ES2715323T3 - Rotor de ralentizador electromagnético para vehículo, ralentizador que comprende un rotor de este tipo y vehículo provisto de un ralentizador de este tipo - Google Patents

Abstract

Rotor (1) de ralentizador electromagnético para vehículo, comprendiendo el rotor: - al menos un inducido (2) que se presenta en forma de un disco anular, adecuado para estar recorrido por unas corrientes de Foucault por el efecto de un campo electromagnético generado por un estátor, presentando el inducido (2) una cara (4) interior, - al menos una mejilla (5) que se presenta en forma de un disco anular coaxial al inducido (2) y que presenta una cara (7) interior frente por frente y a distancia de la cara (4) interior del inducido (2), siendo la mejilla (5) solidaria con el inducido (2), - al menos una corona (13) de fijación coaxial al inducido (2), adecuada para estar solidarizada en rotación con un árbol de transmisión del vehículo, - al menos un brazo (15), definido entre un borde (19) superior y un borde (20) inferior y que presenta una primera porción (22) extrema solidaria con la cara (7) interior de la mejilla (5) por el borde inferior (20), extendiéndose la primera porción (22) extrema entre la cara (7) interior de la mejilla (5) y la cara (4) interior del inducido (2) y presentando una segunda porción (23) extrema solidaria con la corona (13) de fijación, el borde (19) superior del brazo (15) está a distancia de la cara (4) interior del inducido (2) sobre el conjunto de la dimensión radial del brazo (15), de manera que se forme un espacio (24) entre el brazo (15) y el inducido (2), por que el brazo (15) presenta, cuando se ve en un plano perpendicular al eje (A) de rotación del rotor (1), un punto de inflexión (26), de manera que se forme una S, estando el rotor (1) caracterizado por que la segunda porción (23) extrema del brazo (15) es una porción curva en un plano perpendicular al eje (A) de rotación del rotor (1), por que el brazo (15) comprende una porción (25) intermedia entre la primera porción (22) extrema y la segunda porción (23) extrema, siendo la porción (25) intermedia una porción curva en un plano perpendicular al eje (A) de rotación del rotor (1), con un radio (R2) de curvatura invertido con respecto al radio (R1) de curvatura de la segunda porción (23) extrema, y por que los radios (R1, R2) de curvatura de la segunda porción (23) extrema y de la porción (25) intermedia del brazo (15) se eligen de manera que se satisfaga la siguiente relación

Description

DESCRIPCION

Rotor de ralentizador electromagnetico para vehnculo, ralentizador que comprende un rotor de este tipo y vehnculo provisto de un ralentizador de este tipo

Sector de la tecnica

La invencion esta relacionada con el campo de los ralentizadores electromagneticos y, de manera mas particular, con los rotores de ralentizadores de este tipo.

Estado de la tecnica

Los ralentizadores electromagneticos son unos dispositivos que permiten completar los sistemas de frenado de los vehnculos de cualquier categona y, en concreto, de los vehnculos terrestres de motor tales como unos trenes, unos vehnculos pesados o tambien unos utilitarios, para los que son ventajosos de manera particular.

En efecto, durante el frenado denominado de servicio de vehnculos de carga importante, por el hecho de su gran inercia, la energfa a disipar para ralentizar incluso para obtener la parada del vehnculo con un sistema de frenado convencional es tan importante que los elementos del sistema de frenado y, en concreto, las pastillas, experimentan un calentamiento que arrastra un desgaste prematuro.

Por lo tanto, se han elaborado los ralentizadores magneticos que permiten obtener un frenado de aguante, es decir, ralentizar el vehnculo disipando una parte importante de la energfa de frenado, aliviando, de este modo, el sistema de frenado convencional.

Un ralentizador electromagnetico permite disipar la energfa por la generacion de corrientes de Foucault. Para esto, el ralentizador comprende, en general, un estator, fijado, por ejemplo, al bastidor del vehfculo y un rotor, montado, por ejemplo, sobre un arbol de transmision que lo arrastra en rotacion. El estator y el rotor estan montados coaxiales, frente por frente el uno del otro, estableciendose un espacio llamado entrehierro entre ellos, teniendo uno un papel de inductor de un campo magnetico, teniendo el otro un papel de inducido.

En general, el estator desempena el papel del inductor y comprende tradicionalmente un electroiman que, cuando esta recorrido por una corriente electrica, genera un campo magnetico. El rotor comprende un elemento conductor, llamado inducido, que, cuando esta sometido al campo magnetico generado por el estator y arrastrado en rotacion por el arbol de transmision, esta recorrido por unas corrientes de Foucault. Unas fuerzas, llamadas fuerzas de Laplace, aparecen, entonces, y se oponen a la rotacion del rotor. El par de frenado producido y aplicado, de este modo, sobre el arbol de transmision permite ralentizar el vehfculo.

