BR102015020167A2 - invólucro para máquina elétrica girante - Google Patents

Abstract

invólucro para máquina elétrica girante. a presente invenção refere-se a um invólucro para uma máquina elétrica girante que compreende uma primeira parte de invólucro (10) e uma segunda parte de invólucro (13) configuradas para acoplamento. a superfície interna da primeira e segunda partes de invólucro (10, 13) é isenta de elementos de limitação de deslocamento do estator na direção axial. a primeira parte de invólucro (10) é formada em uma peça única, com uma seção de parede cilíndrica (11) e uma seção de extremidade (12). a seção de parede cilíndrica (11) compreende pelo menos uma porção de recepção de caixa de ligação (11b), pelo menos duas porções de recepção de elemento de conexão (11c) e pelo menos dois elementos de acoplamento (11c). a segunda parte de invólucro (13) é formada em uma peça única tendo uma seção de parede cilíndrica (14) e uma seção de extremidade (15). a seção de parede cilíndrica possui pelo menos dois elementos de acoplamento (14c), e a seção de extremidade possui um orifício central de passagem de eixo.

Description

"INVÓLUCRO PARA MÁQUINA ELÉTRICA GIRANTE" [001] A presente invenção refere-se a uma solução de invólucro para uma máquina elétrica girante, onde as características construtivas desse invólucro permitem uma redução substancial do número de componentes, alcançando otimização de produção, redução de custos, modularidade e versatilidade.

Fundamentos da invenção [002] Um motor elétrico de construção convencional é mostrado na figura 1. Conforme pode ser visto na figura, um motor elétrico convencional compreende, geralmente, uma carcaça, uma caixa de ligação, olhais, tampa dianteira, tampa traseira, um sistema de ventilação, um eixo, rolamentos, um rotor, um estator e diversos elementos de fixação. No total, em geral um motor elétrico é composto por cerca de 70 elementos distintos, podendo variar para mais ou menos componentes.

[003] A quantidade expressiva de elementos distintos gera em torno de, geralmente, 15 interfaces dimensionais/geométricas, que devem ser respeitadas e consideradas para o somatório das tolerâncias. Tais interfaces são mostradas de forma simplificada na figura 2, onde: C1 + C2 + C3 + C4 + C5 + D1 + D2 + D3 + D4 + D5 + D6 + D7 + D8 + BR, tem impacto direto na folga entre o rotor e estator, representado por Y, que por sua vez é a resultante da combinação de todas essas tolerâncias. O controle dessa folga entre estator e rotor tem impacto direto no desempenho dinâmico, verificado através dos níveis de vibração e ruído. Sendo que a criticidade do desempenho dinâmico aumenta à medida que a potência e dimensões da máquina elétrica girante são incrementadas.

[004] As dificuldades em assegurar a folga entre rotor e estator tornam-se maiores e mais suscetíveis frente as interfaces dimensionais/geométricas à medida que as dimensões e potência da máquina elétrica girante aumentam. Isso deve-se basicamente ao fato da folga entre estator e rotor e a distância entre mancais não crescerem na mesma proporção que o aumento do diâmetro externo do estator. Adicionalmente, a rigidez da estrutura dos componentes da máquina elétrica girante é maior em uma máquina de pequeno porte, além das forças magnéticas serem menores. Dessa forma, em máquinas elétricas de baixa potência, usualmente adotados em aplicações residenciais, o controle da folga entre estator e rotor não é um item tão crítico quanto nas máquinas elétricas utilizadas em aplicações industriais.

[005] Assim, o número elevado de componentes e as exigências de uma faixa específica de tolerância para um funcionamento adequado fazem com que seja necessário um grande cuidado no controle de qualidade dos componentes, sendo que cada componente pode contar com várias interfaces dimensionais/geométricas. Essa necessidade de controle acaba por gerar um aumento de custo e um impacto temporal na cadeia operacional.

[006] Além disso, para assegurar as interfaces dimensionais/geométricas, torna-se necessária uma série de operações intermediárias, em geral de remoção de material, resultando em estoques intermediários, que oneram o custo final do produto, sem agregar valor.

[007] Um dos principais inconvenientes das máquinas elétricas girantes convencionais está no invólucro. Nas máquinas elétricas conhecidas, o invólucro é formado por um elemento central tubular 1 com paredes, podendo conter aletas de troca térmica, que tem a função de enclausuramento radial, e duas placas de fechamento 2 nas extremidades do elemento central, com a função de enclausuramento axial.

[008] Assim, nas máquinas elétricas convencionais, o invólucro possui, no mínimo, três componentes, que devem ser unidos entre si de maneira eficiente, garantindo o correto funcionamento do conjunto. Geralmente, tal união é realizada por meio de elementos de fixação.

