BR102015025359B1 - sistema de fechamento entre tampa e estator de máquina elétrica e processo de fechamento entre tampa e estator de máquina elétrica - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE FECHAMENTO ENTRE TAMPA E ESTATOR DE MÁQUINA ELÉTRICA E PROCESSO DE FECHAMENTO ENTRE TAMPA E ESTATOR DE MÁQUINA ELÉTRICA. A presente invenção refere-se a um sistema de fechamento concêntrica entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica. A tampa (2, 20) compreende pelo menos uma porção de contato (2a, 20a), a extremidade da porção de contato compreendendo pelo menos uma região de material deformável (6,60); o estator (1,10) compreende pelo menos um furo de posicionamento (1a,10a) com uma superfície que circunda o furo de posicionamento, sendo que, quando do fechamento, a porção de contato (2a,20a) pressiona contra a superfície que circunda o furo de posicionamento (1a,10a) do estator. A região de material deformável (6,60) é configurada para deformar, pelo menos parcialmente, sobre pressão, originando um material deformado (6a,60a) e um material escoado (6b,60b). O material deformado adere, por interferência, à parede interna do furo de posicionamento (1a,10a). O material escoado (6b,60b) é recepcionado em uma região rebaixada (5, 50) disposta em uma dentre a porção de contato da tampa (2,20) e a superfície do estator (1,10). A presente invenção também contempla um processo para fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de fechamento para a tampa de uma máquina elétrica e, mais especificamente, a um sistema de fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica. A presente invenção também compreende um processo para a fechamento entre a tampa e o estator de uma máquina elétrica.
[0002] Máquinas elétricas girantes são largamente conhecidas da técnica, e compreendem basicamente uma parte estática (estator) e uma parte girante (rotor). De modo simplificado, o estator compreende uma pluralidade de chapas empilhadas e prensadas, formando um bloco ou pacote, conhecido como núcleo do estator. Essas chapas são comumente chamadas de lâminas de estator.
[0003] Em algumas construções de máquina elétrica, as tampas da máquina elétrica são fixadas ao bloco do estator. Esse tipo de construção requer uma observação atenta à questão da concentricidade entre tampa e estator, de modo que a montagem seja alcançada dentro de um limite adequado de tolerância.
[0004] A dificuldade associada à essa necessidade de concentricidade é ainda mais evidente quando a tampa é fabricada em um processo de injeção. Como é difícil atingir uma precisão dimensional com esse tipo de processo, a tampa deve ser usinada após a injeção. A usinagem garante que as dimensões estarão dentro de uma faixa de tolerância adequada para atingir a concentricidade desejada.
[0005] Além disso, é necessário que o processo de fixação seja realizado com equipamentos e etapas que permitam o alcance de concentricidade, com baixa tolerância.
[0006] Essa necessidade de usinagem e o processo de fixação com alta especificidade dimensional acabam por aumentar o tempo de montagem e o custo final da máquina elétrica.
[0007] São conhecidas da técnica algumas soluções de fixação entre o estator e a tampa da máquina elétrica girante.
[0008] O documento EP 0412954 descreve uma tampa para motor elétrico que compreende um anel externo onde o estator se encaixa e um anel interno conectado ao anel externo. A tampa é formada com projeções na superfície do anel interno da tampa e projeções na superfície do anel externo. O anel interno e o anel externo são ligados por almas e as almas são providas com ressaltos. As projeções e ressaltos eliminam a necessidade de usinagem, no sentido de corte de metal, da tampa. No entanto, a solução do documento EP 0412954 exige que seja realizada uma operação de calibração para garantir a concentricidade do conjunto.
[0009] O documento FR 2421495 descreve uma máquina elétrica com um estator e tampas de extremidade. As tampas de extremidade são fixadas nas extremidades do núcleo do estator. Para alcançar um alinhamento entre as faces da tampa e do estator, as faces de extremidade do núcleo do estator são formadas com depressões para proporcionar superfícies de contato com as superfícies das tampas. As tampas compreendem bordas de centralização para alinhamento coaxial em relação ao furo central do estator.
[0010] Assim, na solução do documento FR 2421495, é necessário realizar uma conformação por amassamento do estator de modo a garantir a repetitividade da altura do núcleo e seu paralelismo. Essa operação adicional é realizada antes do processo de montagem.
