ES2216294T3

ES2216294T3 - Motor electrico con un inducido giratorio.

Info

Publication number: ES2216294T3
Application number: ES98931936T
Authority: ES
Inventors: Bernhard Rupp; Gerd Knopfel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2004-10-16
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: DE59810791D1; EP0925630A1; EP0925630B1; JP2000517157A; DE19726200A1; WO1998059403A1; KR20000068140A

Abstract

LOS MOTORES ELECTRICOS CONOCIDOS TIENEN INDUCIDOS ROTATIVOS CON EJES DE INDUCIDOS Y CASQUILLOS DE COJINETE DE BAJA FRICCION, QUE SON UTILIZADOS PARA SOPORTAR EL INDUCIDO ROTATIVO SOBRE UN LADO. LOS CASQUILLOS DE COJINETE DE BAJA FRICCION SON ELABORADOS COMUNMENTE SOBRE LA BASE DE POLVO DE ACERO SINTERIZADO Y SON PRESIONADOS DENTRO DE LOS ORIFICIOS DE RECEPCION DE COMPONENTES ESTACIONARIOS, QUE PUEDEN SER ELABORADOS, POR EJEMPLO, BASANDOSE EN ALUMINIO, MAGNESIO O ZINC Y POR CONSIGUIENTE MUESTRAN EXPANSION TERMICA MAYOR CUANDO LOS MOTORES ELECTRICOS ESTAN EN OPERACION DE FORMA OPUESTA A LOS CASQUILLOS DE COJINETE DE BAJA FRICCION. ESTO PUEDE GUIAR A UN AFLOJADO DEL AJUSTE DE PRESIONADO DESVENTAJOSO, DE TAL FORMA QUE NO PUEDAN DESECHARSE DISTORSIONES TORSIONALES DE LOS CASQUILLOS DE COJINETE DE BAJA FRICCION EN SU CONJUNTO. PARA EVITAR ESTO, LA INVENCION HA PREVISTO QUE LOS CASQUILLOS DE COJINETE DE BAJA FRICCION ESTEN PERFILADOS HACIA AFUERA SEGUN UN PERFIL DE MOLETEADO CON NERVIOS (11) Y QUESE ELIJA EL DIAMETRO DEL ORIFICIO DE RECEPCION DE TAL FORMA QUE PUEDA AJUSTARSE AL PERFIL (10), DE MODO QUE LOS NERVIOS (11) FORMAN RANURAS LONGITUDINALES DE CAVIDAD EN EL COMPONENTE (8) QUE LO RODEA, CUANDO SON PRESIONADOS LOS CASQUILLOS (5) DE COJINETE DE BAJA FRICCION, PERMITIENDO QUE LOS ELEMENTOS DISPONGAN DE UN INTERBLOQUEO DE SEGURIDAD, QUE PREVIENE LA DISTORSION TORSIONAL APAREZCA EN LA DIRECCION PERIMETRICA DE LOS CASQUILLOS SOPORTE DE BAJA FRICCION. LA INVENCION PUEDE, POR EJEMPLO, SER UTILIZADA EN SOPLADORES PARA VENTILACION DE COMPARTIMENTOS DE PASAJEROS O PARA ATEMPERADO DE SENSORES DE TEMPERATURA, ESPECIALMENTE REGULADORES DE AIRE ACONDICIONADO EN TALES COMPARTIMENTOS DE PASAJEROS.

Description

Motor eléctrico con un inducido giratorio.

Estado de la técnica

La invención se basa en un motor eléctrico del género expuesto en la reivindicación principal.

Mediante el documento US 5,237,231 se conoce un motor eléctrico con un inducido giratorio y con un colector y un eje del inducido, estando montado el eje del inducido por medio de dos cojinetes deslizantes, entre los que se encuentran el inducido giratorio y el colector. Los cojinetes deslizantes contienen casquillos de cojinetes deslizantes, que presentan exteriormente superficies esféricas y rebajos que parten de las superficies esféricas casi radialmente hacia dentro, y los cojinetes de cuchillo que alojan con movimiento basculante los casquillos de cojinetes deslizantes y están conformados con chapa, de los que parten lengüetas que encajan en los rebajos de los casquillos de cojinetes deslizantes con movimiento basculante y protegen los casquillos cojinetes deslizantes contra giros. Puede reconocerse que los cojinetes deslizantes sólo pueden ensamblarse cuando los rebajos se llevan hasta las lengüetas en una alineación giratoria adecuada con relación a las lengüetas. Esto hace que un montaje manual sea caro o dificulte un montaje mecánico.

