BR102016009149A2

BR102016009149A2 - dispositivo de embreagem eletromagnético para um

Info

Publication number: BR102016009149A2
Application number: BR102016009149A
Authority: BR
Inventors: Anh Le; John A Breindel
Original assignee: Mahle Int Gmbh
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2016-11-08
Also published as: EP3088760A1; US20160312840A1; CN106090064B; EP3088760B1; CN106090064A; KR20160127655A

Abstract

um dispositivo de embreagem eletromagnético para um compressor inclui um veio de manivela com uma extremidade de veio interno acomodado em um alojamento do compressor e com uma extremidade de veio externo se projetando axialmente para fora do alojamento do compressor. um conjunto de polia tem um corpo de rotor e uma polia. o corpo de rotor acomoda um alojamento da bobina e é suportado rotativamente no alojamento do compressor por um mancal de polia. o alojamento da bobina inclui uma parede anular radialmente interna, uma parede anular radialmente externa e um fundo, uma extremidade axial do alojamento da bobina próxima da extremidade de veio interno. uma placa do induzido é conectada à extremidade de veio externo de forma axialmente deslocável e gira com o veio de manivela. as superfícies externas da parede anular interna e a parede anular externa do alojamento da bobina tem uma distância maior uma da outra perto do fundo do alojamento da bobina do que próximo da extremidade axialmente aberta.

Description

“DISPOSITIVO DE EMBREAGEM ELETROMAGNÉTICA PARA UM COMPRESSOR” Campo Técnico da Invenção [001] A invenção refere-se a um compressor utilizado em um sistema de ar condicionado, mais particularmente a um dispositivo de embreagem eletromagnética para o compressor.

Fundamentos da Invenção [002] Em sistemas de ar condicionado de veículos, os compressores só são operados quando necessário. Assim, a fim de acoplar o compressor a um mecanismo de acionamento, o compressor tipicamente inclui um veio de manivela rotativo, um conjunto de polia rotativo para ser acionado através de uma correia ou uma corrente e uma embreagem acoplando e desacoplando o veio de manivela e o conjunto de polia.

[003] Habitualmente, embreagens eletromagnéticas são usadas, que incluem uma bobina que, quando energizada traz uma placa do induzido em contato com o corpo do rotor. A placa do induzido, que é montado no veio de manivela de um modo rotativamente fixo e axialmente deslocável, é, assim, por atrito acoplado ao conjunto de polia e roda com o mesmo. Assim, uma rotação do conjunto de polia resulta em uma rotação do veio de manivela.

[004] Embora este tipo de arranjo seja geralmente conhecido e confiável, é um objetivo da presente invenção otimizar a função da embreagem.

Sumário da Invenção [005] De acordo com um aspecto da presente invenção, um dispositivo de embreagem eletromagnética para um compressor compreende um veio de manivela com uma extremidade de veio interno acomodado em um alojamento do compressor e com uma extremidade de veio externo se projetando axialmente para fora do alojamento do compressor. Além disso, um conjunto de polia, com um corpo de rotor e uma polia fixadamente a ele anexada, tem uma cavidade toroidal acomodando um alojamento da bobina e é suportado rotativamente no alojamento do compressor por um mancai de polia. O alojamento da bobina inclui uma parede anular radialmente interna, uma parede anular radialmente externa, uma extremidade axialmente aberta confrontando a extremidade de veio externo, e um fundo se estendendo radialmente da parede anular radialmente interna para a parede anular radialmente externa em uma extremidade axial do alojamento da bobina próximo da extremidade do veio interno. Uma placa do induzido adjacente ao corpo do rotor é anexada à extremidade do veio externo de uma maneira axialmente deslocável de modo a girar com o veio de manivela. Cada uma da parede anular interna e da parede anular externa do alojamento da bobina tem uma superfície externa, a superfície externa tendo uma maior distância uma da outra perto do fundo do alojamento da bobina do que próximo da extremidade axialmente aberta. Isto permite um maior fluxo magnético através do alojamento da bobina do que anteriormente possível sem afetar o espaço disponível para a bobina dentro do alojamento da bobina.

