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Title:
BRUSH HOLDER FOR ELECTRIC TRACTION MOTORS FOR LOCOMOTIVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/072523
Kind Code:
A1
Abstract:
The brush holder for electric traction motors for locomotives, pertaining to the field of electricity, is an improvement applied to brush holders and used in electric traction motors for locomotives. This electric coupling device is especially designed to hold, support and press the brush against the switch of the rotor of the electric motor, when the body thereof is connected to the electric terminals, said device being supported structurally using insulated shafts connected to the structure of the locomotive.

Inventors:
CASTRO ALEXANDRE (BR)
Application Number:
PCT/BR2020/050418
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
MERSEN DO BRASIL LTDA (BR)
International Classes:
H01R39/38
Domestic Patent References:
WO2005008848A12005-01-27
Foreign References:
US7675216B12010-03-09
EP0455253B11995-03-15
US5043619A1991-08-27
EP0474146B21998-03-11
DE1763822A11971-10-21
US3816783A1974-06-11
DE10036033A12002-03-21
US7709994B22010-05-04
GB686689A1953-01-28
Attorney, Agent or Firm:
VALVERDE, Ariadne (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

[1] . "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA

LOCOMOTIVAS" , porta escovas (1) este para um motor de corrente continua utilizado para suportar, pressionar e suportar pelo menos uma escova (2) no comutador, cujo porta escovas (1) é constituído por uma base monobloco (3), caracterizado por compreender: pelo menos um pino de ligação (4), na parte traseira da referida base monobloco (3), em conformidade com a montagem do porta escovas (1) na estrutura do motor eléctrico; pelo menos uma cavidade retangular (6) disposta paralelamente uma à outra, em que cada uma dessas cavidades é conforme com uma escova (2) de forma adaptada e cujos extremos inferiores se projetam através da sa da (11) contidas no extremo inferior das respectivas cavidades (6); pelo menos um meio de ligação conforme para ligar pelo menos um terminal de escova (10); pelo menos dois pares de pernas (15', 11'), tendo cada uma delas um orificio guia (15, 17) através do qual cada uma tem um eixo central (D2, D3), cuja direção é paralela ao eixo (Dl) de rotação do comutador; pelo menos um dispositivo de pressão, compreendendo um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16), recebidos nos respectivos orifícios guia (15,17), um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16) são capazes de rodar em torno do respectivo eixo (D2, D3), e; pelo menos um dedo de pressão (12), conforme para pressionar a escova

(2) no comutador do motor eléctrico; cada dedo de pressão do porta escovas compreende: um apêndice (12a) rodeado por um cabo semicircular ou plano (12c) que é disposto numa extremidade; um segmento em forma de U (12d), disposto na parte mediana do dedo de pressão (12); uma mola helicoidal (12f) ligada ao referido segmento em forma de U (12d) por um segmento (12e), e uma extremidade livre (12g) disposta na extremidade oposta do referido dedo de pressão (12); uma roda guia (13), definida por um cubo e um aro, em que o referido aro é parcialmente rodeado pela mola helicoidal (12f), e em que o referido eixo dianteiro (14) é inserido entre esse cubo e o aro; um braço de ligação (18) montado no eixo traseiro (16) por um rolamento liso (20), o referido braço de ligação (18) tem uma ranhura (19), em que quando a extremidade livre (12g) do dedo de pressão (12) está encaixada na referida ranhura (19), o dedo de pressão (12) é segurado e conformado para pressionar a escova (2) para uma direção parcialmente radial para o comutador com uma força sensivelmente constante.

[2]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender dois dedos de pressão (12), por escova (2).

[3]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a conexão, na parte posterior da base monobloco (3), ser um par de pinos de ligação(4), rodeado por um material isolante (5).

[4]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a base monobloco (3) ter aberturas frontais (7) em conformidade para dar uma passagem para o dedo de pressão (12) quando a escova está desgastada.

[5]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA

LOCOMOTIVAS " de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as cavidades (6) possuírem dimensões tangenciais "t" entre 23,00 mm e 28,00 mm, e dimensões axiais "a" entre 40,00 mm e 57,00 mm.

[6]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a base monobloco (3) compreender pelo menos uma saliência (8) projetada na parte externa dos recessos retangulares (6), sendo essa saliência conforme para ligar pelo menos um terminal de escova (10) por meio de parafuso (9).