El estator puede estar asociado a uno o a varios rotores, por ejemplo, colocados a cada lado del estator segun su direccion axial.

Un problema mayor de los ralentizadores electromagneticos es que las corrientes de Foucault producen un calentamiento importante del inducido del rotor que degrada sus propiedades ffsicas y disminuye la eficacia del ralentizador. En particular, el valor del par de frenado del ralentizador disminuye cuando la temperatura del inducido aumenta.

Por lo tanto, se han desarrollado unos medios para evacuar este calor y, en concreto, por conduccion y por ventilacion.

Para esto, el rotor comprende de manera habitual una mejilla solidaria con el inducido por medio de una pluralidad de aletas radiales. Algunas aletas estan prolongadas para formar unos brazos, que realizan la union con una corona de fijacion, destinada a estar solidarizada en rotacion con el cubo, de manera directa o por medio de una pieza de union. De este modo, el calor del inducido se evacua hacia la mejilla mediante las aletas, donde se disipa, generando las aletas, igualmente, un efecto de ventilacion.

El documento frances FR 2584878 (LABAVIA) presenta un ejemplo de rotor para ralentizador electromagnetico, en el que las aletas que forman traviesa entre el disco inducido y la mejilla estan descompuestas en al menos dos tramos, separados de manera angular el uno del otro y que se solapan radialmente de manera parcial, a manera de tejas. Algunas aletas estan prolongadas para formar unos brazos y efectuar la union con el arbol de transmision. El documento europeo EP 0235306 (LABAVIA) presenta una variante de un rotor para ralentizador electromagnetico en el que se propone mejorar la evacuacion del calor por la colocacion de estnas o de ondulaciones sobre una de las caras de las aletas, con el fin de crear un flujo de aire entre las aletas favorable para el enfriamiento por ventilacion.

El documento frances FR 2864719 (TELMA) describe otro ejemplo de rotor para ralentizador electromagnetico. En este documento, se propone modificar la forma de las aletas entre el inducido y la mejilla del rotor del documento frances FR 2584878 haciendo los tramos mas cercanos del centro del disco del inducido sustancialmente planos y radiales.

Aunque las soluciones propuestas en el estado de la tecnica permiten producir un efecto de enfriamiento, este permanece insuficiente y el inducido puede alcanzar unas temperaturas del orden de 700 °C a 800 °C.

Por otra parte, los brazos, unidos a la corona de fijacion, al inducido y a la mejilla, estan fuertemente solicitados, en particular, al nivel de su confluencia con el inducido a causa, en concreto:

- de las fuerzas de atraccion magnetica entre el inducido y el estator, que tienden a desplazar de manera axial el rotor con respecto al estator;

- del par de frenado aplicado sobre el arbol de transmision y de la resistencia de este ultimo;

- de la inercia del rotor.

La temperatura elevada del inducido debilita la confluencia del brazo sobre el inducido, que puede alcanzar unas temperaturas del orden de 600 °C. Su consistencia mecanica a las solicitaciones se encuentra por ello degradada y pueden aparecer una deformacion plastica o unas figuras, que alteran el funcionamiento del ralentizador. Eventualmente, las deformaciones pueden ser tales que se desemboca en un contacto entre el rotor y el estator, incluso en una rotura de la confluencia, de modo que el vetnculo se encuentra inmovilizado hasta que se sustituya el ralentizador.

Existen unos ralentizadores, llamados "Hydral", que utilizan un circuito de agua de enfriamiento del motor para enfriar el ralentizador. No obstante, su diseno mas complejo los hace mas cotosos y mas diffciles de montar sobre el vetnculo.

Por consiguiente, existe una necesidad de un nuevo rotor de ralentizador electromagnetico que remedie los inconvenientes anteriormente citados.

Objeto de la invencion

Por lo tanto, un primer objeto de la presente invencion es proponer un rotor para ralentizador electromagnetico cuya resistencia mecanica a las solicitaciones esta incrementada.

Un segundo objeto de la presente invencion es proponer un rotor para ralentizador electromagnetico cuya vida util esta aumentada.

Un tercer objeto de la presente invencion es proponer un rotor para ralentizador electromagnetico que limita las necesidades de sustitucion.

Un cuarto objeto de la presente invencion es proponer un rotor para ralentizador electromagnetico a menor coste. Un quinto objeto de la presente invencion es proponer un rotor para ralentizador electromagnetico de espacio necesario limitado.