[006] O material adicional é de preferência provido de uma tal maneira que a parede anular interna da bobina tenha uma primeira espessura perto do fundo do alojamento da bobina e uma segunda espessura na extremidade axialmente aberta, que a parede anular externa tem uma terceira espessura perto do fundo do alojamento da bobina e uma quarta espessura na extremidade aberta axialmente, de modo que a diferença entre a primeira espessura e a segunda espessura seja maior do que a diferença entre a terceira espessura e a quarta espessura.

[007] De preferência, a primeira espessura é maior do que a segunda espessura em 40% a 100%, em particular em 50% a 80%.

[008] Além disso, de preferência, a terceira espessura é maior do que a quarto espessura de no máximo em 50%, em particular em 15% a 30%.

[009] De acordo com um aspecto da invenção, o material adicionado ao alojamento de bobina é distribuído de uma tal maneira que a parede anular interna do alojamento da bobina tenha uma distância de topo a partir do veio de manivela na extremidade de topo e uma distância de fundo do veio de manivela na extremidade de fundo, e que uma porção inclinada disposta entre a extremidade de topo e a extremidade de fundo forma um afilamento conectando as diferentes distâncias do veio de manivela.

[0010] Por exemplo, a porção de topo e a porção de fundo da parede anular interna podem ser cilíndricas. Esta geometria permite a modelação fácil por simulações que movem o afilamento mais perto do fundo ou para a extremidade aberta do alojamento da bobina.

[0011] De acordo com outro aspecto da invenção, o material adicionado à bobina de habitação é distribuído de uma tal maneira que a parede anular externa do alojamento da bobina tem uma distância de topo a partir do veio de manivela na extremidade de topo e uma distância de fundo do veio de manivela na extremidade de fundo, e que uma porção inclinada disposta entre a extremidade de topo e a extremidade de fundo forma um afilamento conectando as diferentes distâncias do veio de manivela.

[0012] Por exemplo, a porção de topo e a porção de fundo da parede anular externa podem ser cilíndricas. Esta geometria permite a modelação fácil por e simulações que movem o afilamento mais perto do fundo ou para a extremidade aberta do alojamento da bobina.

[0013] A parede anular interna pode ter um comprimento axial maior do que a parede anular externa para uma distribuição mais uniforme da densidade de fluxo magnético através da seção transversal do alojamento da bobina.

[0014] Para simplificar o processo de fabricação, a polia e o corpo do rotor podem ser formados como uma peça monolítica.

[0015] Outros detalhes e vantagens irão se tomarão evidentes a partir da seguinte descrição dos desenhos em anexo. Os desenhos são fornecidos apenas para fins ilustrativos e não se destinam a limitar o escopo da presente invenção.

Breve Descrição dos Desenhos [0016] Nos desenhos, a Fig. 1 mostra uma vista lateral de um compressor com um conjunto de polia; a Fig. 2 mostra uma seção transversal através de um conjunto de polia, uma embreagem habitual, e um veio de manivela de um compressor do tipo mostrado na Fig. 1; a Fig. 3A mostra uma simulação da densidade de fluxo magnético de um conjunto de polia como mostrado na Fig. 2; a Fig. 3B mostra linhas de fluxo magnético através de um conjunto de polia como mostrado na Fig. 2; a Fig. 4 mostra uma simulação da densidade de fluxo magnético em um conjunto de polia de acordo com uma primeira forma de realização da presente invenção; a Fig. 5 mostra uma seção transversal através de um conjunto de polia e uma embreagem semelhante à forma de realização da fig. 4, mas com um conjunto de polia diferente; a Fig. 6 mostra uma simulação da densidade de fluxo magnético de um conjunto de polia de acordo com uma terceira forma de realização da presente invenção; a Fig. 7 mostra uma simulação da densidade de fluxo magnético de um conjunto de polia de acordo com uma quarta forma de realização da presente invenção; e a Fig. 8 mostra uma simulação da densidade de fluxo magnético de um conjunto de polia de acordo com uma quinta forma de realização da presente invenção.