[0011] O documento GB 1,152,272 mostra um motor onde existe conexão entre o estator e os suportes de mancal. Nessa solução, cuja concentricidade do conjunto não possui relevância, os suportes compreendem duas projeções axiais que cooperam com furos de ancoragem na pilha de lâminas que forma o estator. Os suportes são mantidos em posição pela expansão das projeções quando inseridas nos furos de ancoragem. Assim, essa solução de fixação recai sobre o uso de um guia ou posicionador que se encaixa no furo do estator e prende o suporte após sua deformação. Não há, aqui, qualquer preocupação com formação de um encaixe concêntrico.
[0012] O documento CN202160037 descreve uma estrutura de montagem para uma tampa de motor e um núcleo de estator de ferro, onde o estator possui uma pluralidade de furos de posicionamento e a superfície inferior da tampa de extremidade possui uma pluralidade de ressaltos de posicionamento, que são inseridos na pluralidade de furos, de modo a proporcionar um alinhamento coaxial.
[0013] Assim, na solução conhecida desse documento, a concentricidade é dependente da geometria dos ressaltos da tampa, de modo que é necessária uma tampa cujos ressaltos tenham uma formação e dimensão precisas, com baixa tolerância dimensional.
[0014] É um objetivo da presente invenção proporcionar um sistema de fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica que dispensa a necessidade de um processo de produção de componentes com alta precisão dimensional.
[0015] É outro objetivo da presente invenção proporcionar um sistema de fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica que permita a fixação de uma tampa fabricada por processo de injeção sem que essa tampa tenha que ser usinada ou produzida para alcance de precisão dimensional.
[0016] É ainda outro objetivo da presente invenção proporcionar um sistema de fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica que seja eficiente e seguro, mas que apresente baixo custo de fabricação e montagem.
[0017] É mais um objetivo da presente invenção proporcionar um processo de fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica que garanta a concentricidade entre a tampa e o estator.
[0018] É mais um objetivo da presente invenção proporcionar um processo de montagem de máquina elétrica que permita o alcance de concentricidade entre a tampa e o estator, através de um processo simples e mais econômico.
[0019] A presente invenção atinge os objetivos acima por meio de um sistema de fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica girante.
[0020] A tampa compreende pelo menos uma porção de contato e uma estrutura de recebimento de mancal de rolamento. A extremidade da porção de contato compreende pelo menos uma região de material deformável.
[0021] O estator compreende pelo menos um furo de posicionamento, com uma parede interna, e uma superfície que circunda o furo de posicionamento. O estator compreende ainda um furo de acomodação de rotor.
[0022] O sistema de fechamento da presente invenção permite o alcance da concentricidade entre a região de recebimento de mancal de rolamento e o furo de acomodação de rotor quando da montagem da máquina com o auxílio de uma prensa com gabarito.
[0023] A região de material deformável é configurada para deformar, pelo menos parcialmente, quando a porção de contato é pressionada contra a superfície que circunda o furo de posicionamento. Assim, a deformação da região de material deformável gera um material deformado que se adere, por interferência, à parede interna do furo de posicionamento, e um material escoado.
[0024] Uma dentre a porção de contato da tampa e a superfície do estator compreende pelo menos uma região rebaixada para recepção do material escoado.
[0025] Em uma concretização da presente invenção, a extremidade da porção de contato da tampa compreende uma projeção guia configurada para ser recebida no furo de posicionamento do estator; a região rebaixada é uma região anular rebaixada no entorno externo da projeção guia; e a região de material deformável compreende uma pluralidade de nervuras que se projeta a partir da região rebaixada.
[0026] Preferivelmente, a projeção guia é uma projeção de parede cilíndrica, e a porção de contato possui um furo atravessante interno à projeção guia.
[0027] Em outra concretização da presente invenção, a região de material deformável é um ressalto anular disposto na extremidade da porção de contato da tampa; e a região rebaixada é formada por uma pluralidade de rebaixos dispostos em uma superfície do estator, os rebaixos sendo contiguamente adjacentes ao furo de posicionamento do estator.
[0028] Preferivelmente, a porção de contato possui um furo atravessante interno ao ressalto anular.
[0029] Ainda preferivelmente, a porção de contato possui uma projeção guia interna ao ressalto anular e configurada para ser recebida no furo de posicionamento do estator.
