BR112012025811B1 - rotor para um motor elétrico - Google Patents

Abstract

rotor. a invenção refere-se a um rotor para um motor elétrico, em que o rotor compreende um corpo principal sobre o qual pelo menos uma superfície de suporte está formada, na qual pelo menos um elemento de ímã permanente está preso. de modo a prover um rotor para um motor elétrico no qual o pelo menos elemento de ímã permanente está economicamente preso no corpo principal em uma posição precisamente predeterminada, o corpo principal (10) está circundando parcialmente por uma luva de união (9) que tem paredes de câmara (15), em que as paredes de câmara (15), juntamente com as superfícies (13), formam pelo menos uma câmara (17) dentro da qual o pelo menos um elemento magnético de imã permanente (5) está disposto, em que a luva de união (9) fixa a posição do elemento de ímã permanente (5) na direção radial (19) sobre o corpo (10) e um elemento de travamento (8) é moldado por sobre o corpo principal (10), o dito elemento de travamento fechando o câmara (17), e por meio disto fixando a posição do elemento de ímã permanente (5) na direção axial (7) sobre o corpo principal (10).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ROTOR PARA UM MOTOR ELÉTRICO".

[001] A invenção refere-se a um rotor para um motor elétrico, o rotor tendo um corpo básico sobre o qual está formada pelo menos uma superfície de apoio, na qual pelo menos um elemento magnético permanente está preso. A invenção refere-se, mais ainda, a um método para produzir um rotor para um motor elétrico.

[002] Os rotores para motores elétricos do tipo inicialmente mencionado são conhecidos e são utilizados em muitos modos diferentes. Existem ao mesmo tempo diferentes modos para prender os elementos magnéticos permanentes no corpo básico do rotor. É conhecido, por exemplo da DE 10 2005 052 870 A1, injetar um plástico completamente ao redor dos elementos magnéticos permanentes e assim fixá-los no corpo básico. Neste, no entanto, é muito difícil manter os elementos magnéticos permanentes exatamente na posição durante a operação de moldagem por injeção. Como, na moldagem por injeção, o material de injeção é injetado em uma pressão muito alta, os elementos magnéticos permanentes podem ser deslocados em posição sobre o corpo básico durante a moldagem por injeção. Os elementos magnéticos permanentes podem também ser colados no corpo básico. Isto, no entanto, é um processo muito difícil e portando dispendioso o qual também frequentemente leva a resultados insuficientes.

[003] O objetivo da presente invenção, portanto, é especificar um rotor para um motor elétrico, no qual o pelo menos um elemento magnético permanente está preso no corpo básico economicamente e em uma posição exatamente predeterminada.

[004] Este objetivo é conseguido por meio das características da invenção.

[005] Como o corpo básico está circundado parcialmente por uma luva de união a qual tem paredes de câmara, as paredes de câ mara formando com a superfície de apoio pelo menos uma câmara dentro da qual o pelo menos um elemento magnético permanente está disposto, o pelo menos um elemento magnético permanente é preso muito exatamente na posição sobre as superfícies de apoio. Isto dá origem a um rotor muito bem balanceado o qual não tem nenhum desequilíbrio, mesmo quando operando em alta velocidade, e, portanto, sujeita o rolamento de rotor a somente uma ligeira carga. Isto contribui consideravelmente para a longa vida útil do motor elétrico. Como a luva de união fixa o elemento magnético permanente em posição sobre o corpo básico na direção radial, um deslocamento do elemento magnético permanente durante a moldagem por injeção e também após a produção do rotor é impedido na direção radial. Como um elemento de travamento está moldado por injeção por sobre o corpo básico e fecha a câmara e consequentemente fixa o elemento magnético permanente em posição sobre o rotor na direção axial, um rotor de alta qualidade para um motor elétrico pode ser produzido economicamente.

[006] Em um desenvolvimento, o corpo básico tem formado sobre este pelo menos um canal o qual estende na direção axial sobre o corpo básico inteiro e o qual separa duas superfícies de apoio uma da outra, uma parede de câmara da luva de união acoplando dentro do canal. O acoplamento da parede de câmara dentro do canal vantajosamente prende a luva de união contra torcedura sobre o corpo básico.