[009] A base do invólucro conhecida pelo conceito multimontagem é normalmente formada por dois pés 4, fixados ao corpo central tubular 1, em geral, por quatro parafusos no corpo central tubular 1. Essa solução da técnica anterior faz com que o processo de união desses componentes não possa ser feito de modo rápido, já que requer o parafusamento dos dois pés 4 ao corpo tubular 1.

[010] Outro inconveniente das máquinas elétricas girantes tradicionais é encontrado na montagem da caixa de ligação. As caixas de ligação conhecidas são fixadas ao invólucro através de múltiplos elementos de fixação, o que acaba por aumentar o tempo de montagem e consequentemente o custo.

[011] Assim, existe na técnica a necessidade de uma construção de um invólucro que tenha uma configuração mais simples, tanto na sua fabricação como no processo de montagem dos componentes da máquina elétrica girante. Adicionalmente, uma construção de invólucro que minimize ou elimine estoques intermediários é desejável.

[012] O documento norte-americano no. US 20140167559 descreve uma máquina elétrica com uma construção de um invólucro simplificado, o qual compreende uma primeira parte do invólucro e uma segunda parte do invólucro, onde o estator é acoplado à primeira e segunda partes por força de compressão. Para atingir tal construção simplificada, a primeira e segunda partes do invólucro são engatadas uma na outra em configuração deslizante e presas juntas por parafusos. A força de compressão responsável pela fixação do estator é aplicada sobre uma seção com laminações do estator.

[013] Assim, embora o documento apresente uma solução construtiva simplificada para a carcaça de uma máquina elétrica, é necessário que as partes de carcaça sejam engatadas em configuração deslizante, de modo que seja aplicada uma força de compressão sobre o estator.

[014] O documento US 6,707,197 mostra uma construção de invólucro de máquina elétrica que compreende duas partes de invólucro de cobertura e um sistema de fixação dessas partes. A primeira parte de invólucro possui uma protuberância com um furo rosqueado para acoplamento à outra parte de invólucro e três partes de fixação posicionadas de modo equidistante na periferia externa da primeira parte. As partes de fixação possuem orifícios atravessantes para recepção de parafusos. A segunda parte de invólucro compreende uma protuberância correspondente à protuberância da primeira parte de caraça.

[015] Na solução do documento US 6,707,197, a primeira e segunda partes de invólucro possuem, cada uma, uma porção de batente formada em sua superfície interna. Assim, para a montagem da máquina, as porções de batente das partes de invólucro são encaixadas com as extremidades do estator e, posteriormente, as partes de invólucro são fixadas juntas na junção das protuberâncias.

[016] Assim, a construção proposta no documento US 6,707,197 também exige que as partes de invólucro sejam configuradas para cooperação com as extremidades do estator.

[017] O documento norte-americano US 2009/0033163 mostra um invólucro de motor de dimensões reduzidas formada por duas partes cilíndricas com placas extremas. A extremidade aberta de cada uma das partes cilíndricas possui uma superfície de montagem e as duas partes cilíndricas são conectadas juntas por meio das superfícies de montagem.

[018] Embora sejam conhecidas da técnica algumas propostas de construção simplificada de invólucro, permanece a necessidade de uma solução de carcaça que permita uma construção simples, mais versátil, e que possibilite a montagem de componentes internos e externos de modo fácil e simples, com menos interfaces dimensionais/geométricas.

[019] Especialmente, permanece na técnica a necessidade de uma solução que possa ser aplicada em máquinas de alta potência, como máquinas de uso industrial.

[020] Nesse sentido, deve ser destacado as soluções mostradas nos documentos da técnica anterior referem-se a máquinas de baixa potência, adotados em geral para aplicações residenciais, tais como: máquinas de lavar roupa, bombas de água, portões eletrônicos, sistemas de ar condicionado. Nessas soluções, é comum a existência de um batente axial, sendo que a referência para montagem do estator passa a ser esse batente axial com um contato parcial na direção radial da superfície interna do invólucro com o estator. Essas soluções conhecidas em geral são adotadas para construções específicas, com potência e dimensões limitadas a uma única configuração, ou seja, oferecem uma variação para as construções tradicionais de invólucro para máquina elétrica girante, mas com restrições. Objetivos da invenção [021] Tendo em vista os inconvenientes citados acima e outros bem conhecidos por aqueles versados na técnica, a presente invenção proporciona uma nova solução de invólucro de máquina elétrica girante que resolve os inconvenientes dos invólucros conhecidos.

