ES2320249T3 - Maquina electrica con un elemento elastico axial. - Google Patents
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Abstract
Máquina eléctrica (10), en especial para accionar elementos funcionales en un vehículo de motor, con un árbol de rotor (12) que está montado de forma giratoria mediante un rodamiento (22, 20) en una parte de carcasa (16) de una carcasa, en donde está dispuesto un elemento elástico axial (32) entre el rodamiento (22, 20) y una pieza constructiva de rotor (34) dispuesta sobre el árbol de rotor (12), en donde el elemento elástico axial (32) presenta un anillo interior (40), caracterizada porque el elemento elástico axial (32) presenta un anillo exterior (42), en donde el anillo interior (40) y el anillo exterior (42) están unidos entre sí de forma axialmente elástica, y el anillo exterior (42) está unido a la pieza constructiva de rotor (34).
Description
Máquina eléctrica con un elemento elástico
axial.
La invención se refiere a una máquina eléctrica
con un elemento elástico axial así como a un elemento elástico
axial según el género de las reivindicaciones independientes.
Con el documento JP 2000 30 8305 A se ha dado a
conocer un motor eléctrico (con las particularidades del preámbulo
de la reivindicación 1), en el que está montado un rotor mediante un
rodamiento de bolas en una carcasa. Entre el rodamiento de bolas y
el rotor está dispuesta sobre el árbol de rotor una arandela, que
apuntala axialmente el rotor con relación al rodamiento de bolas.
Con ello la arandela presenta una parte anular, sobre la que están
conformadas piezas elásticas que sobresalen radialmente, que se
apoyan elásticamente en el núcleo de rotor. En una ejecución de
este tipo la arandela tiene que montarse en un paso de procedimiento
aparte, lo que puede conducir, a causa del guiado de la arandela
sobre el árbol de rotor, a problemas causados por la inclinación de
la
arandela.
arandela.
La máquina eléctrica conforme a la invención y
el elemento elástico axial conforme a la invención, con las
particularidades características de las reivindicaciones
independientes, tienen la ventaja de que mediante la configuración
de un anillo exterior, que está unido elásticamente al anillo
interior del elemento elástico, éste puede fijarse de forma segura
a una pieza constructiva de rotor. Por medio de esto el elemento
elástico puede disponerse de forma favorable en un paso de montaje,
junto con la pieza constructiva de rotor, sobre el árbol de rotor.
Debido a que el elemento elástico ya permanece unido fijamente
durante su montaje a la pieza constructiva de rotor, puede elegirse
de forma correspondientemente grande la tolerancia entre el anillo
interior y el árbol de rotor, de tal modo que el anillo de apriete
no puede inclinarse durante su montaje sobre el árbol de rotor. Al
contrario que en un elemento elástico con extremos que sobresalen
radialmente, mediante el anillo exterior se evita un enganche mutuo
de los elementos elásticos durante su transporte.
Mediante las medidas citadas en las
reivindicaciones subordinadas se obtienen perfeccionamientos y
mejoras ventajosos de las particularidades indicadas en las
reivindicaciones independientes. Mediante la unión elástica del
anillo interior al anillo exterior el elemento elástico puede
fijarse, por un lado, al anillo exterior fijamente sobre una pieza
constructiva de rotor y, por otro lado, poner a disposición una
superficie de tope anular axialmente elástica para asentarse sobre
un rodamiento.
Mediante la fijación del elemento elástico a la
pieza constructiva de rotor puede configurarse el anillo interior
radialmente bastante estrecho, de tal modo que éste en el lado de
rodamiento sólo se apoya en la parte interior del rodamiento unido
al árbol de inducido. Por medio de esto se evita un rozamiento entre
la parte interior y la parte exterior del rodamiento a través de su
arandela de obturación, con lo que se aumenta el grado de eficacia
de la máquina
eléctrica.
eléctrica.
Es especialmente favorable configurar las almas
elásticas entre el anillo interior y el exterior helicoidalmente,
de tal modo que en el caso de sufrir una carga axial el elemento
elástico no aumente su diámetro exterior. El recorrido elástico
axial se pone a disposición, por el contrario, mediante una rotación
del anillo exterior con relación al anillo interior, con lo que se
reduce el espacio constructivo radial necesario.
Si el diámetro del anillo interior forma con el
diámetro exterior del árbol de rotor un ajuste móvil de holgura, se
simplifica claramente el montaje axial así como la compensación de
juego axial del elemento elástico, ya que el elemento elástico no
se inclina sobre el árbol de rotor. Un juego radial de este tipo
entre el árbol de inducido y el anillo interior es posible, ya que
el guiado radial del elemento elástico no es asumido por el árbol
de rotor, sino por la pieza constructiva de rotor.