[007] Se o canal tiver um rebaixo e um elemento de âncora for formado sobre a parede de câmara, o elemento de âncora acoplando positivamente dentro do rebaixo, uma fixação altamente resistente e posicionalmente estável da luva de união no corpo básico é assegurada.

[008] Como o corpo básico tem formado sobre este uma multiplicidade de canais os quais separam uma multiplicidade de superfícies de apoio uma das outras, e a luva de união tem formadas sobre esta uma multiplicidade correspondente de paredes de câmara, cada segundo dos quais tem um elemento de âncora o qual acopla positivamente dentro do rebaixo do canal designado, por um lado, uma fixação altamente estável da luva de união e portanto dos elementos magnéticos permanentes sobre o corpo básico é conseguida e, por outro lado, canais incompletamente cheios no corpo básico permanecem através dos quais alguma da massa do material de injeção pode passar quando o elemento de travamento está sendo moldado por injeção, com o resultado que o elemento de travamento pode ser formado sobre ambas as faces de extremidade do corpo básico, mesmo se a massa de material de injeção for moldada por injeção por sobre somente uma face de extremidade. Durante a moldagem por injeção, a massa líquida de material de injeção é pressionada da face de extremidade moldada por injeção do corpo básico através dos canais incompletamente cheios no corpo básico por sobre o lado que fica oposto ao lado moldado por injeção do corpo básico. Neste caso, os canais incompletamente cheios antes da moldagem por injeção são também cheios completamente com a massa de material de injeção.

[009] Em um refinamento, o corpo básico é composto de um material magneticamente condutivo. Por exemplo, os materiais ferrometá-licos são adequados para este propósito, mas materiais compostos de partículas ferrometálicas ligadas em plástico podem também ser utilizados. O corpo básico composto de um material magneticamente con-dutivo aumenta a eficiência do motor elétrico e, portanto, também o seu desempenho. É especialmente vantajoso ao mesmo tempo se o corpo básico for composto de um feixe de peças de chapa metálica puncionadas.

[0010] O objetivo é conseguido, mais ainda, por meio de um método para produzir um rotor para um motor elétrico, o rotor tendo um corpo básico sobre o qual está formada pelo menos uma superfície de apoio. Pelo menos um elemento magnético permanente está preso na superfície de apoio e está seguro somente por meio de uma ferramenta de retenção, após o que uma luva de união com paredes de câmara é empurrada na direção axial sobre o corpo básico e o elemento magnético permanente. O elemento magnético permanente é, portanto então seguro pela luva de união e a ferramenta de retenção pode ser removida. Isto assegura que o elemento magnético permanente está fixo no corpo básico suficientemente na direção radial pela luva de união e a superfície de apoio. A luva de união é então empurrada completamente sobre o elemento magnético permanente e um elemento de travamento é moldado por injeção sobre o corpo básico pelo método de moldagem por injeção. O elemento de travamento faz com que o elemento magnético permanente seja fixo no corpo básico na direção axial. O método aqui descrito é muito simples e econômico, já que processos complicados, tal como colagem ou soldagem, podem ser dispensados inteiramente. A luva de união pode ser produzida em um processo de moldagem por injeção separado, antes da montagem do rotor, em um modo altamente econômico e com alta precisão. O método aqui apresentado para produzir um rotor é adequado especialmente para a produção totalmente automática do rotor. Isto economiza custos de produção e minimiza a taxa de erro.

[0011] Mais ainda, o objeto é conseguido por meio de um método para produzir um rotor para um motor elétrico, o rotor tendo um corpo básico sobre o qual está formada pelo menos uma superfície de apoio. Aqui, uma luva de união com paredes de câmara é empurrada na direção axial sobre o corpo básico, de modo que a superfície de apoio e as paredes de câmara formam pelo menos uma câmara. Um elemento magnético permanente é então empurrado para dentro desta câmara na direção axial, de modo que o elemento magnético permanente seja fixo no corpo básico suficientemente na direção radial pela luva de união e a superfície de apoio. Um elemento de travamento é então moldado por injeção por sobre o corpo básico pelo método de molda-gem por injeção e faz com que o elemento magnético permanente seja fixo no corpo básico na direção axial. Até as ferramentas de retenção para os elementos magnéticos permanentes podem ser dispensadas com este método. Este método para produzir um rotor é também especialmente adequado para a produção totalmente automática do rotor.