[7]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o porta escovas (1) ser utilizado num motor elétrico de um motor de tração ferroviária.

[8]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com as reivindicações 1 e 6, caracterizado por o motor de tração ferroviária ser uma locomotiva de comboio a óleo diesel.

[9]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", porta escovas (1) este para um motor de corrente contínua utilizado para suportar, pressionar e suportar pelo menos uma escova (2) no comutador, cujo porta escovas (1) é constituído por uma base monobloco (3), caracterizado por compreender: pelo menos um pino de ligação (4), na parte traseira da referida base monobloco (3), em conformidade com a montagem do porta escovas (1) na estrutura do motor elétrico; pelo menos uma cavidade retangular (6) disposta paralelamente uma à outra, em que cada uma dessas cavidades é conforme com uma escova (2) de forma adaptada e cujos extremos inferiores se projetam através da saída (11) contidas no extremo inferior das respectivas cavidades (6); pelo menos um meio de ligação conforme para ligar pelo menos um terminal de escova (10); pelo menos dois pares de pernas (15', 11'), tendo cada uma delas um orificio guia (15, 17) através do qual cada uma tem um eixo central (D2, D3), cuja direção é paralela ao eixo (Dl) de rotação do comutador; pelo menos um dispositivo de pressão, compreendendo um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16), recebidos nos respectivos orificios guia (15,17), um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16) são capazes de rodar em torno do respectivo eixo (D2, D3), e; pelo menos um dedo de pressão (12), conforme para pressionar a escova (2) no comutador do motor eléctrico; os dois dedos de pressão (12) do porta escovas (1) estão ligados por um segmento (12b) que se estende ao longo da direção axial do comutador; um dispositivo de pressão usado para manter e pressionar pelo menos uma escova (2) no comutador de um motor de corrente continua, quando essa escova (2) está montada em um porta escovas (1) referido dispositivo de pressão é constituido por: um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16) dispostos ao longo de um eixo (D2,D3) paralelo ao eixo (Dl) de rotação do comutador, dito eixo dianteiro (14) e eixo traseiro (16) são recebidos em orificios guia (15,17) dispostos no porta- escovas (1); dois dedos de pressão (12), em conformidade de modo a pressionar a escova (2) no comutador do motor eléctrico, em que cada dedo de pressão (12) compreende um apêndice (12a) rodeado por um cabo semicircular ou plano (12c) sendo disposto numa extremidade, um segmento em U (12d), disposto na parte mediana do dedo de pressão (12), uma mola helicoidal (12f) ligada ao referido segmento em U (12d) por um segmento (12e), e uma extremidade livre

(12g) disposta na extremidade oposta do referido dedo de pressão (12); dois dedos de pressão (12) estão ligados por um segmento (12b) com um componente que se estende ao longo da direção axial (Dl) do comutador; uma roda guia (13), definida por um cubo e uma jante, em que a referida jante é parcialmente rodeada pela mola helicoidal (12f) e o eixo dianteiro (14) é inserido entre o referido cubo e a jante; um braço de ligação (18) montado no eixo traseiro (16) por um rolamento liso (20), tendo esse braço de ligação (18) uma ranhura (19) em que quando a extremidade livre (12g) do dedo de pressão (12) está engatada na referida ranhura (19), o dedo de pressão (12) é mantido e conformado para pressionar a escova (2) para uma direção parcialmente radial para o comutador com uma força sensivelmente constante.

REIVINDICAÇÕES MODIFICADAS

Recebidas pela Secretaria Internacional no dia 24 de fevereiro de 2021 (24.02.2021)

[ 1 ] . "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS" , porta escovas (1) este para um motor de corrente continua utilizado para suportar, pressionar e suportar pelo menos uma escova (2) no comutador, cujo porta escovas (1) é constituído por uma base monobloco (3), caracterizado por compreender: pelo menos um pino de ligação (4), na parte traseira da referida base monobloco (3), em conformidade com a montagem do porta escovas (1) na estrutura do motor elétrico; pelo menos uma cavidade retangular (6) disposta paralelamente uma à outra, em que cada uma dessas cavidades é conforme com uma escova (2) de forma adaptada e cujos extremos inferiores se projetam através da saída (11) contidas no extremo inferior das respectivas cavidades (6); pelo menos um meio de ligação conforme para ligar pelo menos um terminal de escova (10); pelo menos dois pares de pernas (15', 17'), tendo cada uma delas um orifício guia (15, 17) através do qual cada uma tem um eixo central (Dl, D2), cuja direção é paralela ao eixo de rotação do comutador; pelo menos um dispositivo de pressão, compreendendo um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16), recebidos nos respectivos orifícios guia (15,17), um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16) são capazes de rodar em torno do respectivo eixo (Dl, D2), e; pelo menos um dedo de pressão (12), conforme para pressionar a escova (2) no comutador do motor elétrico; cada dedo de pressão do porta escovas compreende: um apêndice (12a) rodeado por um cabo semicircular ou plano (12c) que é disposto numa extremidade; um segmento em forma de U (12d), disposto na parte mediana do dedo de pressão (12); uma mola helicoidal (12f)