Si el anillo exterior del elemento elástico
presenta una pared exterior periférica - en especial sobre el
perímetro, ésta puede introducirse a presión en una escotadura
correspondiente de la pieza constructiva de rotor, para fijar el
elemento elástico fijamente sobre esta pieza constructiva de rotor.
Una pared exterior radial periférica de este tipo impide también el
enganche de los elementos elásticos entre sí durante su
transporte.
De forma especialmente favorable, el anillo
exterior puede fijarse directamente al lado frontal del paquete de
laminillas de inducido, que puede montarse de forma sencilla sobre
el árbol de rotor. El árbol de rotor se monta después mediante el
rodamiento en la cubeta de polos de un motor eléctrico.
Para compensar las dilataciones de material de
la máquina eléctrica el rodamiento de bolas, con el que hace
contacto el elemento elástico axial, está configurado como
rodamiento suelto. Aquí puede moverse axialmente por ejemplo la
parte interior del rodamiento de bolas, dispuesta fijamente sobre el
árbol de rotor, dentro de determinados límites con relación a la
parte exterior. Mediante la disposición de un rodamiento libre de
este tipo en un extremo del árbol de rotor, éste puede montarse en
otro punto mediante un rodamiento fijo fácil de fabricar en la
carcasa, sin por medio de esto se hiperdetermine el pivotamiento del
árbol de inducido.
El elemento elástico axial conforme a la
invención es apropiada para cualquier pivotamiento de un árbol con
una pieza constructiva, dispuesta de forma solidaria en rotación, en
un alojamiento de rodamiento correspondiente. Debido a que el
anillo exterior estable de forma puede fijarse al menos axialmente
de forma relativamente sencilla a piezas constructivas de rotor, se
dispone mediante el anillo interior unido elásticamente al mismo de
una superficie de asiento para una pieza constructiva de rodamiento
anular. Por medio de esto puede arriostrarse axialmente la parte
interior, en especial en el caso de un rodamiento de bolas
configurado como rodamiento suelto con asiento fijo ligero a modo
de ejemplo de la parte interior sobre el árbol de rotor, para
minimizar los ruidos y el desgaste. A causa de las almas de unión
elásticas, configuradas helicoidalmente, el diámetro exterior del
elemento elástico permanece constante deforma ventajosa.
En los dibujos se han representado diferentes
ejemplos de ejecución de un dispositivo conforme a la invención y
se explican con más detalle en la siguiente descripción. Aquí
muestran
la figura 1 una vista fragmentaria de una
máquina eléctrica en corte,
la figura 2 un elemento elástico axial conforme
a la invención conforme a la figura 1 y
las figuras 3 y 4 otros ejemplos de ejecución
conforme a la representación de la figura 1.
En la figura 1 se representa una máquina
eléctrica 10, en la que está montado un rotor 13 que presenta un
árbol de rotor 12 en una parte de carcasa 16, configurada como
cubeta de polos 14. En la parte de carcasa 16 está configurado un
alojamiento de rodamiento 18, en el que está dispuesto un rodamiento
22 configurado como rodamiento de bolas 20. El rodamiento 22
presenta una parte exterior 24, que hace contacto radialmente con
el alojamiento de rodamiento 18. Una parte interior 28 puede girar
mediante cuerpos rodantes 26 con relación a la parte exterior 24,
en donde los cuerpos rodantes 26 están cubiertos mediante arandelas
de obturación 30. La parte interior 28 aloja el árbol de rotor 12,
en donde el rodamiento 22 está configurado como rodamiento suelto,
con lo que el árbol de rotor 12 puede desplazarse fácilmente de
forma axial con relación a la parte de carcasa 16. Para el
arriostramiento axial del árbol de rotor 12 con relación al
rodamiento 22 se ha dispuesto sobre el rotor 13 un elemento
elástico axial 32, que se apoya por un lado en la parte interior 28
del rodamiento 22 y por otro lado en una pieza constructiva de
rotor 34 dispuesta de forma solidaria en rotación sobre el árbol de
rotor 12. La pieza constructiva de rotor 34 está configurada por
ejemplo como paquete de laminillas de inducido 34 para alojar
devanados eléctricos 35 y presenta, en su lado frontal 36, una
escotadura anular 38 en la que el elemento elástico axial 32 está
fijado al menos axialmente. El elemento elástico 32 presenta un
anillo interior 40 y un anillo exterior 42, que están unidos entre
sí mediante almas 44 helicoidales, axialmente elásticas. El anillo
exterior 42 presenta en el ejemplo de ejecución una pared exterior
46 periférica, que forma un encaje a presión 45 radial con la
escotadura 38 de la pieza constructiva de rotor 34. El elemento
elástico 32 está fabricado aquí como pieza de flexión estampada de
acero para muelles y presenta en la región de la pared periférica
46, como rigidización 48, un rebordeado 50 o nervio 50. Sobre el
anillo interior 40 el elemento elástico 32 presenta un diámetro
interior 52, que es mayor que el diámetro 54 del árbol de rotor 12.