Mediante los documentos EP 164 827 A3, DE 38 21 557 C1 y DE 38 23 477 A1 se conocen motores eléctricos, cuyos inducidos giratorios están montados por un lado por medio de ejes de inducido y casquillos de cojinetes deslizantes. Estos casquillos de cojinetes deslizante protegen los ejes de inducido y con ello los inducidos giratorios contra basculamiento y están configurados por fuera cilíndricamente y normalmente, mediante uniones por fricción creadas por inserción a presión en el interior de taladros de alojamiento cilíndricos de piezas constructivas en reposo o suspendidas elásticamente, están protegidos al menos contra giros. Con frecuencia estos casquillos de cojinetes deslizantes están comprimidos y sinterizados a partir de polvo de acero. Las piezas constructivas en reposo o suspendidas elásticamente están fabricadas por ejemplo con aluminio, magnesio o cinc y presentan durante el funcionamiento del respectivo motor eléctrico, como consecuencia de calentamiento, extensiones casi el doble de grandes que los casquillos de cojinetes deslizantes fabricados con preferencia de polvo de acero. Estas diferentes extensiones conducen a la reducción de fuerzas de unión por fricción entre los casquillos de cojinetes deslizantes y las piezas constructivas que los alojan. Por ello en especial cuando asciendan mucho las temperaturas de los casquillos de cojinetes deslizantes, puede existir el riesgo que los ejes de inducido hagan girar los casquillos de cojinetes deslizantes. La reducción de las fuerzas de unión por fricción es también desventajosa si los casquillos de cojinetes deslizantes no están protegidos contra desplazamiento axial mediante medidas constructivas. Un medio constructivo conocido es la disposición de un reborde radial sobre el casquillo del cojinete deslizante.

Mediante el documento DE 24 11 907 A se conoce un motor eléctrico con un inducido giratorio, con un eje del inducido, con una pareja de casquillos de cojinetes deslizantes en los que está montado el eje del inducido, y con una pieza constructiva dispuesta con protección contra giros, que presenta un taladro de alojamiento en el que están instalados los casquillos de cojinetes deslizantes, presentando los casquillos de cojinetes deslizantes, en cada caso en toda su longitud, un perfil configurado a modo de un moleteado, siendo el diámetro del taladro de alojamiento en la pieza constructiva de alojamiento menor que un diámetro circular envolvente exterior del perfil, y siendo el material de la pieza constructiva que presenta el taladro de alojamiento más blando que el material del casquillo del cojinete deslizante. Durante la inserción a presión en el taladro de alojamiento se entierran los perfiles en el material de la pieza constructiva de alojamiento, con la ventaja de que se evitan en gran medida estrechamientos radiales de los casquillos de cojinetes deslizantes durante la inserción a presión y, de este modo, los casquillos de cojinetes deslizantes en el interior no sufren ningún estrechamiento digno de mención. Aquí también es ventajoso, si los casquillos de cojinetes deslizantes se componen de metal sinterizado, que las particularidades interiores porosas de los casquillos de cojinetes deslizantes permanezcan iguales incluso durante la inserción a presión, lo que tiene un efecto positivo en cuanto a la auto-lubricación. Puede considerarse un inconveniente el hecho de que los casquillos de cojinetes deslizantes y las piezas constructivas que alojan los mismos no siempre se entreguen con las mismas durezas y, por ello, compresiones radiales de los casquillos de cojinetes deslizantes puedan tener diferentes efectos negativos durante la inserción a presión.