[022] Assim, um primeiro aspecto da presente invenção é proporcionar uma nova solução de invólucro que compreende um invólucro bipartido, onde a primeira parte do invólucro agrega as funções de carcaça e tampa dianteira, a segunda parte do invólucro agrega as funções de carcaça e tampa traseira. As partes do invólucro são formadas em peça única, já incluindo as interfaces necessárias para a montagem dos componentes externos. Adicionalmente, a redução das interfaces dimensionais/geométricas devido a agregação de funções permite a redistribuição dos campos de tolerância, o que pode permitir em algumas situações a eliminação das usinagens das interfaces e torna factível a aplicação da técnica em máquinas elétricas girantes de potência e dimensões elevadas, adotadas inclusive em aplicações industriais. Além disso, a construção proposta permite a adoção generalizada dessa solução, uma vez que não conta com a presença de batentes axiais que limitam o tamanho do estator e, consequentemente, a variação da potência por tamanho de invólucro. Outro diferencial é o contato total entre o estator e o invólucro.

[023] Essa solução confere redução de componentes, modularidade, otimização de cadeia logística, através da eliminação de estoques intermediários, e redução de custos, já que permite uma fusão das funções dos componentes em uma quantidade menor de componentes e possibilitando a eliminação das operações de usinagem em alguns casos.

[024] Além disso, a presente invenção proporciona um novo sistema de fixação de componentes no invólucro, garantindo maior versatilidade, facilidade de fixação e alta robustez, sem que a solução proposta tenha alto impacto no processo de fabricação e montagem da máquina elétrica girante.

Breve descrição da invenção [025] A presente invenção proporciona um invólucro para uma máquina elétrica girante que compreende uma primeira parte do invólucro e uma segunda parte do invólucro configuradas para acoplamento.

[026] A primeira parte de invólucro e a segunda parte de invólucro são acopladas para formação de uma cavidade que recebe pelo menos um eixo, um rotor e um estator.

[027] A primeira parte de invólucro é formada em peça única, a segunda parte de invólucro é formada em peça única; e a cavidade é configurada para receber o estator em contato radial com a superfície interna do invólucro.

[028] Em uma concretização preferida da presente invenção, a superfície interna das primeira e segunda partes de invólucro é isenta de elementos de limitação de deslocamento do estator na direção axial.

[029] Ainda na concretização preferida da invenção, a limitação do deslocamento do estator na direção radial e axial é realizada pela própria pressão gerada pela pressão radial e em casos específicos, que exigem maior garantia dessa limitação, um pino elástico que atravessa a primeira parte de invólucro e contata o estator.

[030] Deve ser ressaltado, entretanto, que a limitação do deslocamento do estator na direção radial e axial poderia ser realizada apenas pela pressão radial resultante da interferência entre as paredes cilíndricas da primeira e segunda parte de invólucro em contato com o estator, por um elemento adesivo entre a parede cilíndrica da primeira parte de invólucro e o estator, ou ainda por um elemento adesivo entre a parede cilíndrica da segunda parte de invólucro e o estator.

[031] A primeira parte do invólucro é formada em uma peça única, com uma seção de parede cilíndrica, responsável por parte do enclausuramento radial, e uma seção de extremidade, responsável pelo enclausuramento axial. A seção de parede cilíndrica pode compreender: pelo menos uma porção de recepção de caixa de ligação, pelo menos duas porções de recepção ou alojamento dos elementos de fixação, pelo menos dois elementos de acoplamento da máquina elétrica girante com a base, além de aletas de troca térmica. A seção de extremidade pode possuir um orifício central de passagem de eixo e preparação para recepção de um flange.

[032] A segunda parte do invólucro é formada em uma peça única tendo uma seção de parede cilíndrica, responsável por parte do enclausuramento radial, e uma seção de extremidade, responsável pelo enclausuramento axial. A seção de parede cilíndrica pode possuir: pelo menos dois elementos de acoplamento da máquina elétrica girante com a base, pelo menos duas porções de recepção ou alojamento dos elementos de fixação, e quatro elementos para recepção da defletora com sistema de engate snap fit ou por elementos de fixação. A seção de extremidade pode possuir um orifício central de passagem de eixo e preparação para recepção de um dispositivo adicional, como um freio.

[033] Cada um dos elementos de acoplamento da primeira parte do invólucro compreende um elemento tubular com um canal interno para recepção de um elemento de fixação, podendo ser de rosca, e cada um dos elementos de acoplamento da segunda parte de invólucro compreende um orifício para alojamento da outra parte do elemento de fixação. Os elementos de acoplamento das primeira e segunda parte do invólucro são configurados para coincidirem quando do acoplamento entre as partes, de modo que um respectivo elemento de fixação possa ser inserido através do orifício de recepção no canal interno de recepção do elemento de fixação.

