BR102014029393A2

BR102014029393A2 - máquina elétrica para veículos, método para melhorar a proteção contra o ingresso de água para dispositivos de uma máquina elétrica e veículo

Info

Publication number: BR102014029393A2
Application number: BR102014029393A
Authority: BR
Inventors: Andreas Dietmair; Ulrich Harres
Original assignee: Man Truck & Bus Ag
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-24
Also published as: EP2897257A2; BR102014029393B1; RU2015100250A; US20150200577A1; RU2015100250A3; RU2681307C2; DE102014000364A1; EP2897257A3; CN104795927B; EP2897257B1; US9843234B2; CN104795927A

Abstract

resumo máquina elétrica para veículos, método para melhorar a proteção contra o ingresso de água para d spositivos de uma máquina elétrica e veículo a invenção refere-se a uma máquina elétrica pa a um veículo, especialmente para um veículo comercial, e a um métod para proteção contra ingresso de água para tal máquina composta p r um rotor (3) montado de maneira rotativa sobre um eixo (2) e um estator (4) em torno do rotor (3), pelo menos um dispositivo (8, 9) da máquina el trica (1) sendo localizado na pelo menos uma câmara de pressão (6, 7) q e é submetida pelo menos intermitentemente a uma sobrepressão que é elevada em relação à pressão

Description

MÁQUINA ELÉTRICA PARA VEÍCULOS, MÉTODO PARA MELHORAR A PROTEÇÃO CONTRA O INGRESSO DE ÁGUA PARA DISPOSITIVOS DE UMA MÁQUINA ELÉTRICA E VEÍCULC RELATÓRIO

DESCRIÇÃO

[0001] A invenção refere-se a uma máquina elétrica para um veículo, especialmente para um veículo comercial, de acordo com o preâmbub da reivindicação 1 e para um método para proteção contra o ingresso de água para uma máquina elétrica de acordo com a reivindicação 9.

[0002] Máquinas elétricas instaladas nos veículos, em particular em veícu os utilitários, podem ser projetadas para estar protegidas contra água de respingos. Dependendo do campo de aplicação do veículo em questão, geradores ou outras máquinas elétricas instaladas nos veículos podem ser expostos não só à água de respingo, mas podem ser parcialmente ou completamente cercadas por água de modo que, em particular, dispositivos elétricos sensíveis da máquina elétrca em questão podem ser prejudicados ou mesmo tornados inoperantes. F or exemplo, se a água penetra a região dos contatos excêntricos do comutador de uma máquina elétrica, o contato elétrico entre contatos excêntricos e anéis de deslizamento pode ser temporariamente ou completamente interrompido, causando mau funcionamento. Além disso, a penetração de água pode causar danos de corrosão para dispositivos em questão. Ό003] É o objeto da invenção desenvolver uma máquina elétrica de modo que dispositivos sensíveis à água da máquina elétrica possam ser otimamente protegidos contra o ingresso de água e/ou continuar a funcionar até debaixo d'água. 0004] Este objeto é alcançado com as características da reivindicação 1. Desenvolvimentos Especialmente vantajosps da máquina elétrica de acordo com a invenção são divulgados nasl reivindicações dependentes 2 a 8.

[0005] De acordo com a seção caracterizadora da reivindicação 1, pelo msnos um dispositivo localizado no alojamento da náquina elétrica é disposto em pelo menos uma câmara de pressão que astá sujeita, de preferênca intermitentemente, através de uma conexão de ar comprimido a uma sobrspressão que é elevada em relação à pressão ambiente de meio em torno da máquina elétrica. Como resultado do acúmulo ce sobrepressão na câmara de pressão, consegue-se que o dispositivo loca izado nela seja protegido contra o ingresso de água. Os elementos eletrônicos de um conversor de frequência, um comutador ou outros compone ites eletrônicos podem ser dispostos em tal câmara de pressão. É especialmente vantajoso dispor os anéis coletores dispostos sobre o eixo do rotor e os contatos excêntricos apoiados contra os anéis de deslizamento em uma câmara de pressão, já que esta área é especialmente problemática em relação ao ingresso de água. Ό006] Para ser pressurizada, a câmara de pressão em questão pode ser conectada a um reservatório de ar comprimido presente em qualquer caso em um automóvel. Também é possível, no er tanto, conectar a câmara de pressão a um compressor ou ao lado de sobrepressão de uma área de entrada de um motor a combustão interna. O fornscimento de ar comprimic o para a câmara de pressão, portanto, não requer dispositivos adicionais, já que os dispositivos de um automóvel presen e em qualquer caso pode m ser usados para essa finalidade. 0007] Na modalidade preferencial de uma máquina elétrica, a câmara de pressão ou câmaras de pressão não precisam se" pressurizadas constantemente. Em vez disso, uma unidade de controle que controla o fornecime ito de ar comprimido a uma câmara de pressão respectiva como uma função de parâmetros ambientais ou outros parâmetros pode ser provida. Por exemplo, um sensor de água pode detectar imersão da máquina elétrica, para que a unidade de controle em selguida acione a pressurização das câmaras de pressão em questão. Ao controlar a pressurização como uma função de parâmetros ambientais ou outros parâmetros, o ingresso de água a dispositivos sensíveis à água da máquina elétrica é evitado de forma especificada, sem a necessidade de manter uma sobrepressão constante nas respectivas câmaras de pressão. No entanto, também pode ser possível desencadear a pressurização maiualmente.