Para esto, la invencion propone, segun un primer aspecto, un rotor de ralentizador electromagnetico para vetnculo, comprendiendo el rotor:

- al menos un inducido que se presenta en forma de un disco anular, adecuado para estar recorrido por unas corrientes de Foucault por el efecto de un campo electromagnetico generado por un estator, presentando el inducido una cara interior,

- al menos una mejilla que se presenta en forma de un disco anular coaxial al inducido y que presenta una cara interior frente por frente y a distancia de la cara interior del inducido, siendo la mejilla solidaria con el inducido, - al menos una corona de fijacion coaxial al inducido, adecuada para estar solidarizada en rotacion con un arbol de transmision del vetnculo,

- al menos un brazo, definido entre un borde superior y un borde inferior y que presenta una primera porcion extrema solidaria con la cara interior de la mejilla por el borde inferior, extendiendose la primera porcion extrema entre la cara interior de la mejilla y la cara interior del inducido y presentando una segunda porcion extrema solidaria con la corona de fijacion,

el borde superior del brazo esta a distancia de la cara interior del inducido sobre el conjunto de la dimension radial del brazo, de manera que se forme un espacio entre el brazo y el inducido,

por que el brazo presenta, cuando se ve en un plano perpendicular al eje de rotacion del rotor, un punto de inflexion de manera que se forme una S. Estando el rotor caracterizado por que la segunda porcion extrema del brazo es una porcion curva en un plano perpendicular al eje de rotacion del rotor, por que el brazo comprende una porcion intermedia entre la primera porcion extrema y la segunda porcion extrema, siendo la porcion intermedia una porcion curva en un plano perpendicular al eje de rotacion del rotor, con un radio de curvatura invertido con respecto al radio de curvatura de la segunda porcion extrema,

y por que los radios de curvatura de la segunda porcion extrema y de la porcion intermedia del brazo se eligen de manera que se satisfaga la siguiente relacion:

El espacio formado de este modo entre el brazo y el inducido permite disminuir de manera considerable la transferencia de calor entre los brazos y el inducido, que refuerza la resistencia del rotor a las temperaturas elevadas.

Preferentemente, los radios de curvatura de la segunda porcion extrema y de la porcion intermedia del brazo se eligen de modo que:

Segun un modo de realizacion preferente, la dimension del espacio entre el brazo y la cara interior del inducido, segun una direccion axial, es superior o igual a 8 mm.

Preferentemente, el rotor comprende una pluralidad de aletas entre la cara interior de la mejilla y la cara interior del inducido, que solidariza la mejilla y el inducido. Las aletas permiten crear unos pasillos de circulacion de las corrientes de aire y crear un efecto de ventilacion, que favorece la disipacion del calor.

El brazo se extiende, por ejemplo, segun un angulo de 45 ° en un plano perpendicular al eje de rotacion del rotor. Segun un modo preferente de realización, la primera porcion extrema del brazo se extiende de manera radial en un plano perpendicular al eje de rotacion del rotor.

Preferentemente, el rotor comprende una pluralidad de brazos.

Segun un segundo aspecto, la invencion propone un ralentizador electromagnetico, en concreto, para vehuculo, que comprende al menos un estator adecuado para inducir un campo electromagnetico cuando esta recorrido por una corriente electrica y al menos un rotor tal como se ha descrito mas arriba, estando la cara exterior del inducido, opuesta a la cara interior del inducido, frente por frente del estator y a distancia del estator.

La vida util del ralentizador esta aumentada, de este modo, gracias al nuevo rotor, mas resistente respecto a las temperaturas elevadas.

Segun un tercer aspecto, la invencion propone un vehuculo que comprende un arbol de transmision entre un motor y un organo de desplazamiento, tal como una rueda y que comprende al menos un ralentizador electromagnetico tal como el mencionado mas arriba. El estator es, entonces, solidario con el chasis del vehuculo y la corona de fijacion esta montada sobre un arbol de transmision, de modo que rotor esta arrastrado en rotacion por el arbol de transmision.

El vehfculo, incluso pesado, puede, de este modo, ralentizar o frenar de manera mas rapida gracias al ralentizador menos sensible a las temperaturas elevadas.

Descripcion de las figuras

Otros objetos y ventajas apareceran a la luz de la descripcion hecha a continuacion con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un rotor segun el estado de la tecnica;

- la figura 2 es una vista de frente del rotor de la figura 1;

- la figura 3 es una vista similar a la de la figura 2, en la que se ha retirado la mejilla del rotor,

- la figura 4 es una vista de lado del rotor de la figura 1;

- la figura 5 es una vista en perspectiva de un nuevo rotor segun la invencion;

- la figura 6 es una vista de frente del rotor de la figura 5,

- la figura 7 es una vista similar a la de la figura 6, en la que se ha retirado la mejilla del rotor,

- la figura 8 es una vista de lado del rotor de la figura 5;

- la figura 9 es una vista en detalle de la figura 8;

- la figura 10 es una vista en detalle del rotor de la figura 6.

