BR102012022079A2 - Processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica e sistema de calibração de estator de máquina dínamo-elétrica - Google Patents

Abstract

PROCESSO DE CONFECÇÃO DE ESTATOR DE MÁQUINA DÍNAMO-ELETRICA E SISTEMA DE CALIBRAÇÃO DE ESTATOR DE MÁQUINA DÍNAMO-ELÉTRICA A presente invenção refere-se a um processo otimizado de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica, o qual é integrado por uma etapa de "calibração" das lâminas utilizadas para a confecção de um estator de motor elétrico. A referida etapa de "calibração", a qual compreende a etapa final do referido processo de confecção de estator, é responsável pela deformação concêntrica das extremidades das bases polares das lâminas do estator de modo que os centros (13) e as extremidades (12) das bases polares (11) de todas as lâminas (1) do estator (2) compreendem, ao final da etapa de calibração do estator de máquina dínamo-elétrica, uma disposição geral fundamentalmente circular baseada em um raio virtual (R1).

Description

“PROCESSO DE CONFECÇÃO DE ESTATOR DE MAQUINA DÍNAMO-ELÉTRICA E SISTEMA DE CALIBRAÇÃO DE ESTATOR DE MÁQUINA DÍNAMO-ELÉTRICA”

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um processo otimizado de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica e, mais particularmente, à etapa de “calibração” das lâminas utilizadas para a confecção de um estator de motor elétrico, a qual compreende a etapa final do referido processo de confecção de estator, e é fundamentalmente baseada na deformação concêntrica das extremidades das bases polares das lâminas do estator.

Ainda, a presente invenção refere-se a um sistema hábil de realizar a etapa de “calibração” de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica.

Fundamentos da Invenção

De acordo com definições puramente didáticas contidas em literatura acadêmica, a nomenclatura “máquina dínamo-elétrica” refere-se a toda máquina capaz de transformar energia elétrica em energia mecânica, ou ainda, energia mecânica em energia elétrica, através de interação eletromagnética entre pelo menos uma porção “fixa” e pelo menos uma “porção móvel”.

Neste sentido, nota-se que uma máquina dínamo-elétrica é composta por um estator (porção “fixa”) e por um rotor (porção “móvel”), sendo que o estator é integrado por núcleos indutivos fixos, e o rotor é integrado por núcleos indutivos móveis. Em linhas gerais, o 20 princípio funcional de interação entre estator e rotor segue os conceitos de indução eletromagnética, onde os campos magnéticos criados pelos núcleos indutivos fixos são capazes de gerar movimento nos núcleos indutivos móveis e, em especial, no rotor, onde é obtida energia mecânica.

Do ponto de vista construtivo, um estator de uma máquina dínamo-elétrica é fun25 damentalmente integrado por uma armação metálica e uma pluralidade de bobinas (condutores elétricos contornantemente dispostos ao redor de um eixo), sendo que as bobinas são alinhadamente dispostas em relação à armação metálica. Neste sentido, e de acordo com as concretizações convencionais e pertencentes ao estado da técnica, a armação metálica do estator define eixos radiais circularmente espaçados entre si (e circunferencialmente uni30 dos entre si através de suas extremidades superiores, sendo as extremidades inferiores espaçadas umas das outras) por canais igualmente espaçados entre si. Cada eixo radial define uma estrutura capaz de sustentar condutores elétricos (os quais são “enrolados”, definindo uma bobina elétrica). Portanto, a “somatória” de um eixo radial e sua respectiva bobina elétrica acaba por definir um núcleo indutivo fixo.

Convencionalmente, o rotor e o estator de uma máquina dínamo-elétrica possuem

concretizações complementares, de modo que um rotor é montado no interior de seu respectivo estator. Para tanto, nota-se que os eixos da armação metálica do estator possuem comprimento dimensionado de modo a conformar um espaço circular vazio especialmente dedicado à acomodação e posicionamento do rotor.

Todos os conceitos acima explanados são de conhecimento de técnicos versados no assunto, e podem ser melhor observados através da figura 1A, a qual ilustra uma vista 5 planificada e esquemática de um estator de máquina dínamo-elétrica segundo uma convencional concretização pertencente ao atual estado da técnica. Vale destacar que nesta figura meramente ilustrativa, o referido estator é ilustrado sem os condutores elétricos que formam as bobinas elétricas.

Também convencionalmente, nota-se que grande parte dos rotores de máquinas dínamo-elétricas são fisicamente obtidos a partir da junção de múltiplas lâminas metálicas de formatos equivalentes entre si (ao invés de serem obtidos em monoblocos metálicos de difícil manipulação e de resultados de qualidade questionável).