[0030] Para garantir a deformação sobre pressão do material deformável, em concretizações preferidas da presente invenção, o estator é fabricado em aço e a tampa é fabricada em alumínio.
[0031] A presente invenção também contempla um processo para a fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica girante, que compreende as etapas de:
[0032] proporcionar uma tampa compreendendo pelo menos uma porção de contato e uma estrutura de recebimento de mancal de rolamento, a extremidade da porção de contato compreendendo uma região rebaixada anular e uma pluralidade de nervuras de material deformável que se estendem da região rebaixada;
[0033] proporcionar um estator com um furo de acomodação de rotor, o estator compreendendo ainda pelo menos um furo de posicionamento, com uma parede interna, e uma superfície que circunda o furo de posicionamento;
[0034] alinhar a tampa com o estator, de modo que a estrutura de recebimento do mancal de rolamento fique alinhada e concêntrica com o furo de acomodação de rotor;
[0035] exercer uma força de pressão sobre a tampa, de modo que a pressão de contato entre a porção de contato e a superfície que circunda o furo de posicionamento deforme, pelo menos parcialmente, a pluralidade de nervuras;
[0036] a deformação da pluralidade de nervuras gerando um material deformado que se adere, por interferência, à parede interna do furo de posicionamento e um material escoado; e
[0037] o material escoado escoando para a região rebaixada.
[0038] Preferivelmente, a porção de contato compreende uma projeção guia interna e coaxial com região rebaixada anular e um furo atravessante interno e coaxial com a projeção guia, a projeção guia sendo inserida no furo de posicionamento quando da montagem entre o estator e a tampa, e empurrada no sentido do interior do furo quando a força de pressão é exercida sobre a tampa. Nessa concretização, o processo compreende ainda a etapa de rebitagem que passa pelo furo atravessante e pelo furo de posicionamento, o rebite passando internamente à projeção guia.
[0039] A presente invenção também contempla um processo para a fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica girante, que compreende as etapas de:
[0040] proporcionar uma tampa compreendendo pelo menos uma porção de contato e uma estrutura de recebimento de mancal de rolamento, a extremidade da porção de contato compreendendo um ressalto anular de material deformável;
[0041] proporcionar um estator com um furo de acomodação de rotor, o estator compreendendo pelo menos um furo de posicionamento, o furo de posicionamento possuindo uma extremidade superior alargada que define uma superfície; a superfície definindo uma pluralidade de rebaixos que formam uma região rebaixada e uma pluralidade de dentes;
[0042] alinhar a tampa com o estator, de modo que a estrutura de recebimento do mancal de rolamento fique alinhada e concêntrica com o furo de acomodação e rotor;
[0043] exercer uma força de pressão sobre a tampa, de modo que a pressão de contato entre a porção de contato e a superfície deforme, pelo menos parcialmente, o ressalto anular de material deformável;
[0044] a deformação do ressalto anular de material deformável gerando um material deformado que se adere, por interferência, a paredes internas da pluralidade de dentes e um material escoado;
[0045] em que o material escoado escoa para a pluralidade de rebaixos na superfície.
[0046] Preferencialmente, a porção de contato compreende uma projeção guia interna e coaxial com o ressalto anular de material deformável e um furo atravessante interno e coaxial com a projeção guia, a projeção guia sendo inserida no furo de posicionamento quando da montagem entre o estator e a tampa, e empurrada no sentido do interior do furo quando a força de pressão é exercida sobre a tampa. Nessa concretização, o processo compreende ainda a etapa de rebitagem que passa pelo furo atravessante e pelo furo de posicionamento, o rebite passando internamente à projeção guia.
