MXPA01008534A - Motor de velocidad multiple mejorado - Google Patents

Abstract

Un motor de corriente directa, de velocidad múltiple, incorpora una escobilla de alta velocidad dispuesta entre las escobillas de baja velocidad y de tierra común, y tiene una superficie de extremo no arqueada, la cual, distinta a la superficie de extremo de la escobilla arqueada convencional, no se somete a erosión de arrastre de velocidad. La superficie de extremo no arqueada estáconfigurada por dos superficies desviadas que cruzan para proporcionar una línea de contacto entre la superficie de extremo de la escobilla de alta velocidad y el conmutador que se desplaza desde la línea de centro de la escobilla de alta velocidad en un conteo de dirección hacia la dirección de la rotación del motor, que estáhacia el borde de dirección de la escobilla. Las superficies que se cruzan pueden comprender ya sea superficies planas o superficies con curvas.

Description

MOTOR DE VELOCIDAD MÚLTIPLE MEJORADO.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere en general a motores de corriente continua y, más en concreto, a motores de corriente continua de velocidad múltiple, como, por ejemplo, motores de corriente continua de dos velocidades que tienen una configuración de dos polos y tres escobillas o una configuración de cuatro polos y seis escobillas. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una aplicación ordinaria de un motor de corriente continua de dos velocidades es el motor de accionamiento para mover los limpiaparabrisas de un vehículo de motor a velocidad baja o a velocidad alta. Normalmente, el conductor del vehículo de motor coloca el conmutador de limpiaparabrisas en la posición de baja velocidad o en la posición de alta velocidad, por lo que se dirige corriente eléctrica a través de la circuitería electrónica asociada para alimentar el motor de corriente continua. Un tipo de motor de corriente continua de dos velocidades de uso ordinario tiene tres escobillas, que incluyen una escobilla de baja velocidad, una escobilla de alta velocidad y una escobilla de tierra común, para suministrar corriente a los devanados en el inducido del motor. Cada una de las escobillas contacta un conmutador situado en el eje de inducido y que gira con él. Un par de escobillas, generalmente la escobilla de baja velocidad y la escobilla de tierra común, están dispuestas en relación circunferencialmente espaciada separadas sustancialmente 180 . Durante el funcionamiento del motor, pasa corriente desde una fuente de alimentación a través de la escobilla de baja velocidad al conmutador, después a través de los devanados del motor y vuelve a la fuente de alimentación a través de la escobilla de tierra común colocada sustancialmente a 180 circunferencialmente de la escobilla de baja velocidad. Cuando se suministra corriente a la escobilla de baja velocidad, el motor opera a una primera velocidad rotacional más baja (menor RPM) y los limpiaparabrisas limpian a menor velocidad, por ejemplo, 45 ciclos por minuto. Cuando se desea que el motor funcione a una segunda velocidad más alta, se suministra corriente, en cambio, a los devanados a través de la escobilla de alta velocidad que está colocada en relación circunferencialmente espaciada con y entre las escobillas de baja velocidad y de tierra común. Como entenderán los expertos en la materia, cuando se suministra corriente al motor a través de esta tercera escobilla, que está circunferencialmente más cerca de la escobilla de tierra común que la escobilla de baja velocidad, la velocidad rotacional del motor se incrementa a un segundo número de RPM (revoluciones por minuto) más alto, y los limpiaparabrisas limpian a mayor velocidad, por ejemplo, 65 ciclos por minuto. La diferencia relativa entre la menor velocidad rotacional y la mayor velocidad rotacional del motor viene determinada por la desviación, es decir, el ángulo de separación, de la escobilla de alta velocidad con respecto a la escobilla de tierra común. Un problema inherente que se produce durante el funcionamiento de los motores de corriente continua de dos velocidades surge del desgaste eléctrico, llamado comúnmente erosión, de la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad. Dicha erosión es producida por el arco eléctrico que se produce cuando se interrumpe el contacto entre la cara de extremo de la escobilla y el conmutador. Debido a la colocación de la escobilla de alta velocidad de modo que la conmutación con los devanados de inducido se produzca cuando los devanados estén pasando fuera de la zona neutra de los campos magnéticos establecidos por los imanes de campo del motor, que pueden ser formados por polos de imán permanente o polos de electroimán devanado, el arco es más severo que el experimentado en las escobillas de baja velocidad y tierra común que están colocadas de modo que la conmutación con los devanados de inducido tenga