Um exemplo de rotor de máquina dínamo-elétrica obtidos a partir de da junção de múltiplas lâminas metálicas pode ser visualizado documento US 2011/0127876, onde é ilus15 trado e descrito que uma lâmina metálica contínua, na forma de tira (matéria-prima), quando submetida a um processo de estampagem, pode ser utilizada para a confecção de múltiplas lâminas do estator e múltiplas lâminas de rotor. É também enfatizado que as lâminas do rotor são confeccionadas a partir da matéria-prima de “refugo” das lâminas do estator. Muito embora o citado documento US 2011/0127876 descreva um exemplo deste tipo de concreti20 zação, resta evidenciar que a prática ora explanada já é convencional desde meados de 1960.

Além de todo o conteúdo acima descrito, é também de conhecimento dos técnicos versados no assunto que a “área” transversal dos condutores elétricos que conformam as bobinas do estator compreende uma característica capaz de influenciar a eficiência da má25 quina dínamo-elétrica. Mais especificamente, sabe-se que condutores elétricos de menor área estão mais sujeitos à ocorrência de efeito joule, além da intrínseca limitação quanto ao valor nominal de corrente elétrica que estes condutores suportam. Portanto, existe o interesse de que os condutores elétricos que formam as bobinas do estator apresentem a maior área possível (respeitando as necessidades de cada projeto). Entretanto, a área dos condu30 tores elétricos que formam as bobinas do estator tende a ser limitada por características da armação metálica do estator e, em especial, pela abertura ou vão existente entre dois eixos consecutivos da armação do estator, por onde os referidos condutores elétricos são introduzidos e posteriormente “enrolados”. Neste sentido, e fazendo referência à Figura 1 A, nota-se que cada um dos eixos XE da lâmina do estator XL possui uma extremidade final definida 35 por duas abas laterais XAL. Portanto, a área dos condutores elétricos que conformam as bobinas do estator acaba sendo limitada ao espaço existente entre as abas laterais XAL de eixos XE consecutivos. Entretanto, é também de conhecimento dos técnicos versados no assunto que o mencionado espaço existente entre as abas laterais XAL de eixos XE consecutivos compreende uma característica capaz de influenciar a eficiência da máquina dínamo-elétrica, isso porque quanto maior este espaçamento, maior é a dispersão magnética do núcleo indutivo 5 e, conseqüentemente, maior é a perda de rendimento da máquina dínamo-elétrica (relação entre a quantidade de energia elétrica transformada em energia mecânica, ou vice-versa).

Portanto, para que uma máquina dínamo-elétrica seja eficiente, deve existir equilíbrio entre a área dos condutores elétricos que conformam as bobinas do estator e a dispersão magnética do núcleo indutivo proporcionada pelo espaço existente entre as abas Iate10 rais de eixos consecutivos. Entretanto, a obtenção deste equilíbrio é extremamente complexa. Neste sentido, é também conhecida a possibilidade de obtenção das lâminas do estator com abas laterais dos eixos passíveis de “movimento” através de deformações realizadas ao longo do processo de confecção do estator propriamente dito. Exemplos destes tipos de lâminas e/ou processos são descritos nos documentos Pl 9702724-3, US 4176444, US 15 4267719 e US 6742238.

O documento Pl 9702724-3 descreve uma concretização de lâmina do estator de motor elétrico, as quais possuem eixos cujas abas laterais são hábeis de manipulação durante o processo de fabricação do estator, permitindo assim a "abertura” e o “fechamento” dos canais de alojamento de condutores elétricos.

Os documentos US 4176444 e US 4267719, ambos oriundos de uma única priori

dade, descrevem um método e dispositivo para conformar estatores de máquinas elétricas. O método em questão prevê uma série de etapas que, em linhas gerais, definem que as lâminas são primeiramente estampadas, e posteriormente agrupadas, formando a armação metálica do estator. Com a armação metálica já conformada, as abas laterais dos eixos são 25 submetidas à deformação por pressão e, uma vez que todos os canais estão abertos, é realizado o alojamento dos condutores elétricos. Em seguida, os canais são fechados também por deformação por pressão, e o método se dá por concluído.

Já o documento US 6742238 descreve um meio de realizar o “fechamento” das extremidades dos canais das lâminas do estator através de um equipamento composto por 30 uma estrutura de apoio e por esferas passíveis de movimentação axial. Neste caso, nota-se que as esferas são posicionadas nas extremidades “abertas” dos canais das lâminas, e pressionadas contra as mesmas de modo a gerar uma força radial (imposta às esferas e transmitida às extremidades “abertas” dos canais das lâminas) capaz de realizar “fechamento” dos canais das lâminas.

Sendo assim, e de acordo com os exemplos descritos nos documentos Pl 9702724-

3, US 4176444, US 4267719 e US 6742238, observa-se que a obtenção de estatores compostos por lâminas com abas laterais dos eixos passíveis de “movimento” prevê pelo menos uma etapa de “abertura” dos canais (normalmente, após o agrupamento de múltiplas lâminas), e pelo menos uma etapa de “fechamento” dos canais (normalmente, após o enrolamento dos condutores elétricos). Neste sentido, vale destacar que a etapa de “fechamento” dos canais tem por principal objetivo deformar as lâminas (abas laterais dos eixos) de modo com que estas alcancem o formato inicial anterior à etapa de “abertura” dos canais.