Descrição Detalhada [0017] Como mostrado na Fig. 1, um compressor 10 para um automóvel inclui um alojamento de compressor 12 e um conjunto de polia 14. O conjunto de polia 14 inclui um corpo de rotor 16 e uma polia 18, com roldanas 20. O conjunto de polia 14 é montado de modo rotativo sobre o alojamento do compressor 12 e é adaptado para engatar uma correia ou corrente (não mostrada), que transfere o movimento de rotação para o conjunto de polia 14 do motor do automóvel ou, altemativamente, de um motor elétrico. Nas formas de realização mostradas, o corpo do rotor 16 e a polia 18 são mostrados como uma peça monolítica. O conjunto de polia 14 pode, no entanto, também ser formado de um corpo de rotor 16 e uma polia 18 que são presos rigidamente um ao outro de uma maneira adequada.

[0018] Como mostrado na Fig. 2, o compressor 10 inclui um veio de manivela 22 que é montado rotativamente dentro do alojamento do compressor 12. O veio de manivela tem uma extremidade interna 24 dentro do alojamento do compressor e uma extremidade externa 26 se projetando do alojamento do compressor. O veio de manivela 22 aciona os componentes internos do compressor 10, que não são mostrados em maiores detalhes. O veio de manivela 22 está suportado dentro do compressor 10 por um mancai do veio 28. Este mancai do veio 28 permite que o veio de manivela 22 gire em relação ao alojamento do compressor 12. O conjunto de polia 14 é suportado no alojamento do compressor 12 por um mancai de polia 30. O mancai de polia 30 permite que o conjunto de polia 14 gire em relação ao alojamento do compressor 12.

[0019] O compressor 10 inclui uma embreagem eletromagnética 32 para conectar seletivamente o conjunto de polia 14 para o veio de manivela 22 de modo que a rotação do conjunto de polia 14 seja transferida para o veio de manivela 22 para acionar o compressor 10. A embreagem eletromagnética 32 inclui uma placa do induzido 34 que é montada sobre a extremidade externa 26 do veio de manivela 22 por meio de um cubo de embreagem 36. A placa do induzido 34 é montada de tal modo que a placa do induzido 34 gire com o veio de manivela 22, mas é permitida mover axialmente com relação ao veio de manivela 22 e o alojamento do compressor 12.

[0020] A placa de armação 34 tem uma posição desengatada, na qual existe um interstício axial entre a placa do induzido 34 e o conjunto de polia 14. Nesta posição, o conjunto de polia 14 é livre para girar em relação ao veio de manivela 22, e nenhum movimento de rotação é transferido para a placa do induzido 34.

[0021] No entanto, a placa do induzido 34 pode se mover para uma posição engatada onde a placa do induzido 34 contata o corpo do rotor 16. Quando a placa do induzido 34 está em contato com o corpo do rotor 16, o atrito entre o corpo do rotor 16 e a placa do induzido 34 fará com que o movimento de rotação do conjunto de polia 14 seja transferido do corpo do rotor 16 para a placa do induzido 34 e, portanto, para o veio de manivela 22.

[0022] Dentro do corpo do rotor 16, um conjunto de bobina eletromagnética 38 é disposto em uma cavidade toroidal 40. O conjunto de bobina 38 inclui, pelo menos, uma bobina em um alojamento da bobina 42 se estendendo em torno do veio de manivela 22 e colocada na cavidade toroidal 40. O alojamento da bobina 42 tem uma parede anular interna axial 44, uma parede anular externa axial 46, e um fundo anular que se estende radialmente 48 da parede anular externa 46 para a parede anular interna 44. O fundo 48 do alojamento da bobina 42 fecha o lado aberto da cavidade toroidal 40 do corpo de rotor 16 que confronta a extremidade interior 24 do veio de manivela 22. Um disco de anel 50 que se estende radialmente entre o alojamento do compressor 12 e o alojamento de bobina 42 protege o mancai de polia 30 de qualquer contaminação.