lugar cuando los devanados estén pasando dentro de la zona neutra de los campos magnéticos establecidos por los imanes de campo. La erosión de la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad da lugar al desplazamiento de la línea de contacto efectivo entre la escobilla y el conmutador cuando la escobilla de alta velocidad se asienta en el conmutador durante la primera fase de su vida operativa, normalmente en las primeras doscientas horas, más o menos, de funcionamiento del motor. Así, la línea de contacto efectivo entre la escobilla de alta velocidad y el conmutador se desplaza hacia el borde delantero de la escobilla, alejándose de su posición inicial en el centro de la escobilla, que es donde la línea de contacto estaba situada cuando el motor funcionó para efectuar la prueba de especificación antes de entrar en servicio. Dicho desplazamiento de la línea de contacto efectivo repercute negativamente en el rendimiento del motor, porque da lugar a un incremento del número de RPM del motor en funcionamiento a alta velocidad, superior al número de RPM deseado del motor en funcionamiento a alta velocidad, haciendo que los limpiaparabrisas limpien a 75-80 ciclos por minuto, en vez de a los 65 ciclos por minuto deseados, en la posición de alta velocidad. Con un motor desgastado, las RPM reales a alta velocidad pueden ser superiores a las RPM altas medidas durante la prueba de especificación y caer realmente fuera de la banda aceptable de velocidades de especificación. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar un motor de corriente continua de velocidad múltiple que exhibe mínimo desplazamiento a alta velocidad. Según la presente invención, la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad, dispuesta entre las escobillas de baja velocidad y de tierra común, tiene una cara de extremo no arqueada que, a diferencia de la cara de extremo arqueada de la escobilla convencional, no está sujeta a erosión por deriva por velocidad. La cara de extremo no arqueada está configurada por dos superficies descentradas que intersectan proporcionando una línea de contacto entre la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad y el conmutador que está desplazada de la línea central de la escobilla de alta velocidad por una separación circunferencial preseleccionada en dirección contraria a la dirección de rotación del motor, es decir, hacia el borde delantero de la escobilla. Las superficies intersectantes pueden incluir superficies planas o superficies contorneadas . Según una realización de la presente invención, la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad de un motor de corriente continua de dos velocidades, dos polos y tres escobillas, que está situada entre la escobilla de baja velocidad y la escobilla de tierra común diametralmente opuestas, tiene una primera superficie y una segunda superficie que intersectan en una línea de intersección que forma la línea de contacto con el conmutador del motor cuando la escobilla intermedia está colocada en su posición operativa, estando desviada la segunda superficie de la primera superficie un ángulo agudo, variando la magnitud del ángulo de desviación entre las superficies primera y segunda según el diámetro en el que cabalga la escobilla. En una realización específica de la presente invención que incluye un motor de corriente continua de dos velocidades, de potencial fraccional, especialmente adecuado para ser utilizado como motor de accionamiento de un sistema de limpiaparabrisas de un automóvil, el motor tiene un conmu-tador de un diámetro de aproximadamente 2,184 cm (0,860 pulgada) , las superficies primera y segunda de la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad incluyen superficies planas, y las superficies planas primera y segunda intersectan en un ángulo de desviación del orden de desde 10 a 15 grados, y de forma óptima en un ángulo de aproximadamente 13 grados, y proporcionan una línea de contacto que está situada 0,635 mm (0,025 pulgada) hacia dentro del borde delantero de la escobilla de alta velocidad, en vez de estar situada en la línea de anchura media de la escobilla de aproximadamente 5,15 milímetros (0,20 pulgada) de ancho. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención se describirá ahora con referencia al dibujo, en el que: La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema limpiaparabrisas de automóvil típico que emplea un motor de corriente continua de dos velocidades. La figura 2 es una vista en alzado lateral, parcialmente en sección, del motor de corriente continua de dos velocidades . La figura 3 es una vista de extremo en sección, ampliada, tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 2, representando la configuración de tres escobillas del motor de corriente continua de dos velocidades. La figura 4 es una vista en alzado lateral, ampliada, que ilustra la configuración convencional de la técnica anterior de las caras de extremo de las escobillas de baja velocidad y de tierra común diametralmente opuestas del motor de corriente continua de dos velocidades de la figura 3. La figura 5 es una vista en alzado lateral, ampliada, que ilustra la superficie de la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad del motor de corriente continua de dos velocidades de la figura 3, configurada según una realización preferida de la presente invención. La figura 6 es una vista en alzado lateral, ampliada, que ilustra la superficie de la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad del motor de corriente continua de dos velocidades de la figura 3, configurada según una realización alternativa de la presente invención. Y la figura 7 es una vista en alzado lateral, ampliada, que ilustra la superficie de la cara de extremo de la escobilla de alta velocidad de un motor de corriente continua de velocidades múltiples, cuatro polos y seis escobillas, configurada según una realización alternativa de la presente invención. DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA La invención se describirá ahora aplicada a motores de corriente continua de dos velocidades, de poca potencia fraccional, del tipo utilizado de ordinario como motores de accionamiento en sistemas de limpiaparabrisas de automóvil. Se ha de entender, no obstante, que la invención es aplica-ble en general a otros tipos de dispositivos dinamoeléctri-cos de velocidades múltiples que utilizan escobillas sujetas a severa formación de arco en al menos las primeras etapas de funcionamiento. Con referencia ahora a la figura 1, se ilustra esquemáticamente un sistema limpiaparabrisas relativamente típico 100 para el parabrisas de un vehículo automóvil. En general, dicho sistema limpiaparabrisas incluye un conmutador de modo de limpiaparabrisas 110, normalmente un conmutador multifunción o una pluralidad de conmutadores acoplados; un motor de corriente continua de dos velocidades 120 que tiene una escobilla de baja velocidad 22, una escobilla de alta velocidad 24, y una escobilla de tierra común 25; un excitador y controlador electrónico 130 asociado operativamente con el conmutador de modo de limpiaparabrisas 110 y el motor 120; un potenciómetro 140 asociado operativamente con el excitador y controlador 130 para proporcionar un retardo ajustable para el funcionamiento intermitente del limpiaparabrisas; y un par de limpiaparabrisas 150 que sirven para limpiar el parabrisas del vehículo y están conectados operativamente al motor 120 para ser movidos selectivamente por el motor 120 a una velocidad relativamente más baja o una velocidad relativamente más alta en respuesta a la posición del conmutador de modo de limpiaparabrisas 110. Un motor de corriente continua de potencia fraccional, tres escobillas, dos velocidades y dos polos, del tipo utilizado de ordinario en un sistema limpiaparabrisas de automóvil típico 100 como motor de accionamiento 120 se ilustra en la figura 2. El motor de accionamiento 120 tiene una carcasa 10 en la que se han montado un par de polos de imán alargados opuestos 20, incluyendo cada uno de los polos de imán imanes permanentes normalmente en forma de una sección de una envuelta cilindrica, aunque los polos de imán también podrían incluir electroimanes devanados, en lugar de imanes permanentes. Un inducido 30 compuesto de una pluralidad de devanados de alambre 33 se soporta en un eje de inducido axialmente alargado 35 para girar dentro de la carcasa 10 de tal manera que los devanados de alambre 33 giren a través del campo magnético establecido entre los imanes permanentes 20. Como se aprecia bien con referencia simultánea a ambas figuras 2 y 3, las tres escobillas 22, 24 y 26 están montadas en una tarjeta de escobilla 28 de manera convencional, de tal modo que la cara de extremo de cada escobilla asiente sobre un conmutador 40 montado en el eje de inducido 35. Aunque el conmutador 40 se ilustra en los dibujos como conmutador del tipo de cañón típico compuesto por una pluralidad de barras conmutadoras 42 que se extienden axialmente, en red circunferencial, poco espaciadas, que proporcionan una superficie de contacto de conmutación radialmente hacia fuera, se ha de entender que el conmutador 40 podría ser del tipo de disco con una cara de extremo que proporcione una superficie de contacto de conmutación. En la práctica, se suministra corriente a los devanados de alambre 33 de manera convencional a través del conmutador 40 suministrando corriente desde una fuente de alimentación, por ejemplo, el sistema eléctrico del vehículo, a la escobilla de baja velocidad 20 o a la escobilla de alta velocidad 24, y completando el circuito de corriente a través de la escobilla de tierra común 26. La escobilla de baja velocidad 22 y la escobilla de tierra común 26 están dispuestas en relación circunferencialmente espaciada, separadas sustancialmente 