Para melhor compreensão destes aspectos, faz-se referências às figuras 1B, 1C e 1D, as quais ilustram, respectivamente, um eixo de lâmina do estator com as abas conforme inicialmente obtidas, um eixo de lâmina do estator com as abas deformadas após o processo de “abertura”, e um eixo de lâmina do estator com as abas deformadas após o processo de “fechamento”. Tais ilustrações referem-se, evidentemente, ao atual estado da técnica.

De acordo com estas figuras, torna-se claro notar que o resultado final, de acordo com os processos e sistemas pertencentes ao atual estado da técnica, após o processo de “fechamento” - condição e/ou formato das abas dos eixos das lâminas do estator - não é alcançado, ou seja, as lâminas do estator, quando processadas (“abertura” e “fechamento” 15 dos canais), normalmente não retornam ao formato original conforme estampado. Além disto, verifica-se ainda, após o processo de “fechamento” dos canais das lâminas do estator, a ocorrência de assimetria em abas de diferentes eixos de uma mesma lâmina do estator.

Neste contexto, nota-se que o mencionado resultado final acima explanado compreende características negativas, as quais prejudicam a eficiência geral da máquina dína20 mo-elétrica. Isto porque os formatos finais dos eixos das lâminas do estator, quando diferentes do formato “original” e/ou quando não homogêneos, podem causar interferência física (atrito) ao rotor, e por isso a folga radial entre estator e rotor é aumentada, levando à diminuição considerável da eficiência elétrica do motor.

Esta interferência física, além de prejudicar a capacidade da máquina dínamoelétrica, pode também danificar o rotor em si, diminuindo, portanto, a vida útil da referida máquina dínamo-elétrica.

Com base em todo o contexto acima explanado, resta evidente observar que o atual estado da técnica carece de uma solução fabril, ou ainda, de um processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica livre dos aspectos negativos acima explanados. É com base neste cenário que surge a presente invenção.

Objetivos da Invenção

Desta forma, é um dos objetivos da presente invenção apresentar um processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica integrado por uma etapa especialmente dedicada ao “acabamento final” do formato do estator e, em especial, o formato da extremidade inferior, incluindo as abas laterais, dos eixos das lâminas do estator.

Neste sentido, é também um dos objetivos da presente invenção que esta etapa de “acabamento final”, ou etapa de calibração, torne a abertura do estator, onde é alojado o rotor, homogênea, somado com a possibilidade de diminuir a folga radial entre estator e rotor, a qual é salutar ao aumento da eficiência elétrica do motor. Para tanto, é também um dos objetivos da presente invenção que o referido processo seja capaz de deformar as lâminas do estator de modo que o formato destes seja substancialmente equivalente ao formato inicial e anterior à etapa de “abertura” dos canais.

É também um dos objetivos da presente invenção que o processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica seja capaz de obter um estator incapaz de prejudicar o seu respectivo rotor.

É ainda outro objetivo da presente invenção revelar sistema de “calibração” de estator de máquina dínamo-elétrica capaz de “processar” o referido estator de máquina dínamoelétrica de acordo com os conceitos fundamentais do processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica ora revelado.

Sumário da Invenção (Inventor: Este trecho é apenas uma cópia das reivindicações, e existe por questões meramente formais)

Estes e outros objetivos da invenção ora revelada são totalmente alcançados por

meio do processo de confecção do estator de máquina dínamo-elétrica, o qual compreende pelo menos uma etapa de estampagem das lâminas do estator, pelo menos uma etapa de agrupamento de múltiplas de lâminas do estator, pelo menos uma etapa de conformação dos núcleos indutivos nos canais de alojamento dos condutores elétricos, pelo menos uma 20 etapa de fechamento dos canais de alojamento dos condutores elétricos, e pelo menos uma etapa de calibração do estator da máquina dínamo-elétrica. De acordo com os conceitos e objetivos da presente invenção, a etapa de calibração do estator de máquina dínamoelétrica compreende pelo menos uma sub-etapa de alinhamento das lâminas e pelo menos uma sub-etapa de deformação concêntrica das extremidades das bases polares das lâmi25 nas.

A referida sub-etapa de alinhamento das lâminas compreende o alinhamento simultâneo de todas as lâminas do estator a partir do centro das bases polares das mencionadas lâminas é realizada através de esforço radial direcionado aos centros das bases polares das lâminas.

Preferencialmente, todos os centros das bases polares das lâminas são submetidos

a um mesmo esforço radial, o qual compreende um esforço mecânico contra o centrodas bases polares e, mais particularmente, um esforço mecânico gerado por pelo menos um corpo de deslocamento radial.

A referida sub-etapa de deformação concêntrica das extremidades das bases polares das lâminas compreende a deformação simultânea de todas as extremidades das bases polares das lâminas do estator a partir do centro do referido estator, e é realizada através de esforço radial direcionado aos espaços existentes entre as extremidades de duas bases polares consecutivas.