Descripcion detallada de la invencion

En las figuras 1 a 4, se ha representado un rotor 1 de ralentizador electromagnetico segun el estado de la tecnica, para un vehfculo de motor. El rotor se presenta preferentemente en forma de una pieza monobloque, de material ferromagnetico, obtenida por moldeo. El ralentizador comprende, ademas, un estator, no ilustrado, como se ha descrito en la introduccion, estando un entrehierro formado entre el estator y el rotor. El rotor 1 se hara, por ejemplo, solidario en rotacion con un arbol de transmision entre el motor y unos organos de desplazamiento, tales como unas ruedas, mientras que el estator se hara solidario con el chasis del vehmulo.

El rotor 1 comprende un inducido 2 en forma de un disco anular y presenta una cara 3 exterior y una cara 4 interior, sustancialmente planas, pero no necesariamente paralelas. El rotor 1 comprende, ademas, una mejilla 5 en forma de un disco, igualmente, anular que presenta una cara 6 exterior y una cara 7 interior sustancialmente planas. El inducido 2 y la mejilla 5 estan colocados de manera coaxial sobre un eje A, que es el eje de rotacion del rotor 1, de modo que sus caras 4, 7 interiores estan frente por frente y a distancia la una de la otra. Por ejemplo, el diametro interior de la mejilla 5 es preferentemente superior o igual al diametro interior del inducido 2, mientras que el diametro exterior de la mejilla 5 es preferentemente inferior o igual al diametro exterior del inducido 2. El espesor del inducido 2 es preferentemente superior al espesor de la mejilla 5.

En lo que sigue, el termino "axial" hace referencia a la direccion paralela al eje A de los discos, es decir, el eje de rotacion y el termino "radial" hace referencia a la direccion paralela a los radios de los discos del inducido 2 y de la mejilla 5.

El inducido 2 y la mejilla 5 son solidarios, de modo que una parte del calor generado en el inducido 2 por las corrientes de Foucault se evacua por conduccion hacia la mejilla 5, que disipa el calor en el aire.

Preferentemente, unas aletas 8 estan repartidas de manera regular en corona radial entre el inducido 2 y la mejilla 5 y se extienden de una cara interior a la otra, que solidarizan el inducido 2 y la mejilla 5 formando al mismo tiempo traviesas. Una aleta 8 se presenta, por ejemplo, en forma de una placa curvada, definida, por una parte, entre un borde 9 interior y un borde 10 exterior derechos y, por otra parte, entre un borde 11 superior solidario con la cara 4 interior del inducido 2 y un borde 12 inferior solidario con la cara 7 interior de la mejilla 5, siendo el borde 11 inferior y el borde 12 superior curvados. Ventajosamente, el borde 10 exterior, es decir, el mas alejado del eje A de rotacion, no se extiende mas alla de la periferia del inducido 2 o de la mejilla 5, de manera que se limite el espacio necesario. De este modo, cuando el rotor 1 esta arrastrado en rotacion alrededor del eje A de rotacion, las aletas 8 favorecen la circulacion del aire en los pasillos definidos entre las aletas 8 para enfriar el rotor 1 y, de manera mas particular, el inducido 2, correspondiendo el sentido de curvatura de las aletas 8, por ejemplo, al sentido de rotacion del rotor 1 alrededor del eje A de rotacion.

El rotor 1 comprende ventajosamente una corona 13 de fijacion, en forma de un cilindro hueco coaxial al inducido 2 y a la mejilla 5, para solidarizar en rotacion el rotor 1 con un arbol de transmision del vehmulo. La corona 13 puede estar montada de manera directa sobre el arbol o gracias a una pieza intermedia. Para esto, la corona 13 esta provista ventajosamente de perforaciones 14 que se extienden de manera axial, con el fin de permitir la insercion de medios de fijacion de tipo tornillena entre la corona 13 y el arbol de transmision o la pieza intermedia.

El rotor 1 incluye, por otra parte, unos brazos 15, formados ventajosamente en la prolongacion de algunas aletas 8, siguiendo la curvatura de aletas 8 y que se extienden hasta la corona 13, a la que estan fijados, por ejemplo, sobre su superficie 16 cilmdrica. Preferentemente, los brazos 15 estan repartidos sobre las caras 4, 7 interiores del inducido 2 y de la mejilla 5 de manera regular, por ejemplo, para ocho brazos 15, cada 45 °.

Los brazos 15 se encuentran con la corona 13 sobre su superficie 16 cilmdrica axial. El lugar donde los brazos 15 se encuentran con la corona 13 puede estar desfasado de manera axial del lugar donde los brazos 15 estan fijados al inducido 2 y a la mejilla 5, presentando los brazos 15, entonces, una forma en S en un plano paralelo al eje A de rotacion.