Ventajas de la invención

El motor eléctrico conforme a la invención con las particularidades características de la reivindicación 1 tiene, además de una protección contra giros del casquillo del cojinete deslizante a causa de unión positiva de forma, de forma económica, mediante inserción a presión de la región perfilada del casquillo del cojinete deslizante en el taladro de alojamiento en principio cilíndrico de la pieza constructiva de alojamiento, las ventajas de que se limita un estrechamiento del casquillo del cojinete sobre una región entre dos superficies del casquillo del cojinete y, en consecuencia, se actúa mejor en contra de un estrechamiento de diámetro indeseado de las superficies del casquillo del cojinete y se evitan en gran medida errores de alineación de las dos superficies del casquillo del cojinete, ya que están reunidas en una pieza constructiva. Con ello el casquillo del cojinete deslizante puede introducirse fácilmente antes de la inserción a presión en el principio del taladro de alojamiento y, con ello, es indiferente cuál de los dos extremos del casquillo del cojinete deslizante se introduce en el taladro de alojamiento antes del proceso de inserción a presión. De este modo se favorece el montaje y se evita una costosa instalación inversora, con la que dado el caso habría que invertir 180º un casquillo del cojinete deslizante de este tipo.

Las particularidades características de la reivindicación 2 producen la ventaja de que un taladro de alojamiento, perfilado solamente en una parte de su longitud, forma un tope axial que actúa en contra de una cara frontal del perfil y de este modo, de forma económica, fija axialmente en una dirección el casquillo del cojinete deslizante.

Las particularidades características de la reivindicación 3 producen la ventaja de que, de forma económica, se verifica un segundo tope axial para el casquillo del cojinete deslizante, exclusivamente al deformarse el material de la pieza constructiva que aloja el casquillo del cojinete deslizante.

Las particularidades características de la reivindicación 4 producen la ventaja de que el segmento longitudinal, que ocupa el perfil, sirve de depósito adicional de lubricante.

Dibujo

En el dibujo se ha representado un ejemplo de ejecución del motor eléctrico conforme a la invención, y se describe a continuación con más detalle. Aquí muestran la figura 1 una vista fragmentaria del motor eléctrico conforme a la invención en corte longitudinal y la figura 2 un corte transversal a mayor escala, que está subordinado al corte longitudinal conforme a la figura 1.

Descripción del ejemplo de ejecución

El motor eléctrico 2 conforme a la invención representado parcialmente en la figura 1 tiene un inducido giratorio 3 representado parcialmente, un eje del inducido 4, un casquillo del cojinete deslizante 5 con un primer extremo o principio 6 y un segundo extremo 7, y una pieza constructiva 8 con un taladro de alojamiento 9. Aparte de esto, el motor eléctrico 2 presenta otros elementos constructivos que no vienen aquí al caso en el marco de la invención, pudiéndose elegir estas piezas constructivas por ejemplo del amplio estado de la técnica.

El casquillo del cojinete deslizante 5 presenta una longitud A medida sobre sus dos extremos 6 y 7. Un segmento longitudinal B del casquillo del cojinete deslizante 5 presenta sobre el perímetro un perfil 10, que está configurado a modo de moleteado y se compone igualmente de un número de nervios 11, distribuidos sobre el perímetro y con ello alineados en paralelo al eje del casquillo del cojinete deslizante 5. Con ello queda a elección del técnico de fabricación con qué procedimiento producir estos nervios 11 o todo el perfil 10. Eligiendo una distancia C, por ejemplo desde el segundo extremo 7, puede conseguirse una alineación simétrica del perfil 10 entre los dos extremos 6 y 7. Por ejemplo el perfil 10 tiene comienzos del corte cónicos por los dos extremos con una longitud D. Asimismo el casquillo del cojinete deslizante 5 presenta interiormente dos superficies cilíndricas del cojinete deslizante 13 y 14, con un diámetro que está subordinado al diámetro nominal del eje del inducido 4. Para ello el técnico elige para pivotamientos un juego de cojinete entre el eje del inducido 4 y las superficies deslizantes cilíndricas 13 y 14.

De forma perteneciente a la invención, las superficies cilíndricas del cojinete deslizante presentan en la dirección longitudinal del casquillo del cojinete deslizante 5 longitudes E, que con preferencia son más cortas que la dimensión C. Entre las superficies del cojinete deslizante 13 y 14, el casquillo del cojinete deslizante 5 presenta un diámetro F que, durante la fabricación del casquillo del cojinete deslizante 5, se elige una dimensión mínima mayor que el diámetro de las superficies cilíndricas del cojinete deslizante 13 y 14.