[034] Em uma concretização da invenção, o canal interno do elemento tubular é um canal rosqueado. Em uma concretização alternativa, o canal interno é sextavado, para receber um elemento de fixação auto atarrachante.

[035] Deve ser ressaltado entretanto, que a união entre a primeira parte de invólucro e a segunda podería ser realizada por elemento adesivo.

[036] Na concretização preferida da presente invenção, a primeira parte do invólucro compreende quatro porções de recepção ou alojamento dos elementos de fixação e dois elementos de acoplamento da máquina elétrica girante com a base, e a segunda parte do invólucro compreende quatro elementos de acoplamento.

[037] Ainda na concretização preferida, cada porção de recepção de elemento de fixação da máquina elétrica girante com a base é um trilho configurado para receber, em encaixe axial, um ressalto longitudinal de um elemento de conexão. O trilho compreende uma primeira parede longitudinal e uma segunda parede longitudinal, sendo que, preferencial mente, a segunda parede longitudinal é formada no elemento tubular. Sendo que a fixação de cada elemento de fixação, da máquina elétrica girante com a base, ao invólucro é realizado por um único elemento de fixação.

[038] Também na concretização preferida, a porção de recepção de caixa de ligação compreende uma parede perimétrica e uma projeção de recepção do elemento de fixação.

[039] A seção de extremidade da primeira parte do invólucro pode compreender uma porção de recepção de flange, e a seção de parede cilíndrica da segunda parte de invólucro pode compreender ainda uma porção de superfície lisa para recepção de uma placa de identificação e ressaltos em aleta cobrindo parte da área superficial.

Descrição resumida dos desenhos [040] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram: [041] Figura 1 - é uma vista em perspectiva explodida de uma máquina elétrica girante conhecido da técnica anterior;

[042] Figura 2 - é uma vista esquemática mostrando as interfaces geométricas/dimensionais dos componentes da máquina elétrica girante conhecida da técnica anterior;

[043] Figura 3 - é uma vista em perspectiva de uma máquina elétrica girante incorporando o invólucro de acordo com uma concretização preferida da presente invenção, mostrando as partes de invólucro em configuração afastada;

[044] Figura 4 - é uma vista em perspectiva de uma máquina elétrica girante incorporando o invólucro de acordo com uma concretização preferida da presente invenção, mostrando as partes do invólucro em configuração acoplada;

[045] Figura 5 - é uma vista de um corte transversal do invólucro de acordo com a concretização preferida da presente invenção, sem os componentes internos da máquina elétrica girante;

[046] Figura 6 - é uma vista em perspectiva de um corte transversal do invólucro de acordo com a concretização preferida da presente invenção, com os componentes internos de uma máquina elétrica girante;

[047] Figura 7 - é uma vista explodida da máquina elétrica girante incorporando o invólucro de acordo com uma concretização preferida da presente invenção;

[048] Figura 8 - é uma vista esquemática mostrando as interfaces dos componentes da máquina elétrica incorporando o invólucro de acordo com uma concretização da presente invenção;

[049] Figura 9 - é uma vista em detalhe da porção de recepção de elemento de conexão do invólucro com a base de fixação da base da máquina elétrica girante de acordo com uma concretização preferida da presente invenção;

[050] Figura 10 - é uma vista em detalhe da porção de recepção de caixa de ligação do invólucro de acordo com uma concretização preferida da presente invenção;

[051] Figura 11 - é uma vista frontal da máquina elétrica de acordo com uma concretização preferida da presente invenção;

[052] Figura 12 - é uma vista em perspectiva de uma máquina elétrica girante incorporando o invólucro de acordo com uma concretização da presente invenção, com um flange mostrado em explosão.

Descrição detalhada das figuras [053] As figuras 3 a 12 mostram uma máquina elétrica girante de construção simplificada de acordo com a concretização preferida da presente invenção.

[054] Nas figuras mostradas, a máquina elétrica girante é um motor elétrico, entretanto, deve ser entendido que o conceito inventivo da presente invenção podería ser aplicado a qualquer máquina elétrica girante.

[055] A solução proposta pela presente invenção está baseada em um conceito de construção de invólucro simplificado, que permite uma montagem otimizada dos componentes internos e externos com flexibilidade para variação do comprimento do estator dentro de uma faixa de variação e a possibilidade de evitar o uso de operações de remoção de material, como usinagens, para assegurar as interfaces dimensionais/geométricas.

