ES2241103T3 - Mecanismo unidireccional para motores sincronos monofasicos. - Google Patents
Mecanismo unidireccional para motores sincronos monofasicos.Info
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Abstract
SE EXPONE UN DISPOSITIVO DE ROTACION A PRUEBA DE ROTACION EN SENTIDO CONTRARIO ADECUADO PARA SU UTILIZACION EN UN MOTOR SINCRONO MONOFASICO 10 Y SIMILARES, QUE TIENE UNA CARCASA 14 Y UNA CAVIDAD INTERNA 30, UN MIEMBRO ROTATORIO EN FORMA DE UN DISCO 26 Y AL MENOS UN MIEMBRO DE BLOQUEO 32. LA CAVIDAD 30 DE LA CARCASA ESTA DELIMITADA POR UNA PARED INTERNA 34 FORMANDO UNA SUPERFICIE DE UNA LEVA 35 CON AL MENOS UN CAMBIO ABRUPTO QUE FORMA UNA SUPERFICIE DE BLOQUEO 36. EL MIEMBRO DE BLOQUEO 32 ESTA ACOMODADO DENTRO DE UNA HENDIDURA 31 FORMADA EN LA PERIFERIA DEL DISCO, Y QUE SE MUEVE A LO LARGO DE LA SUPERFICIE DE LA LEVA 35 CONFORME GIRA EL DISCO. EN LA DIRECCION HACIA ADELANTE, LA SUPERFICIE DE LA LEVA 35 PRESIONA EL MIEMBRO DE BLOQUEO 32 DENTRO DE LA HENDIDURA. EN LA DIRECCION CONTRARIA, EL MIEMBRO DE BLOQUEO 32 LLEGA A ENCAJARSE ENTRE EL DISCO 26 Y LA SUPERFICIE DE BLOQUEO 36, IMPIDIENDO LA POSTERIOR ROTACION EN LA DIRECCION INVERSA.
Description
Mecanismo unidireccional para motores síncronos
monofásicos.
Esta invención se refiere a los motores síncronos
y en particular a un dispositivo que asegura que un motor síncrono
monofásico corra siempre en una sola dirección.
Los motores síncronos son bien conocidos y se
usan en muchos aparatos electrodomésticos que necesitan motores de
construcción simple, pero los motores síncronos monofásicos corren
en ambas direcciones, dependiendo en gran medida de la posición del
rotor en el momento en que se enciende el motor. Esto quiere decir
que la dirección de rotación no resulta fiable. Se ha usado la
conformación de las caras polares del estator para prever una
diferencia entre los polos magnéticos estático y dinámico con el fin
de predisponer el motor a trabajar en una dirección predeterminada,
pero esto requiere que el motor sea capaz de girar libremente en la
posición de reposo cuando se apaga el motor. Esto reduce también
ligeramente el rendimiento del motor al incrementar el entrehierro
en ciertos emplazamientos dando lugar a un entrehierro irregular y,
por tanto, acoplamiento magnético reducido entre el rotor y el
estator.
DE 20 26 956 A describe un dispositivo de
rotación anti-inversa de acuerdo con el preámbulo de
la reivindicación 1. El dispositivo comprende una carcasa que tiene
una cavidad interior delimitada por una pared interior, y un
miembro rotativo localizado dentro de la cavidad. Un miembro
bloqueador en forma de bola es recibido dentro de un vaciado en la
periferia del miembro rotativo y la pared interior de la carcasa
forma una superficie de leva con al menos un cambio abrupto que
forma una superficie de bloqueo. La rotación del miembro rotativo en
una dirección de avance hace que el miembro bloqueador se mueva a lo
largo de la superficie de leva empujando esta última el miembro
bloqueador dentro del vaciado y la rotación en la dirección inversa
hace que el miembro bloqueada quede atascado entre el miembro
rotativo y la superficie bloqueadores impidiendo la rotación
ulterior en la dirección inversa.
FR-A-2126690
describe un dispositivo de rotación anti-inversa
similar en el que los vaciados del miembro rotativo están sesgados
con respecto a una dirección radial.
