo de construcción es conveniente en particular en el caso de conmutadores de dimensiones comparativamente pequeños con una gran cantidad de segmentos conductores.
Según nuevamente otro perfeccionamiento preferido de la invención, los segmentos conductores tienen entre las primeras uniones de anclaje, asociadas por pares entre sí, una ranura socavada que se extiende en dirección circunferencial. Una ranura socada así puede contribuir, mediante un anclaje adicional de los segmentos conductores entre ambas primeras uniones de anclaje de cada para de uniones de anclaje en forma de K a reducir adicionalmente el riesgo de una deformación de los segmentos conductores y, con ello, a una mejor estabilidad de forma del conmutador de tambor aún con altas revoluciones.
De conformidad con las explicaciones precedentes, un método según la presente invención para la producción de un conductor bruto cerrado en forma anular para un conmutador de tambor que posee segmentos conductores conectados entre sí mediante elementos de puente, comprende las siguientes etapas:
Alistar una tira metálica plana previamente perfilada teniendo unas proyecciones de conexión dispuestas en las orillas y unas proyecciones de anclaje también dispuestas en las orillas;
- Rolar la tira;
- Producir unas primeras uniones de anclaje que forman un par de uniones de anclaje en forma de K mediante desprendimiento de material en la superficie radialmente interna de la tira en la región de los segmentos conductores;
Doblar con orientación hacia dentro de las proyecciones de anclaje en la orilla para formar unas segundas uniones de anclaje esencialmente en la cara frontal en forma de C.
Las ventajas particulares de éste método pueden deducirse directamente de las explicaciones precedentes con relación al conductor bruto según la presente invención. Preferentemente la tira es rolada antes de formar las primeras uniones de anclaje; esto es conveniente en cuanto a una complejidad mínima de producción. Pero no es forzoso; más bien es imaginable también, en la medida en que se cuenta con máquinas y herramientas apropiadas, rolar la tira sólo después de la formación de las primeras uniones de anclaje. Otros perfeccionamientos preferidos del método inventivo pueden deducirse directamente de las explicaciones precedentes con relación al conductor bruto según la presente invención.
En aplicación de la presenta invención se producen unos conmutadores de tambor con un elemento de soporte de una materia comprimida aislante y unos segmentos conductores fijados en él, moldeando por inyección en un conductor bruto inventivo descrito en los precedente -de manera en sí conocida- un elemento de soporte y retirando los elementos de puente que primeramente conectan los segmentos conductores después de la inyección del elemento de soporte. Es particularmente ventajoso si las segundas uniones de anclaje dispuestas en la cara frontal opuesta a las proyecciones de conexión cierren en el lado de su pie esencialmente a ras con la cara frontal del elemento de soporte. En cuanto a la importancia -explicada en lo precedente- de un anclaje profundo de los segmentos conductores en el elemento de soporte, otros perfeccionamientos preferidos del conmutador de tambor se distinguen porque la extensión radial al menos de una primera unión de anclaje de caja para de uniones de anclaje en forma de K y/o de las segundas uniones de anclaje asciende a al menos 40% de la distancia de la raíz de la unión de anclaje correspondiente de la perforación para el árbol del elemento de soporte.

La presente invención se explica con más detalle a continuación mediante un ejemplo de realización ilustrado en la figura 1. La figura 1 muestra en esto una (mitad de) una sección transversal por un conmutador de tambor producido mediante el uso de un conductor bruto inventivo.
El conmutador T de tambor representado en la figura 1 comprende un elemento 1 de soporte formado de una materia comprimida aislante con una perforación 3 de árbol dispuesta concéntricamente con relación al eje 2, así como una multiplicidad de segmentos 4 conductores que están fijados en el elemento de soporte. Las superficies 5 externas cilindricas de los segmentos 4 conductores representan la pista 6 para las escobillas. Los segmentos conductores individuales surgieron de manera, en sí conocida, de un conductor bruto anular, producido de una tira, en el cual los segmentos conductores son unidos entre sí mediante unos elementos de puente que son retirados después de inyectar el elemento 1 de soporte.
En el conductor bruto, cerrado en forma anular, usado para la producción del conmutador de tambor mostrado, cada segmento 4 conductor posee una proyección 7 de conexión dispuesta en su cara frontal, de la que surge un gancho 8 de conexión para el devanado de inducido mediante doblar posterior, y unas uniones de anclaje, diseñadas para la fijación de los segmentos conductores en el elemento 1 de soporte, a saber, dos primeras uniones 9a, 9b de anclaje y dos uniones 10a, 10b de anclaje dispuestas esencialmente en la cara frontal. Las dos primeras uniones 9a, 9b de anclaje, que forman un para de uniones de anclaje en forma de K, son producidas mediante desprendimiento de material en la superficie radial interna de la tira en la región de los segmentos 4 conductores; contrariamente a esto, las segundas uniones 10a, 10b de anclaje que son realizadas, esencialmente, en forma de C, son producidas mediante doblar orientado hacia dentro de unas proyecciones de anclaje dispuestas en la orilla de la tira. En la región de la cara frontal que tiene la respectiva proyección 7 de conexión, en cada segmento 4 conductor está provista una segunda unión 10a de anclaje, y a saber de manera tal que la sección 11 de pie de la segunda unión 10a de anclaje está desplazada radialmente hacia dentro en comparación con la sección 12 de pie de la proyección 7 de conexión.
Los extremos libres de las segundas uniones 10a y 10b de anclaje tienen en cada caso una distancia menor al eje 2 del conductor bruto que los extremos de las primeras uniones 9a respectivamente 9b de anclaje asociadas. Las segundas uniones 10a de anclaje, dispuestas en la región de la cara frontal que tiene las proyecciones 7 de conexión, terminan en esto más adentro, radialmente, de la primera unión 9a de anclaje asociada; y la segunda unión 10b de anclaje dispuesta en la región de la cara 13 frontal opuesta termina más adentro, radialmente, de la primera unión 9b de anclaje asociada. La segunda unión 10b de anclaje dispuesta en la cara 13 frontal del segmento conductor, opuesta a las proyecciones 7 de conexión, termina en el lado del pie esencialmente a ras con la cara 14 frontal del elemento 1 de soporte.
Las primeras uniones 9a de anclaje adyacentes a las proyecciones 7 de conexión, y las segundas uniones 10a de anclaje, terminan -en sentido radial- ligeramente más adentro que las primeras y segundas uniones 9b y 10b e anclaje previstas a distancia de las proyecciones de conexión. La distancia radial del extremo libre de la primera unión 9 de anclaje en el lado de la conexión del eje 2 asciende a 65% y la distancia radial del extremo libre de la segunda unión 10a de anclaje asociada del eje 2 asciende a 55% de la distancia radial de la cara 5 externa radial del segmento conductor del eje 2.
Cada segmento 4 conductor posee una ranura 15 socavada que se extiende en dirección circunferencial y está rellena de materia comprimida.