[056] O invólucro de acordo com a presente invenção possui uma primeira parte de invólucro e uma segunda parte de invólucro. Assim, as figuras 3 e 4 mostram o motor elétrico de acordo com a concretização preferida da presente invenção, sendo que a figura 3 mostra as partes de invólucro em configuração afastada e a figura 4 mostra as partes de invólucro em configuração acoplada.

[057] A primeira parte de invólucro 10 é formada em peça única 10, e possui uma seção de parede cilíndrica 11 e uma seção de extremidade 12. A segunda parte de invólucro 13 possui uma seção de parede cilíndrica 14 e uma seção de extremidade 15.

[058] Conforme melhor ilustrado nas figuras 5 e 6, o acoplamento da primeira e segunda partes de invólucro 10, 13 forma uma cavidade que aloja os componentes da máquina elétrica, como o estator S, o rotor R e o eixo E.

[059] Diferentemente do que acontece nos invólucros conhecidos da técnica anterior, a superfície interna do invólucro é isenta de ressaltos ou projeções formados diretamente na superfície para restrição do deslocamento do estator S na direção axial. Dessa forma, existe flexibilidade para variação do comprimento do estator, dentro de uma faixa de variação aceitável, e o contato na direção radial não é restrito a uma porção do estator S.

[060] De fato, como a figura 6 deixa claro, o estator estabelece contato de forma radial com o invólucro após o processo de montagem da máquina elétrica girante, mas não interage com qualquer batente, canal ou ressalto na superfície interna do invólucro na direção axial. Assim, a superfície interna das partes de invólucro é isenta de elementos de interação com o estator na direção axial.

[061] Na concretização preferida da presente invenção, a limitação do deslocamento do estator na direção radial e axial é realizada pela pressão de contato oriunda da interface entre o estator S e o invólucro 10, 13, mais especificamente entre estator S e as paredes cilíndricas 11 e 14. Em casos específicos, que exigem maior garantia dessa limitação, pode ser adicionado um pino elástico 21 (vide figuras 5 e 6) que atravessa a seção de parede cilíndrica 11 da primeira parte de invólucro 10 e contata o estator S.

[062] Deve ser ressaltado, entretanto, que em concretizações alternativas da presente invenção, a limitação do deslocamento do estator na direção radial e axial pode ser realizada por um elemento adesivo entre a parede cilíndrica 11 da primeira parte de invólucro 10 e o estator S, e/ ou por um elemento adesivo entre a parede cilíndrica 14 da segunda parte de invólucro 13 e o estator S.

[063] A seção de parede cilíndrica 11 da primeira parte de invólucro 10 compreende uma superfície externa com aletas de troca térmica 11a cobrindo parte da área superficial, pelo menos uma porção de recepção de caixa de ligação 11 b, e pelo menos duas porções de recepção de elemento de conexão 11c, dispostas no contorno da parede cilíndrica.

[064] A primeira parte de invólucro 10 compreende ainda pelo menos dois elementos de acoplamento 11 d para acoplamento com a segunda parte de invólucro.

[065] Na concretização preferida da presente invenção, a primeira parte de invólucro 10 compreende quatro porções de recepção de elemento de conexão 11c, com as porções recepção 11c dispostas de forma equidistantes ao longo da seção de parede cilíndrica. Assim, uma primeira dessas porções 11c é disposta mais próxima do topo do invólucro e uma segunda dessas porções 11c é disposta mais próxima da base do invólucro (vide figura 7).

[066] Ainda na concretização preferida da presente invenção, a primeira parte de invólucro 10 compreende quatro elementos de acoplamento 11 d, que são dispostos próximos às porções de recepção 11c.

[067] A seção de extremidade 12 da parte de invólucro 10 compreende basicamente uma tampa com um orifício central 12a de passagem do eixo do motor.

[068] Deve ser ressaltado que a primeira parte de invólucro 10 é formada em peça única, preferencialmente em um processo de fundição, seja esse sobre pressão ou gravidade. Assim, as seções cilíndricas 11 e de extremidade 12, a porção de recepção de caixa ligação 11b, as porções de recepção de elemento de conexão 11c e os elementos de acoplamento 11 d são todos formadas em peça única (ou seja, são todas formadas em um único processo, preferencialmente de fundição).

[069] Essa característica da presente invenção permite uma economia de custo em comparação às carcaças convencionais, um processo de fabricação mais barato e rápido e um processo de montagem de componentes simplificado. Adicionalmente é eliminada a necessidade de estoques intermediários de componente, uma vez que a redução das interfaces dimensionais permite a redistribuição da somatória dos campos de tolerância, permitindo inclusive a remoção dos processos de remoção de material, como usinagem, comumente adotados na parte interna do invólucro para assegurar as interfaces dimensionais/geométricas.