FOLHA MODIFICADA (ARTIGO 19) ligada ao referido segmento em forma de U (12d) por um segmento (12e), e uma extremidade livre (12g) disposta na extremidade oposta do referido dedo de pressão (12); uma roda guia (13), definida por um cubo e um aro, em que o referido aro é parcialmente rodeado pela mola helicoidal (12f), e em que o referido eixo dianteiro (14) é inserido entre esse cubo e o aro; um braço de ligação (18) montado no eixo traseiro (16) por um rolamento liso (20), o referido braço de ligação (18) tem uma ranhura (19), em que quando a extremidade livre (12g) do dedo de pressão (12) está encaixada na referida ranhura (19), o dedo de pressão (12) é segurado e conformado para pressionar a escova (2) para uma direção parcialmente radial para o comutador com uma força sensivelmente constante.

[2]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA

LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender dois dedos de pressão (12), por escova (2).

[3]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA

LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a conexão, na parte posterior da base monobloco (3), ser um par de pinos de ligação(4), rodeado por um material isolante (5).

[4]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA

LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a base monobloco (3) ter aberturas frontais (7) em conformidade para dar uma passagem para o dedo de pressão (12) quando a escova está desgastada.

[5]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA

LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por

FOLHA MODIFICADA (ARTIGO 19) as cavidades (6) possuírem dimensões tangenciais "t" entre 23,00 mm e 28,00 mm, e dimensões axiais "a" entre 40,00 mm e 57,00 mm.

[6]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a base monobloco (3) compreender pelo menos uma saliência (8) projetada na parte externa dos recessos retangulares (6), sendo essa saliência conforme para ligar pelo menos um terminal de escova (10) por meio de parafuso (9).

[7]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o porta escovas (1) ser utilizado num motor elétrico de um motor de tração ferroviária.

[8]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com as reivindicações 1 e 6, caracterizado por o motor de tração ferroviária ser uma locomotiva de comboio a óleo diesel.

[9]. "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS", de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por os dois dedos de pressão (12) do porta escovas (1) estão ligados por um segmento (12b) que se estende ao longo da direção axial do comutador; um dispositivo de pressão usado para manter e pressionar pelo menos uma escova (2) no comutador de um motor de corrente contínua, quando essa escova (2) está montada em um porta escovas (1), referido dispositivo de pressão é constituído por: um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16) dispostos ao longo de um eixo (D1,D2) paralelo ao eixo de rotação do comutador, dito eixo dianteiro (14) e eixo traseiro (16) são recebidos em

FOLHA MODIFICADA (ARTIGO 19) orifícios guia (15,17) dispostos no porta-escovas (1); dois dedos de pressão (12), em conformidade de modo a pressionar a escova (2) no comutador do motor elétrico, em que cada dedo de pressão (12) compreende um apêndice (12a) rodeado por um cabo semicircular ou plano (12c) sendo disposto numa extremidade, um segmento em U (12d), disposto na parte mediana do dedo de pressão (12), uma mola helicoidal (12f) ligada ao referido segmento em U (12d) por um segmento (12e), e uma extremidade livre (12g) disposta na extremidade oposta do referido dedo de pressão (12); dois dedos de pressão (12) estão ligados por um segmento (12b) com um componente que se estende ao longo da direção axial do comutador; uma roda guia (13), definida por um cubo e uma jante, em que a referida jante é parcialmente rodeada pela mola helicoidal (12f) e o eixo dianteiro (14) é inserido entre o referido cubo e a jante; um braço de ligação (18) montado no eixo traseiro (16) por um rolamento liso (20), tendo esse braço de ligação (18) uma ranhura (19) em que quando a extremidade livre (12g) do dedo de pressão (12) está engatada na referida ranhura (19), o dedo de pressão (12) é mantido e conformado para pressionar a escova (2) para uma direção parcialmente radial para o comutador com uma força sensivelmente constante.