De este modo, los brazos 15 en la prolongacion de aletas 8 son solidarios a la vez con la mejilla 5 y con el inducido 2.

Como se ha indicado en la introduccion, el rotor 1 del estado de la tecnica presenta una debilidad al nivel de la confluencia entre el brazo 15 y el inducido 2 por el hecho, en particular, de la temperatura elevada del inducido 2. Un nuevo rotor 1 segun la presente invencion se ilustra en las figuras 5 a 10, en el que se ha suprimido la confluencia entre los brazos y el inducido.

Las mismas referencias que las utilizadas para el rotor de las figuras 1 a 4 se utilizan para designar los mismos elementos del nuevo rotor 1.

De manera mas precisa, al igual que anteriormente, el nuevo rotor 1 comprende un inducido 2 y una mejilla 5 solidarios entre sf, ambos dos en forma de discos anulares, que presentan una cara 4, 7 interior sustancialmente plana, estando la cara 7 interior de la mejilla 5 frente por frente de la cara 4 interior del inducido 2. Unas aletas 8 estan repartidas de manera regular entre el inducido 2 y la mejilla 5. Se extienden de la cara 4 interior del inducido 2 y se encuentran con la cara 7 interior de la mejilla 5. El rotor 1 comprende, igualmente, una corona 13 de fijacion. Estos elementos pueden ser sustancialmente identicos a los ya descritos para el rotor de la tecnica anterior con referencia a las figuras 1 a 4.

Segun el modo de realizacion preferente, que es el de las figuras 5 a 10, la mejilla 5 esta provista de muescas 17 sobre su periferia 18 exterior, repartidas de manera regular en pareja. Estas muescas 17 permiten disminuir la masa del rotor 1 y, por lo tanto, los costes de fabricacion, conservando al mismo tiempo las propiedades mecanicas.

El rotor 1 segun la invencion comprende, igualmente, al menos un brazo 15, en la practica una pluralidad de brazos 15, estando cada uno localizado entre dos aletas 8, para solidarizar la corona 13 con el inducido 2 y con la mejilla 5. No obstante, al contrario de los rotores del estado de la tecnica, cada brazo 15 no esta fijado de manera directa sobre el inducido 2.

De manera mas precisa, segun la invencion, cada brazo 15 esta definido entre un borde 19 superior, un borde 20 inferior y dos bordes 21 laterales y presenta una primera porcion 22 extrema solidaria con la cara 7 interior de la mejilla 5 y una segunda porcion 23 extrema solidaria con la corona 13 de fijacion. La primera porcion 22 extrema del brazo 15, ilustrada, en concreto, en la figura 7, se extiende, por consiguiente, entre la cara 4 interior del inducido 2 y la cara 7 interior de la mejilla 5 siendo solidaria con la cara 7 interior de la mejilla 5 por su borde 20 inferior, pero el borde 19 superior permanece a distancia de la cara interior del inducido segun la direccion axial.

De este modo, cada brazo 15 es solidario con la mejilla 5 por el borde 20 inferior, mientras que esta formado un espacio 24 entre la cara 4 interior del inducido 2 y el borde 19 superior de cada brazo 15 y esto sobre el conjunto de la dimension radial del brazo 15. Siendo el aire mal conductor termico, el calor no se transmite o se transmite poco a los brazos 15 por el inducido 2.

La dimension e del espacio 24, visible, en concreto, en la figura 9, es decir, la distancia entre el borde 19 superior de la primera porcion 22 del brazo 15 y la cara 4 interior del inducido 2, medida segun la direccion axial, se elige de manera que se encuentre un compromiso entre la creacion de una barrera termica entre los brazos 15 y el inducido 2, limitando al mismo tiempo el espacio necesario. La dimension e del espacio 24 esta comprendida ventajosamente entre 6 mm y 12 mm. Esta dimension puede no ser constante sobre la longitud del brazo 15. La influencia de la temperatura del inducido 2 sobre los brazos 15 esta, entonces, fuertemente reducida.

En efecto, por debajo de 6 mm, la dimension e del espacio 24 se revela insuficiente para permitir un flujo de aire y reducir la temperatura del brazo de manera significativa. Mas alla de 12 mm, la influencia de la barrera termica sobre la temperatura de los brazos 15 ya no es apreciable, de modo que el espacio necesario resultante ya no esta compensado por una ventaja sobre la temperatura de los brazos 15.