[0023] Quando uma corrente escoa através do conjunto de bobina 38, um campo magnético é gerado. O alojamento da bobina 42 direciona o campo eletromagnético axialmente para fora através do fundo do corpo do rotor 16 e através do interstício, de modo que o campo magnético retire a placa do induzido 34 axialmente na direção ao corpo do rotor 16. Uma vez que a placa do induzido 34 contate o corpo do rotor 16, o campo magnético manterá a placa do induzido 34 em contato com o corpo do rotor 16 de modo que um movimento de rotação do conjunto de polia 14 seja transferido friccionalmente para a placa do induzido 34.

[0024] Um objetivo de uma configuração típica de embreagem é para maximizar a força magnética para engatar a placa do induzido 34 e minimizar o consumo de energia.

[0025] Um arranjo comum de tecnologia de embreagem atual prevê que o corpo do rotor 16 e o conjunto de bobina 38 são aninhados um com o outro. Este arranjo típico pode ser menos do que ideal uma vez que pode resultar em uma saturação de fluxo de magnético localizado do aço circundante. Esta saturação de fluxo de magnético localizado do aço coloca um limite em todo o circuito de fluxo magnético na embreagem 32. A saturação do fluxo magnético limita, assim, a atração magnética da placa do induzido 34 e, assim, a força de embreagem, reduzindo a força magnetomotriz exercida pelo conjunto de bobina 38. A força magnetomotriz é o produto do fluxo de corrente multiplicado pelo número de enrolamentos ("voltas") em uma dada configuração da bobina e é representada em unidades de ampères-voltas, em que 1 ampere-volta é a força magnetomotriz gerada por uma corrente contínua de 1 ampères escoando em uma bobina de 1 enrolamento. Esta força magnetomotriz é usada para simular a força de tração magnética para uma determinada configuração de embreagem. Esta restrição da força magnetomotriz devido à saturação do fluxo magnético pode ser vista na Figura 3, próximo ao fundo 48 do alojamento de bobina 42.

[0026] Em uma área de transição, na qual o fundo 48 do alojamento da bobina 42 encontra a parede anular interna 44 e a parede anular externa 46 do alojamento da bobina 42, o fluxo magnético tem uma densidade muito elevada e é saturado devido à falta de material de aço para transmitir o fluxo magnético. Esta falta de material provoca um efeito de afilamento no fluxo.

[0027] A forma da polia 18 e o tamanho da polia colocam limites sobre a quantidade de material adicional que pode ser adicionada ao alojamento 42 de bobina na área de transição. A polia 18, no entanto, é subsaturada com fluxo magnético próximo à área de transição do alojamento da bobina 42. Para gerar um fluxo magnético suficiente, é necessário menos material nesta porção da polia 18, porque a densidade do fluxo magnético no material restante pode ser aumentada sem saturação excessiva.

[0028] Esta realização ajuda na construção de um conjunto emparelhado de um corpo de rotor 16 e um alojamento de bobina 42 que atenua a saturação na área de transição do alojamento da bobina 42.

[0029] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, as paredes anulares 44 e 46 do alojamento da bobina 42 são mais espessas em uma porção de fundo 52 do alojamento da bobina 42 do que distante do fundo 48 do alojamento da bobina 42. Isto é conseguido colocando as superfícies externas 56 e 58 da parede anular interna 44 e da parede anular exterior 46 mais afastadas uma da outra perto do fundo 48 do alojamento da bobina 42 do que perto da extremidade axial aberta do alojamento de bobina 42. O material adicionado para o alojamento da bobina 42, assim, não afeta o espaço interior do alojamento da bobina 42 que acomoda o conjunto de bobina 38.

