ES2328747T3 - Instalacion de accionamiento y de elevacion. - Google Patents

Abstract

Instalación de accionamiento y de evaluación para la regulación de un objeto de ajuste, especialmente para subir y bajar una ventana lateral en un automóvil, con un motor de conmutador (1) con un estator y con dos imanes permanentes (3, 4) diametralmente opuestos, cuyas áreas de la sección transversal (Q) presentan en cada caso una sección de contorno periférico con una sección de contorno periférico (Ui) radialmente interior, con la que los imanes permanentes rodean un inducido (5) con diez ranuras (N 0 a N 9) distanciadas en la dirección circunferencial para la recepción de arrollamientos de inducido (8, 9, 10) realizados como arrollamientos de bucle, respectivamente, sobre un ángulo periférico interior alfa1 así como con una instalación para la determinación de la posición de giro del inducido (5) a través de evaluación de la ondulación de la corriente del inducido (Ripple Count), caracterizada porque los arrollamientos del inducido (8, 9, 10) están realizados como arrollamiento de cuerda con una anchura de las bobinas de y1=3, y porque el ángulo circunferencial interior alfa1 de la sección radialmente interior del contorno periférico (U i) de al menos uno de los imanes permanentes (3, 4) es al menos 101 y máximo 111º, con preferencia 106º.

Description

Instalación de accionamiento y de evaluación.

Estado de la técnica

La invención se refiere a una instalación de accionamiento y de evaluación, especialmente para subir y baja una ventana lateral en un automóvil, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Para la determinación de la posición de sistemas de ajuste accionados con motores de conmutador se conoce evaluar la ondulación de la corriente del inducido. Este procedimiento se designa como procedimiento Ripple Count. En este caso, se analiza una frecuencia modulada a la corriente del inducido, proporcional al número de revoluciones del motor por medio de una instalación de evaluación. La frecuencia posible característica del sistema que se puede utilizar para esta finalidad es provocada por la conmutación entre los arrollamientos individuales del inducido y posibilita de esta maneras una división de una rotación del inducido del motor eléctrico en un número de revoluciones parciales que corresponde al número de las conmutaciones, de manera que, por ejemplo, en el caso de seis segmentos del conmutador, aparecen seis máximos de ondulación de la corriente por revolución del inducido. Éstos son contados por la instalación de evaluación. Puesto que existe una relación fija entre la revolución del inducido del motor de conmutador y la posición del objeto de ajuste, se puede determinar a través de la evaluación de la posición del motor de conmutador la posición del objeto de ajuste. En las instalaciones de accionamiento y de evaluación conocidas es problemático que las amplitudes de la oscilación modulada a la corriente del inducido tienen la mayoría de las veces una intensidad tan reducida que se producen recuentos erróneos y, por lo tanto, determinaciones erróneas de la posición.

Publicación de la invención Cometido técnico

La invención tiene el cometido de indicar una instalación de accionamiento y de evaluación mejorada, con la que se reduce la probabilidad de recuentos erróneos de las amplitudes de una oscilación característica del sistema, modulada a la corriente del inducido.

Solución técnica

Este cometido se soluciona con las características de la reivindicación 1.