Sobre el anillo interior 40 está configurada asimismo una superficie
de asiento axial 56 para apoyarse en el rodamiento 22, cuyo
diámetro exterior 58 está dimensionado de tal modo que la superficie
de asiento 56 sólo hace contacto con la parte interior 40 del
rodamiento 22. Con ello la superficie de asiento axial 56 no toca
la arandela de obturación 30 o la parte exterior 24 del rodamiento
22, para evitar pérdidas por rozamiento entre el rotor 13 que gira
y la parte exterior 24 solidaria en rotación.
Para el montaje de la máquina eléctrica 10 se
fija el elemento elástico axial 32 al menos axialmente sobre el
rotor 13 premontado. Por ejemplo el anillo exterior 42 se introduce
a presión en la escotadura 38 de la pieza constructiva de rotor 34
unida de forma solidaria en rotación al árbol de rotor 12. Por medio
de esto el elemento elástico 32 se fija de forma fiable al rotor
13, incluso con un diámetro 52 del anillo interior 40 mayor que el
diámetro exterior 54 del árbol de rotor 12, de tal modo que el rotor
13 puede implantarse también por encima de la cabeza, mediante un
llamado "montaje ciego", en el rodamiento 22 premontado
anteriormente en la parte de carcasa 16. A causa de la fuerza de
montaje axial 59 puede ajustarse la pretensión axial del elemento
elástico 32. En el caso de dilatación térmica en funcionamiento, el
inducido 13 puede desplazarse con relación a la parte de carcasa 16
manteniendo una fuerza tensora axial, sin que el elemento elástico
32 se incline sobre el árbol de rotor 13. Del mismo modo no se
produce por medio de esto, al aplicar la fuerza pretensora axial,
ninguna pérdida de fuerza a causa del rozamiento.
La figura 2 muestra el elemento elástico axial
32 de la figura 1, antes de su instalación en la máquina eléctrica
10. El anillo exterior 42 y el anillo interior 40 están dispuestos
mutuamente concéntricos, en donde el diámetro interior 52 está
configurado más grande que el diámetro exterior 54 del árbol de
rotor 12. Las almas helicoidales 44 están dispuestas de tal modo,
que al aplicarse una fuerza axial 59 las dimensiones radiales del
elemento elástico 32 (diámetro interior 52, diámetro exterior 47 de
la pared periférica 46) sólo varían de forma despreciable. Por el
contrario, el recorrido elástico axial se pone a disposición
mediante una rotación del anillo interior 40 con relación al anillo
exterior 42. En el ejemplo de ejecución se han estampado tres
puntales helicoidales 44, cuyo número y cuya forma pueden variar
sin embargo según la aplicación. La superficie de asiento axial 56
sobre el anillo interior 40 está configurada mediante un reducido
dislocamiento axial 50, que al mismo tiempo forma una rigidización
48 para el anillo interior 40. Mediante los elementos de
rigidización 48, que también pueden estar configurados por ejemplo
como rebordeado 50, nervio 50 o apéndice axial 50, se impide una
deformación radial del elemento
elástico 32.
elástico 32.
En la figura 3 se ha representado otro ejemplo
de ejecución de un elemento elástico axial 32, que está unido
mediante una despulla 66 a la pieza constructiva de rotor 34. La
pieza constructiva de rotor 34 está configurada aquí como paquete
de laminillas, en donde para conformar la escotadura 38 algunas
capas de laminillas 62 presentan una escotadura anular 38 mayor que
la capa de laminillas superior 64 en el lado frontal 36 de la pieza
constructiva de rotor 34. Por medio de esto se forma la despulla
66, en la que puede introducirse el elemento elástico 32. Por medio
de esto el elemento elástico 32 puede fijarse con
auto-fijación axial, de forma axial y radial, sobre
la pieza constructiva de rotor 34. En este ejemplo de ejecución el
elemento elástico 32 presenta un juego radial y axial reducido con
relación a la pieza constructiva de rotor 34, lo que sin embargo no
limita el modo de funcionamiento del elemento elástico
axial 32.
axial 32.
En otro ejemplo de ejecución conforme a la
figura 4 se han dispuesto sobre la pieza constructiva de rotor 34
elemento de retenida 70, por ejemplo de material sintético, en los
que puede incorporarse de forma enclavable el anillo exterior 42
del elemento elástico axial 32. También por medio de esto se logra
una fijación axial fiable del elemento elástico 32 sobre el
inducido 13, que hace posible un apoyo del anillo interior 40 en la
parte interior 28 del rodamiento 22, sin rozar con el árbol de rotor
12.