[0047] A presente invenção será descrita a seguir com mais detalhes, com referências aos desenhos anexos, nos quais:
[0048] Figura 1 - é uma vista em perspectiva de um sistema de fechamento de acordo com uma primeira concretização da presente invenção;
[0049] Figura 2 - é uma em perspectiva inferior da tampa do sistema de fechamento de acordo com a primeira concretização da presente invenção;
[0050] Figura 3 - é uma vista em detalhe do elemento de fechamento da tampa do sistema de fechamento de acordo com a primeira concretização da presente invenção;
[0051] Figura 4 - é uma em perspectiva do sistema de fechamento de acordo com a primeira concretização da presente invenção; mostrado a tampa e o estator em configuração fixada, sendo o estator mostrado em corte;
[0052] Figura 5 - é uma vista em perspectiva de um sistema de fechamento de acordo com uma segunda concretização da presente invenção;
[0053] Figura 6 - é uma vista em perspectiva do estator do sistema de fechamento de acordo com a segunda concretização da presente invenção;
[0054] Figura 7 - é uma vista em detalhe do elemento de fechamento do estator do sistema de fechamento de acordo com a segunda concretização da presente invenção;
[0055] Figura 8 - é uma em perspectiva inferior da tampa do sistema de fechamento de acordo com a segunda concretização da presente invenção;
[0056] Figura 9 - é uma vista em detalhe do elemento de fechamento da tampa do sistema de fechamento de acordo com a segunda concretização da presente invenção;
[0057] Figura 10 - é uma vista em perspectiva do sistema de fechamento de acordo com a segunda concretização da presente invenção; mostrado a tampa e o estator em configuração fixada, sendo o estator mostrado em corte; e
[0058] Figura 11 - é uma em perspectiva do sistema de fechamento de acordo com uma terceira concretização da presente invenção; mostrado a tampa e o estator em configuração fixada, sendo o estator mostrado em corte.
[0059] A presente invenção será descrita a seguir com base em três exemplos de concretizações preferidas mostradas nas figuras 1 a 11.
[0060] As figuras 1 a 4 mostram uma primeira concretização do sistema de fechamento entre a tampa e o estator de uma máquina elétrica girante.
[0061] A figura 1 mostra um núcleo de estator 1 basicamente formado por uma pluralidade de laminas de estator. A construção detalhada desse tipo de estator é conhecida daqueles versados na técnica e não será aqui discutida.
[0062] O estator é preferencialmente fabricado de aço, mas outros materiais poderiam ser utilizados. O estator possui pelo menos uma região com um furo de posicionamento 1a e pelo menos uma superfície que circunda o furo de posicionamento. O furo de posicionamento 1a, que atua para auxiliar o posicionamento do estator em relação à tampa, possui uma parede interna.
[0063] Como sabido por aqueles versados na técnica, o estator possui ainda um furo central que acomoda o rotor.
[0064] Uma tampa de extremidade 2, 3 é fixada em cada extremidade do núcleo de estator. A construção de uma tampa de extremidade é conhecida por aqueles versados na técnica no que se refere ao encaixe com o eixo do motor e com as estruturas de mancais, de modo que as características da tampa que serão detalhadas são aquelas relevantes para a compreensão da solução inventiva aqui descrita.
[0065] Cada tampa de extremidade possui pelo menos uma porção de contato 2a, 3a formada para contatar o núcleo de estator 1 para a fixação entre as peças.
[0066] Como sabido por aqueles versados na técnica, a tampa de extremidade possui uma estrutura central 2b, 3b que recepciona mancais de rolamento. Para a correta montagem da máquina elétrica, é necessário garantir a concentricidade entre o mancal de rolamento da tampa e a região (furo central) que acomoda o rotor no estator.
[0067] Na primeira concretização da presente invenção, a porção de contato com o núcleo de estator é uma perna 2a, 3a cuja extremidade entra em contato com o núcleo de estator. Deve ser ressaltado, entretanto, que a porção de contato poderia ser uma parede contínua ou mesmo segmentos de parede espaçados.
[0068] Na concretização mostrada nas figuras, cada tampa de extremidade possui quatro pernas de contato. Entretanto, o número de pernas poderia ser maior ou menor dependendo do projeto da porção de contato. Naturalmente, o número de furos de posicionamento do estator também pode variar, de modo a que cada perna de contato corresponda a um furo de posicionamento do estator.
[0069] Conforme pode ser visto na figura 2, que ilustra uma das tampas de extremidade 2 em vista inferior, as quatro pernas de contato 2a são dispostas espaçadas de modo que cada uma das pernas fica próxima a cada um dos cantos do núcleo de estator quando da montagem de fixação. Nesse caso, o núcleo de estator terá um furo de posicionamento correspondente em cada um dos cantos.
[0070] A tampa 2 é preferencialmente formada em peça única a partir de um processo de injeção. O material preferencialmente é alumínio, mas outros materiais poderiam ser igualmente utilizados. Preferencialmente, o material da tampa é um material mais mole que o material utilizado para fabricação do estator.