Los desarrollos ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

La invención tiene el cometido de combinar un motor de conmutador configurado de forma especial con una instalación de evaluación conocida en sí para el recuento de amplitudes de una oscilación característica del sistema del motor de conmutador. El motor de conmutador presenta diez ranuras distanciadas en dirección periférica para la recepción de los arrollamientos del inducido o bien de las bobinas. De acuerdo con la invención, está previsto que el arrollamiento del inducido no esté realizado como arrollamiento de diámetro sino como arrollamiento de cuerda con una anchura de la bobina de y1=3. Esto significa que el conductor de un arrollamiento de la bobina de la ranura n esté guiado también a través de la ranura n+3. De esta manera, es posible, en efecto, un empeoramiento del rendimiento y del comportamiento de ruido, pero en combinación con la geometría del imán permanente especial de acuerdo con la invención se consigue una elevación de las amplitudes de una oscilación modulada a la corriente del inducido, que tiene su causa en la curva de la tensión inducida y de las corrientes de cortocircuito periódicas provocadas por la conmutación en los arrollamientos del inducido. A través de amplitudes mayores se reduce la probabilidad de recuentos erróneos a través de la instalación de evaluación conocida en sí. De acuerdo con la invención, está previsto que la sección del contorno periférico radialmente interior, dirigida hacia el inducido, de un área de la sección transversal del imán permanente rodee al inducido sobre un ángulo circunferencial interior \alpha_{4} desde una zona entre 10º y 111º. Con preferencia, el ángulo circunferencial interior \alpha_{1} tiene aproximadamente 106º. La sección del contorno periférico interior termina allí donde el intersticio de aire entre el imán permanente y el inducido se eleva bruscamente.

En un desarrollo de la invención, está previsto que la sección del contorno periférico radialmente interior presente un desarrollo en forma de círculo primitivo alrededor de un punto medio M_{Ui}.

Las amplitudes de la oscilación característica del sistema modulada a la corriente del inducido se pueden elevar adicionalmente porque el área de la sección transversal del imán permanente presenta una sección del contorno periférico radialmente exterior, que está configurada de la misma manera en forma de círculo primitivo. Todas las demás secciones del contorno periférico del área de la sección transversal, es decir, las secciones del contorno periférico que conectan la sección interior y la sección exterior del contorno periférico respectivo en forma de círculo primitivo representan, por decirlo así, secciones laterales del contorno periférico.

De acuerdo con la invención, está previsto que las secciones laterales del contorno periférico sobresalgan al menos por secciones en dirección circunferencial sobre la sección interior y la sección exterior del contorno periférico. Los dos puntos del área de la sección transversal del imán permanente más alejados entre sí en la dirección circunferencial rodean el inducido sobre un ángulo circunferencial máximo \alpha_{max} de una zona angular entre 106º y 117º. Con preferencia, el ángulo circunferencial máximo de los dos puntos más alejados entre sí en la dirección circunferencial del imán permanente es aproximadamente 111º.

Con preferencia, las secciones laterales del contorno periférico se pueden dividir en tres secciones parciales. La primera sección parcial se extiende desde los extremos distanciados en la dirección circunferencial de la sección interna del contorno periférico inclinada hacia fuera, es decir, parcialmente también en dirección circunferencial. Se ha revelado que es ventajoso que la primera sección parcial se extienda bajo un ángulo de una zona entre 20º y 30º, con preferencia de 25º con respecto a un eje, que está alineado perpendicularmente a un eje de simetría del área de la sección transversal del imán permanente. En un desarrollo de la invención, en la primera sección parcial se conecta la segunda sección parcial de la sección lateral del contorno periférico. Ésta se extiende con preferencia paralela al eje de simetría del área de la sección transversal y en la dirección de la sección exterior del contorno periférico. Los extremos de las segundas secciones parciales están conectados de nuevo con los extremos distanciados en dirección circunferencial de las secciones externas del contorno periférico, respectivamente, a través de una tercera sección parcial curvada en forma de círculo primitivo alrededor del punto de intersección del eje de simetría con el eje de giro del inducido. Los puntos de unión entre las terceras secciones parciales y la sección exterior del contorno periférico forman puntos de apoyo para el apoyo del imán permanente en una carcasa de motor.

Con preferencia, los dos imanes permanentes opuestos con polaridad opuesta están conformados idénticos. Los imanes permanentes se apoyan mutuamente sobre al menos un muelle y son presionados a través de la fuerza del muelle en la dirección de la carcasa del motor. De lamisca manera es posible un encolado de los imanes en la carcasa del motor.

Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas y formas de realización convenientes se pueden deducir a partir de las otras reivindicaciones, de la descripción de las figuras y de los dibujos. En este caso:

La figura 1 muestra una representación en sección esquemática del motor de conmutador, y

La figura 2 muestra una representación en sección de un imán permanente del motor de conmutador según la figura 1.