FOLHA MODIFICADA (ARTIGO 19)

Description:
"PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS". CAMPO DA INVENÇÃO

[1] A presente invenção, pertencente ao campo da elétrica, trata-se de aperfeiçoamento aplicado em porta escovas, utilizada no motor de tração elétrico de locomotivas.

[2] Trata de um aperfeiçoamento de dispositivo de acoplamento elétrico especialmente adaptado para sustentar e apoiar, pressionar as escovas sobre comutador do rotor de motor elétrico, enquanto seu corpo é conectado a terminais elétricos, sendo dito dispositivo sustentado estruturalmente por meio de eixos isolados conectados a estrutura do motor de tração da locomotiva.

[3] Tem-se, portanto, no presente pedido de patente um aperfeiçoamento aplicado em porta escovas especialmente projetado e desenvolvido para aumentar o desempenho e vida útil de escovas, diminuindo custos de paradas e manutenção, o que traz grandes vantagens industriais e ao público usuário.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[4] O sistema de propulsão de locomotivas é constituído por um motor diesel (normalmente de 12 a 16 cilindros), que aciona um gerador/alternador, que alimenta motores elétricos de quatro polos, responsáveis pela tração da locomotiva propriamente dita. Tradicionalmente cada polo possui um porta-escova, constituído por um bloco, fixado a estrutura estática do motor, que ostentam escovas de carvão que entra em contato e transfere corrente elétrica para o comutador, dispositivo que muda o sentido da corrente elétrica de um circuito num motor elétrico ou gerador, permitindo a inversão do sentido da força que move a espira e promove a rotação do rotor, parte dinâmica do motor.

[5] Em relação a motores de corrente continua, é sabido por técnicos versados no assunto que a comutação é um dos detalhes técnicos mais importantes, pois envolve o tempo que ocorre a entrada e saida de corrente elétrica, criando a alternância, e que varia conforme o nivel de tensão, de forma a controlar a velocidade de rotação, segundo um torque desejado.

[6] A seguir está ilustrado os fatores de velocidade, o torque e a tensão, que definem o projeto do motor elétrico de corrente continua, de forma a atender as necessidades do usuário:

[7] - Velocidade do eixo: Um motor CC aplica uma tensão (V) para rodar um eixo a uma velocidade de rotação proporcional (w). As especificações de velocidade do eixo geralmente se referem à velocidade sem carga, que é a velocidade máxima que o motor pode alcançar quando não há torque aplicado. Tipicamente, a velocidade do eixo é dada em rotações ou rotações por minuto (RPM). Estas rotações ou revoluções também podem ser representadas em radianos por segundo (rad/s) e para cálculos numéricos, o valor em radianos pode ser mais conveniente. A seguinte fórmula descreve a relação entre radianos por segundo e rotações ou rotações por minuto.

[8] corad/s = corpm · (2n/60)

[9] Para um motor CC ideal (que não possui perdas), a velocidade rotacional é proporcional à tensão fornecida, sendo:

[10] w = j -V, onde j é uma constante de proporcionalidade, dada em rad/(s.V).

[11] - Torque de saida: A rotação do eixo gera uma força de rotação chamada torque (i). O torque é dado em unidades de força- distância (lb-ft, oz-in, N-m, etc.) ele pode ser de dois tipos: torque de partida ou torque continuo. O torque de partida é o t no qual a velocidade do eixo é zero ou o motor está parado. Já o torque continuo é o máximo t em condições normais de funcionamento. Observe abaixo pela fórmula que o torque (i) de um motor CC é proporcional à corrente de indução (I), sendo que neste caso temos a constante de torque (k). A seguinte equação descreve as relações entre torque e corrente.

[12] T = k · I ou I = T / k

[13] A importância da constante de torque é evidenciada na equação acima. Para um dado torque, um valor alto de k limita a corrente a um valor baixo. Esta é uma medida de eficiência, uma vez que um menor consumo de corrente significa menor dissipação de energia (calor). Conhecendo a constante de torque e o torque produzido é possível calcular a corrente através da armadura, que é utilizada para se conhecer a classificação de temperatura.