[0030] A seção transversal do espaço interior do alojamento da bobina 42 permanece geralmente cilíndrica ou ligeiramente trapezoidal, como geralmente conhecido do estado da técnica. Embora o espaço interior possa alargar ligeiramente entre as paredes anulares interna e externa 44 e 46 na direção axial a partir do fundo 48 do alojamento da bobina 42 para a extremidade aberta do alojamento da bobina 42, a distância das paredes internas aumenta por uma quantidade menor do que uma quantidade na qual a distância das superfícies externas 56 e 58 é reduzida na direção axial do fundo 48 do alojamento da bobina 42 para a extremidade aberta. Em termos de espessuras de parede, o material adicionado perto do fundo 48 do alojamento da bobina 42 aumenta a espessura da parede anular interna 44 em 40% a 100% da espessura de parede perto da extremidade axialmente aberta, de preferência em 50% a 80%. A espessura da parede anular externa 46 é aumentada em até 50%, de preferência em 15% a 30%.

[0031] Por outro lado, porque a porção de fundo 52 do alojamento da bobina 42 é agora mais larga do que nos arranjos habituais, uma quantidade similar de material é removida do corpo de rotor 16. A cavidade toroidal 40 do corpo do rotor 16 alarga, assim, em uma direção a partir da placa do induzido 34 em direção ao fundo 48 do alojamento da bobina 42. Assim, o corpo do rotor emparelhado 16 e o alojamento da bobina 42 se aninham em conjunto.

[0032] A configuração ampliada da porção de fundo 52 do alojamento de bobina 42 permite que mais material esteja na porção de fundo 52 do alojamento da bobina 42 para diminuir a restrição do fluxo magnético. Da mesma forma, sobre o corpo do rotor 16, a área na vizinhança da porção de fundo 52, que é subsaturada com a densidade de fluxo magnético em configurações convencionais, contém menos material que ele pode ainda alcançar o mesmo fluxo magnético total necessário para esta área através uma densidade de fluxo magnético aumentada.

[0033] As figuras 4 e 5 mostram uma primeira forma de realização da invenção com uma porção de fundo alargada 52 do alojamento da bobina 42. As paredes anulares interna e externa 44 e 46 diminuem a densidade de fluxo magnético na porção de fundo 52 do alojamento da bobina 42, enquanto as áreas convencionalmente subsaturadas do corpo do rotor 16 alcançam uma densidade de fluxo magnético mais elevado do que nas configurações convencionais, que é uma indicação de que a saturação acaba de iniciar.

[0034] Nas formas de realização das Figs. 4 e 5, as paredes anulares 44 e 46 do alojamento da bobina 42 são compostas por três partes. Na porção de fundo 52 perto do fundo 48 do alojamento da bobina 42 das paredes anulares interna e externa 44 e 46 têm superfícies externas 56 e 58 que se estendem geralmente paralelas entre si. Em uma porção de topo 54 adjacente à extremidade aberta do alojamento da bobina 42, as superfícies externas 56 e 58 das paredes anulares interna e externa 44 e 46 também se estendem paralelamente umas às outras, contudo, a uma distância menor entre si do que na porção de fundo 52. Uma porção inclinada 60 conectando a porção de topo 54 e a porção de fundo 52 inclui um afilamento que cria uma transição entre a distância maior das superfícies externas 56 e 58 da porção de fundo 52 e a distância menor das superfícies externas 56 e 58 da porção de topo 54.

[0035] Uma vez que mais material pode ser removido do corpo do rotor 16 radialmente para dentro a partir do alojamento de bobina anular 42, isto é, no lado voltado para o veio de manivela 22, do que o afilamento radialmente para fora, o afilamento radialmente para dentro da parede anular interna 44 da bobina alojamento 42 na direção do fundo do alojamento da bobina 48 pode formar uma ponte de uma etapa radial maior em relação à distância entre o veio de manivela 22 do que o afilamento radialmente para fora na parede anular externa 46 do alojamento da bobina 42. Assim, mais material é adicionado à superfície externa 56 da parede anular interna 44 do alojamento da bobina 42 do que à superfície externa 58 da parede anular externa 46. Assim, a parede anular interna 44 do alojamento da bobina 42 exibe uma maior diferença na espessura entre a espessura Dl da porção de fundo 52 e a espessura D2 na extremidade aberta na porção de topo 54 do alojamento da bobina 42 do que a diferença entre a D3 espessura da parede anular externa 46 na porção de fundo 52 e a espessura D4 na porção de topo 54.