Preferencialmente, todos os espaços existentes entre as extremidades de duas bases polares consecutivas são submetidos a um mesmo esforço radial, o qual compreende esforço para ajuste dimensional mecânico e, mais particularmente, um compreende esforço 5 para ajuste dimensional mecânico gerado por pelo menos um corpo de deslocamento radial. Vale destacar que pelo menos dois pontos diametralmente opostos do corpo, quando o esforço radial é direcionado aos espaços existentes entre as extremidades de duas bases polares (11) consecutivas, geram ajustes mecânicos às referidas extremidades de duas bases polares consecutivas.

Também de acordo com os princípios e objetivos da presente invenção, verifica-se

que os centros e as extremidades das bases polares de todas as lâminas do estator compreendem, ao final da etapa de calibração do estator de máquina dínamo-elétrica, uma disposição geral fundamentalmente circular baseada em um raio virtual, sendo este substancialmente equivalente ao raio existente entre o centro do estator e centro de qualquer uma das bases polares das lâminas.

Os objetivos da presente invenção são também alcançados por meio do sistema de calibração de estator de máquina dínamo-elétrica, o qual compreende múltiplos corpos de deslocamento radial, pelo menos um mecanismo de transmissão de força hábil de gerar, de forma igualitária, esforços radiais em direção às múltiplas superfícies e/ou segmentos de 20 superfícies circularmente dispostas através do deslocamento radial dos referidos múltiplos corpos anteriormente citados, e pelo menos um mecanismo de ajuste de alinhamento hábil de promover o alinhamento entre os múltiplos corpos e as referidas superfícies e/ou segmentos de superfícies circularmente dispostas no estator.

Na concretização preferencial do referido sistema de calibração de estator de má25 quina dínamo-elétrica, verifica-se que o mecanismo de transmissão de força compreende pelo menos uma estrutura de alojamento dos múltiplos corpos de deslocamento radial (compreendendo de múltiplos rasgos verticais eqüidistante e concentricamente dispostos), pelo menos um pistão central verticalmente deslocável, e meios de conversão do deslocamento vertical do pistão central em deslocamento radial dos múltiplos corpos.

Preferencialmente, a conversão do deslocamento vertical do pistão central em des

locamento radial dos múltiplos corpos ocorre através de pelo menos uma esfera disposta entre cada um dos múltiplos corpos e sua respectiva porção do pistão central. Podem também ser previstas múltiplas esferas verticalmente alinhadas verticalmente alinhadas e dispostas entre cada um dos múltiplos corpos e seus respectivos alojamentos no pistão central. Ainda de acordo com a concretização preferencial do referido sistema de calibração

de estator de máquina dínamo-elétrica, nota-se ainda que mecanismo de ajuste de alinhamento compreende pelo menos base provida de pelo menos um corpo anelar angularmente móvel, e pelo menos um elemento de travamento do corpo anelar angularmente móvel. Vale então destacar que, em linhas gerais, o corpo anelar angularmente móvel possui pelo menos um rasgo oblongo, o qual define os limites de movimentação angular do corpo anelar e a região de alojamento do elemento de travamento do corpo anelar angularmente móvel.

Preferencialmente, o referido mecanismo de ajuste de alinhamento prevê ainda pelo menos um guia de montagem para um estator de máquina dínamo-elétrica.

Opcionalmente, o mecanismo de transmissão de força e o mecanismo de ajuste de alinhamento encontram-se dispostos em uma mesma matriz operacional.

Descrição Resumida dos Desenhos A presente invenção é pormenorizadamente explanada com base nas figuras abai

xo elencadas, as quais:

A figura 1A ilustra uma concretização de lâmina do estator de máquina dínamoelétrica, de acordo com os conceitos já previstos pelo atual estado da técnica;

Afigura 1B ilustra um eixo de lâmina do estator, de acordo com os conceitos já previstos pelo atual estado da técnica, com as abas conforme inicialmente obtidas;

Afigura 1C ilustra um eixo de lâmina do estator, de acordo com os conceitos já previstos pelo atual estado da técnica, com as abas deformadas após o processo de “abertura”;

Afigura 1D ilustra um eixo de lâmina do estator, de acordo com os conceitos já previstos pelo atual estado da técnica, com as abas deformadas após o processo de “fechamento”;

A figura 2 ilustra, em perspectiva, uma exemplificação de um estator de máquina dínamo-elétrica, de acordo com o atual estado da técnica;

Afigura 3 ilustra, em vista superior, um estator de máquina dínamo-elétrica antes da execução da etapa de calibração segundo a presente invenção;

A figura 4 ilustra, de forma esquemática, a sub-etapa de alinhamento final das lâmi

nas do estator, segundo a presente invenção;

A figura 5 ilustra, de forma esquemática, a sub-etapa de deformação concêntrica das extremidades das bases polares das lâminas do estator, segundo a presente invenção;