La presente invención tiene por objeto
proporcionar un motor síncrono monofásico perfeccionado que corra en
una sola dirección.
Por consiguiente, la presente invención
proporciona un dispositivo de rotación anti-inversa
caracterizado porque el miembro bloqueador 32 es un rodillo
cilíndrico recto y porque el rodillo 32 tiene un eje 33 que se
extiende desde cada extremo axial y el vaciado 31 del miembro
rotativo tiene dos ranuras 37 en las que se localiza el eje 33 para
guiar el rodillo 32 hacia la superficie de leva 35.
Preferiblemente el/cada vaciado está sesgado
con respecto a la dirección radial para recoger el miembro
bloqueador en la dirección de avance y expulsar el miembro
bloqueador en la dirección inversa.
Preferiblemente, cada ranura tiene un retén que
retiene al rodillo en una posición retraída durante la rotación de
avance y libera el rodillo durante la rotación inversa.
Se va a describir ahora una realización de la
invención a título de ejemplo solamente con referencia a los dibujos
que se acompaña, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un
motor síncrono monofásico;
la figura 2 es un alzado parcialmente despiezado
del motor de la figura 1 que muestra un dispositivo de rotación
anti-inversa de acuerdo con una realización
preferida de la invención;
la figura 3 es una vista interna del dispositivo
de rotación anti-inversa de la figura 2;
la figura 4 es una vista en sección transversal a
lo largo de la línea IV-IV de la figura 3; y
la figura 5 es una vista detallada de una parte
del dispositivo de la figura 3.
La figura 1 muestra un motor síncrono monofásico
10 fabricado de acuerdo con la realización preferida de la presente
invención. Tales motores se usan en aparatos electrodomésticos tales
como exprimidores de zumo y abrelatas. Los motores síncronos
monofásicos se usan también en bombas como las usadas en acuarios,
máquinas lavadoras y lavavajillas. Si bien tienen una construcción
ligeramente diferente, la presente invención es igualmente aplicable
a esos motores.
El motor 10 tiene un estator 13 y un rotor 12. El
rotor es sujetado rotativamente en relación fija con el estator por
cojinetes 13 soportados por capuchones de extremo o cartelas de
apoyo 14, 15. El estator comprende un apilamiento de laminaciones en
forma de U formando un núcleo de estator 16 al que se fija las
cartelas de apoyo por medio de tornillos 17 y tuercas 18. En cada
brazo del núcleo de estator se instala una bobina 19. Las bobinas se
arrollan con alambre magnético (omitido por claridad) que forma la
bobina de estator o el devanado del estator. Los alambres magnéticos
terminan en terminales 20 para conectar a hilos de suministro o
hilos de puente.
La figura 2 representa el motor de la figura 1 en
una vista despiezada que muestra más claramente la construcción del
rotor y las cartelas de apoyo. El rotor 12 comprende un árbol de
motor 21 y un conjunto magnético 22 instalado en el árbol. El
conjunto magnético comprende un portaimán 23 montado a presión en el
árbol, imanes 24 y un anillo 25 que sujeta los imanes con el
portaimanes 23. Cubierta delantera y trasera 26, 27 cubren los
extremos axiales del conjunto magnético y actúan como espaciadores
entre el conjunto magnético 22 y las cartelas de apoyo 14, 15. La
cartela de apoyo posterior 15 tiene una brida integral 28 que se
extiende entre las bobinas 19 en el núcleo del estator para
soportarlas en el núcleo. La construcción descrita hasta aquí es
conocida.
La cartela de apoyo frontal 14 es más gruesa que
la cartela de apoyo posterior 15 y tiene una cavidad interna 30 que
acomoda parte de la cubierta frontal 26. La cubierta frontal 26
tiene dos hendiduras o vaciados 31 (sólo se muestra 1 en la figura
2) que se extienden interiormente desde la superficie radial de la
cubierta frontal.