De este modo, manteniendo la dimension e del espacio 24 entre 6 mm y 12 mm, la temperatura de los brazos 15 medida sobre su primera porcion 22 extrema es inferior hasta un 58 % con respecto a la temperatura de la misma porcion de brazo cuando esta empalmada al inducido como en los rotores del estado de la tecnica. De este modo, para el nuevo rotor, la temperatura de los brazos 15 se baja con respecto a los brazos del estado de la tecnica, de tal manera que el nuevo rotor puede emplearse en unas aplicaciones severas, es decir, que generan unas elevaciones de temperatura del rotor 1 mas elevadas, sobre unas duraciones de tiempo mas importantes, que para unas aplicaciones denominadas normales.

Preferentemente, la dimension e del espacio 24 sobre el conjunto del brazo 15 es al menos igual a 8 mm, con el fin de garantizar un aislamiento termico suficiente.

De este modo, los brazos 15 no estan en contacto mas que con la mejilla 5, asegurando al mismo tiempo el arrastre en rotacion del inducido 2. La temperatura de la mejilla 5, que es, en general, del orden de 450 °C, mas escasa que la del inducido 2 permite conservar una confluencia con el brazo 15 mas resistente a las tensiones. Ademas, el desplazamiento del rotor 1 en traslacion segun el eje A de rotacion esta repercutido, en primer lugar, en las aletas 8, luego, en la mejilla 5 y, por ultimo, en la confluencia de los brazos 15 sobre la mejilla 5, de modo que las deformaciones en la confluencia de los brazos 15 y de la mejilla 5 estan disminuidas: en primer lugar, las experimentan las confluencias entre las aletas 8 con el inducido 2 y la mejilla 5.

Asimismo, la inercia del rotor 1 tiene una influencia disminuida en cuanto a deformacion sobre la confluencia entre los brazos 15 y el inducido 2, absorbiendo las aletas una parte.

Si bien la superficie de contacto entre el inducido 2 y la mejilla 5 esta disminuida con respecto a los rotores del estado de la tecnica suprimiendo la confluencia entre los brazos 15 y el inducido 2 y haciendo, por este motivo, mas escaso el fenomeno de conduccion entre el inducido 2 y la mejilla 5 para enfriar el inducido, el nuevo rotor 1 segun la invencion presenta una resistencia incrementada a las tensiones.

En este momento, se va a describir un modo de realizacion preferente del brazo 15, que presenta una forma que aumenta, por otra parte, la resistencia mecanica del rotor 1.

La primera porcion 22 es una porcion derecha, que se extiende de manera radial entre las caras 4, 7 interiores de la mejilla 2 y del inducido 5.

La segunda porcion 23 es una porcion curva en un plano perpendicular a la direccion axial, es decir, que los bordes 21 laterales del brazo 15 estan curvados.

Una porcion 25 intermedia une la primera porcion 22 a la segunda porcion 23. La porcion 25 intermedia es, igualmente, una porcion curva en un plano perpendicular a la direccion axial, pero cuyo sentido de la curvatura es contrario al de la segunda porcion 23.

De este modo, el brazo l5, cuando se ve en un plano perpendicular a la direccion axial, presenta un punto 26 de inflexion, entre la segunda porcion 23 y la porcion 25 intermedia, de manera que se forme una S.

La nueva forma de los brazos 15 permite, de este modo, un mejor reparto de las tensiones sobre toda su longitud, que evita una concentracion de las tensiones en las confluencias con la corona 13 y la mejilla 5. Ademas, la forma en S del brazo 15 favorece sus deformaciones elasticas radiales, que limitan los riesgos de rotura. Combinando la nueva forma de los brazos 15 con la caractenstica segun la que los brazos 15 no son solidarios de manera directa con el inducido 2, las deformaciones de los brazos 15 estan reducidas de manera considerable.

Las dimensiones del brazo 15 se eligen de manera que se asegure un buen intercambio termico con el medio exterior por los bordes 21 laterales, limitando al mismo tiempo el fenomeno de conduccion termica por la seccion del brazo 15.

En la tabla 1 de mas abajo se han trasladado algunos ejemplos de valores numericos de dimensiones del brazo, en mm, con referencia a la figura 10.

Tabla 1

El espesor E del brazo 15 corresponde, de este modo, a su dimension transversal, perpendicular a la direccion radial, medida sobre la primera porcion 22 del brazo 15. En el ejemplo ilustrado, el espesor E del brazo 15 es constante, siendo los bordes 21 laterales paralelos, pero podra ser variable.

La longitud L del brazo 15 corresponde, en el presente documento, a la dimension radial de la segunda porcion 23 y de la porcion 25 intermedia, medida desde el centro de los discos del inducido 2 y de la mejilla 5.

El radio R1 de curvatura es el radio de curvatura de la segunda porcion 23 del brazo 15 y el radio R2 de curvatura es el radio de curvatura de la porcion 25 intermedia del brazo 15.