[14] - Tensão disponível: Os motores de corrente contínua podem ser projetados para operar a uma tensão específica caso houver a necessidade. No entanto deve-se observar a disponibilidade de fonte de alimentação adequada para cada aplicação. As fontes de alimentação mais comuns no mercado são 12Vcc e 24Vcc, mas é comum conversores que realizam a retificação de tensões em 110V / 220V e até superior, a fim de fornecer qualquer nível de tensão necessário para a sua aplicação. A velocidade depende da tensão, a alimentação poderá ser um limitante caso não for feita uma especificação adequada do motor CC.

[15] A construção de motores escovados é menos onerosa do que de motores sem escovas e o controle é mais simples e menos custoso. Outra caracteristica é que o escovado pode operar em ambientes extremos devido à sua ausência interna de componentes eletrónicos. Por outro lado, motores escovados exigem manutenção periódica para substituição das escovas desgastadas.

[16] Motores elétricos de locomotivas trafega elevada corrente e utiliza diversos conjuntos de porta-escovas em torno do espaço circunferencial do comutador rotativo. Cada conjunto de porta- escovas inclui um alojamento que contém uma pluralidade de escovas de carvão individuais montadas em caixas de escovas estacionárias ou cavidades.

[17] Geralmente tais escovas são individualmente, pressionadas para entrar em contato com a superfície do comutador rotativo por um mecanismo de mola. As escovas possuem fios de derivação flexível que é conectado à caixa de escova para garantir um bom fluxo elétrico entre a escova e um terminal elétrico principal, ou recebem o fluxo de corrente direto do chassi do porta-escova, transportado ao alojamento do porta-escovas por meio de conexões elétricas.

[18] As escovas individuais estão sujeitas a desgaste constante e precisam ser periodicamente removidas e substituídas. Por esse motivo, o porta-escovas devem ser instalados em local acessível. Durante a substituição da escova, a mola é removida ou movimentada, permitindo a retirada da escova velha e inserção de escova nova.

[19] O que se conhece em relação ao Estado da Técnica é que os conjuntos de escovas existentes não são ergonómicos, o que prejudica o fácil acesso pelo pessoal de manutenção com eficiência mãos e ferramentas no espaço limitado disponível.

[20] O estado da técnica divulga muitas disposições de porta- escovas. Por exemplo, o documento WO 2005/008848de 12/07/2004 ensina um porta escovas para uma escova longa com um dedo de pressão posicionado muito alto quando na posição aberta. Como consequência, o dedo de pressão toca na estrutura. No entanto, por experiência, as molas de torção nunca fornecem força constante considerando uma escova longa. Esta configuração é principalmente uma adaptação de um sistema de pressão para suportar uma escova longa sem qualquer alteração do principio da cobertura da barra do comutador.

[21] Já o documento US5043619 de 27.08.1991 ensina um porta escovas com uma mola de força constante fixada por parafusos e com terminais de desconexão rápida para escovas. A ideia principal é preservar o corpo com pinos isolantes e trocar apenas o alojamento para escovas em caso de falha ou para manutenção preventiva. Entretanto, esta configuração não é eficiente porque o espaço na estrutura do motor de tração é demasiado estreito para desmontar e montar peças no interior.

[22 ] Também existem regras e limites de área de contato para aplicar as escovas sobre o comutador, para que ela seja eficiente. Por outro lado, se existe problemas de eficiência do motor, causado por projeto, vibração e desgaste normalmente afetam o desempenho da escova e aumentando seu desgaste, por ser o componente mais frágil do conjunto e que leva toda a carga elétrica. Por isso, normalmente o usuário é induzido a acreditar que o problema está na qualidade da escova e não no motor como um todo.

[23] Esse fato ocorre pela falta de análise contextuai do projeto, do plano de manutenção preditiva, preventiva e corretiva, para entender o porquê do desgaste prematuro das escovas.

[24] Além disso, existe uma série de fatores de projeto que devem ser agregados, tais como, por exemplo, alteração do dimensionamento do porta-escovas, no intuito de obter condições melhores de operação e diminuir, ou mesmo eliminar a ocorrência de "flashover ".

[25] Outrossim, com base em análises de campo, considerando a eficiência do produto escova de carvão aplicada em motores de tração de corrente continua em locomotivas diesel elétrica, constatou índices de falhas elevadas devido a problemas de comutação que acarretam problemas para as escovas de carvão que atuam em conjunto com os porta escovas e comutadores nesses motores de tração.

