BRMU8900640Y1 - alojamento para a eletrônica de comando de um motor de corrente contínua sem escovas - Google Patents

Abstract

alojamento para a eletrônica de comando de um motor de corrente continua sem escovas. o presente modelo refere-se a um alojamento (11) para a eletrônica de controle (2) de um motor de corrente continua sem escovas acoplado a uma bomba de combustível (9), sendo que o alojamento (11) contém um circuito integrado de controle (2) e é vedado em relação ao ambiente externo, onde o alojamento (11) é composto por um alojamento básico (10) de metal, constituída por uma base de metal (1) e uma cobertura metálica (5), sendo que ambas são unidas de modo estanque (7) uma com a outra em todo o seu perímetro externo e por uma sobremoldagem (8) onde se encontram contatos elétricos (4) para a bomba e contatos elétricos (3) para o chicote, o dito alojamento (11) está posicionado de modo destacável externamente à bomba de combustível (9).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Modelo de Utilidade para "ALOJAMENTO PARA A ELETRÔNICA DE COMANDO DE UM MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA SEM ESCOVAS". O presente modelo refere-se a um alojamento para a eletrônica de comando de um motor de corrente contínua sem escovas do tipo empregado usualmente para o acionamento de bombas de combustível em veículos.

Descrição do Estado da Técnica Em motores de corrente contínua com escovas, as escovas fazem o contato mecânico com um jogo de contatos elétricos no rotor, chamado de comutador, formando um circuito elétrico entre a fonte elétrica de corrente contínua e os enrolamentos do induzido. Durante a rotação do induzido as escovas estacionárias entram em contato com diferentes seções do comutador rotativo. O comutador e as escovas formam, assim, um conjunto de contatos elétricos, acionados em seqõência, de modo que a corrente elétrica sempre flua através dos enrolamentos do induzido que estão próximos do estator. O contato mecânico das escovas com o comutador provoca ao longo do tempo o desgaste das mesmas, o que eventualmente resulta em falhas e necessidade de manutenção.

Nos motores de corrente contínua sem escovas o induzido realiza a função do estator, ou seja, não se move e nesta forma de acionamento do conjunto motor-bomba o rotor possui a função de gerar o campo magnético. O conjunto elétrico comutador-escovas é substituído no motor sem escovas por um controlador eletrônico que realiza a comutação da corrente elétrica.

Bombas de combustível para veículos empregam ainda em sua grande maioria motores de corrente contínua com escovas. Estes dispositivos possuem um baixo custo de aquisição, mas em contrapartida apresentam, como mencionado acima, uma manutenção elevada e um número de falhas considerável. A indústria automobilística, buscando alternativas para diminuir tais problemas, optou recentemente por motores de corrente contínua sem escovas para as bombas de combustível.

Surgiu, contudo, a problemática de onde posicionar a eletrônica de controle do motor de corrente contínua sem escovas.

Como exemplos do estado da técnica podemos citar os documentos US 6,042,349 e US 2005/0212367 A1. No caso do documento US 6,042,349, a figura 1 mostra o alojamento 22 dentro do conjunto motor-bomba. No documento US 2005/0212367 A1, a eletrônica de controle foi posicionada dentro do motor em um alojamento separado, como pode ser visto no item 16 da figura 2. Essa configuração de um alojamento para a eletrônica de controle dentro do conjunto motor-bomba, traz como grande desvantagem o fato de ser de difícil acesso para o caso de uma substituição e/ou manutenção de algum componente da eletrônica. Qualquer serviço exige a desmontagem completa do motor e/ou da bomba, sendo necessária a substituição do conjunto como um todo.

Outra solução do estado da técnica é apresentada no documento US 2008/0053412 A1. Nesse documento pode ser visto um conjunto de bomba para combustível com um dispositivo de controle do motor da bomba posicionado em um alojamento no flange do tanque de combustível, como pode ser observado na figura 1, item 82. A desvantagem de se posicionar o alojamento da eletrônica de comando do motor integrado de modo fixo no flange do tanque é a de que o flange tem que ser desmontado integralmente para o acesso ao dispositivo de controle do motor, sendo necessária a substituição do conjunto completo ao invés da troca dos componentes com mau ou sem funcionamento, além de limitar a flexibilidade do fornecedor do conjunto da bomba de combustível a um determinado tipo de flange, que usualmente é especificado pela montadora de veículos. Na indústria automobilística existe grande restrição ao espaço disponível para o flange do tanque de combustível, visto que este, na maioria das vezes, se encontra montado sob o banco traseiro do veículo.