[0071] A figura 3 mostra, em detalhe ampliado, a extremidade de uma das porções de contato 2a da tampa.
[0072] Conforme pode ser visto na figura, a extremidade da porção de contato compreende uma projeção guia 4, preferencialmente na forma de uma parede cilíndrica. Deve ser ressaltado, no entanto, que a projeção poderia ter outro formato, como, por exemplo, um formato cúbico, piramidal ou frustro cônico, já que a projeção tem como objetivo principal o pré- posicionamento das peças. Nesse sentido, deve ser entendido que a porção de contato com a projeção guia 4 é uma característica preferida, porém opcional, da presente invenção. De fato, a porção de contato 2a poderia ser isenta de qualquer tipo de projeção guia.
[0073] No entorno externo da projeção 4 é prevista uma região rebaixada 5 onde é disposta uma pluralidade de nervuras 6. A quantidade e a espessura das nervuras, bem como o espaçamento entre nervuras depende da força desejada para a conformação.
[0074] A pluralidade de nervuras 6 forma uma porção de material deformável. Como explicado a seguir, o material dessa porção de material deformável (no caso, as nervuras 6) deformará, sendo que uma porção 6a do material (material deformado) será empurrada contra a parede interna do furo de posicionamento 1a, aderindo-se à parede por interferência, e outra porção 6b do material (material escoado) escoará para a região rebaixada 5.
[0075] A deformação do material deformável é alcançada por uma força de pressão no contato entre a porção de contato 2a e a superfície que circunda o furo de posicionamento 1a.
[0076] Nas concretizações preferidas da presente invenção, o material deformável é alumínio.
[0077] Na concretização mostrada na figura 3, a região rebaixada é uma região anular que circunda a parede da projeção 4. No entanto, a região poderia assumir formatos diferentes, ou mesmo ser formada por uma pluralidade de regiões rebaixadas.
[0078] Como será explicado a seguir, a deformação do material nas nervuras permite o alcance de um posicionamento adequado da tampa em relação ao estator durante o processo de fechamento, o que acaba por garantir a concentricidade do conjunto. De fato, a deformação de material elimina a necessidade de garantir um encaixe justo entre as peças, o que necessitaria de peças com baixa tolerância dimensional e só seria alcançado em peças usinadas.
[0079] O processo de fechamento entre a tampa e o estator é realizado com uma prensa. Deve ser entendido que o processo de fechamento a que se refere a presente invenção é aquele de montagem ou fechamento entre a tampa (ou as tampas) e o estator. Assim, o processo de fechamento compreende o travamento ou montagem entre a tampa e o estator. Como será descrito a seguir, em algumas concretizações da presente invenção, o processo compreende uma etapa adicional de fixação por um elemento adicional de fixação, como, por exemplo, a rebitagem.
[0080] No processo de fechamento da presente invenção, o estator e a tampa ou as tampas são dispostos em uma estrutura de prensa. Como sabido por aqueles versados na técnica, quando duas tampas são utilizadas, uma tampa é disposta em cada extremidade do estator. Assim, as porções de contato 2a são posicionadas de modo que, durante o fechamento, a extremidade de contato contate as superfícies no entorno dos furos de posicionamento 1a do estator.
[0081] A prensa, equipada com um gabarito, exerce uma pressão sobre a tampa (quando duas tampas são utilizadas, a pressão sobre elas pode ser exercida simultaneamente ou separadamente). O gabarito determina o posicionamento (concentricidade) desejado. Durante essa operação, a projeção guia 4 da tampa é inserida no furo de posicionamento 1a do estator. Deve ser notado que pode existir uma folga dimensionalmente relevante entre a projeção guia 4 e o furo de posicionamento 1a do estator.
[0082] Uma força é exercida sobre a tampa, de modo que existe uma força de pressão entre a porção de contato 2a e a superfície que circunda o furo de posicionamento 1a.
[0083] A força exercida pela tampa pode ser uma força exercida diretamente sobre a tampa pela prensa com gabarito, ou mesmo uma força exercida pela prensa sobre o estator e transmitida à tampa.
[0084] A pressão da porção de contato 2a contra a superfície que circunda o furo de posicionamento 1a gera uma deformação no material das nervuras 6. Essa deformação é melhor visualizada na figura 4, onde o a tampa e estator são parcialmente mostrados em configuração fixada e o estator está ilustrado com um corte seccional para permitir a visualização da porção de contato.