[0036] A geometria do alojamento da bobina 42 e da polia 18 pode ser manipulada em um modelo virtual até que a densidade de fluxo magnético seja mais uniformemente distribuída através da seção transversal do alojamento da bobina 42 e, potencialmente, mesmo através da seção transversal do corpo de rotor 16. Uma distribuição uniforme é provável que não seja atingível devido às limitações geométricas. Mas uma melhoria significativa em relação aos arranjos convencionais pode ser alcançada para maximizar a força de tração magnética. A força de tração maximizada permite uma configuração para reduzir a quantidade de fio magnético utilizado no conjunto de bobina 38, resultando em menores massa e custo. Possivelmente, um conjunto de bobina menor 38 pode ser utilizado, o que também reduz o tamanho do acondicionamento e reduz o comprimento total da polia 18, desse modo reduzindo ainda mais a quantidade de aço necessário para o conjunto de polia 14.

[0037] As Figuras 6 e 7 mostram variações da forma de realização das Figs. 4 e 5. Na Fig. 6, a porção inclinada 60 é movida para mais perto do fundo 48 do alojamento da bobina 42 de modo que a porção de topo 54 ocupe a maior parte das paredes anulares interna e externa 44 e 46. Por outro lado, na Fig. 7, a porção de topo 54 é encurtada, movendo a porção inclinada 60 para cima em relação à forma de realização das Figs. 4 e 5. As Fig. 6 e 7 ilustram os efeitos da variação da localização da porção inclinada 60 do alojamento de bobina 42 que se estende entre a porção de fundo alargada 52 e a porção de topo 54 que não foi alargada.

[0038] As Figs. 6 e 7 ilustram também a forma como a forma da cavidade toroidal 40 dentro do corpo de rotor 16 é adaptada à forma do alojamento da bobina 42 com afilamentos correspondentes na parede da cavidade toroidal 40. O afilamento pode ser adicionado nas superfícies internas das paredes anulares 44 e 46 do alojamento da bobina 42 para alargar a porção de fundo 52, mas a adição do material nesta área é limitada, devido ao tamanho do conjunto de bobina 38, que é feito de cobre ou de fio de alumínio.

[0039] Como mostrado na Fig. 8, uma forma alternativa de adição de material para a porção de fundo 52 do alojamento de bobina 42 envolve a adição de um afilamento transversal 62 para as superfícies externas das paredes anulares 44 e 46 do alojamento da bobina 42 ao longo de todo o comprimento axial das paredes anulares interna e externa 44 e 46 do alojamento da bobina 42. Este afilamento 62 se estende da porção inclinada 60 das formas de realização das Figs. 4 a 7 ao longo de todo o comprimento axial do alojamento da bobina 42. Como mencionado anteriormente, a adição da seção transversal de afilamento dentro do alojamento da bobina 42 tem um efeito colateral negativo de restringir o tamanho da bobina e, assim, a força magnetomotriz alcançável com uma bobina padrão no espaço restante. A cavidade toroidal 40 da polia 18 é correspondentemente afilada e se alarga na direção do fundo 48 do alojamento da bobina 42.

[0040] Como resultado, a maior distância entre as superfícies externas 56 e 58 das paredes interna e externa do alojamento da bobina 42 existe na porção de fundo 52 do alojamento da bobina 42, que é a porção axialmente mais próxima do fundo 48 do alojamento da bobina 42. Por outro lado, como nas Figuras 4-7, a menor distância entre estas duas superfícies externas 56 e 58 encontra-se perto da extremidade aberta do alojamento da bobina 42, axialmente oposta ao fundo 48 do alojamento de bobina 42.