Existe, portanto, o problema do estado da técnica a ser solucionado de se criar um alojamento para a eletrônica de comando de motores sem escovas de bomba de combustível, que seja de fácil acesso para fins de montagem e manutenção, além de permitir uma grande flexibilidade ao fabricante do conjunto motor-bomba em relação às suas interfaces no veículo, ou seja, o flange do tanque e o chicote elétrico de conexão.

Breve Descrição do Modelo O presente modelo soluciona os problemas do estado da técnica mencionados anteriormente através de um alojamento para a eletrônica de comando de um motor sem escovas para uma bomba de combustível, que é posicionado de modo destacável externamente ao conjunto motor-bomba e montado por engate sobre o mesmo. O alojamento básico é feito de duas peças de metal soldadas, dentro das quais se posiciona o circuito eletrônico integrado de controle, sendo que apresenta ainda vedações de anéis de vidro para os contatos elétricos que se direcionam para fora da base de metal, sendo, portanto, completamente resistente e impermeável ao combustível no qual se encontra imerso. O alojamento básico de metal após a montagem recebe juntamente com os contatos elétricos uma sobremoldagem em plástico para facilitar a sua montagem de modo destacável, que ocorre por engate e/ou encaixe, na parte externa no conjunto motor-bomba. Com tal posicionamento do alojamento dentro do tanque, ou seja, de modo destacável e externamente ao conjunto motor-bomba, o flange do tanque de combustível pode apresentar qualquer formato, não havendo, assim, qualquer necessidade de alteração do projeto do mesmo por parte do fabricante do automóvel. Soluciona-se, assim, também o problema do fácil acesso para a montagem e/ou manutenção da eletrônica de comando, permitindo a substituição somente dos componentes com funcionamento defeituoso ou sem funcionamento e não do conjunto completo.

Breve Descrição dos Desenhos O presente modelo será, a seguir, mais detalhadamente descrito com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram: figura 1 - é uma vista em perspectiva anterior da placa base de metal com o circuito integrado de controle: figura 2 - é uma vista em perspectiva posterior da placa base de metal com o circuito integrado de controle; figura 3 - é uma vista anterior do alojamento básico de metal;

Figura 4 - é um corte transversal do alojamento básico de metal; figura 5 - é uma vista anterior do alojamento para a eletrônica de controle; figura 6 - é uma vista lateral do alojamento para a eletrônica de controle; figura 7 - é uma vista em perspectiva inferior do alojamento para a eletrônica de controle; e figura 8 - é uma vista lateral mostrando o alojamento para a eletrônica de controle montada sobre a bomba de combustível.

Descrição Detalhada das Figuras Como pode ser visto a partir da figura 1, a eletrônica de controle do motor elétrico sem escovas de uma bomba de combustível 9 para veículos apresenta uma placa de circuito impresso 2. Esta placa de circuito impresso 2 é montada sobre uma base de metal 1, sendo que os contatos elétricos que se conectam com o chicote elétrico recebem o número de referência 3 e os contatos elétricos que se conectam com os contatos da bomba 9 recebem o número de referência 4.

Na figura 2 pode ser vista a base de metal 1 em uma vista em perspectiva posterior, que mostra os contatos elétricos 3 e 4. Estes são, por sua vez, vedados por meio de anéis de vidro 6. Essa vedação 6 impede que o combustível presente no tanque em forma líquida ou em vapor penetre dentro do alojamento básico 10 danificando a eletrônica de controle 2. A figura 3 mostra a cobertura metálica 5 posicionada sobre a base de metal 1 formando assim o alojamento básico 10. O emprego de metal para esse alojamento básico 10, como por exemplo, aço inoxidável estampado para a cobertura 5 e aço de construção mecânica com revestimento de níquel ou estanho para a base de metal 1, tem a função de impedir que qualquer líquido ou vapor alcance a placa de circuito integrado de controle 2.

Com a vedação estanque do alojamento básico 10 evita-se a entrada de combustível no mesmo em função da total ausência de permeabilidade ao combustível do metal empregado.

Como é sabido, os materiais plásticos apresentam permeabilidade aos combustíveis (inchamento), tornando-se, portanto, materiais não-apropriados para garantir a estanqueidade do alojamento básico 10 quando montado dentro do tanque de combustível de um veículo.

Em um corte transversal mostrado na figura 4 pode ser visto o alojamento básico 10 de metal. A cobertura metálica 5 é unida em toda a sua periferia na base de metal 1 por meio de uma união estanque 7, como por exemplo, soldagem elétrica, dobramento por conformação mecânica, etc., de maneira a selar/vedar completamente o alojamento básico 10. As vedações em forma de anel de vidro 6, como, por exemplo, do tipo Eletro-vac, como já explicitado, garantem a estanqueidade do alojamento básico 10 na saída das conexões elétricas 3 e 4. O vidro foi escolhido para vedação também devido a sua característica de total ausência de permeabilidade ao combustível.