[0012] A invenção está abaixo explicada em mais detalhes por meio das figuras nas quais: [0013] Figura 1 mostra um motor elétrico, [0014] Figura 2 mostra a configuração do rotor, [0015] Figura 3 mostra o corpo básico, [0016] Figura 4 mostra os canais e rebaixos sobre o corpo básico, [0017] Figura 5 mostra a luva de união, [0018] Figura 6 mostra o rotor com o corpo básico metálico, [0019] Figura 7 mostra uma seção segmental através do rotor de acordo com a invenção, [0020] Figura 8 mostra individualmente o elemento de travamento obtido como um resultado da operação de moldagem por injeção.

[0021] A figura 1 mostra um motor elétrico 1 com um estator 2 e com um rotor 4. Este pode ser, por exemplo, um motor de relutância, como é conhecido. Bobinas 3 estão presas no estator 2 e podem ser sujeitas a uma corrente elétrica comutada por meio de que um campo alternado magnético pode ser gerado. O rotor 4 está montado rotativo sobre um eixo geométrico 6 e tem um corpo básico 10 e elementos magnéticos permanentes 5. Estes elementos magnéticos permanentes 5 são presos sobre o corpo básico 10 por uma luva de união 9 e um elemento de travamento 8. A seta indica a direção axial 7 na qual, por exemplo, a luva de união 9 pode ser empurrada por sobre o corpo básico 10. Os elementos magnéticos permanentes 5 são aqui em forma de paralelepípedo, isto sendo especialmente econômico. No entanto, estes podem também ser em forma de concha.

[0022] A configuração do rotor 4 está ilustrada em mais detalhes na figura 2. Uma multiplicidade de elementos magnéticos permanentes 5 os quais estão dispostos sobre a superfície externa cilíndrica do corpo básico 10 pode ser vista. Os elementos magnéticos permanentes 5 são aqui em forma de paralelepípedo. Os elementos magnéticos permanentes 5 presos no corpo básico 10 são fixos na direção radia 19 pela luva de união 9 e são fixos na direção axial pelo elemento de tra-vamento 8. Mais ainda, o eixo geométrico de rotação 6, ao redor do qual o rotor 4 gira quando este está instalado dentro do motor elétrico 1, pode ser visto.

[0023] A figura 3 mostra o corpo básico 10 o qual pode ser formado de um material ferrometálico. É especialmente vantajoso se o corpo básico 10 for formado de um feixe de chapas metálicas puncionadas. Mais ainda, é concebível formar o corpo básico de um plástico no qual partículas ferromagnéticas são misturadas. O corpo básico 10 tem formado sobre estes canais 11 os quais estendem na direção axial 7 sobre o corpo básico 10 inteiro. Um canal 11 em cada caso separa duas superfícies de apoio 13 uma da outra. Os canais 11 têm rebaixos 12. O corpo básico 10 aqui mostrado deve, para completar o rotor 4, ser equipado com os elementos magnéticos permanentes 5 os quais são fixos sobre as superfícies de apoio 13. Para este propósito, os elementos magnéticos permanentes 5 podem ser dispostos por sobre o corpo básico 10 durante o processo de fabricação como elementos magnéticos permanentes 5 já magnetizados ou como elementos magnéticos permanentes 5 não magnetizados. No caso de elementos magnéticos permanentes 5 os quais não estão ainda magnetizados, a magnetização dos elementos magnéticos permanentes 5 acontece após o rotor 4 ser completado.

[0024] A figura 4 mostra o corpo básico 10 com os elementos magnéticos permanentes 5 dispostos por sobre as superfícies de apoio 13. Os elementos magnéticos permanentes 5 estão neste exemplo presos na posição por sobre as superfícies de apoio 13 por ferramentas de retenção 14 até que a luva de união 9 seja guiada pelo menos parcialmente sobre o corpo básico 10 e os elementos magnéticos permanentes 5.Os canais 11 e os rebaixos 12 no corpo básico 10 podem ser vistos na figura 4. Mais ainda, uma face de extremidade 20 do corpo básico 10 está aqui ilustrada. A luva de união 9 ilustrada na figura 5 pode então ser empurrada na direção axial 7 sobre a configuração na figura 4. Neste caso, os elementos de âncora 16 sobre a luva de união 9 acoplam positivamente dentro dos rebaixos 12 sobre o corpo básico 10.