El dispositivo de rotación
anti-inversa de la presente invención comprende una
carcasa con una cavidad y un miembro rotativo localizado dentro de
la cavidad. El miembro rotativo tiene al menos uno pero
preferiblemente dos vaciados que alojan o acomodan a miembros
bloqueadores o detenedores que interactúan entre una pared de la
cavidad y el miembro rotativo. En la realización mostrada, la
carcasa es la cartela de apoyo frontal 14. El miembro rotativo es la
cubierta frontal 26 y la cavidad es la cavidad 30 formada en la
cartela de apoyo frontal 14 mostrada en la figura 2. Dos vaciados 31
(sólo se muestra 1 en la figura 2) forman los vaciados en el miembro
rotativo y cada uno de ellos acomoda un detenedor en forma de
rodillo 32. Los rodillos se pueden fabricar en material plástico o
material de caucho duro. Los rodillos tienen ejes 33 que pueden ser
molduras enterizas o ejes prensados. Los ejes se localizan dentro de
ranuras 34 (sólo es visible una en la figura 2) para guiar los
rodillos como se describirá con más detalle en lo que sigue. El
dispositivo trabaja por la interacción de los rodillos entre la
pared radial de la cavidad y el miembro rotativo como se describirá
ahora con referencia a las figuras 3, 4 y 5.
Haciendo referencia primeramente a la figura 3,
se muestra una representación esquemática para ilustrar los puntos
sobresalientes de la construcción y el funcionamiento del
dispositivo de dirección anti-inversa. Para
facilitar la construcción, la cubierta frontal 26 se forman dos
partes, a saber, una parte de cuerpo en la que están formados los
vaciados y una parte de cubierta o tapa que constituye una
superficie superior para el vaciado y que tiene formada una ranura
del par de ranuras para cada vaciado. En obsequio de la presentación
y claridad, la representación esquemática muestra la cubierta
frontal sin la tapa que se puede unir por cualquier medio
conveniente tal como por encolado estaquillado en caliente o ajuste
a presión. La carcasa se muestra seccionada para poner de manifiesto
la configuración de la pared radial de la cavidad 30.
La cavidad 30 es cilíndrica y la superficie de la
pared radial o periférica 34 de la cavidad está conformada para
proporcionar dos superficies de leva lisas 35 unidas por dos puntos
de discontinuidad que forman topes o superficies bloqueadoras
36.
Como se ha dicho anteriormente, los medios
bloqueadores son rodillos cilíndricos rectos 32 con ejes cortos
sobresalientes 33. Los rodillos 32 ruedan a lo largo de las
superficies de leva cuando la cubierta frontal 26 gira con respecto
a la cartela de apoyo frontal 14, es decir, cuando gira el
rotor.
En la dirección de avance, los rodillos 32 ruedan
a lo largo de las superficies de leva 35 empujando la superficie de
leva suavemente los rodillos dentro de sus respectivos vaciados 31
de la cubierta frontal. En la dirección de avance los rodillos caen
sobre los topes 36. En la dirección inversa, cuando gira el rotor,
los rodillos 32 ruedan nuevamente a lo largo de las superficies de
leva 35 pero en este caso las superficies de leva permiten a los
rodillos salirse de sus vaciados 31 bajo la influencia de la fuerza
centrífuga o gravedad y cuando los rodillos alcanzan los topes 36
que son los puntos de cambio abrupto entre las superficies de leva
35, los rodillos se detienen. En este punto la pared radial 39 de
los vaciados 31 se pone en contacto con el rodillo e impide la
rotación ulterior del rotor en la dirección inversa. Como se ha
mostrado, la dirección de la pared radial del vaciado que se pone en
contacto con el rodillo en el instante del bloqueo está sesgada
respecto del plano radial para empujar el rodillo fuera del vaciado
y en contacto con el tope. Esto facilita el bloqueo positivo al
reducir la probabilidad de que el rodillo 32 salte o rebote sobre el
tope 36.