[070] A segunda parte de invólucro 13 possui uma seção de parede cilíndrica 14 e uma seção de extremidade 15 (vide figura 5, onde a parede está escondida na vista).

[071] A seção de parede cilíndrica 14 compreende uma superfície externa com aletas de troca térmica 14a cobrindo parte da área superficial e pelo menos dois elementos de acoplamento 14c.

[072] Na concretização preferida da presente invenção, a segunda parte de invólucro 13 compreende quatro elementos de acoplamento 14c, que são dispostos em uma posição coincidente com os elementos de acoplamento 11 d da primeira parte de invólucro 10.

[073] Conforme pode ser compreendido por aqueles versados na técnica, a seção de extremidade 15 compreende um orifício central 15a para passagem do eixo de motor.

[074] Deve ser ressaltado que a segunda parte de invólucro 13 é formada em peça única, preferencialmente em um processo de fundição sobre pressão ou gravidade. Assim, as seções cilíndrica e de extremidade 14,15 e os elementos de acoplamento 14c são todas configurados em uma peça única de invólucro.

[075] Como mostrado nas figuras, na concretização preferida da presente invenção, a porção cilíndrica 14 compreende ainda uma porção de superfície lisa 14b para recepção de uma placa de identificação. Essa superfície está presente ao longo de quatro regiões da superfície cilíndrica 14.

[076] Preferencialmente, uma tampa defletora 16 é encaixada na segunda parte de invólucro 13. A tampa defletora é anexada à segunda parte de invólucro 13 através de quatro elementos de travamento 40 de fixação do tipo snap fit.

[077] A figura 4 mostra as partes de invólucro 10, 13 em configuração acoplada. Como pode ser visto nessa figura, quando do acoplamento, os elementos de acoplamento 11 d da primeira parte de invólucro 10 e os elementos de acoplamento 14c da segunda parte de invólucro 13 ficam em uma posição coincidente.

[078] Cada elemento de acoplamento 11 d da primeira parte de invólucro 10 compreende um elemento tubular com um canal interno rosqueado e cada elemento de acoplamento 14c da segunda parte de invólucro 10 pode compreender um alojamento com um orifício central atravessante.

[079] Assim, quando as partes do invólucro 10 e 13 estão acopladas, um elemento de fixação 17 pode ser inserido através do orifício central atravessante do alojamento 14c e rosqueado no canal interno rosqueado do elemento tubular 11 d, de modo a unir as partes de invólucro 10, 13 em configuração acoplada.

[080] Deve ser ressaltado, entretanto, que, em concretizações alternativas da presente invenção, a união entre a primeira parte de invólucro 10 e a segunda 13 ser realizada por elemento adesivo, sem a necessidade de outros elementos de acoplamento.

[081] A figura 7 mostra uma representação esquemática explodida do motor elétrico de acordo com a presente invenção.

[082] Nessa figura podemos ver a primeira parte de invólucro 10 com seus elementos configurados em única peça (seções cilíndrica 11 e de extremidade 12, aletas de troca térmica 11a, porção de recepção de caixa ligação 11b, porções de recepção de elemento de conexão 11c e elementos de acoplamento 11 d), e a segunda parte de invólucro 13 com seus elementos formados em peça única (seções cilíndrica 14 e de extremidade 15, aletas 14a, porção de superfície lisa 14b e elementos de acoplamento 14c).

[083] A figura 7 mostra ainda os elementos de fixação 17, os quais são usados para acoplamento das partes do invólucro 10,13, e a recepção da tampa defletora 16.

[084] Em uma concretização da presente invenção, os elementos de fixação são parafusos.

[085] São também mostrados na figura um ventilador 18, um conjunto de anéis de fixação do rolamento 19 e 20, uma caixa de ligação 22, e os pés 23 de acoplamento do motor com a base. O funcionamento de tais componentes no contexto de um motor elétrico é bem conhecido daqueles versados na técnica e, portanto, tais elementos só serão descritos na medida em que necessário para o entendimento das características da presente invenção [086] Conforme melhor visualizado na representação esquemática da figura 7, a solução de motor elétrico da presente invenção possui uma quantidade de cerca de 38 componentes. Essa redução é consequência da condensação de funções aos componentes. A quantidade reduzida de componentes reduz o número de interfaces dimensionais/geométricas para 9 (Figura 8) com ilustração simplificada do somatório de tolerâncias: C1 + C2 + D1 + D2 + D3 + D4 + BR = Y. Onde Y representa a folga entre o rotor e o estator. Com isso, a presente invenção alcança uma redução da ordem de 40% em relação ao motor elétrico convencional no quesito interfaces dimensionais, permitindo trabalhar com campos de tolerância maiores nas interfaces restantes, possibilitando a eliminação das operações de remoção de material, seja por métodos manuais ou mecanizados.