[0041] Uma vez que mais material pode ser removido da polia 18 radialmente para dentro do alojamento de bobina anular 42 em relação ao eixo de rotação do que afilamento radialmente para fora, o afilamento radialmente para dentro 62 da parede anular interna 44 do alojamento da bobina 42 na direção do fundo do alojamento da bobina 48 pode formar um ângulo maior em relação ao eixo de rotação do que o afilamento radialmente para fora 62 na parede anular externa 46 do alojamento da bobina 42. Assim, como nos exemplos anteriores, a parede anular interna 44 da bobina alojamento 42 exibe uma maior diferença de espessura entre a porção de fundo 52 e a extremidade aberta do alojamento da bobina 42 do que a parede anular externa 46. Como mostrado na FIG. 8, por exemplo, o volume total do material adicionado pode ainda ser incorporado na parede anular interna 44, enquanto que na parede anular externa 46 tem uma forma praticamente cilíndrica. A cavidade toroidal 40 da polia 18 tem novamente uma forma complementar refletindo os afilamentos interno e externo 62 do alojamento da bobina 42. As formas melhoradas do alojamento da bobina 42 e da polia 18 equalizam a saturação magnética do arranjo mantendo ao mesmo tempo o espaço para o conjunto de bobina 38.

[0042] Nos desenhos, a polia 18 das Figs. 4 e 6-8 mostra as roldanas da polia 20 formadas em um disco em forma de anel que se estende radialmente do corpo do rotor 16 para as roldanas da polia 20. Em contraste, as Figs. 1, 2 e 5 mostram as roldanas 20 formadas diretamente sobre o corpo do rotor 16. Embora a separação radial das roldanas 20 a partir do corpo do rotor 16, como mostrado nas Figs. 4 e 6-8, pode afetar a densidade de fluxo magnético dentro do corpo de rotor 16, as razões previstas são aplicáveis a ambas as configurações e quaisquer outras configurações que proporcionam uma cavidade toroidal 40 acomodando o conjunto da bobina 38. Assim, as roldanas 20 podem ser dimensionadas para ter qualquer diâmetro desejado, enquanto que o alojamento da bobina 42 e da cavidade toroidal 40 pode ser melhorado através da aplicação das configurações de qualquer uma das Figs. 4-8 ou uma combinação de várias configurações. Por exemplo, as porções de topo e de fundo 54 e 52 das Figs. 4-7 poderíam ser afiladas, bem como mostradas na Fig. 8, e a porção inclinada 60 pode meramente ter uma inclinação mais acentuada do que a porção de topo 54 e a porção de fundo 52. Quaisquer outros contornos são viáveis a adicionar mais material para a porção de fundo 52 em relação à porção de topo 54.

[0043] Além disso, todas as formas de realização mostram que a parede anular interna 44 tem um comprimento axial maior do que a parede anular externa 46. Assim, a parede anular interna 44 se estende para mais perto da placa do induzido 34 do que a parede anular externa 46. Nos exemplos mostrados, esta geometria resulta em uma distribuição mais uniforme da densidade de fluxo magnético. Mas o comprimento axial das paredes anulares interna e externa 44 e 46 do alojamento da bobina 42 pode ser variado, por exemplo, em simulações posteriores, para otimizar o fluxo magnético.

[0044] O benefício do arranjo acima é uma exigência inferior do fio da bobina para alcançar a mesma força magnética que em configurações convencionais. Isso resulta em espaço de acondicionamento reduzido e custo reduzido do compressor 10 incorporando a nova configuração da embreagem. A redução da massa de cobre (ou alumínio) de aproximadamente de 20-35% pode ser alcançada em comparação com configurações convencionais.