El perfil 10 con sus nervios 11 se ha representado aumentado en la figura 2, que representa una sección transversal a través del casquillo del cojinete deslizante 5. Puede reconocerse que puede pensarse en un círculo envolvente colocado alrededor de los nervios 11, con un determinado diámetro nominal, En la figura 2 también se ha representado que se han incrustado segmentos de altura de los nervios 11 en la pieza constructiva exterior 8. Esta incrustación se verifica, durante la incrustación del casquillo del cojinete deslizante 5, en la dirección de la flecha 5 representada en la figura 1. Para esto el material del casquillo del cojinete deslizante 5 presenta una mayor resistencia que el material de la pieza constructiva 8 circundante. Esto es por ejemplo el caso cuando el casquillo del cojinete deslizante 5 se configura como una pieza constructiva sinterizada a partir de polvo de acero y la pieza constructiva 8 exterior se fabrica, a elección, por ejemplo con aluminio o magnesio en un procedimiento de fundición a presión. Como puede verse además en la figura 2, el diámetro del taladro de alojamiento 9 se acuerda de tal manera con respecto al círculo envolvente citado alrededor de los nervios 11, que los huecos entre los nervios 11 sólo se rellenan parcialmente con el material de la pieza constructiva circundante 8. En cualquier caso se presta atención a que, por el exterior del segmento longitudinal B que ocupa el perfil 10, el casquillo del cojinete deslizante 5 presente diámetros 16, de los que uno puede reconocerse en la figura 1 y en la imagen en corte conforme a la figura 2 está reproducido como un círculo a trazos detrás del perfil 10 y, con ello, puede reconocerse radialmente en el interior de un círculo envolvente, con el que limitan las zonas más profundas de huecos entre los nervios.

En el ejemplo conforme a la figura 1, el taladro de alojamiento 9 presenta una longitud que se corresponde con la suma obtenida de la dimensión B del perfil 10 y otra dimensión B del perfil 10. Conforme a esto, un segmento longitudinal con la dimensión G del taladro de alojamiento 9 no posee las depresiones descritas, que se generan durante la inserción a presión mediante los nervios 11 del perfil 10. También puede reconocerse que, en la región del corte D, material de la pieza constructiva circundante 8 forma un tope para el casquillo del cojinete deslizante 5, de tal manera que éste, en el caso de una carga axial que se produce en funcionamiento, se fija en su posición en la dirección de inserción a presión 15, sin que se necesite un elemento constructivo adicional como un seguro de anillo de alambre o similar.

De forma igualmente perteneciente a la invención se presta atención a un tope que actúe en sentido opuesto, por medio de que apretando al menos una entalladura 17 en forma de V se desplaza material de la pieza constructiva circundante 8 fundamentalmente en dirección radial, en contra de al menos el perfil 10. Como se ha indicado anteriormente, puede preverse al menos una entalladura 17 o sin embargo puede preverse una entalladura circundante, que está cerrada a modo de anillo y puede fabricarse por medio de una herramienta tubular fundamental, que desemboca en una especie de cuchilla anular.

El inducido giratorio 3 puede estar fijado sobre el eje del inducido 4 en la forma que se desee. Por ejemplo, entre el inducido giratorio 3 y el principio 6 del casquillo del cojinete deslizante 5 puede estar dispuesta una arandela anular 18 endurecida. Por medio el casquillo del cojinete deslizante 5 puede usarse como un cojinete deslizante axial en contacto con el extremo 6. De igual forma también puede estar prevista en el extremo 7 una arandela anular 19, que circunde el eje del inducido 4 y esté protegida contra un deslizamiento hacia del eje del inducido 4 por medio de un anillo de garras 20. El anillo de garras engrana por ejemplo con un segmento terminal 21, que tiene un menor diámetro que el eje del inducido 4 y con preferencia también un estado más blando que el eje del inducido 4 que, con el fin de reducir el desgaste, presenta por ejemplo una superficie endurecida. La arandela anular 19 fijada axialmente por el anillo de garras 20 y el extremo 7 del casquillo del cojinete deslizante 5 forman un segundo cojinete deslizante axial. En la región de una transición 22 entre el diámetro del eje del inducido 4 y el diámetro del eje del inducido 4, menor con relación al mismo, puede estar dispuesto un anillo distanciador 23. Este anillo distanciador 23 hace posible estampar la arandela anular 19 por ejemplo a partir de chapa con temple de muelle.