Los ejes 33 de los rodillos 22 se localizan en
pares de ranuras de guía 37 formadas en las caras extremas axiales
de los vaciados 31. En esta realización, una ranura 37 está formada
en cada vaciado 31 en el cuerpo de la cubierta frontal y la otra
ranura del par está formada en la tapa 29 de la cubierta frontal Las
ranuras guían el movimiento de los rodillos de manera que la forma
de las cavidades no sea tan crítica. Una ventaja del uso de las
ranuras y ejes es que los extremos interiores de las ranuras 37
pueden formarse con un retén 38 para mantener de forma liberable los
rodillos en una posición retraída cuando está girando el motor en la
dirección de avance para que los rodillos no rueden continuamente a
lo largo de la superficie de leva y produzcan ruido y vibración
cuando los rodillos caen sobre los topes. Las ranuras 17 se
extienden desde la periferia de la cubierta radialmente por dentro
en la dirección de rotación inversa formando un ángulo con el plano
radial de manera que cuando gira el motor en la dirección de
avance, las ranuras 37 recogen los rodillos 32 y los introducen
dentro de los vaciados 31 cuando arranca el motor, debido a la
inercia de los rodillos, acelerando la velocidad de los rodillos
cuando los ejes 36 alcanzan el extremo de las ranuras. En ese
momento, la fuerza centrífuga empuja los rodillos radialmente hacia
fuera haciendo que los rodillos mantengan el contacto con el lado
radialmente exterior de las ranuras. El retén liberable 38 es un
ensanchamiento en el extremo de la ranura que forma un resalte
contra el movimiento radial que puede estar ligeramente curvado o
tener un labio para mantener de forma más segura el eje contra el
movimiento radial pero no tan curvado o labiado que impida el
movimiento circunferencial del eje 33 hacia el lado radialmente
interior de la ranura cuando el motor empieza a girar en la
dirección inversa. La construcción del reten es descrita con más
detalle en lo que sigue haciendo referencia a la figura 5. Las
ranuras reducen también la fricción entre los rodillos y la cubierta
frontal permitiendo un despliegue más rápido de los rodillos cuando
el motor intenta arrancar en la dirección inversa.
La localización de uno de los rodillos 32 dentro
de su vaciado 31 está representada más claramente en la figura 4 que
es una vista en sección transversal parcial de una parte de la
cubierta frontal 26 que incluye la tapa 29, conteniendo un vaciado
31 y ranuras 37. La sección transversal está tomada a lo largo de la
línea IV-IV de la figura 3. Un rodillo, no
seccionado, está mostrado dentro del vaciado.
La construcción preferida de las ranuras está
ilustrada más claramente en la figura 5 que es una vista detallada
de una parte de la cubierta frontal 26 sin la tapa, mostrando una
ranura 37 con más detalle. El rodillo 32 está representado en vista
transparente como referencia posicional. Se puede ver aquí que el
retén 38 de la ranura 37 tiene la forma de una porción extendida
circunferencialmente o ensanchamiento del lado radialmente exterior
de la ranura en su extremo radialmente interior. Esta porción que se
extiende circunferencialmente puede tener un labio o puede ser
ligeramente barrida radialmente hacia el interior para mantener el
eje en el extremo de la ranura contra las fuerzas radiales, por
ejemplo, fuerzas centrífugas cuando funciona el motor normalmente.
Sin embargo, el labio no es tan grande que retenga el eje contra las
fuerzas circunferenciales que alejan el rodillo del extremo interior
de la ranura y lo ponen en contacto con el lado radialmente interior
de la ranura como ocurre cuando el motor trata de arrancar en la
dirección inversa. En tal caso, la inercia de los rodillos mantiene
los rodillos estacionarios cuando la cubierta comienza a moverse en
la dirección inversa. El labio puede desviar el rodillo ligeramente
hacia dentro antes de que el eje 33 se ponga en contacto con el lado
interior de la ranura momento en que el rodillo es empujado
radialmente hacia fuera y circunferencialmente en la dirección
inversa aunque en ese momento el eje ya no es retenido por el retén
38. Así, por la inercia del rodillo y por la fuerza centrífuga,
cuando el rodillo comienza a girar con la cubierta, el rodillo es
expulsado del vaciado hasta que se pone en contacto con la
superficie de leva, rueda a lo largo de la superficie de leva hasta
que se pone en contacto con el tope donde es detenido. La rotación
del rotor se para también cuando el rodillo queda atascado entre el
tope y la pared radial 39 del vaciado impidiendo la rotación
ulterior de la cubierta y, por tanto, del motor. El motor intenta
arrancar entonces en la dirección opuesta cuando cambia de dirección
la corriente que pasa por la bobina del estator.