[0085] Como pode ser visto na figura, o material das nervuras 6 deforma, sofrendo um cisalhamento, de modo que uma porção desse material 6a é empurrado contra a parede interna do furo de posicionamento 1a. Assim, esse material se adere à parede interna do furo 1a, em uma adesão por interferência.
[0086] A porção restante 6b do material das nervuras 6 é empurrada em direção à região rebaixada 5, ou seja, essa porção restante 6b escoa para parte da região rebaixada 5.
[0087] Como mostra a figura, quando a projeção guia 4 está presente, o material deformado 6a que se adere à parede interna do furo 1a fica entre a superfície externa da projeção 4 e a parede interna do furo 1a.
[0088] Deve ser ressaltado que a deformação das nervuras 6 não é uniforme. Ou seja, a quantidade de material deformado dependerá da posição relativa entre as nervuras e o furo de posicionamento. Assim, a deformação do material garante a correta fixação entre as peças mesmo que exista uma folga dimensional relevante, já que o material deformado 6a irá ocupar a folga. Ou seja, qualquer desalinhamento axial entre o furo 1a e a porção de contato 2a é compensando pela deformação das nervuras.
[0089] Assim, é preferível que o material das nervuras seja um material que deforme e escoe quando do contato pressionado sobre o material mais duro na superfície do estator no entorno no furo de posicionamento. Na concretização preferida da presente invenção o material mais mole das nervuras e da tampa é alumínio e o material mais duro do estator é o aço.
[0090] O escoamento de material mais mole (alumínio) garante a manutenção do correto posicionamento entre as peças.
[0091] Após a operação de fechamento descrita acima, é realizado um processo adicional de fixação de rebite ou parafusamento. Para tanto, a extremidade da porção de contato compreende ainda um furo atravessante concêntrico e interno à projeção guia 4, de modo que a rebitagem seja feita na junção dessa área com o furo de posicionamento 1a. O furo atravessante é mostrado com a referência 7 na figura 1.
[0092] As figuras 5 a 10 mostram uma segunda concretização da presente invenção.
[0093] Analogamente à primeira concretização, o estator 10 compreende um furo de acomodação de rotor 10b e uma região com um furo de posicionamento 10a e uma superfície contornando o furo de posicionamento 10a.
[0094] Conforme melhor ilustrado nas figuras 6 e 7, a extremidade superior do furo de posicionamento 10a é alargada de modo a formar uma superfície que define uma pluralidade de rebaixos 50 e uma pluralidade de dentes 50a. Analogamente à região rebaixada 5 na tampa 2 da primeira concretização, os rebaixos 50 do estator atuam como um espaço de recepção de material escoado.
[0095] Conforme mostrado nas figuras 5 e 8, as tampas 20, 30 da segunda concretização apresentam características similares às tampas 2,3 da primeira concretização: fabricação em peça única, preferencialmente em alumínio, e porções de contato 20a, 30a preferencialmente em forma de pernas.
[0096] Entretanto, na segunda concretização da invenção, a extremidade da porção de contato 20a, 30a, mostrada em detalhe ampliado na figura 9, compreende um ressalto anular 60. Esse ressalto anular 60 é configurado para deformar sobre pressão.
[0097] Na segunda concretização, o processo de fechamento ou montagem entre a tampa e o estator também é realizado com uma prensa. Assim, as porções de contato 20a são posicionadas de modo que, durante a montagem, a extremidade de contato contate e fique em uma posição coincidente com a superfície formada pelo alargamento na extremidade superior do furo de posicionamento 10a.
[0098] A prensa, equipada com um gabarito para manter coaxialidade entre o furo de acomodação de rotor do estator e a estrutura de recebimento de mancais de rolamento da tampa, exerce uma pressão sobre a tampa. A força exercida faz com que o material do ressalto anular 60 (alumínio) deforme quando pressionado com o material (aço) na superfície do estator no entorno no furo de posicionamento.
[0099] A força exercida pela tampa pode ser uma força exercida diretamente sobre a tampa pela prensa com gabarito, ou mesmo uma força exercida pela prensa sobre o estator e transmitida à tampa.