Puede verse que el perfil 10, gracias a sus nervios 11, forma una protección contra giros de tipo unión positiva de forma con relación a la pieza constructiva 8 circundante, para los momentos como los que se producen a causa de fricción del cojinete del eje del inducido 4 giratorio a lo largo de las superficies cilíndricas del cojinete deslizante 13 y 14. También puede verse que las fuerzas longitudinales que pueden transmitirse a través de las arandelas anulares 18 y 19 al casquillo del cojinete deslizante 5 son absorbidas, por un lado de forma adyacente al segmento longitudinal C del taladro de alojamiento 9 que ha permanecido sin deformar y, por otro lado, mediante un retacado generado a causa de la aplicación de las entalladuras 17.

Como se ha citado ya al comienzo de la descripción del ejemplo, se ha prescindido de otros detalles constructivos del motor eléctrico. De forma complementaria sólo se hace hincapié en que, por ejemplo a continuación del inducido giratorio representado sólo en parte, puede estar instalado un rodete del ventilador. Según el tamaño del rodete del ventilador, éste puede ser por ejemplo un soplador del ventilador para una cabina de pasajeros de un vehículo de motor o, sin embargo, puede ser un rodete del ventilador que, como se hace patente en el documento DE 38 23 447 A1, genera una corriente de aire para transmitir la temperatura de la corriente de aire a un sensor de temperatura, que forma parte de una instalación reguladora de temperatura. Esta instalación reguladora de temperatura puede formar parte a su vez, por ejemplo, de una instalación de aire acondicionado de un vehículo de motor.

En los dos ejemplos de aplicación descritos el casquillo del cojinete deslizante 5 tendrá diferentes dimensiones. En cualquier caso las dimensiones serán en su mayoría menores que lo que se ha representado en la figura 1. La figura 1 y en especial la figura 2 representan por lo tanto aumentos fundamentales, con base en los cuales pueden verse con suficiente claridad las particularidades conforme a la invención.

Claims

1. Motor eléctrico (2) con un inducido giratorio (3), con un eje del inducido (4), con al menos un casquillo del cojinete deslizante (13, 14) en el que está montado el eje del inducido (4), y con una pieza constructiva (8) dispuesta con protección contra giros, que presenta un taladro de alojamiento (9) en el que está insertado a presión el casquillo del cojinete deslizante, presentando el casquillo del cojinete deslizante (5) exteriormente, al menos en una parte (B) de su longitud (A), un perfil (10, 11) configurado a modo de un moleteado, siendo el diámetro del taladro de alojamiento (9) en la pieza constructiva (8) de alojamiento menor que un diámetro circular envolvente exterior del perfil (10, 11), y siendo el material de la pieza constructiva (8) que presenta el taladro de alojamiento (9) más blando que el material del casquillo del cojinete deslizante (5), caracterizado porque la longitud parcial (B) del casquillo del cojinete deslizante (5), que presenta el perfil (10, 11), tiene las mismas distancias (C) desde los extremos (6, 7) del casquillo del cojinete deslizante (5), y porque el casquillo del cojinete deslizante (5) presenta al menos en una longitud parcial (B) del perfil (10, 11) interiormente un mayor diámetro (F) que por sus extremos (6, 7), en los que se encuentran superficies cilíndricas del cojinete deslizante (13, 14).

2. Motor eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque una longitud (B + G) del taladro de alojamiento (9) es mayor que la longitud (B) del perfil (10, 11).

3. Motor eléctrico según la reivindicación 2, caracterizado porque el material de la pieza constructiva circundante (8) está retacado en un principio (17) del taladro de alojamiento (9) en contra del perfil (10, 11).

4. Motor eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque el casquillo del cojinete deslizante (5) está configurado como pieza sinterizada y está impregnado con lubricante.