En las figuras, los mismos componentes y los componentes con la misma función están designados con los mismos signos de referencia.

Formas de realización de la invención

En la figura 1 se muestra un motor de conmutador 1 y una instalación de evaluación 2. La instalación de evaluación 2 está conectada a través de líneas de conexión eléctrica no representadas con el circuito de alimentación de corriente no representado de las dos escobillas de conmutador no representadas. La instalación de evaluación 2 cuenta las amplitudes de una oscilación proporcional al número de revoluciones del motor de conmutador 1, que es modulada sobre la corriente del inducido. Esta oscilación tiene su causa en la conmutación alterna de los arrollamientos del inducido y en la curva de la tensión inducida dentro de una bobina parcial.

El motor de conmutador 1 presenta dos imanes permanentes 3, 4 diametralmente opuestos con polaridad opuesta. Radialmente dentro de los imanes permanentes 3, 4 está dispuesto de forma giratoria un inducido 5 de forma esencialmente cilíndrica con un árbol de inducido 6. El eje de giro del árbol del inducido 6 está designado con D. El inducido 5 presenta diez ranuras N_{0} a N_{9} en forma de V, distanciadas en dirección circunferencial. Dos ranuras adyacentes respectivas están delimitadas entre sí por uno del total de diez dientes polares 7. Las ranuras N_{0} a N_{9} sirven para la recepción de los arrollamientos del inducido, de los cuales solamente se representan a modo de ejemplo tres arrollamientos del inducido 8, 9, 10. Los arrollamientos están configurados como arrollamientos de cuerda con una anchura de las bobinas de y1=3. El arrollamiento del inducido a través de la ranura n se extiende, por lo tanto, también a través de la ranura n+3. Por ejemplo, el arrollamiento del inducido 8 se extiende a través de las ranuras N_{1} y N_{4}, el arrollamiento del inducido a través de la ranura N_{2} se extiende también a través de la ranura N_{5} y el arrollamiento del inducido 10 a través de la ranura N_{3} se extiende también a través de la ranura N_{6}. A través de la ranura N1 se extiende, además, un arrollamiento del inducido no representado, que se extiende adicionalmente a través de la ranura N8, de manera que en total están previstos diez arrollamientos del inducido o bien de las bobinas. A cada arrollamiento de las bobinas está asociado un segmento de conmutador no representado, de manera que a través de la tensión inducida y a través de los procesos de conmutación durante una revolución se genera una oscilación con diez o un múltiplo de diez amplitudes, que son moduladas a la corriente del inducido alimentada a la unidad de evaluación 2. El número de las amplitudes es proporcional al número de revoluciones o bien a la revolución del inducido 5, de manera que a través del recuento de las amplitudes (Ripple Count) se puede deducir la posición del inducido y, por lo tanto, la posición de un objeto de ajuste, especialmente de un cristal lateral en un automóvil. Los arrollamientos del inducido realizados como arrollamientos de bucle se pueden conectar o bien de forma cruzada o no cruzada en los segmentos del conmutador.

El motor de conmutador 1 está dispuesto en una carcasa polar 11. Los imanes permanentes 3, 4 se apoyan, respectivamente, en dos líneas de apoyo 12, 13, 14, 15, que se extienden perpendicularmente al plano del dibujo, en la pared interior de la carcasa 11, con lo que es posible un posicionamiento exacto en la carcasa 11. Los dos imanes permanentes 3, 4 se apoyan uno contra el otro sobre dos muelles no representados y de esta manera son presionados con las líneas de apoyo 12 a 15 en la pared interior de la carcasa 1. El intersticio de aire s entre el inducido 5 y los imanes permanentes 3, 4 de modifica en la dirección circunferencial. El intersticio de aire s se ensancha a partir del centro hacia los extremos distanciados en dirección periférica de los imanes permanentes 3, 4.

El ángulo circunferencial con relación al eje de giro D está designado con \alpha.