[0100] A pressão da porção de contato 20a contra a superfície formada pelo alargamento na extremidade superior do furo 10a gera uma deformação no material do ressalto anular 60. Essa deformação é melhor visualizada na figura 10, onde o a tampa e estator são parcialmente mostrados em configuração fixada e o estator está ilustrado com um corte seccional para permitir a visualização da porção de contato.
[0101] Como pode ser visto na figura, o material do ressalto 60 deforma, sofrendo um cisalhamento, de modo que uma porção desse material 60a é empurrada contra a parede interna do furo de posicionamento 10a (mais especificamente, nas paredes internas dos dentes 50a). Assim, esse material se adere à parede interna do furo 10a (parede interna dos dentes 50a), em uma adesão por interferência.
[0102] A porção restante 60b do material das nervuras 6 é empurrada em direção às regiões rebaixadas 50, ou seja, essa porção restante 60b escoa para os rebaixos 50 (na figura 10, as regiões 50 são mostradas preenchidas com o material escoado 60b).
[0103] Assim, após a operação de fechamento, um processo de rebite pode ser utilizado. Para tanto, a extremidade da porção de contato compreende ainda um furo atravessante e interno ao ressalto anular 60, de modo que a rebitagem seja feita na junção dessa área aberta com o furo de posicionamento 10a. O furo atravessante é mostrado com a referência 70 na figura 4.
[0104] A figura 11 mostra uma concretização similar à figura 10, exceto pela presença de uma projeção guia 40. A projeção guia 40 tem uma funcionalidade análoga à projeção guia 4 descrita para a primeira concretização.
[0105] Como mostra a figura 11, quando a projeção guia 40 está presente, o material deformado 60a que se adere à parede interna do furo 10a (parte interna dos dentes 50a) fica entre a superfície externa da projeção 40 e a parede interna do furo 10a (parte interna dos dentes 50a).
[0106] Deve ser ressalto que em concretizações alterativas da presente invenção, os rebaixos 50 poderiam não existir, de modo que o material deformado do ressalto anular 60 escoaria para a parede interna do furo 10a.
[0107] Assim, a presente invenção alcança um sistema de fechamento que elimina a necessidade de um processo de fabricação de componentes com alta precisão dimensional, ao propor uma solução que proporciona uma garantia de posicionamento pelo escoamento do material da tampa em porções rebaixas dispostas na tampa ou no estator. Esse posicionamento fixo garante a concentricidade entre o conjunto durante a montagem da máquina elétrica com auxílio de gabarito de posicionamento concêntrico presente na prensa.
[0108] Tendo sido descrito um exemplo de três concretizações preferidas do sistema de fechamento da presente invenção, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras variações possíveis do conceito inventivo descrito, sendo limitadas tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.
Claims (12)
1. Sistema de fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica girante, caracterizado em que: a tampa (2, 20) compreende pelo menos uma porção de contato (2a, 20a), a extremidade da porção de contato compreendendo pelo menos uma região de material deformável (6,60); o estator (1,10) compreende pelo menos um furo de posicionamento (1a,10a) e uma superfície que circunda o furo de posicionamento (1a,10a), o furo de posicionamento compreendendo uma parede interna; a região de material deformável (6,60) sendo configurada para deformar, pelo menos parcialmente, quando a porção de contato (2a,20a) é pressionada contra a superfície que circunda o furo de posicionamento (1a, 10a); a deformação da região de material deformável (6, 60) gerando um material deformado (6a,60a) que se adere, por interferência, à parede interna do furo de posicionamento (1a,10a), e um material escoado (6b,60b); em que uma dentre a porção de contato da tampa (2,20) e a superfície do estator (1,10) compreende pelo menos uma região rebaixada (5, 50) para recepção do material escoado (6b,60b).
2. Sistema de fechamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que: a extremidade da porção de contato da tampa (2) compreende uma projeção guia (4) configurada para ser recebida no furo de posicionamento (1a) do estator; a região rebaixada (5) é uma região anular rebaixada no entorno externo da projeção guia (4); e a região de material deformável (6) compreende uma pluralidade de nervuras (6) que se projeta a partir da região rebaixada (5).
3. Sistema de fechamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que a projeção guia (4) é uma projeção de parede cilíndrica.
4. Sistema de fechamento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado em que a porção de contato (2a) possui um furo atravessante (7) interno à projeção guia (4).