De manera general, los radios R1 y R2 de curvatura de las porciones 23, 25 curvas del brazo 15 se eligen de manera que se satisfaga la siguiente relacion:

Por ejemplo, los radios R1 y R2 de curvatura de los brazos 15 son tales que:

Cuando los radios R1 y R2 de curvatura satisfacen la relacion (1), el brazo 15 esta, entonces, adaptado de manera particular para resistir en una aplicacion severa del rotor. En efecto, el Solicitante ha determinado que cuando se respeta la relacion (1), los riesgos de rotura de los brazos estan fuertemente disminuidos. En concreto, la inversion del radio de curvatura entre el segundo 23 extremo del brazo 15 y la porcion 25 intermedia permite favorecer las deformaciones elasticas del brazo 15. Ademas, cuando se satisface la relacion (1), el cambio de curvatura no es demasiado brusco, que asegura que las tensiones se repartan sobre las dos porciones 23, 25 curvas del brazo. Por ultimo, el cambio de radio de curvatura en la proporcion de la relacion (1) asegura que las tensiones se repartan sobre las dos porciones 23, 25 curvas del brazo 15 de manera optima.

Cada brazo 15 se extiende de manera angular sobre aproximadamente 45 °, es decir, que el angulo a, medido en un plano perpendicular a la direccion axial, entre el lugar de confluencia del brazo 15 sobre la corona 13 y la primera porcion 22 es de aproximadamente 45 °.

Preferentemente, el reparto angular de las aletas 8 es regular y el de los brazos 15 lo es, igualmente. No obstante, aletas 8 y brazo 15 no son coincidentes. De este modo, un brazo 15 no se sustituye por una aleta 8 en el reparto de las aletas 8 y de manera inversa.

El nuevo rotor 1 formado de este modo presenta una resistencia incrementada a las tensiones gracias al refuerzo de la union entre la corona 13 y el conjunto que comprende el inducido 2 y la mejilla 5 y, de manera mas precisa, evitando cualquier contacto entre los brazos 15 con el inducido 2.

Por ejemplo, en el ejemplo del rotor que presenta las dimensiones de la tabla 1, gracias, en concreto, a la dimension e minima de 8 mm del espacio 24 entre los brazos 15 y el inducido 2, se ha observado que la temperatura de los brazos 15 que puede ser inferior a la de los brazos de los rotores del estado de la tecnica que no comprenden un espacio de este tipo hasta aproximadamente 100 °C.

Ademas, la diferencia entre la temperatura media del inducido y la temperatura media de la mejilla es mas importante en el caso del nuevo rotor 1 que, en el caso de los rotores del estado de la tecnica, que indica que la transferencia termica entre el inducido 2 y la mejilla 5 es menos importante para el nuevo rotor 1.

La tabla 2 de mas bajo indica la temperatura maxima medida sobre el inducido, la temperatura minima medida sobre un brazo, la temperatura media del inducido y la temperatura media de la mejilla para un rotor del estado de la tecnica, como se presenta en las figuras 1 a 4 y para el nuevo rotor. Los valores de la tabla se obtienen para una simulacion de 1.000 rpm de velocidad de rotacion del rotor y una potencia aplicada sobre el inducido de 44.000 W.

Tabla 2

La union de los brazos 15 sobre la corona 13 de fijacion es, de este modo, mas resistente que en los rotores del estado de la tecnica: los riesgos de rotura de los brazos 15 al nivel de su union con la corona 13 para el rotor 1 descrito estan disminuidos, incluso en unas aplicaciones mas severas en las que la temperatura del inducido es mas importante. La vida util del rotor 1 esta aumentada.

Cuando la dimension e del espacio 24 es inferior a 8 mm, la transferencia de calor entre el inducido 2 y los brazos 15 que se opera no permite una mejora significativa con respecto a un inducido fijado de manera ngida y de manera directa sobre los brazos.

La forma y las dimensiones de los brazos 15 del nuevo rotor 1 ofrecen, por otra parte, una rigidez incrementada. El nuevo rotor 1 segun la invencion va a poder, por lo tanto, utilizarse en unas aplicaciones severas en las que la temperatura del inducido 2 es elevada de manera particular, teniendo al mismo tiempo una vida util mas importante en las aplicaciones mas corrientes.

Como las deformaciones se producen, en primer lugar, sobre las aletas 8, no son cnticas respecto a la pieza: su deformacion no impide la utilizacion del ralentizador, de modo que no es necesario sustituirlo desde el momento en que se producen unas deformaciones de este tipo.

La fabricacion del nuevo rotor 1 no implica ningun aumento de los costes con respecto a los rotores del estado de la tecnica, ya que no hay una materia o unas piezas suplementarias.