[0008] Em uma câmara de pressão, uma linha de fornecimento de ar comprimido pode ser conectada diretamente a uma conexão de ar comprimido. No entanto, canais de ar comprimido levando a uma ou mais câmaras de pressão também podem ser dispostos na máquina elétrica e conectados a um reservatório de ar comprimido externo etravés de uma conexão de ar comprimido em comum. Os canais de ar comprimido, dispostos na máquina elétrica tornam possível que ar comprimido seja fornecido a uma conexão de ar comprimido localizada remotamente à câmara de pressão, independentemente da localização espacial da câmara de pressão em questão.

[0009] Pode ser especialmente vantajoso dispor pelo menos uma abertura de saída com uma seção transversal de abertura pequena em cada câmara de pressão, a seção transversal de ábertura sendo selecionada tal que uma sobrepressão apropriada possa ser acumulada na câmara de pressão usando o reservatório de pressão exislente ou outros geradores de pressão presentes. A abertura de saída tem a vantagem de que a câmara de pressão tem ventilação definida, por meio da qual qualquer umidade presente pode ser removida da câmara des pressão. Se a abertura de saída está localizada em uma região de drenagem inferior à câmara de pressão, água também pode fluir para fora da abertura de saída automaticamente.

[0010] A máquina elétrica de acordo com a inverção é disposta preferencialmente em um veículo comercial adequado para ipiplantação em água, cuja câmara de pressão ou câmaras de pressão está/estão conectada(s) a um reservatório de ar comprimido ou um gerador de ar comprimido presente no veículo comercial, através de u na unidade de controle. O veículo comercial pode ser, por exemplo, um ve ículo anfíbio ou um veículo de recuperação que pode ser usado em áreas al agadas. í[0011] É um objeto adicional da invenção especificar um método para melhorar a proteção contra o ingresso de água para dispositivos de máquinas elétricas.

[0012] Este objeto adicional é alcançado com as. características da reivindicação 9. De acordo com a reivindicação 9, uma câmara de pressão em que se situam os dispositivos a serem proteg dos da água é pressurizada pelo menos intermitentemente. Aqui, a pressurização de preferência é efetuada como uma função de parâmetros ambientais ou outros parâmetros de operação da máquina elétrica e/ou do veículo em que a máquina elétrica está disposta. Dados de umidade provindos de sensores ou dados de um sistema de posicionamento global podem ser usados como parâmetros. No entanto, uma pressurização pode ocorrer, por exemplo, toda vez que o veículo dá partida ou pára, com o intuito de efetuar remoção do efeito da umidade da câmara de pressão por meio de jma função de ventilação associada. Como alternativa ou, opcionalmente, ativação manual também é possível.

[0013] Ativação dos freios do veículo também pode ser usada como um parâmetro de frenagem para pressurização; a pressurização então pode ser mantida por um determinado período de temoo. No entanto, a velocidade do veículo pode também ser usada como um parâmetro para, por exemplo, desligar a pressurização a velocidades de veículo relativamente altas. Presume-se aqui que ação na água não acontece a velocidades de veículo relativamente altas.

[0014] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo com referência a modalidades exemplares representadas na ilustijação, em que: Fig. 1 élum diagrama em bloco de dispositivos para prlessurização de câmaras de pressão providos em uma máquina elétrica, e Fig. 2 é uma vista parcial de uma máquina elétrica em seção longitudinal da região do uma câmara de pressão em torno de anéis ce deslizamento dispostos sobre um eixo de rotor. ; [0015] O diagrama de bloco da Fig. 1 mostra esquematicamente uma mác uina elétrica 1 tendo um rotor 3 montado de maneira rotativa sobre um eixo 1 e um estator 4 em torno do rotor 3. Duas câmaras de pressão 6, 7, nas quais os dispositivos, 8, 9, representados apenas de maneira indicativa, estão localizados, são dispostas no alojamento 5 da máquina elétrica 1.