[26] Em suma, depreende-se que o meio técnico carece de porta escova contendo as seguintes características:

[27] - Porta escova que ostente escova radial, mais longa e com grau de contato mais adequado;

[28] Escova que apresente melhor cobertura do comutador para reduzir o nivel de faíscas e deformação do comutador, suportados por uma boa superfície de contato das escovas e melhor distribuição de corrente;

[29] Garantir a melhor comutação e transferência de corrente dos cabos das escovas conectadas ao corpo do porta escovas de latão ou ligas de bronze de alta condutividade;

[30] - Contendo sistema de mola de força constante para manter a estabilidade da escova desde o inicio até ao fim;

[31] - Contendo sistema de pressão eficiente para mover-se sobre o topo de força superior da escova seguindo o desgaste da escova e mantendo a pressão sempre no meio da escova (linha central), e;

[32] - Contendo sistema de instalação sem qualquer modificação na estrutura dos motores de tração existentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[33] Mediante a esses e outros diversos aspectos e necessidades do meio técnico, e procurando aplicar a experiência adquirida na prática da fabricação de porta-escovas e manutenção de motores de tração de locomotivas que o inventor desenvolveu a presente invenção, idealizando um aperfeiçoamento aplicado em porta escovas, utilizada no motor de tração elétrica de locomotivas, que tem por objetivo melhorar o porta-escovas, aplicando alterações estruturalmente simples e de medidas, em particular de deslocamento ou inclinação da escova de carvão e da forma da mola de pressão das escovas.

[34] A presente invenção leva em consideração a configuração elétrica de cada motor, considerações sobre manutenção e o espaço total disponível na estrutura do motor de tração. Ambos mantêm o mesmo pino de isolamento.

[35] Procurando aplicar a experiência adquirida na prática de fabricação e manutenção de suportes de escovas de motores de tração, desenvolve-se ditos porta escovas, aplicando mudanças e dimensões estruturalmente simples, em particular o deslocamento ou inclinação da escova de carvão e a forma do sistema de pressão da escova.

[36] A cobertura ideal das escovas nas barras do comutador foi determinada uma vez que tem uma grande influência no nivel de faísca. Como não era respeitado nos tipos de porta escovas anteriores, as novas dimensões tangenciais "t" foram calculadas e fixadas de 23,00 mm a 28,00 mm. As dimensões axiais "a" foram ajustadas entre 40,00 mm e 57,00 mm em relação à densidade de corrente nominal. Com dois conjuntos de dimensões é possível cobrir diferentes motores que podem conter configurações de 2, 3 ou 4 escovas. Este aspecto é baseado na coleta de dados de campo, compreendendo a avaliação das condições elétricas e mecânicas do motor de tração, por um lado, e o impacto destas condições no desempenho das escovas, por outro.

[37] Apresenta-se no presente pedido de patente, um aperfeiçoamento com todas as qualidades estéticas e funcionais, projetado e desenvolvido segundo as mais modernas técnicas, possibilitando dessa maneira a sua mais adequada utilização.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[38] A partir de figuras adequadamente elaboradas, que expressam formas ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração suficientemente detalhada e consecutiva, onde esta esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar a proteção pleiteada.

Sendo assim:

[39] A FIG. 1 - Mostra uma vista em perspectiva do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo duas cavidades para escovas;

[40] A FIG. 2 - Mostra uma vista superior do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo duas cavidades para escovas;

[41] A FIG. 3 - Mostra uma vista lateral do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo duas cavidades para escovas;

[42] A FIG. 4 - Mostra uma vista lateral e em corte do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo duas cavidades para escovas;

[43] A FIG. 5 - Mostra uma vista em perspectiva superior e explodida do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo duas cavidades para escovas;

[44] A FIG. 6 - Mostra uma vista em perspectiva inferior e explodida do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo duas cavidades para escovas;

[45] A FIG. 7 - Mostra uma vista em perspectiva da mola, parte integrante do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo duas cavidades para escovas;

[46] A FIG. IA - Mostra uma vista em perspectiva do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo três cavidades para escovas;

[47] A FIG. 2A - Mostra uma vista superior do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo três cavidades para escovas;

[48] A FIG. 3A - Mostra uma vista lateral do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo três cavidades para escovas;

[49] A FIG. 4A - Mostra uma vista lateral e em corte do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo três cavidades para escovas;