Cuando el motor empieza a girar en la dirección
de avance, las ranuras recogen el rodillo debido a la inercia del
mismo y lo introducen en el vaciado. Las superficies de leva
cooperan con las ranuras para asegurar que los rodillos queden
retraídos dentro del vaciado donde son retenidos de manera liberable
por los retenes 38 durante el funcionamiento normal.
Como resultará fácilmente evidente para los
expertos en la materia, la invención podría ponerse en práctica
mediante diversas realizaciones y se pretende cubrir todas las
realizaciones que entren en el ámbito de las siguientes
reivindicaciones. Por ejemplo, los topes no necesitan estar
configurados para coincidir con la forma de los miembros
bloqueadores.
Claims (8)
1. Dispositivo de rotación
anti-inversa apropiado para usar con un motor
síncrono monofásico (10), comprendiendo el dispositivo:
- una carcasa (14) que tiene una cavidad interior (30), estando radialmente delimitada la cavidad (30) por una pared interior (34); y
- un miembro rotativo (26) localizado dentro de la cavidad (30) y que tiene un agujero pasante para montar con un árbol (21) del motor (10);
- un miembro bloqueador (32) es recibido dentro de un vaciado (31) en la periferia del miembro rotativo (26), y
- la pared interior (34) de la carcasa (14) forma una superficie de leva (35) con por menos un cambio abrupto que forma una superficie de bloqueo (36),
- por lo que la rotación del miembro rotativo (26) en una dirección de avance hace que el miembro bloqueador (32) se mueva a lo largo de la superficie de leva (35) empujando la superficie de leva (35) el miembro bloqueador (32) dentro del vaciado (31) en el miembro rotativo (26) y la rotación en la dirección inversa hace que el miembro bloqueador (32) quede atascado entre el miembro rotativo (26) y la superficie bloqueadora (36) impidiendo la rotación ulterior en la dirección inversa,
caracterizado porque el miembro bloqueador
(32) es un rodillo cilíndrico recto y porque el rodillo (32) tiene
un eje (33) extendido desde cada extremo axial y el vaciado (31) del
miembro rotativo tiene dos ranuras (37) en las que se localiza el
eje (33) para guiar el rodillo (32) hacia la superficie de leva
(35).
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el vaciado (31) está sesgado con respecto a la
dirección radial para recoger el miembro bloqueador (32) en la
dirección de avance y expulsar el miembro bloqueador (32) en la
dirección inversa.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1
ó la reivindicación 2, en el que las ranuras (37) se extienden desde
la periferia del miembro rotativo (26) interiormente en la dirección
de rotación inversa formando un ángulo con el plano radial.
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
3, en el que el extremo interior de cada ranura (37) tiene un retén
(38) para atrapar de manera liberable el eje (33) cuando gira el
motor en la dirección de avance reteniendo así el rodillo (32) en
una posición retraída en la que el rodillo no se pone en contacto
con la superficie de leva (35) y libera el eje (33) cuando el motor
gira en la dirección inversa permitiendo al rodillo (32) ponerse en
contacto con la superficie de leva (35).
5. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el rodillo (32) tiene una
superficie de caucho que se pone en contacto con la superficie de
leva (35).
6. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que hay dos miembros
bloqueadores (32) localizados en los respectivos vaciados (31) del
miembro rotativo (26).
7. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la superficie de leva (35)
tiene dos superficies bloqueadoras (36).
8. Motor síncrono monofásico
caracterizado por un dispositivo de rotación antiinversa de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
Applications Claiming Priority (2)
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