[0025] A figura 5 mostra a luva de união 9. A luva de união 9 pode ser produzida como um componente separado, por exemplo, pelo método de moldagem por injeção antes do rotor ser montado. Pode ser visto na figura 5 que o elemento de âncora 16 está formado sobre somente cada segunda parede de câmara 5 da luva de união 9. Como o mesmo número de canais 11 com rebaixos 12 está formado sobre o corpo básico 10 como existem paredes de câmara 15 disponíveis na luva de união 9, mas um elemento de âncora 16 está formado sobre somente cada segunda parede de câmara 15 da luva de união 9, cada segundo canal 18 no corpo básico 10 permanece parcialmente não cheio quando a luva de união 9 foi empurrada por sobre o corpo básico 10. Mais ainda, a figura 5 mostra as câmaras 17 as quais são formadas pelas paredes de câmara 15 e dentro das quais os elementos magnéticos permanentes 5 deslizam quando a luva de união 9 está sendo empurrada por sobre o corpo básico 10. Isto está ilustrado na figura 6.

[0026] A figura 6 mostra o rotor 4 com o corpo básico metálico 10 e com os elementos magnéticos permanentes 5 os quais ficam sobre as superfícies de apoio 13, a luva de união 9 sendo empurrada sobre os elementos magnéticos permanentes 5 e o corpo básico 10. O que pode ser visto é que somente cada segundo rebaixo 12 do corpo básico 10 está cheio com um elemento de âncora 16 da luva de união 9. Os canais 18 não cheios e seus rebaixos 12 mostram ser especialmente vantajosos quando o elemento de travamento 8 está sendo moldado por injeção. Isto está também posteriormente ilustrado. Pode ser notado que, além de cada segunda parede de câmara, cada ené-sima parede de câmara pode também estar provida com um elemento de âncora, por meio de que também somente cada enésimo canal é então cheio completamente até o rebaixo quando a luva de união 9 é empurrada por sobre o corpo básico 10 (fazendo n ser um número natural, n = 2, 3, 4, ...) Deve também ser notado que a ordem na qual os elementos magnéticos permanentes 5 estão presos nas superfície de apoio 13 pode também variar. Para este propósito, é possível empurrar a luva de união 9 por sobre o corpo básico 10 da figura 3 e somente então empurrar os elementos magnéticos permanentes 5 para dentro das câmaras 17 assim obtidas. Neste procedimento, é até possível evitar utilizar as ferramentas de retenção 14. Mais ainda, qualquer combinação dos dois procedimentos descritos pode ser prevista. Após o corpo básico 10 ter sido montado com os elementos magnéticos permanentes 5 e a luva de união 9 ser trazida para a sua posição sobre o corpo básico 10 e os elementos magnéticos permanentes 5, o elemento de travamento 8 é moldado por injeção sobre estes. É possível introduzir a estrutura de acordo com a figura 6 em uma matriz de moldagem por injeção e injetar uma massa de material de injeção contra o corpo básico 10 de somente uma face de extremidade 20 do últi mo, a massa de material de injeção então fluindo através das regiões livres dos canais 11 e dos rebaixos 12 por sobre a face de extremidade oposta 20 do corpo básico 10, o elemento de travamento 8 sendo formado sobre ambas as faces de extremidade 20 do corpo básico 10, assim impedindo completamente o movimento dos elementos magnéticos permanentes 5 na direção axial 7 quando o elemento de trava-mento está curado. Como, quando a massa de material de injeção flui através das regiões livres dos canais 11, almas 21 são formadas entre as duas regiões do elemento de travamento 8 as quais apoiam contra as faces de extremidade 20, uma fixação especialmente durável e de longa vida dos elementos magnéticos permanentes 5 sobre o corpo básico 10 é obtida.