[0045] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em conexão com apenas um número limitado de formas de realização, deve ser prontamente entendido que a invenção não está limitada a tais formas de realização descritas. Em vez disso, a invenção pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou arranjos equivalentes, até agora não descritos, mas que são compatíveis com o espírito e escopo da invenção. Além disso, enquanto que várias formas de realização da invenção tenham sido descritas, é para ser entendido que os aspectos da invenção podem incluir apenas alguns dos modos de realização descritos.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo de embreagem eletromagnética para um compressor (1), caracterizado pelo fato de compreender: um veio de manivela (22) com uma extremidade de veio interno (24) acomodada em um alojamento do compressor (12) e com uma extremidade de veio externo (26) se projetando axialmente para fora do alojamento do compressor (12); um conjunto de polia (14) tendo um corpo de rotor (16) e uma polia (18) fixamente anexada ao mesmo, o corpo do rotor (16) tendo uma cavidade toroidal acomodando um alojamento da bobina (42) e suportado rotativamente no alojamento do compressor (12) por um mancai de polia (30), em que o alojamento de bobina (42) inclui uma parede anular radialmente interna (44), uma parede anular radialmente externa (46), uma extremidade axialmente aberta voltada para a extremidade de veio interno (26), e uma fundo (48) se estendendo radialmente da parede anular radialmente interna (44) à parede anular radialmente externa (46) em uma extremidade axial do alojamento da bobina (42) próxima da extremidade de veio interno (24); e uma placa do induzido adjacente ao corpo de rotor (16) e conectada à extremidade de veio interno (26) em uma maneira axialmente deslocável de modo a girar com o veio de manivela; em que cada uma da parede anular interna (44) e da parede anular externa (46) do alojamento da bobina (42) tem uma superfície externa (56, 58), as superfícies externas (56, 58) tendo uma distância maior uma da outra, próximo ao fundo (48) do alojamento da bobina (42) do que próximo da extremidade axialmente aberta.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede anular interna (44) da bobina tem uma primeira espessura peto do fundo (48) do alojamento da bobina (42) e uma segunda espessura na extremidade axialmente aberta, e em que a parede anular externa (46) tem uma terceira espessura perto do fundo (48) do alojamento da bobina (42) e uma quarta espessura na extremidade axialmente aberta, em que a diferença entre a primeira espessura e a segunda espessura é maior do que a diferença entre a terceira espessura e a quarta espessura.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira espessura é maior do que a segunda espessura em 40% a 100%.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira espessura é maior do que a segunda espessura em 50% a 80%.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a terceira espessura é maior do que a quarta espessura em no máximo 50%.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a terceira espessura é maior do que a quarta espessura em 15% a 30%.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede anular interna (44) do alojamento da bobina (42) tem uma distância de topo a partir do veio de manivela na extremidade de topo (porção de topo 54) e uma distância de fundo do veio de manivela na extremidade de fundo (porção de fundo 52), em que uma porção inclinada (60) disposta entre a extremidade de topo e a extremidade de fundo forma um afilamento conectando as diferentes distâncias do veio de manivela (22).

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma porção de topo (54) adjacente à extremidade de topo da parede anular interna (44) e uma porção de fundo (52) adjacente à extremidade de fundo da parede anular interna (44) são cilíndricas.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede anular externa (46) do alojamento da bobina (42) inclui uma porção de fundo adjacente ao fundo do alojamento de bobina (42) e uma porção de topo adjacente à extremidade axialmente aberta, a porção de fundo e a porção topo tendo distâncias diferentes do veio de manivela, em que uma porção inclinada disposta entre a porção de topo e a porção de fundo forma um afilamento conectando as diferentes distâncias.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que uma porção de topo (54) adjacente à extremidade de topo da parede anular externa (46) e uma porção de fundo (52) adjacente à extremidade de fundo da parede anular externa (46) são cilíndricas.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede anular interna (44) tem um comprimento axial maior do que a parede anular externa (46).

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a polia (18) e o corpo do rotor (16) são formados como uma peça monolítica.