[0016] As duas câmaras de pressão 6, 7 estáo ligadas a um reservatório de ar comprimido 12 através de linhas de pressão 10, 11. Uma unidade de controle 13 com um atuador 14 e um processador 15 situa-se entre as linhas de pressão 10 e 11, cujo processador 15 controla o atuador 14 comc dados de função de sensor de um sensor de água 16 e como uma função cie parâmetros adicionais uma unidade de controle de motor 17. A unidade de controle de motor 17 pode, por exemplo, iransmitir para o processador 15 os dados de velocidade do veículo em que o arranjo inteiro representado na Fig. 1, juntamente com a máquina elétrica 1, é disposto. A unidade de controle de motor 17 também pode transmitir dados GPS (dados de posição) para o processador 15 como parâmexos de operação do veículo. Com referência a todos os parâmetros de operação e parâme ros ambientais recebidos, o processador 15 pro /oca ativação do atuador 14 para pressurizar as câmaras de pressão 6 e 7 intermitentemente com pre ssão do reservatório de ar comprimido 12. Neste ;aso, as câmaras de pressão 6, 7 são sujeitas a uma sobrepressão tal que lima pressão mais elevads do que a pressão ambiente prevalece nas câma as de pressão 6, 7. Ista é especialmente importante se a máquinja elétrica 1 é completamente imersa em água, a fim de garantir que a água não tem meios de entrar nas câmaras de pressão 6, 7.

[0017] A câmara de pressão 6 contém o dispositivo 8 a ser protegido da água, que compreende essencialmente anéis de deslizamento e contatos excêntricos, como mostrado em mais detalhe na Fig. 2. Um conversor de frequência com seus componentes eletrônicos pode, por exemplo, ser disposto na câmara de pressão 7 como um dispositivo 9 a ser protegido da água; retificadores de diodo, por exemplo, pode m ser providos em conjunto com geradores.

[0018] As duas câmaras de pressão 6, 7 têm uma conexão de ar comprimido 18 com a qual uma respectiva linha de pressão 10 é conectada. Além disso, as duas câmaras de pressão 6, 7 têm aberturas de saída 19 providas na região inferior, das quais o ar comprimido, bem como a água pode ser descarregado na direção das setas-para baixo marcadas.

[0019] Na vista parcial aumentada da Fig. 2, a câmara de pressão 6, representada apenas indicativamente na Fig. 1, é mostrada com mais detalhes. A extremidade do eixo 2 do rotor 3, no qual anéis de deslizamento 20 são dispostos, projeta-se na câmara de preissão 6. O eixo 2 é montado de maneira rotativa no alojamento 5 da máquina elétrica por meio de um rolamento de esferas 21. Na região da câmara cie pressão 6, o alojamento 5 é configurado como uma tampa 22 que é selada em relação ao resto do alojamento 5 por meio de um anel de vedação 23. Além disso, a conexão de ar comprimido 18 é moldada integralmente na tampa 22 na forma de uma peça de conexão.

[0020] Contatos excêntricos 24, que são pressionados contra os anéis de deslizamento 20 por meio de molas de compressão 25, estão localizados na região superior da câmara de pressão 6. Linhas elétricas 26 dos contatos excêntricos 24 conduzem para fora da parte de alojamento estendida de maneira ascendente 27 da tampa 22. Uma conexão de ar comprimido 18, através da qual o ar comprimido pode ser fçrnecido para a câmara de pressão 6 na direção da seta associada, é tamtíém disposta na parte de aiojamento orientada de maneira ascendente 27. Ar comprimido também é fornecido para a câmara de compressão 6 na conexão de ar comprimido 18 projetando para a direita a partir da tampa 22 na direção da seta 28 marcada, para que uma sobrepressão correspondente seja produzida na câmara de pressão 6.

[0021] A abertura de saída 19, também mostrada na Fig. 1, é disposta na região inferior da câmara de pressão 6, cuja área de seção transversal da abertura de saída 19 é selecionada, tal que uma sobrepressão pode ser acumulada na câmara de pressão 6 por meio do fornecimento de ar comprimido nas conexões de ar comprimido 18. A abertura de saída 19 tem uma função de ventilação e também uma função de drenagem de água, no caso de penetração de água na câmara de pressão 6, por exemplo, no modo desligado.