[0027] Uma seção segmental através do rotor 4 de acordo com a invenção produzido deste modo está mostrada na figura 7. O corpo básico 10 com uma face de extremidade 20 pode ser visto mais uma vez. Os canais 11 com os rebaixos 12 podem ser vistos sobre o corpo básico 10. Cada canal 11 está cheio pelo menos parcialmente por uma parede de câmara 15. No entanto, casa segundo (ou cada enésimo) canal 11 está somente cheio até a metade, o rebaixo 12 sendo deixado livre. As paredes de câmara 15 acoplam positivamente com os elementos de âncora 16 dentro dos canais 12 completamente cheios. A massa de material de injeção do elemento de travamento 8 penetrou através dos canais incompletamente cheios, especificamente na região dos rebaixos 12, e foi possível que o elemento de travamento fosse formado tanto sobre a face moldada por injeção quanto sobre a face de extremidade oposta 20 do corpo básico 10. Esta formação superior e inferior do elemento de travamento 8 está conectada por meio das almas 21. Estas almas então estas próprias enchem os canais 18 previamente livres completamente e positivamente. O rotor aqui mostrado é extremamente econômico e este pode ser produzido totalmente au tomaticamente, mas ao mesmo tempo é extremamente estável no longo prazo, e o rotor 4 aqui ilustrado é extremamente bem balanceado por conta da disposição altamente precisa dos elementos magnéticos permanentes. Esta liberdade do rotor de desequilíbrio leva a uma vida útil especialmente longa do motor elétrico 1 equipado com este rotor de acordo com a invenção.

[0028] A figura 8 ilustra individualmente o elemento de travamento obtido como um resultado da operação de moldagem por injeção. O corpo básico 10 e os elementos magnéticos permanentes não estão aqui ilustrados. O elemento de travamento 8 tem um anel superior e um inferior os quais efetivamente impedem o deslocamento axial dos elementos magnéticos permanentes 5. Mais ainda, as almas 21 podem ser vistas as quais foram formadas entre os dois anéis enquanto o elemento de travamento 8 foi moldado por injeção sobre este. O elemento de travamento 8 foi de preferência moldado por injeção por sobre o corpo básico 10 de somente uma face de extremidade 20, mas é também concebível moldar por injeção o elemento de travamento 8 por sobre o corpo básico 10 de ambas as faces de extremidade 20.

REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1. Rotor (4) para um motor elétrico (1), o rotor (4) tendo um corpo básico (10) sobre o qual está formada pelo menos uma superfície de apoio (13), na qual pelo menos um elemento magnético permanente (5) está preso, sendo que o corpo básico (10) está circundado parcialmente por uma luva de união (9) a qual tem paredes de câmara (15), as paredes de câmara (15) formando com as superfícies de apoio (13) pelo menos uma câmara (17) dentro da qual o pelo menos um elemento magnético permanente (5) está disposto, a luva de união (9) fixando o elemento magnético permanente (5) em posição sobre o corpo básico (10) na direção radial (19), e um elemento de travamento (8) sendo moldado por injeção por sobre o corpo básico (10) e fechando a câmara (17) e consequentemente fixando o elemento magnético permanente (5) em posição sobre o corpo básico (10) na direção axial (7), caracterizado pelo fato de que o corpo básico (10) tem formado sobre este pelo menos um canal (11) o qual estende na direção axial (7) sobre o corpo básico (10) inteiro e o qual separa duas superfícies de apoio (13) uma da outra, uma parede de câmara (15) da luva de união (9) acoplando dentro do canal (11).

2. Rotor (4) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o canal (11) tem um rebaixo (12) e um elemento de âncora (16) está formado sobre a parede de câmara (15), o elemento de âncora (16) acoplando positivamente dentro do rebaixo (12).

3. Rotor (4) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o corpo básico (10) tem formado sobre este uma multiplicidade de canais (11) os quais separam uma multiplicidade de superfícies de apoio (13) uma das outras, e a luva de união (9) tem formadas sobre esta uma multiplicidade correspondente de paredes de câmara (15), cada segundo dos quais tem um elemento de âncora (16) o qual acopla positivamente dentro do rebaixo (12) de um canal (11) designado.

4. Rotor (4) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o corpo básico (10) é composto de um material magneticamente condutivo.

5. Rotor (4) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corpo básico (10) é composto de um feixe de peças de chapa metálica puncionadas.