Por ultimo, el nuevo rotor 1 no implica ningun aumento del espacio necesario, permaneciendo las dimensiones globales sustancialmente identicas a las de los rotores del estado de la tecnica.

El diseno del nuevo rotor no implica una modificacion del funcionamiento del ralentizador. De este modo, el nuevo rotor 1 podra estar asociado a unos estatores ya existentes, incluso podra estar instalado de manera directa en unos vetuculos ya equipados con un ralentizador electromagnetico en sustitucion de los antiguos rotores.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Rotor (1) de ralentizador electromagnetico para vehnculo, comprendiendo el rotor:

- al menos un inducido (2) que se presenta en forma de un disco anular, adecuado para estar recorrido por unas corrientes de Foucault por el efecto de un campo electromagnetico generado por un estator, presentando el inducido (2) una cara (4) interior,

- al menos una mejilla (5) que se presenta en forma de un disco anular coaxial al inducido (2) y que presenta una cara (7) interior frente por frente y a distancia de la cara (4) interior del inducido (2), siendo la mejilla (5) solidaria con el inducido (2),

- al menos una corona (13) de fijacion coaxial al inducido (2), adecuada para estar solidarizada en rotacion con un arbol de transmision del vehfculo,

- al menos un brazo (15), definido entre un borde (19) superior y un borde (20) inferior y que presenta una primera porcion (22) extrema solidaria con la cara (7) interior de la mejilla (5) por el borde inferior (20), extendiendose la primera porcion (22) extrema entre la cara (7) interior de la mejilla (5) y la cara (4) interior del inducido (2) y presentando una segunda porcion (23) extrema solidaria con la corona (13) de fijacion, el borde (19) superior del brazo (15) esta a distancia de la cara (4) interior del inducido (2) sobre el conjunto de la dimension radial del brazo (15), de manera que se forme un espacio (24) entre el brazo (15) y el inducido (2), por que el brazo (15) presenta, cuando se ve en un plano perpendicular al eje (A) de rotacion del rotor (1), un punto de inflexion (26), de manera que se forme una S, estando el rotor (1) caracterizado por que la segunda porcion (23) extrema del brazo (15) es una porcion curva en un plano perpendicular al eje (A) de rotacion del rotor (1), por que el brazo (15) comprende una porcion (25) intermedia entre la primera porcion (22) extrema y la segunda porcion (23) extrema, siendo la porcion (25) intermedia una porcion curva en un plano perpendicular al eje (A) de rotacion del rotor (1), con un radio (R2) de curvatura invertido con respecto al radio (R1) de curvatura de la segunda porcion (23) extrema,

y por que los radios (R1, R2) de curvatura de la segunda porcion (23) extrema y de la porcion (25) intermedia del brazo (15) se eligen de manera que se satisfaga la siguiente relacion:

10 % < | l - ^ | < 20 %.

2. Rotor (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los radios (R1, R2) de curvatura de la segunda porcion (23) extrema y de la porcion (25) intermedia del brazo (15) se eligen de modo que:

|11 - — _{s i} | 1 = 15 %

3. Rotor (1) segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, caracterizado por que la dimension (e) del espacio (24) entre el brazo (15) y la cara (7) interior del inducido (2), segun una direccion axial, esta comprendida entre 6 mm y 12 mm.

4. Rotor (1) segun la reivindicacion 3, en el que la dimension (e) del espacio (24) entre el brazo (15) y la cara (7) interior del inducido (2) es superior o igual a 8 mm.

5. Rotor (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de aletas (8) entre la cara (7) interior de la mejilla (5) y la cara (4) interior del inducido (2), que solidariza la mejilla (5) y el inducido (2).

6. Rotor (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el brazo (15) se extiende segun un angulo de 45 ° en un plano perpendicular al eje (A) de rotacion del rotor (1).

7. Rotor (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la primera porcion (22) extrema del brazo (15) se extiende de manera radial en un plano perpendicular al eje (A) de rotacion del rotor (1).

8. Rotor (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de brazos (15).

9. Ralentizador electromagnetico, en concreto, para vehfculo, que comprende al menos un estator adecuado para inducir un campo electromagnetico cuando esta recorrido por una corriente electrica, estando el ralentizador caracterizado por que comprende al menos un rotor (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando la cara (3) exterior del inducido (2), opuesta a la cara (4) interior del inducido (2), frente por frente del estator y a distancia del estator.

10. Vehuculo que comprende un arbol de transmision entre un motor y un organo de desplazamiento, tal como una rueda, caracterizado por que comprende al menos un ralentizador electromagnetico segun la reivindicacion 9, siendo el estator solidario con el chasis del vehuculo, estando la corona (13) de fijacion montada sobre un arbol de transmision, de modo que rotor (1) esta arrastrado en rotacion por el arbol de transmision.