180 grados, es decir, espaciadas diametralmente una de otra en lados opuestos del conmutador 40, y están colocadas con relación a los imanes permanentes pareados 20 de modo que el contacto entre las caras de extremo 23 y 27, de la escobilla de baja velocidad 22 y la escobilla de tierra común 26, respectivamente, y el conmutador 40 se produzca de tal manera que la conmutación con los devanados de inducido tenga lugar cuando los devanados pasen a través de la zona neutra de los imanes permanentes pareados 20. La escobilla de alta velocidad 24 está colocada en relación circunferencialmente espaciada con la escobilla de baja velocidad 22 y la escobilla de tierra común 26 y entre ellas, y está desviada de la escobilla de baja velocidad 22 un ángulo agudo preseleccionado, por ejemplo, de unos 60 grados. Sin embargo, como apreciarán los expertos en la materia, la diferencia relativa entre la velocidad de rotación en revoluciones por minuto (RPM) del motor a alta velocidad, en comparación con la baja velocidad, viene determinada por la magnitud del ángulo de separación, X, entre la escobilla de baja velocidad y la escobilla de alta velocidad, y así el ángulo de separación seleccionado depende de la aplicación del motor y la relación de velocidad alta-baja deseada. Sin embargo, así colocada, la escobilla de alta velocidad 24 está situada de tal manera que la conmutación con el devanado de inducido se produzca cuando el devanado esté pasando fuera de la zona neutra de los imanes permanentes pareados 20. En consecuencia, la escobilla de alta velocidad 24 se somete a erosión más severa cerca de la región de salida de su cara de extremo 27, que es la región de su cara de extremo en la que el conmutador 40 está saliendo del contacto con la cara de extremo, es decir, la región situada hacia abajo de la cara de extremo con respecto a la rotación del conmutador, en comparación con la erosión que se puede producir con respecto a las escobillas 22 y 26 dispuestas. Como las escobillas 22 y 26 están situadas de manera que la conmutación con los devanados de inducido se produzca cuando los devanados estén pasando por la zona neutra de los imanes 20 y, por tanto, no están sometidas a severa erosión, las caras de extremo 23 y 27 de las escobillas 22 y 26, respectivamente, están configuradas con una superficie arqueada convencional. Normalmente, como se ilustra en la figura 4, la superficie arqueada incluye un arco de un círculo que tiene un radio de curvatura mayor que el radio del conmutador 40 sobre el que asientan las caras de extremo 23 y 27 de las escobillas 22 y 26, respectivamente. En consecuencia, las escobillas 22 y 26 dispuestas dentro de la zona neutra de los imanes permanentes pareados 20 contactan la superficie del conmutador 40 a lo largo de una línea de contacto 41 que se extiende axialmente a través de la profundidad de las caras de extremo arqueadas de mayor radio 23 y 27, respectivamente, a lo largo de la línea de anchura media en su región central . Con referencia ahora a las figuras 5 y 6, la cara de extremo 25 de la escobilla 24 situada entre las escobillas diametralmente opuestas 22 y 26, que está situada de tal manera que la conmutación de los devanados de inducido se produzca cuando los devanados pasen por fuera de la región neutra de los polos de imán y en la realización ilustrada del motor 120 incluye la escobilla de alta velocidad, tiene contorno no arqueado y está formada por una primera superficie 55, 57 y una segunda superficie 65, 67 que están desviadas una de otra un ángulo agudo, Y, ventajosamente inferior a aproximadamente 25 grados, e intersectan para obtener una línea de contacto que se extiende axialmente 43 con el conmutador 40, que no está situado en la región central de la cara de extremo 25, sino más bien desplazado de su región central una separación circunferencial deseada hacia el borde delantero 21 de la cara de extremo 25 y alejándose del borde trasero 29 de la cara de extremo 25 de la escobilla 24. Las superficies primera y segunda 55, 57 y 65, 67, respectivamente, pueden incluir superficies planas o superficies arqueadas. Lo ideal sería que la línea de contacto 43 estuviese lo más cerca posible del borde delantero 21 de la escobilla 24 sin crear la condición en la que el borde delantero de la escobilla caería a las ranuras entre las barras conmutadoras. De esta manera, la cara de extremo 25 de la escobilla 24 se configura inicialmente de manera que simule la cara de extremo de una escobilla arqueada convencional que se ha sometido a erosión durante un período de funcionamiento suficiente para haberse asentado totalmente. Por tanto, la línea de contacto 43 entre el conmutador y la escobilla 24, que tiene una cara de extremo no arqueada 25 configurada según la presente invención, no se desplazará de su posición, sino que permanecerá sustancialmente tal como haya sido colocada al efectuar la