A través de la combinación de los arrollamientos del inducido con unan anchura de bobina de y1=3, las diez ranuras en total y la geometría especial de los imanes permanentes se incrementan las amplitudes de la oscilación proporcional al número de revoluciones. La geometría de acuerdo con la invención de al menos uno de los imanes permanentes 3, 4, con preferencia de los dos imanes permanentes 3, 4, se explica en detalle a continuación con la ayuda de la figura 2.

La característica esencial es extensión periférica de la sección radialmente interior del contorno periférico U_{i} del área de la sección transversal Q de los imanes permanentes 3, 4.

La sección radialmente interior del contorno periférico U_{i} se extiende sobre un ángulo circunferencial \alpha_{i} con relación al eje de giro D del inducido de 106º. La sección radialmente interior del contorno periférico U_{i} está configurada en forma de círculo primitivo con un radio r_{i} = 15,8 \pm 0,5 mm alrededor de un punto medio M_{Ui}. A distancia radial de la sección interior del contorno periférico U_{i} está prevista una sección exterior del contorno periférico U_{a} de la misma manera en forma de círculo primitivo. El radio de la sección radialmente exterior del contorno periférico U_{a} alrededor de un punto medio M_{Ua} es 20,2 \pm 0,5 mm. Ambos puntos medios M_{Ui} y M_{Ua} se encuentran sobre un eje de simetría X_{i} del área de la sección transversal Q del imán permanente 3. Este eje de simetría X_{i} corta el eje de giro D del inducido en el punto S. El punto medio de la sección radialmente exterior del contorno periférico U_{a} se encuentra en el plano del dibujo desviado hacia abajo alrededor de un valor de desviación O_{i} de 0,33 \pm 0,5 mm con relación al punto de intersección S. El punto medio M_{Ui} de la sección radialmente interior del contorno periférico está desplazado hacia abajo alrededor de un valor de desviación O_{2} de 1,28 \pm 0,5 mm con relación al punto de intersección S en el plano del dibujo.

La sección exterior del contorno periférico U_{a} y la sección interior del contorno periférico U_{i} están conectadas entre sí a través de dos secciones laterales del contorno periférico U_{s}. Las secciones laterales del contorno periférico U_{s} están divididas en cada caso en tres secciones parciales, a saber, una primera sección parcial T_{1} d, una segunda sección parcial T_{2} y una tercera sección parcial T_{3}. Las primeras secciones parciales T_{1} se extienden bajo un ángulo \beta = 25º con respecto a un eje X_{2} desde los dos extremos, distanciados en dirección circunferencial, de la sección interior del contorno periférico hacia fuera. El eje X_{2} se extiende perpendicularmente al eje de simetría X_{1}. En las primeras secciones parciales T_{1} se conectan las segundas secciones parciales T_{2}. Éstas se extienden en paralelo al eje de simetría X_{1} y forman junto con las secciones parciales T_{1} una especie de punta de flecha que apunta aproximadamente en dirección circunferencial. La distancia B de las dos secciones parciales T_{2} o bien de las puntas de la flecha entre sí en 30,5 mm y representa la anchura máxima del imán permanente.

En las dos secciones parciales T_{2} se conectan las terceras secciones parciales T_{3} que se extienden en dirección a la sección radialmente exterior del contorno periférico U_{a}. Estas secciones se extienden en forma de círculo primitivo alrededor del punto de intersección S del eje de simetría X_{1} con el eje de giro D del inducido 5. Allí donde las terceras secciones parciales T_{3} inciden sobre la sección exterior del contorno periférico U_{a}, están formados dos puntos de apoyo distanciados en dirección circunferencial o bien dos líneas de apoyo 12, 13, 14, 15 que se extienden perpendicularmente al plano del dibujo, con las que los imanes permanentes 3, 4 se apoyan en la carcasa 11. Las terceras secciones parciales T_{3} forman con el lado interior de la carcasa 11 en la dirección circunferencial un ángulo \chi creciente.