[0022] Deve-se notar que os contatos excêntricos 24 que são vistos na modalidade exemplar representada na Fig. 2 estão na forma de escovas de carvão em forma de haste. Em vez dos anéis cie deslizamento de 20, um comutador que coopera com os elementcs de contatos excêntricos que não sejam os contatos excêntricos 24 mostrados aqui, podem ser dispostos no eixo 2 do rotor, a fim de estabelecer a conexão elétrica necessária para o enrolamento de rotor do rotor.

[0023] A pressurização de acordo com a invenção na região de dispositivos que devem ser protegidos contra o ingresso de água também pode ser utilizada com máquinas elétricas sem escova e, em geral, também com outras unidades elétricas ou outros dispositivos a serem protegidos da água.

Lista de referências 1 Máquina Elétrica 2 Eixõ 3 Rotor 4 Estator 5 Alojamento 6, 7 Câmara de Pressão 8, 9 Dispositivo 10, 11 Linhas de pressão 12 Reservatório de ar comprimido 13 Unidade de Controle 14 Atuador 15 Processador 16 Sensor de Água 17 Unidade de controle de motor 18 Conexão de ar comprimido 19 Abertura de Saída 20 Anéis de deslizamento 21 Rolamento de esferas 22 Tampa 23 Anel de vedação 24 Contatos excêntricos

Claims

1 Máquina elétrica para veículos, especialmente para veículos comerciais, composta por um rotor (3) montado de maneira rotativa sobre um eixo (2) e um estator (4) em torno do rotor (3), caracterizada pelo fato de que pelo menos um dispositivo (8, 9) da máquina elétrica (1) localiza-se na pelo menos uma câmara de pressão (6, 7).

2. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pelo fato de que os anéis de deslizamento (20) dispostos no eixo (2) e contatos excêntricos (24) apoiados contra os anéis de deslizamento (20) localizam-se na câmara de pressão (6).

3. Máquina elétrica, de acordo com uma das reivincicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que a câmara de pressão (6, 7) pode ser pressurizada com ar comprimido de um reservatório de ar comprimido (12) ou de um compressor ou de uma área de entrada de um motor de combustão interna através de uma conexão de ar comprimido (18).

4. Máquina elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma unidade de controle (13) que controla o fornecimento de ar comprimido para a câmara de pressão (6, 7) como uma função dos parâmetros ambientais e/ou outros parâmetros é provida.

5. Máquina elétrica, de acordo com qualquer uma des reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos um canal de ar comprimido indo de uma conexão de ar comprimido (18) a pelo menos uma câmara de pressão (6, 7) é disposto na máquina elétrica (1).

6. Máquina elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a câmara de pressão (6, 7) tem pelo menos uma abertura de saída (19) com uma seção transversal de abertura pequena.

7. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a saída de abertura (19) serve como urna abertura de drenagem de água e como uma abertura de descarga de ar.

8. Máquina elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a máquina elétrica (1) é disposta em um veículo comercial adequado para implantação em água e tem uma câmara de pressão (6, 7) que está conectada através de uma unidade de controle (13) a um reservatório de ar comprimido (12) ou un gerador de ar comprimido presente no veículo comercial.

9. Método para melhorar a proteção contra o ingresso de água para dispositivos (8, 9) de uma máquina elétrica (1) que é usada em um veículo, em particular um veículo comercial, caracterizado pelo faío de que uma câmara de pressão (6, 7), em que um dispositivo (8, 9) a ser protegido da água se encontra, é pressurizada pelo menos intermitentemente com ar comprimido.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que uma pressurização da câmara de pressão (6, 7) com ar comprimido ocorre como uma função de parâmetros ambientais e/ou outros parâmetros da máquina elétrica e/ou do veículo.

11. Método, de acordo com uma das reivindicações 9 e 10, caracterizado pelo fato de que uma pressurização da câm ara de pressão (6, 7) com ar comprimido ocorre quando o motor de acionamento do veículo estiver desligado.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que uma pressurização da câmara de pressão (6, 7) com ar comprimido ocorre mediante atuação do freio do veículo.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que uma pressurização da câmara de pressão (6, 7) com ar comprimido por um período de tempo predeterminado é desencadeada por meio de um elemento interruptor manualmente atuável.

14. Método, ae acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que os dados de um sensor de água (16) e/ou dados de posicionamento e/ou parâmetros adicionais são avaliados para desencadear uma pressurização da câmara de pressão (6, 7) com ar comprimido.

15. Veículo, especialmente um veículo comercial, caracterizado pelo fato de que tem uma máquina elétrica conforme quqlquer uma das reivindicações 1 a 8.