[50] A FIG. 5A - Mostra uma vista em perspectiva superior e explodida do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo três cavidades para escovas;

[51] A FIG. 6A - Mostra uma vista em perspectiva inferior e explodida do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo três cavidades para escovas;

[52] A FIG. 7A - Mostra uma vista em perspectiva da mola, parte integrante do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo três cavidades para escovas;

[53] A FIG. 1B - Mostra uma vista em perspectiva do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo uma cavidade para escova;

[54] A FIG. 2B - Mostra uma vista superior do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo uma cavidade para escova;

[55] A FIG. 3B - Mostra uma vista lateral do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo uma cavidade para escova;

[56] A FIG. 4B - Mostra uma vista lateral e em corte do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo uma cavidade para escova;

[57] A FIG. 5B Mostra uma vista em perspectiva superior e explodida do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo uma cavidade para escova;

[58] A FIG. 6B - Mostra uma vista em perspectiva inferior e explodida do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo uma cavidade para escova, e;

[59] A FIG. 7B - Mostra uma vista em perspectiva da mola, parte integrante do porta escovas para motores elétricos de locomotivas, contendo uma cavidade para escova.

[60] Cabe ressaltar que estas figuras são meramente representativas, podendo apresentar variações, desde não fujam do inicialmente requerido.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[61] De conformidade com o quanto ilustram as figuras acima relacionadas, o "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS" concebido para motor de corrente continua, sendo utilizado para suportar, pressionar e suportar pelo menos uma escova (2) no comutador, cujo porta escovas (1) é constituído por uma base monobloco (3), que compreender:

[62] - Pelo menos um pino de ligação (4), na parte traseira da referida base monobloco (3), em conformidade com a montagem do porta escovas (1) na estrutura do motor eléctrico;

[63] - Pelo menos uma cavidade retangular (6) disposta paralelamente uma à outra, em que cada uma dessas cavidades é conforme com uma escova (2) de forma adaptada e cujos extremos inferiores se projetam através da salda (11) contidas no extremo inferior das respectivas cavidades (6);

[64] Pelo menos um meio de ligação conforme para ligar pelo menos um terminal de escova (10);

[65] - Pelo menos dois pares de pernas (15', 17'), tendo cada uma delas um orifício guia (15, 17) através do qual cada uma tem um eixo central (D2, D3), cuja direção é paralela ao eixo (Dl) de rotação do comutador;

[66] - Pelo menos um dispositivo de pressão, compreendendo um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16), recebidos nos respectivos orifícios guia (15,17), um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16) são capazes de rodar em torno do respectivo eixo (D2, D3), e;

[67] - Pelo menos um dedo de pressão (12), conforme para pressionar a escova (2) no comutador do motor eléctrico.

[68] Dito porta escova, objeto da presente invenção, tem como característica o fato de cada dedo de pressão compreender:-

[69] - Um apêndice (12a) rodeado por um cabo semicircular ou plano (12c) que é disposto numa extremidade;

[70] - Um segmento em forma de U (12d), disposto na parte mediana do dedo de pressão (12); uma mola helicoidal (12f) ligada ao referido segmento em forma de U (12d) por um segmento (12e), e uma extremidade livre (12g) disposta na extremidade oposta do referido dedo de pressão (12);

[71] - Uma roda guia (13), definida por um cubo e um aro, em que o referido aro é parcialmente rodeado pela mola helicoidal (12f), e em que o referido eixo dianteiro (14) é inserido entre esse cubo e o aro;

[72] - Um braço de ligação (18) montado no eixo traseiro (16) por um rolamento liso (20), o referido braço de ligação (18) tem uma ranhura (19), em que quando a extremidade livre (12g) do dedo de pressão (12) está encaixada na referida ranhura (19), o dedo de pressão (12) é segurado e conformado para pressionar a escova (2) para uma direção parcialmente radial para o comutador com uma força sensivelmente constante.

[73] Como um modo de realização tem-se o fato do porta escovas (1) compreender dois dedos de pressão (12), por escova (2). Outro modo de realização é a conexão, na parte posterior da base monobloco (3), ser um par de pinos de ligação(4), rodeado por um material isolante (5).

[74] Também é outro modo de realização o fato da base monobloco (3) ter aberturas frontais (7) em conformidade para dar uma passagem para o dedo de pressão (12) quando a escova está desgastada, além de compreender pelo menos uma saliência (8) projetada na parte externa dos recessos retangulares (6), sendo essa saliência conforme para ligar pelo menos um terminal de escova (10) por meio de parafuso (9).