instalación. En consecuencia, la velocidad del motor 120 equipado con la escobilla 24 configurada según la presente invención no avanzará a medida que el motor ruede, sino que permanecerá sustancialmente a las mismas RPM que las asociadas con el funcionamiento a alta velocidad del funcionamiento inicial . En una realización preferida de la presente invención ilustrada en la figura 5, la cara de extremo 25 de la escobilla 24 tiene una primera superficie plana 55 y una segunda superficie plana 65, las cuales intersectan en una línea de intersección que forma la línea de contacto 43 con el conmutador 40. La primera superficie plana 55 se extiende hacia dentro desde el borde delantero 21 de la escobilla 24, y muy ventajosamente perpendicular al borde delantero 21, es decir, el borde de la escobilla situado hacia arriba con respecto a la rotación del conmutador 40, hasta la línea de intersección 43, y la segunda superficie plana 65 se extiende hacia dentro desde el borde de salida 29 de la escobilla 24, es decir, su borde situado hacia abajo con respecto a la rotación del conmutador 40, hasta la línea de intersección 43. La segunda superficie plana 65 está desviada, sin embargo, de la primera superficie plana 55 un ángulo agudo, Y. La magnitud del ángulo de desviación, Y, variará de un motor a otro según el diámetro del conmutador 40 en el que asiente la escobilla 24. En una realización específica de la presente invención que incluye un motor de corriente continua de dos velocidades, de potencia fraccional, dos polos y tres escobillas, especialmente adecuado para ser utilizado como motor de accionamiento de un sistema limpiaparabrisas de un automóvil y que incorpora la configuración de escobilla ilustrada en la figura 5, el motor tiene un conmutador de un diámetro de aproximadamente 2,184 cm (0,860 pulgada), las dos escobillas diametralmente opuestas incluyen una escobilla de baja velocidad y una escobilla de tierra común, respectivamente, situadas de manera que conmuten los devanados de inducido cuando los devanados estén pasando dentro de la zona neutra de los polos de imán, y la escobilla de alta velocidad está situada entre las escobillas de baja velocidad y terminal común. Así situadas, la conmutación de los devanados de inducido se produce en la escobilla de alta velocidad cuando los devanados están pasando por fuera de la zona neutra de los polos de imán. Las superficies planas primera y segunda de la escobilla de alta velocidad incluyen superficies planas que intersectan en un ángulo de desviación del orden de 10 a 15 grados, y de forma óptima en un ángulo de aproximadamente 13 grados, y en una línea de contacto que está aproximadamente 0,064 cm (0,025 pulgada) hacia dentro del borde delantero de la escobilla que tiene una anchura de aproximadamente 0,516 cm (0,203 pulgada). En esta realización específica, teniendo en cuenta las tolerancias de fabricación, se halló que la colocación de la línea de contacto formada por los planos de intersección a una distancia de 0,635 mm (25 milésimas de pulgada) del borde delantero de la escobilla de alta velocidad era adecuada para garantizar que las ranuras entre las barras del conmutador giratorio pasen suavemente por debajo de la escobilla sin que su borde delantero caiga a las ranuras, proporcionando al mismo tiempo una configuración que se puede lograr fácilmente desde el punto de vista de la fabricación. En una realización alternativa de la presente invención ilustrada en la figura 6, la cara de extremo 25 de la escobilla 24 tiene una primera superficie contorneada 57 y una segunda superficie contorneada 67, que incluyen superficies arqueadas que intersectan en una línea de intersección que forma la línea de contacto 43 con el conmutador. La primera superficie arqueada 57 se extiende desde el borde delantero 21 de la escobilla 24 hacia dentro a la línea de intersección 43, mientras que la segunda superficie arqueada 67 se extiende hacia dentro desde el borde de salida 29 de la escobilla 24 hasta la línea de intersección 43. Al igual que con respecto a las superficies planas, la segunda superficie arqueada 67 está desviada de la primera superficie arqueada 57 un ángulo agudo, Y, y la magnitud de dicho ángulo de desviación depende de nuevo del diámetro del conmutador. Se ha de entender que la cara de extremo 25 de la escobilla intermedia 24 se puede configurar con superficies de intersección que ni son superficies planas ni superficies arqueadas, sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Por ejemplo, la cara de extremo 25 de la escobilla 24 ilustrada en la figura 5 se podría modificar de manera que incluyese una superficie plana y una superficie arqueada, siendo plana o arqueada la superficie delantera 55, y, a la inversa, siendo arqueada o plana la superficie de salida 65. Además, cuando una o ambas superficies intersectantes son una superficie arqueada, dicha superficie arqueada