Afigura 6 ilustra, em vista superior, o estator da figura 2 após da execução da etapa de calibração segundo a presente invenção;

A figura 7 ilustra a concretização preferencial do sistema de calibração de estator de máquina dínamo-elétrica, segundo a presente invenção, visto em perspectiva; e

A figura 8 ilustra a concretização preferencial do sistema de calibração de estator de máquina dínamo-elétrica, segundo a presente invenção, visto em perspectiva explodida. Descrição Detalhada da Invenção

Conforme anteriormente descrito, é um dos objetivos da presente invenção confeccionar, através de um processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica, um estator de abertura interna substancialmente homogênea, isto é, substancialmente cilíndrica. Isto porque é desejável obter uma máquina dínamo-elétrica (como por exemplo, um motor elétrico) cujo rotor possa atuar livremente na abertura de seu respectivo estator, sem que ocorram interferências físicas entre ambos, possuindo uma folga mínima entre o rotor e estator.

Para tanto, é necessário que o formato da extremidade inferior, incluindo extremidades das bases polares dos eixos das lâminas do estator seja delicadamente deformado, de modo que seu formato final seja substancialmente equivalente ao formato inicial (formato anterior à etapa de “abertura” dos canais de alojamento dos condutores elétricos).

Neste sentido, foi desenvolvida a etapa de calibração do estator de máquina dína

mo-elétrica, a qual compreende a última etapa do processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica, este sendo preferencialmente compreendido também por etapas anteriores, dentre as quais: etapa de estampagem das lâminas do estator, etapa de agrupamento de múltiplas de lâminas do estator, etapa de conformação dos núcleos indutivos nos 15 canais de alojamento dos condutores elétricos e etapa de fechamento dos canais de alojamento dos condutores elétricos. Vale enfatizar que a mencionada etapa de calibração é preferencialmente executada somente após a execução da etapa de fechamento dos canais de alojamento dos condutores elétricos, isto porque a citada etapa de calibração compreende, em linhas gerais, uma etapa de acabamento responsável por deformar delicadamente as 20 extremidades das bases polares dos eixos das lâminas do estator.

Em linhas gerais, a referida etapa de calibração é integrada por uma sub-etapa de alinhamento final das lâminas do estator e uma sub-etapa de deformação concêntrica das extremidades das bases polares das lâminas do estator. A idéia principal é a de que, ao término da referida etapa de calibração, os centros das bases polares das lâminas do estator e 25 as extremidades das bases polares das lâminas do estator apresentem um alinhamento fundamentalmente uniforme e circunferencialmente equivalente.

Sobre a etapa de calibração do processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica

O conceito detalhado da etapa de “calibração” acima descrita pode ser melhor interpretado através das figuras acima listadas.

Conforme ilustrado na figura 2, um estator 2 de máquina dínamo-elétrica (hábil de ser submetido à etapa de “calibração” aqui tratada) é fundamentalmente composto por uma pluralidade de lâminas 1, as quais - quando devidamente agrupadas - definem uma armação estrutural cujo interior prevê uma série de eixos (radialmente dispostos e espaçados entre si) destinados ao enrolamento de condutores elétricos.

Neste sentido, tanto agrupadas quanto analisadas individualmente, observa-se que cada eixo de uma lâmina 1 prevê uma base polar 11, a qual compreende a extremidade inferior e/ou interna do referido eixo.

Cada base polar 11 possui uma tênue curvatura, a qual é melhor observada através da visualização conjunta de todas as bases polares 11 de uma lâmina 1. A somatória destas curvaturas tênues acaba por conformar um contorno circular. Uma vez que o estator 2 en5 contra-se devidamente montado, as múltiplas bases polares 11 das múltiplas lâminas 1 acaba por definir, no estator 2, um alojamento ou canal fundamentalmente cilíndrico e hábil de receber um rotor (não ilustrado).

Vale ainda destacar que cada uma das bases polares 11 prevê duas extremidades 12, estas sendo lateralmente opostas. Na verdade a ocorrência das referidas extremidades 10 12 se dá pelo fato de que uma base polar 11 é substancialmente mais larga do que o seu respectivo eixo, então as porções laterais “restantes” podem ser identificadas como extremidades 12. Por convenção, é possível também citar que cada base polar 11 prevê ainda um centro 13. Portanto, a tênue curvatura de cada base polar 11 encontra-se presente nas extremidades 12 e centro 13 da mesma.

Todos estes elementos podem também ser visualizados na figura 3, onde é ilustra

do um estator 2 ainda não submetido à etapa de calibração em tela.