[087] A figura 9 mostra, em maior detalhe, a porção de recepção de elemento de conexão 11c do elemento de conexão da máquina com a base e o elemento de acoplamento 11 d da primeira parte de invólucro 10, bem como o elemento de acoplamento 14c da segunda parte de invólucro 13 e e o elemento de fixação 17 [088] Nessa figura, o elemento de conexão 23 que será fixado na porção de elemento de conexão 11c é um pé 23.

[089] Na concretização preferida da presente invenção, a porção de recepção elemento de conexão 11c é um trilho 11c configurado para receber, em encaixe axial, um ressalto longitudinal 23a do elemento de conexão 23.

[090] O trilho 11c é formado por uma primeira parede longitudinal 24 e por uma segunda parede longitudinal 25. Na concretização preferida, a segunda parede longitudinal 25 é a parede do elemento de acoplamento 11 d.

[091] Conforme mencionado anteriormente, o elemento de acoplamento 11 d é preferencial mente um elemento tubular com um canal interno rosqueado que recebe de um elemento de fixação 17.

[092] Nesse sentido, a segunda parte de invólucro 13 possui um alojamento 14c que recebe o elemento 17.

[093] Nessa concretização preferida da invenção, o elemento de fixação 17 adotado é um parafuso sextavado interno.

[094] Como a figura 9 mostra, o elemento tubular 11 d recebe o parafuso 17 em uma primeira extremidade, mas também recebe, em sua outra extremidade, um parafuso 26 cujo objetivo é limitar a translação axial entre o pé 23 e o trilho 11c.

[095] Conforme mencionado anteriormente, a parede 24 e elemento tubular 11 d que formam o trilho e o canal de recepção para os parafusos 17 e 26 são integralmente formados na primeira parte do invólucro 10, em configuração em peça única. Assim, o processo de fixação do pé 23 é realizado de modo simples, através do sistema de encaixe axial e adotando um único elemento de fixação por pé.

[096] Embora as figuras mostrem um elemento de conexão em forma de pé 23, deve ser entendido que o elemento de conexão 23 podería ter outra configuração, como um conector para montagem do tipo pad mount ou mesmo um elemento de conexão para facilitar o acoplamento em uma máquina. Para tanto, basta que o elemento de conexão 23 seja provido de um ressalto longitudinal configurado para encaixe no trilho 11c (ou seja, na porção de recepção elemento de conexão 11c).

[097] Afigura 10 mostra, em maior detalhe, a porção de recepção de caixa ligação 11b da primeira parte de invólucro 10.

[098] Conforme pode ser visto nessa figura, na concretização preferida da presente invenção, a porção de recepção de caixa de ligação 11b compreende uma parede perimétrica 27 e uma projeção tubular recepção do elemento de fixação 28.

[099] Preferencialmente, a parede perimétrica 27 é configurada para se encaixar em reentrâncias presentes na parte inferior da caixa de ligação 22, e a projeção de recepção de parafuso 28 é configurada para receber um elemento de fixação 29 de fixação da caixa. Como mostrado na figura, o elemento de fixação 29 pode ser utilizado para prender ainda uma placa de bornes 30 à caixa de ligação.

[100] Assim, para fixação da parte inferior da caixa de ligação 22, a mesma é encaixada na parede perimétrica 27 e um elemento de fixação 29 passa através da placa de bornes 30 e da caixa 22 e é recebido na projeção de recepção do elemento de fixação 28.

[101] Nessa concretização preferida da invenção, o elemento de fixação 28 adotado é um parafuso.

[102] Dessa maneira, a porção de recepção de caixa de ligação 11b formada na primeira parte de invólucro 10 permite um meio de fixação simples e rápido para a caixa de ligação. Tal aspecto da presente invenção simplifica o procedimento de fixação e reduz o número de componentes, o tempo de montagem e consequentemente o custo da máquina.

[103] A figura 11 mostra uma vista frontal da máquina elétrica de acordo com uma concretização alternativa da presente invenção.

[104] Conforme pode ser visto nessa figura, na concretização alternativa, a seção de extremidade 12 da primeira parte de invólucro 10 compreende ainda, também formada em peça única, uma parte de recepção de flange 12b.

[105] Como mostrado na figura 12, a parte de recepção de flange 12b é configurada para receber um flange 31, o qual permite o acoplamento do motor a outros equipamentos.