Claims (10)

1. Instalación de accionamiento y de evaluación para la regulación de un objeto de ajuste, especialmente para subir y bajar una ventana lateral en un automóvil, con un motor de conmutador (1) con un estator y con dos imanes permanentes (3, 4) diametralmente opuestos, cuyas áreas de la sección transversal (Q) presentan en cada caso una sección de contorno periférico con una sección de contorno periférico (U_{i}) radialmente interior, con la que los imanes permanentes rodean un inducido (5) con diez ranuras (N_{0} a N_{9}) distanciadas en la dirección circunferencial para la recepción de arrollamientos de inducido (8, 9, 10) realizados como arrollamientos de bucle, respectivamente, sobre un ángulo periférico interior \alpha_{1} así como con una instalación para la determinación de la posición de giro del inducido (5) a través de evaluación de la ondulación de la corriente del inducido (Ripple Count), caracterizada porque los arrollamientos del inducido (8, 9, 10) están realizados como arrollamiento de cuerda con una anchura de las bobinas de y1=3, y porque el ángulo circunferencial interior \alpha_{1} de la sección radialmente interior del contorno periférico (U_{i}) de al menos uno de los imanes permanentes (3, 4) es al menos 101 y máximo 111º, con preferencia 106º.

2. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la sección radialmente interior del contorno periférico (U_{i}) presenta un desarrollo en forma de círculo parcial.

3. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque una sección radialmente exterior del contorno periférico (U_{a}) del área de la sección transversal (Q) del imán permanente (3, 4) presenta un desarrollo en forma de círculo primitivo.

4. Instalación de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque un primer eje (X_{1}), sobre el que se encuentran los puntos medios (M_{Ui} M_{Ua}) de la sección radialmente interior del contorno periférico (U_{i}) y de la sección radialmente exterior del contorno periférico, corta el eje de giro (D) del inducido (5), y porque los puntos medios (M_{Ui} M_{Ua}) y el punto de intersección (S) están dispuestos, respectivamente, a distancia entre sí.

5. Instalación de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el primer eje (X_{1}) es el eje de simetría del área de la sección transversal (Q) del imán permanente (3, 4).

6. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sobre dos lados distanciados en dirección circunferencial del imán permanente (3, 4) está prevista, respectivamente, una sección lateral del contorno periférico (U_{s}) que conecta la sección radialmente interior y la sección radialmente exterior del contorno periférico (U_{1}, U_{a}) entre sí, de manera que las dos secciones laterales del contorno periférico (U_{s}) sobresalen en dirección circunferencial sobre la sección radialmente interior del contorno periférico (U_{i}), de tal manera que el imán permanente (3, 4) rodea al inducido (5) sobre un ángulo circunferencial (\alpha_{max}) de mínimo 106º y máximo 117º, con preferencia de 111º.

7. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las secciones laterales del contorno periférico (U_{s}) presentan una primera sección parcial (T_{1}), que se extiende desde la sección radialmente interior del contorno periférico (U_{1}) bajo un ángulo \beta de al menos 20º y máximo 30º, con preferencia de 25º, con respecto a un segundo eje (X_{2}) que se extiende perpendicularmente al primer eje (X_{1}) inclinado hacia fuera así como en dirección circunferencial.

8. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en cada primera sección parcial (T_{1}) de las secciones laterales del contorno periférico (U_{s}) se conecta una segunda sección parcial (T_{2}), que se extiende paralelamente al primer eje (X_{1}).

9. Instalación de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el extremo radialmente exterior de cada segunda sección parcial (T_{2}) de las secciones laterales del contorno periférico (U_{s}) está conectado a través de una tercera sección parcial (T_{3}) en forma de círculo primitivo con la sección radialmente exterior del contorno periférico (U_{a}).

10. Instalación de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque las terceras secciones parciales (T_{3}) de las secciones laterales del contorno periférico (U_{s}) están curvadas en forma de círculo primitivo alrededor del punto de intersección del primer eje (X_{1}) con el eje de giro (D) del inducido (5).