5. Sistema de fechamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que: a região de material deformável (60) é um ressalto anular (60) disposto no na extremidade da porção de contato da tampa (20); o furo de posicionamento (10a) possui a extremidade superior alargada que define a superfície que circunda o furo de posicionamento; a superfície compreendendo uma pluralidade de rebaixos que formam a região rebaixada (50) e uma pluralidade de dentes (50a); em que a parede interna do furo (10a) é definida pela parede interna dos dentes (50a).
6. Sistema de fechamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado em que a porção de contato (20a) possui um furo atravessante (70) interno ao ressalto anular (60).
7. Sistema de fechamento, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado em que a porção de contato (20a) possui uma projeção guia (40a) configurada para ser recebida no furo de posicionamento (10a) do estator.
8. Sistema de fechamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado em que o estator é fabricado em aço e a tampa é fabricada em alumínio.
9. Processo para o fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica girante, caracterizado por compreender: proporcionar uma tampa (2) compreendendo pelo menos uma porção de contato (2a) e uma estrutura de recebimento de mancal de rolamento (2b), a extremidade da porção de contato compreendendo uma região rebaixada anular (5) e uma pluralidade de nervuras de material deformável (6) que se estendem da região rebaixada (5); proporcionar um estator (1) com um furo de acomodação de rotor, o estator (1) compreendendo pelo menos um furo de posicionamento (1a) e uma superfície que circunda o furo de posicionamento (1a); alinhar a tampa (2) com o estator (1), de modo que a estrutura de recebimento do mancal de rolamento fique alinhada e concêntrica com o furo de acomodação de rotor; exercer uma força de pressão sobre a tampa (2), de modo que a pressão de contato entre a porção de contato (2a) e a superfície que circunda o furo de posicionamento (1a) deforme, pelo menos parcialmente, a pluralidade de nervuras (6); a deformação da pluralidade de nervuras (6) gerando um material deformado (6a) que se adere, por interferência, à parede interna do furo de posicionamento (1a), e um material escoado (6b); e o material escoado (6b) escoando para a região rebaixada (5).
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que que a porção de contato (2a) compreende uma projeção guia (4) interna e coaxial com região rebaixada anular (5) e um furo atravessante (7) interno e coaxial com a projeção guia (4), a projeção guia (4) sendo inserida no furo de posicionamento (1a) quando a força de pressão é exercida sobre a tampa (2), o processo compreendendo ainda a etapa de: rebitagem passando pelo furo atravessante (7) e pelo furo de posicionamento (1a), o rebite passando internamente à projeção guia (4).
11. Processo para o fechamento entre a tampa e o estator em uma máquina elétrica girante, caracterizado por compreender: proporcionar uma tampa (20) compreendendo pelo menos uma porção de contato (20a) e uma estrutura de recebimento de mancal de rolamento (20b), a extremidade da porção de contato compreendendo um ressalto anular de material deformável (60); proporcionar um estator (10) com um furo de acomodação de rotor (10b), o estator (10) compreendendo pelo menos um furo de posicionamento (10a), o furo de posicionamento (10a) possuindo uma extremidade superior alargada que define uma superfície; a superfície compreendendo uma pluralidade de rebaixos que formam regiões rebaixadas (50) e uma pluralidade de dentes (50a); alinhar a tampa (20) com o estator (10), de modo que a estrutura de recebimento do mancal de rolamento (10b) fique alinhada e concêntrica com o furo de acomodação e rotor (20b); exercer uma força de pressão sobre a tampa (20), de modo que a pressão de contato entre a porção de contato (20a) e a superfície deforme, pelo menos parcialmente, o ressalto anular de material deformável (60); a deformação do ressalto anular de material deformável (60) gerando um material deformado (60a) que se adere, por interferência, a paredes internas do da pluralidade de dentes (50a), e um material escoado (60b); e o material escoado (60b) escoando para as regiões rebaixadas (50) na superfície do estator.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que que a porção de contato (20a) compreende uma projeção guia (40) interna e coaxial com o ressalto anular de material deformável (60) e um furo atravessante (70) interno e coaxial com a projeção guia (40), a projeção guia (40) sendo inserida no furo de posicionamento (10a) quando a força de pressão é exercida sobre a tampa (20), o processo compreendendo ainda uma etapa de: rebitagem passando pelo furo atravessante (70) e pelo furo de posicionamento (10a), o rebite passando internamente à projeção guia (40).
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