De acordo com esta figura, nota-se que mesmo “fechadas” (canais de alojamento de condutores elétricos “fechados”), as extremidades 12 das bases polares 11 não se encontram alinhadas entre si, além de não estarem alinhadas com os centros 13 de suas res20 pectivas bases polares 11. Este “resultado”, o qual é obtido após a execução da etapa de “fechamento” já descrita pelo atual estado da técnica, pode até permitir que determinadas máquinas dínamo-elétricas funcionem com eficiência não prejudicada, entretanto, este mesmo “resultado” pode também - em casos mais graves - impedir o funcionamento de outras determinadas máquinas dínamo-elétricas e, especialmente, certos motores elétricos 25 de corrente alternada e de alta velocidade utilizados em compressores de sistemas de refrigeração. É esta a característica negativa que a presente invenção visa sanar, ou pelo menos mitigar.

Para tanto, basta submeter o estator 2 à etapa de calibração, segundo definida e reivindicada na presente invenção.

A figura 4 ilustra, de modo esquemático, a primeira sub-etapa pertencente à etapa

de calibração. Nesta sub-etapa ocorre o alinhamento simultâneo de todas as lâminas 1 do estator 2 a partir do centro 13 das bases polares 11 das mencionadas lâminas 1. Esta subetapa, mesmo sendo “preparatória”, é de extrema importância, afinal, a obtenção de um alinhamento fundamentalmente uniforme e circunferencialmente equivalente requer que todas 35 as bases polares 11 do estator 2 estejam longitudinalmente alinhadas umas às outras. Vale destacar que o termo “longitudinalmente” refere-se ao comprimento do estator 2.

Este alinhamento simultâneo é realizado através de pressão radial P1 direcionada aos centros 13 das bases polares 11 das lâminas 1. Em linhas gerais, a pressão radial P1 compreende pressão por interferência mecânica, e mais particularmente, pressão por interferência mecânica gerada por pelo menos um corpo 3 de deslocamento radial. . Evidentemente, o “curso” da pressão expansiva P1, ou ainda, o “curso” dos corpos 3 capazes de 5 prover pressão expansiva P1 é radialmente igual, e isto acaba por permitir que todos os centros 13 das bases polares 11 sejam alinhados conjuntamente.

A figura 5 ilustra, de modo esquemático, a segunda sub-etapa pertencente à etapa de calibração. Nesta sub-etapa ocorre a deformação simultânea de todas as extremidades 12 das bases polares 11 das lâminas 1 do estator 2 a partir do centro do referido estator 2. 10 Esta deformação simultânea é realizada através de pressão radial P2 direcionada aos espaços existentes entre as extremidades 12 de duas bases polares 11 consecutivas, sendo que todos os espaços existentes entre as extremidades 12 de duas bases polares 11 consecutivas são submetidos a uma mesma pressão radial P2.

A referida pressão radial P2 compreende pressão por interferência mecânica e, em especial, pressão por interferência mecânica gerada por pelo menos um corpo 3 de deslocamento radial.

Vale então destacar que pelo menos dois pontos opostos do corpo 3, quando a pressão radial P2 é direcionada aos espaços existentes entre as extremidades 12 de duas bases polares 11 consecutivas, geram interferência mecânica às referidas extremidades 12 de duas bases polares 11 consecutivas.

Como resultado final, conforme ilustrado na figura 6, verifica-se que os centros 13 e as extremidades 12 das bases polares 11 de todas as lâminas 1 do estator 2 compreendem uma disposição geral fundamentalmente circular baseada em um raio virtual R1, o qual é substancialmente equivalente ao raio existente entre o centro do estator 2 e centro 13 de qualquer uma das bases polares 11 das lâminas 1.

Sobre o sistema de calibração de estator de máquina dínamo-elétrica

Muito embora o processo acima descrito possa ser executado em qualquer sistema fabril hábil de alcançar o alinhamento e a deformação acima citados (através de esforços radiais), é apresentado o sistema preferencial de execução destas etapas. Este sistema preferencial é melhor definido com base nas figuras 7 e 8.

Fundamentalmente, o sistema a seguir definido é hábil de gerar as pressões radiais P1 e P2, em momentos distintos, através de esforço mecânico de um único “jogo” de corpos 3.

Para tanto, o referido sistema é fundamentalmente compreendido por múltiplos corpos 3, por um mecanismo 5 que gera a força responsável pelo ato da calibração, e um mecanismo de ajuste de alinhamento 6. Tanto o mecanismo 5 quanto o mecanismo de ajuste de alinhamento 6 encontram-se dispostos em uma mesma matriz operacional 7. Cada um dos múltiplos corpos 3, todos de deslocamento radial, compreende (para todos os efeitos) uma barra metálica, sendo que sua superfície de contato apresenta um ponto central e dois chanfros laterais de contato. Conforme anteriormente detalhado, o ponto central de cada corpo 3 atua na sub-etapa de alinhamento, e os chanfros laterais atuam na sub-etapa deformação física.