Debe tenerse en cuenta que, a la vista de los
ejemplos de ejecución mostrados en las figuras y en la descripción,
son posibles múltiples posibilidades de combinación de las
diferentes particularidades. De este modo puede variarse a voluntad
por ejemplo la configuración concreta de la parte de carcasa 16, del
rodamiento 22 o de la pieza constructiva de rotor 34. Del mismo
modo la configuración del elemento elástico axial 32 puede adaptarse
a las fuerzas pretensoras axiales necesarias y a las dimensiones de
la pieza constructiva de rotor 34, así como del rodamiento 22. para
la fijación axial del elemento elástico 32 sobre la pieza
constructiva de rotor 34 puede utilizarse, en lugar del encaje a
presión 45, de la despulla 66 o de la unión de retenida 70, también
una unión de bayoneta, una deformación plástica del material o
medios de unión con el mismo efecto. El elemento elástico 32
conforme a la invención y la máquina eléctrica 10 conforme a la
invención son especialmente apropiados para accionar elementos
funcionales en un vehículo de motor, por ejemplo para motores de
regulación de piezas móviles, o motores de soplador o bomba, como
los que se usan por ejemplo en el sistema
anti-bloqueo.
Claims (10)
1. Máquina eléctrica (10), en especial para
accionar elementos funcionales en un vehículo de motor, con un
árbol de rotor (12) que está montado de forma giratoria mediante un
rodamiento (22, 20) en una parte de carcasa (16) de una carcasa, en
donde está dispuesto un elemento elástico axial (32) entre el
rodamiento (22, 20) y una pieza constructiva de rotor (34)
dispuesta sobre el árbol de rotor (12), en donde el elemento
elástico axial (32) presenta un anillo interior (40),
caracterizada porque el elemento elástico axial (32) presenta
un anillo exterior (42), en donde el anillo interior (40) y el
anillo exterior (42) están unidos entre sí de forma axialmente
elástica, y el anillo exterior (42) está unido a la pieza
constructiva de rotor (34).
2. Máquina eléctrica (10) según la
reivindicación 1, caracterizada porque el anillo interior
(40) y el anillo exterior (42) del elemento elástico (32) están
unidos entre sí mediante almas (44) elásticas.
3. Máquina eléctrica (10) según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el rodamiento
(22, 20) presenta una parte interior (28) que aloja el árbol de
rotor (12) y una parte exterior (24) montada en la parte de carcasa
(16), y el anillo interior (40) del elemento elástico (32) se apoya
axialmente en la parte interior (28) -y en especial no en la parte
exterior (24)- del rodamiento (22, 20).
4. Máquina eléctrica (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las almas
elásticas (44) están dispuestas helicoidalmente alrededor del árbol
de rotor (12) y, en especial en el caso de sufrir una carga axial
el elemento elástico (32), el anillo interior (40) puede girar con
relación al anillo exterior (42).
5. Máquina eléctrica (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el anillo
interior (40) presenta un diámetro interior (52) mayor que el
diámetro exterior (54) del árbol de rotor (12) y el anillo interior
(40) no se apoya en el árbol de
rotor (12).
rotor (12).
6. Máquina eléctrica (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el anillo
exterior (42) presenta una pared exterior (46) periférica radial,
que forma una unión a presión (45) con una escotadura cilíndrica
(38) en la pieza constructiva de rotor (34).
7. Máquina eléctrica (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el anillo
exterior (42) está fijado axialmente a la pieza constructiva de
rotor (34) mediante una unión de retenida (70), una despulla (66),
una unión de bayoneta o una deformación del material.
8. Máquina eléctrica (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pieza
constructiva de rotor (34) está configurada como un paquete de
laminillas de inducido y la parte de carcasa (16) como una cubeta
de polos (14).
9. Máquina eléctrica (10) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
rodamiento (22, 20) está configurado como un rodamiento suelto (22,
20) dispuesto en el extremo del árbol de rotor (12), y el árbol de
rotor (12) está montado adicionalmente mediante al menos un
rodamiento fijo en la carcasa.
10. Elemento elástico axial (32), en especial
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque el elemento elástico axial (32) presenta un anillo interior
(40) y un anillo exterior concéntrico (42) con mayor diámetro (47),
que están unidos entre sí de forma axialmente elástica mediante
almas elásticas (44), dispuestas helicoidalmente, y el anillo
exterior (42) presenta una rigidización (48, 50), para fijar
axialmente el anillo exterior (42) a una pieza constructiva de
rotor (34).
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