Com o alojamento básico 10 montado é realizada a soldagem dos contatos elétricos 4 em conectores, que podem ser, por exemplo, de FeNi revestidos. A união dos contatos 3 com o chicote elétrico do módulo da bomba de combustível é realizada também nesse estágio, ou seja, antes da sobremoldagem com material plástico.

Como pode ser visto nas figuras de 5 a 7 o alojamento 11 é constituído pelo alojamento básico 10, sobremoldagem de material plástico 8 e os conectores dos contatos 4 e contatos 3. Esta sobremoldagem 8 possui na extremidade inferior, ou seja, onde será engatada e/ou encaixada nos conectores da bomba, um formato característico para facilitar a montagem dos conectores dos contatos elétricos 4, além do mesmo fornecer um apoio com maior estabilidade para o alojamento 11 sobre a bomba 9. A sobremoldagem 8 por sua vez, confere ao conjunto formado pelo alojamento básico 10 e os conectores dos contatos 4 e contatos 3, a condição de um componente único, que será responsável pela comutação da energia elétrica fornecida pela bateria ao motor. Esta sobremoldagem 8 pode ser realizada com plásticos de alta resistência química, tais como os plásticos de polifenileno (PPS), polioximetileno (POM) ou poliamida (PA). O conjunto do alojamento 11, formado pelo alojamento básico 10, conectores 4 e 3 e sobremoldagem 8, compõe, como dito acima, uma unidade, que pode ser facilmente manuseada, tal como um chicote elétrico, seja durante a montagem seja numa manutenção. A figura 5 apresenta uma vista anterior do alojamento 11, mostrando a sobremoldagem 8 ao redor da cobertura de metal 5. Já na figura 6, pode-se visualizar uma vista lateral do alojamento 11, a sobremoldagem 8 e os conectores dos contatos 4 e 3. A figura 7 por sua vez mostra uma vista em perspectiva inferior do alojamento 11 com a sobremoldagem 8 e os conectores dos contatos 4 e 3. O alojamento 11 é finalmente engatado e/ou encaixado nos contatos da bomba 9, como mostra a figura 8. O posicionamento do alojamento 11 de modo destacável e externo à bomba 9 permite uma boa dissipação da energia térmica gerada pelo circuito integrado de controle 2 para o líquido do combustível no qual o alojamento 11 encontra-se imerso, além de fornecer flexibilidade na manutenção no caso de funcionamento defeituoso ou não-funcionamento, com relação à substituição somente dos componentes com defeito tornando menor os custos com a manutenção . A compatibilidade eletromagnética do alojamento 11, ou seja, a limitação de interferência eletromagnética e a correta operação de diversos componentes eletromagnéticos no mesmo ambiente, também é dada em função do seu posicionamento em relação ao conjunto motor-bomba, de seu projeto construtivo e dos materiais empregados.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Alojamento para a eletrônica de controle de um motor de corrente contínua sem escovas acoplado a uma bomba de combustível (9), sendo que o alojamento (11) contém um circuito integrado de controle (2) e é vedado em relação ao ambiente externo, caracterizado pelo fato de que o alojamento (11) é composto por um alojamento básico (10) de metal, constituído por uma base de metal (1) e uma cobertura metálica (5), sendo que ambas são unidas de modo estanque (7) uma com a outra em todo o seu perímetro externo, por contatos elétricos (4) para a bomba, por contatos elétricos (3) para o chicote e por uma sobremoldagem (8), o dito alojamento (11) estando posicionado de modo destacável externamente à bomba de combustível (9).

2. Alojamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a união (7) entre a base de metal (1) e a cobertura metálica (5) do alojamento básico (10) é realizada por soldagem.

3. Alojamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a união (7) entre a base de metal (1) e a cobertura metálica (5) do alojamento básico (10) é realizada por dobramento.

4. Alojamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os contatos elétricos (3, 4) são vedados em relação ao ambiente por anéis de vidro (6).

5. Alojamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento (11) é engatado e/ou encaixado nos contatos da bomba (9).

6. Alojamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento básico (10) de metal é constituído por uma base de metal (1) de aço de construção mecânica revestida de níquel ou estanho e uma cobertura metálica (5) de aço inoxidável estampado.

7. Alojamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os contatos elétricos (4) são soldados a conectores de FeNi revestidos.

8. Alojamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sobremoldagem (8) é feita com plástico com alta resistência química.

9. Alojamento de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o plástico pode ser sulfeto de polifenileno (PPS), polioxime-tileno (POM) ou poliamida (PA).