O mecanismo 5, o qual é hábil de gerar, de forma igualitária, pressões radiais P1 e P2 em direção às múltiplas superfícies e/ou segmentos de superfícies circularmente dispostas através do deslocamento radial dos referidos múltiplos corpos 3, compreende uma estrutura 51, a qual compreende uma espécie de gaiola que aloja os múltiplos corpos 3, e com10 preende um corpo tubular de perfil cilíndrico provido de múltiplos rasgos verticais 52 eqüidistante e concentricamente dispostos, um pistão central 53 verticalmente deslocável, e meios de conversão do deslocamento vertical do pistão central 53 em deslocamento radial dos múltiplos corpos 3.

Preferencialmente, os referidos meios de conversão acima citados compreendem, em linhas gerais, múltiplas esferas 54, instaladas em gaiolas e verticalmente alinhadas e disposta entre cada um dos múltiplos corpos 3 e seus respectivos alojamentos no pistão central 53.

Esta concretização permite que, ao se deslocar verticalmente o pistão central 53 no interior da estrutura 51 (com os corpos 3 montados/alinhados em seus respectivos rasgos 20 verticais 52), a força de deslocamento seja transferida, ainda em sentido vertical, para as esferas 54, as quais acama por “empurrar para fora” os corpos 3. Vale citar que esta concretização é especialmente interessante pelo fato de que toda força (ou esforço) com que se realiza o deslocamento vertical do pistão central 53 é convertida em força (ou esforço) radial.

Portanto, nota-se que o referido mecanismo 5 é, de fato, hábil de gerar esforços P1

e P2 capazes de exercer o processo acima explanado. Preferencialmente, a força imposta aos corpos 3 pelo mecanismo 5 é oriunda de uma prensa ou atuador 4.

O mecanismo de ajuste de alinhamento 6, o qual é hábil de promover o alinhamento entre os múltiplos corpos 3 e as referidas superfícies e/ou segmentos de superfícies circuIarmente dispostas, compreende um mecanismo especialmente dedicado ao reposicionamento dos corpos 3, de modo que estes, em um primeiro momento, exerçam o esforço radial P1, e, em um segundo momento, exerçam o esforço radial P2.

Esta característica é extremamente benéfica, afinal, as duas sub-etapas acima explanadas podem ser realizadas sem sub-etapas intermediárias de montagem ou desmontagem do estator 2, isto é, as duas sub-etapas podem ser realizadas em um único mecanismo

5, com os mesmos múltiplos corpos 3.

Para tanto, o referido mecanismo de ajuste de alinhamento 6 compreende uma base 61 provida de um corpo anelar 62 angularmente móvel, e um elemento de travamento 63 dedicado ao travamento do referido corpo anelar 62. Neste sentido, vale destacar que o corpo anelar 62 possui pelo menos um rasgo oblongo 64, o qual define os limites de movimentação angular do corpo anelar 62 (dentro do qual é definida a região de alojamento do elemento de travamento 63).

Além disto, é previsto também quatro guias de montagem 65 para um estator 2 de máquina dínamo-elétrica. Preferencialmente, tais guias de montagem compreendem varões de altura equivalente à altura do estator 2 a ser processado. Eventualmente, podem ser previstos também elementos de trava, como, por exemplo, parafusos e similares.

As referidas guias de montagem 65 encontram-se dispostos no corpo anelar 62.

Sendo assim, verifica-se que o estator 2, uma vez alojado nas guias de montagem 65, acompanha o movimento angular do corpo anelar 62. Desta forma, o mecanismo 5 pode proporcionar o esforço radial P1. Em seguida, pode-se movimentar o corpo anelar 62 angularmente (alterando assim o alinhamento entre os múltiplos corpos 3 e as extremidades 12/ 15 centros 13 das bases polares 11 das lâminas 1), e em seguida, proporcionar o esforço radial P2, que compreende a calibração propriamente dita.

Testes mostraram que a montagem (estator-rotor) dos estatores, segundo a presente invenção, apresenta um índice de rejeição substancialmente inferior ao observado no estado da técnica. Isto porque a homogeneidade da cavidade do estator, segunda a presente invenção, permite montagens mais justas e/ou com maior precisão.

Tendo sido ilustrados exemplos esquemáticos de resultados alcançados pela presente invenção, bem como concretizações preferenciais de certos aspectos do processo, deve ser entendido que o escopo da mesma abrange outras possíveis variações convencionais aos técnicos versados no assunto, sendo o referido escopo da invenção em questão 25 limitado tão somente pelo teor das reivindicações, aí incluídos os possíveis meios equivalentes.