[106] A solução de invólucro da presente invenção confere um caráter de modularidade à máquina elétrica e não possui dependência do tipo de material (por exemplo, ferro fundido, aço, alumínio, material polimérico) ou do processo de fabricação (por exemplo, fundição, coquilhamento, injeção, deposição, sinterização).

[107] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferida, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Invólucro para uma máquina elétrica girante, o invólucro compreendendo uma primeira parte de invólucro (10) e uma segunda parte de invólucro (13), caracterizado em que a primeira parte de invólucro (10) e a segunda parte de invólucro (13) são acopladas para formação de uma cavidade que recebe pelo menos um eixo (E), um rotor (R) e um estator (S); a primeira parte de invólucro (10) é formada em peça única; a segunda parte de invólucro (13) é formada em peça única; e a cavidade é configurada para receber o estator (S) em contato radial com a superfície interna do invólucro.

2. Invólucro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície interna das primeira e segunda partes de invólucro (10, 13) é isenta de elementos de limitação de deslocamento do estator na direção axial.

3. Invólucro de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a limitação do deslocamento do estator na direção radial e axial é realizada pela pressão radial resultante da interferência entre as paredes cilíndricas (11, 14) da primeira e segunda parte de invólucro (10,13) em contato com o estator (S).

4. Invólucro de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a limitação do deslocamento do estator na direção radial e axial é realizada por um pino elástico (21) que atravessa a seção de parede cilíndrica (11) da primeira parte de invólucro (10) e contata o estator (S).

5. Invólucro de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a limitação do deslocamento do estator na direção radial e axial é realizada por um dentre um elemento adesivo entre a primeira parede cilíndrica (11) da primeira parte de invólucro (10) e o estator (S) e um elemento adesivo entre a parede cilíndrica (14) da segunda parte de invólucro (13) e o estator (S).

6. Invólucro, de acordo com a reivindicação 1 a 5, caracterizado em que: a primeira parte do invólucro (10) é formada em uma peça única tendo (a) uma seção de parede cilíndrica (11) com pelo menos uma porção de recepção de caixa de ligação (11b), pelo menos duas porções de recepção de elemento de conexão (11c) e pelo menos dois elementos de acoplamento (11 d), e (b) uma seção de extremidade (12) com um orifício central (12a) de passagem de eixo; a segunda parte do invólucro (13) é formada em uma peça única tendo (a) uma seção de parede cilíndrica (14) com pelo menos dois elementos de acoplamento (14c), e (b) uma seção de extremidade (15) com um orifício central de passagem de eixo; cada um dos elementos de acoplamento (11 d) da primeira parte de invólucro (10) compreende um elemento tubular (11 d) com um canal interno para recepção de um elemento de fixação (17); cada um dos elementos de acoplamento (14c) da segunda parte de invólucro compreende um alojamento (14c para recepção de um elemento de fixação (17); os elementos de acoplamento das primeira e segunda parte de invólucro são configurados para coincidirem quando do acoplamento entre as partes, de modo que o respectivo elemento de fixação (17) possa ser inserido através do alojamento (14c) e do canal interno do elemento tubular (11 d).

7. Invólucro, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o canal interno do elemento tubular (11 d) é rosqueado.

8. Invólucro, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o canal interno do elemento tubular (11d) é sextavado, para receber um elemento de fixação (17) auto atarrachante.

9. Invólucro, de acordo com qualquer uma das reivindicações reivindicação 6 a 8, caracterizado em que a primeira parte de invólucro compreende quatro porções de recepção de elemento de conexão (11c) e quatro elementos de acoplamento (11 d), e a segunda parte de invólucro (13) compreende quatro elementos de acoplamento (14c).

10. Invólucro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado em que cada porção de recepção de elemento de conexão (11c) é um trilho (11c) configurado para receber, em encaixe axial, um ressalto longitudinal de um elemento de conexão.

11. Invólucro, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado em que o trilho (11c) compreende uma primeira parede longitudinal (24) e uma segunda parede longitudinal (25).

12. Invólucro, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada em que a segunda parede longitudinal (25) é formada no elemento tubular (11 d).

13. Invólucro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 12, caracterizado em que a porção de recepção de caixa de ligação (11b) compreende uma parede perimétrica (27) e uma projeção de recepção de parafuso (28).

14. Invólucro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado em que a seção de extremidade (12) da primeira parte de invólucro (10) compreende uma porção de recepção de flange (12b).

15. Invólucro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de a união entre a primeira parte de invólucro (10) e a segunda parte de invólucro (13) ser realizada por elemento adesivo.