puede ser cóncava hacia dentro, como se ilustra en la figura 6, o, a la inversa, convexa hacia fuera, o, en el caso de una cara de extremo con dos superficies arqueadas intersectantes, una podría ser convexa y la otra cóncava, sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. La presente invención también tiene aplicación en motores de cuatro polos de múltiples velocidades, como el ilustrado en la figura 7, donde se han previsto seis escobillas para conmutar los devanados de inducido. En un motor de cuatro polos, se prevén cuatro polos de imán a intervalos espaciados a igual distancia circunferencialmente alrededor del interior de la carcasa de motor. Los polos de imán pueden incluir imanes permanentes o electroimanes devanados. Un inducido compuesto por una pluralidad de devanados de alambre se soporta en un eje de inducido axialmente alargado para que gire dentro de la carcasa del motor de tal manera que los devanados de alambre pasen a través del campo de imán establecido entre los polos de imán. Las seis escobillas 82, 84, 86, 92, 94 y 96 están montadas de manera convencional en una tarjeta de escobilla tal que la cara de extremo de cada escobilla asiente sobre un conmutador 40 montado en el eje de inducido 35. Al igual que en la práctica convencional, dos escobillas 82 y 92 incluyen escobillas de baja velocidad, dos escobillas 84 y 94 incluyen escobillas de tierra común, y dos escobillas 86 y 96 incluyen escobillas de alta velocidad. Las dos escobillas de tierra común 84 y 94 están conectadas en paralelo y dispuestas en relación circunferencialmente espaciada separadas sustancialmente 180 grados, es decir, diametral-mente opuestas una de otra en lados opuestos del conmutador 40. Las dos escobillas de baja velocidad 82 y 92 están cableadas en paralelo y también están dispuestas en relación circunferencialmente espaciada separadas sustancialmente 180 grados, es decir, diametralmente espaciadas una de otra en lados opuestos del conmutador 40, pero están dispuestas en relación circunferencialmente espaciada con las escobillas de tierra común 84 y 94 con una separación de sustancialmente 90 grados. Las escobillas de baja velocidad 82 y 92 y las escobillas de tierra común 84 y 94 están colocadas con relación a los cuatro polos de imán de tal manera que la conmutación de los devanados de inducido se produzca cuando los devanados pasen por las zonas neutras de los campos magnéticos establecidos por los cuatro polos de imán. Las dos escobillas de alta velocidad 86 y 96 están conectadas en paralelo y dispuestas en relación circunfe-rencialmente espaciada separados sustancialmente 180 grados, es decir, diametralmente espaciadas una de otra en lados opuestos del conmutador 40, y también están dispuestas en relación circunferencialmente espaciada con y entre las escobillas de baja velocidad 82 y 92 y las escobillas de tierra común 84 y 94, respectivamente. La escobilla de alta velocidad 86 está desviada de la escobilla de baja velocidad 82, y la escobilla de alta velocidad 96 está desviada de la escobilla de baja velocidad 92 un ángulo agudo de separación, Z, por ejemplo, de aproximadamente 30 grados. Sin embargo, como apreciarán los expertos en la materia, la diferencia relativa entre la velocidad de rotación en revoluciones por minuto (RPM) del motor a alta velocidad, en comparación con a baja velocidad, viene determinada por la magnitud del ángulo de separación, Z, entre las escobillas de baja velocidad y las escobillas de alta velocidad, y así el ángulo de separación seleccionado depende de la aplicación del motor y la relación de velocidad alta-baja deseada. Sin embargo, así colocadas, las escobillas de alta velocidad 86 y 96 están situadas de tal manera que la conmutación de los devanados de inducido se produzca cuando los devanados pasen fuera de la zona neutra de los cuatro imanes de polo. En consecuencia, las escobillas de alta velocidad se someten a erosión más severa cerca de la región de salida de sus respectivas caras de extremo, en comparación con la erosión que se puede producir con respecto a las escobillas 82, 84, 92 y 94. Por tanto, cada una de las escobillas de alta velocidad 86 y 96 del motor de cuatro polos está configurada, según las ideas de la presente invención, con una cara de extremo no arqueada formada por superficies intersectantes primera y segunda que están desviadas una de otra un ángulo, Y, de manera que intersecten para formar una línea de contacto 83 con el conmutador 40, que no está situado en la región central de la cara de extremo, sino más bien desplazado de su región central una separación circunferencial deseada hacia el borde delantero de la cara de extremo. Como se ha observado con respecto a la configuración de motor de dos polos, las superficies planas primera y segunda pueden ser superficies planas o superficies arqueadas, y, si son arqueadas, pueden ser convexas o cóncavas .