Claims (19)

1. Processo de confecção de estator de máquina dínamo-elétrica, compreendendo pelo menos uma etapa de estampagem das lâminas do estator, pelo menos uma etapa de agrupamento de múltiplas de lâminas do estator, pelo menos uma etapa de conformação dos núcleos indutivos nos canais de alojamento dos condutores elétricos e pelo menos uma etapa de fechamento dos canais de alojamento dos condutores elétricos, e sendo CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda pelo menos uma etapa de calibração do estator da máquina dínamo-elétrica; a etapa de calibração do estator de máquina dínamo-elétrica compreendendo pelo menos uma sub-etapa de alinhamento das lâminas (1), e pelo menos uma sub-etapa de deformação concêntrica das extremidades (12) das bases polares (11) das lâminas (1); a sub-etapa de alinhamento das lâminas (1) compreendendo o alinhamento simultâneo de todas as lâminas (1) do estator (2) a partir do centro (13) das bases polares (11) das mencionadas lâminas (1); a sub-etapa de deformação concêntrica das extremidades (12) das bases polares (11) das lâminas compreendendo a deformação simultânea de todas as extremidades (12) das bases polares (11) das lâminas (1) do estator (2) a partir do centro do referido estator (2); os centros (13) e as extremidades (12) das bases polares (11) de todas as lâminas (1) do estator (2) compreendendo, ao final da etapa de calibração do estator de máquina dínamo-elétrica, uma disposição geral fundamentalmente circular baseada em um raio virtual (R1).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o alinhamento simultâneo de todas as lâminas (1) do estator (2) a partir do centro (13) das bases polares (11) das mencionadas lâminas (1) é realizado através de esforço radial (P1) direcionada aos centros (13) das bases polares (11) das lâminas (1).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que todos os centros (13) das bases polares (11) das lâminas (1) são submetidos a um mesmo esforço radial (P1).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o esforço radial (P1) compreende um esforço mecânico contra o centro (13) das bases polares (11).

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o esforço radial (P1) compreende o esforço mecânico gerado por pelo menos um corpo (3) de deslocamento radial.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a deformação simultânea de todas as extremidades (12) das bases polares (11) das lâminas (1)do estator (2) a partir do centro do referido estator (2) é realizada através de esforço ra-dial (P2) direcionado aos espaços existentes entre as extremidades (12) de duas bases po-lares (11) consecutivas.

7.Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que todos os espaços existentes entre as extremidades (12) de duas bases polares (11) consecutivas são submetidos a um mesmo esforço radial (P2).

8.Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o esforço radial (P2) compreende esforço para ajuste dimensional mecânico.

9.Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o esforço radial (P2) compreende esforço para ajuste dimensional mecânico gerado por pelo menos um corpo (3) de deslocamento radial.

10.Processo, de acordo com a reivindicação 6 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos dois pontos diametralmente opostos do corpo (3), quando o esforço radial (P2) é direcionado aos espaços existentes entre as extremidades (12) de duas bases polares (11) consecutivas, geram ajustes mecânicos às referidas extremidades (12) de duas bases polares (11) consecutivas.

11.Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o raio virtual (R1) é substancialmente equivalente ao raio existente entre o centro do estator (2) e centro (13) de qualquer uma das bases polares (11) das lâminas (1).

12. Sistema de calibração de estator de máquina dínamo-elétrica, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: múltiplos corpos (3) de deslocamento radial; pelo menos um mecanismo de transmissão de força (4) hábil de gerar, de forma igualitária, esforços radiais (P1 e P2) em direção às múltiplas superfícies e/ou segmentos de superfícies circularmente dispostas através do deslocamento radial dos referidos múltiplos corpos (3); pelo menos um mecanismo de ajuste de alinhamento (6) hábil de promover o alinhamento entre os múltiplos corpos (3) e as referidas superfícies e/ou segmentos de superfícies circularmente dispostas no estator (2).

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de transmissão de força (5) compreende: pelo menos uma estrutura (51) de alojamento dos múltiplos corpos (3) de desloca-mento radial; a estrutura (51) compreendendo de múltiplos rasgos verticais (52) eqüidistante e concentricamente dispostos; pelo menos um pistão central (53) verticalmente deslocável; e meios de conversão do deslocamento vertical do pistão central (53) em deslocamento radial dos múltiplos corpos (3).

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a conversão do deslocamento vertical do pistão central (53) em deslocamento radial dos múltiplos corpos (3) ocorre através de pelo menos uma esfera (54) disposta entre cada um dos múltiplos corpos (3) e sua respectiva porção do pistão central (53).

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que são previstas múltiplas esferas (54) verticalmente alinhadas e dispostas entre cada um dos múltiplos corpos (3) e seus respectivos alojamentos no pistão central (53).

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de ajuste de alinhamento (6) compreende: pelo menos base (61) provida de pelo menos um corpo anelar (62) angularmente móvel; e pelo menos um elemento de travamento (63) do corpo anelar (62) angularmente móvel.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo anelar (62) angularmente móvel possui pelo menos um rasgo oblongo (64); o rasgo oblongo (64) define os limites de movimentação angular do corpo anelar (62); o rasgo oblongo (64) define a região de alojamento do elemento de travamento (63) do corpo anelar (62) angularmente móvel.

18. Sistema de calibração, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de ajuste de alinhamento (6) prevê ainda pelo menos um guia de montagem (65) para um estator (2) de máquina dínamo-elétrica.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de transmissão de força (5) e o mecanismo de ajuste de alinhamento (6) encontram-se dispostos em uma mesma matriz operacional (7).