[75] Outro modo de realização do porta escovas (1) é o fato das cavidades (6) possuírem dimensões tangenciais "t" entre 23,00 mm e 28,00 mm, e dimensões axiais "a" entre 40,00 mm e 57,00 mm.

[76] É ainda, outro modo de realização o fato do porta escovas ser utilizado num motor elétrico de um motor de tração ferroviária, mais especificamente uma locomotiva de comboio a óleo diesel.

[77] [9]. Num segundo modo de variação tem-se que dito porta escovas (1) é caracterizado por dois dedos de pressão (12) estarem ligados por um segmento (12b) que se estende ao longo da direção axial do comutador, onde um dispositivo de pressão usado para manter e pressionar pelo menos uma escova (2) no comutador de um motor de corrente continua, quando essa escova (2) está montada em um porta escovas (1), referido dispositivo de pressão é constituído por:

[78] - um eixo dianteiro (14) e um eixo traseiro (16) dispostos ao longo de um eixo (D2,D3) paralelo ao eixo (Dl) de rotação do comutador, dito eixo dianteiro (14) e eixo traseiro (16) são recebidos em orifícios guia (15,17) dispostos no porta-escovas

( D ;

[79] - dois dedos de pressão (12), em conformidade de modo a pressionar a escova (2) no comutador do motor eléctrico, em que cada dedo de pressão (12) compreende um apêndice (12a) rodeado por um cabo semicircular ou plano (12c) sendo disposto numa extremidade, um segmento em U (12d), disposto na parte mediana do dedo de pressão (12), uma mola helicoidal (12f) ligada ao referido segmento em U (12d) por um segmento (12e), e uma extremidade livre (12g) disposta na extremidade oposta do referido dedo de pressão (12);

[80] - Dois dedos de pressão (12) estão ligados por um segmento (12b) com um componente que se estende ao longo da direção axial (Dl) do comutador;

[81] - Uma roda guia (13), definida por um cubo e uma jante, em que a referida jante é parcialmente rodeada pela mola helicoidal (12f) e o eixo dianteiro (14) é inserido entre o referido cubo e a jante;

[82] Um braço de ligação (18) montado no eixo traseiro (16) por um rolamento liso (20), tendo esse braço de ligação (18) uma ranhura (19) em que quando a extremidade livre (12g) do dedo de pressão (12) está engatada na referida ranhura (19), o dedo de pressão (12) é mantido e conformado para pressionar a escova (2) para uma direção parcialmente radial para o comutador com uma força sensivelmente constante.

[83] Assim, a presente invenção procura resolver os principais inconvenientes encontrados nos modelos já existentes, ou seja:

[84] - melhoria do nivel de centelhamento e, portanto, a ampliação dos intervalos de manutenção, são possíveis graças a alteração da inclinação da escova de carbono, de um desenho de escova que atua com 25° em reação a uma condição radial com o comutador, o ajuste das dimensões das escovas em relação à razão de cobertura tangencial dada pela configuração do motor e o fornecimento de uma nova forma do sistema de pressão da escova para melhorar a estabilidade em linha com uma pressão constante;

[85] - Uso de mola de pressão com forma tortuosa formando um apêndice na sua parte inferior que repousa na parte superior da escova, pressionando-a para dentro do alojamento da escova no suporte da escova, enquanto segura um cabo para facilitar a manutenção e substituição das escovas.

[86] Mantendo o mesmo perno isolado (4, 5) e tendo em conta o espaço disponível na estrutura do motor de tração, os novos porta escovas podem ser instalados na estrutura do motor sem necessidade de qualquer alteração.

[87] Pode-se assim, constatar através do exposto que o "PORTA ESCOVAS PARA MOTORES ELÉTRICOS DE TRAÇÃO PARA LOCOMOTIVAS" caracteriza-se como um aperfeiçoamento que apresenta todas as qualidades funcionais que justificam plenamente o pedido de patente como Privilégio de Invenção.

[88] Obviamente será percebido que enquanto o acima descrito foi descrito por forma de exemplo ilustrativo, todas outras modificações e variações feitas a esta disposição construtiva, na forma que seria aparentemente aos versados na técnica, são considerados dentro do amplo escopo e âmbito deste Privilégio de Invenção, conforme o quadro reivindicatório a seguir.