Claims (9)

Reivindicaciones

1. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa del tipo que tiene un conmutador giratorio que proporciona una superficie de contacto de conmutación, dicha escobilla comprende un cuerpo de material conductor que tiene una cara de extremo en dicho cuerpo en interface con la superficie de contacto de conmutación del conmutador; dicha cara de extremo tiene un borde delantero y borde de salida con respecto al conmutador giratorio, una primera superficie ahí formada que se extiende desde el borde delantero de la cara de extremo, y una segunda superficie que se extiende desde el borde de arrastre de la cara de extremo; dichas primera y segunda superficies se cruzan en una línea de intersección para contactar la superficie de contacto de conmutación del conmutador, dicha línea de intersección se desplaza desde una región central de la cara de extremo de dicha escobilla hacia el borde conductor de dicha escobilla, dicha segunda superficie se desvía de dicha primera superficie en un ángulo menor de aproximadamente 25 grados.

2. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 1, donde cada una de dichas primera y segunda superficies incluye superficies planas.

3. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 2, donde dicha segunda superficie plana está desviada de dicha primera superficie plana en un ángulo que varía de 10 a 15 grados..

4. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 1, donde cada una de dichas primera y segunda superficies incluye superficies arqueadas.

5. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 4, donde dicha segunda superficie arqueada está desviada de dicha primera superficie arqueada en un ángulo que varía de 10 a 15 grados.

6 . t Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 1, donde al menos una de dichas primera y segunda superficies incluye una superficie plana.

7. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 1, donde al menos una de dichas primera y segunda superficies incluye una superficie arqueada.

8. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 6, donde dicha segunda superficie arqueada está desviada de dicha primera superficie arqueada en un ángulo que varía de 10 a 15 grados.

9. Una escobilla para ser utilizada en un motor eléctrico de corriente directa de acuerdo con la reivindicación 7, donde dicha segunda superficie arqueada está desviada de dicha primera superficie arqueada en un ángulo que varía de 10 a 15 grados.