ES2883953T3 - Rotor para un motor eléctrico, correspondiente árbol de motor, así como procedimiento para su fabricación - Google Patents

Abstract

Rotor (10) para un motor eléctrico con - una zona de transmisión de fuerza (11) que es apropiada o está destinada para la unión activa de transmisión de fuerza con un árbol de motor (12), - una zona de transmisión de par de torsión (13) de materiales compuestos de fibra que es adyacente a la zona de transmisión de fuerza (11), - una zona de cierre magnético (14), - una zona (15) para la guía de campo magnético en la que están alojados imanes (16), estando dispuestas la zona de cierre magnético (14) y la zona (15) para la guía de campo magnético en el lado opuesto a la zona de transmisión de fuerza (11) de la zona de transmisión de par de torsión (13), caracterizado por que la zona de cierre magnético (14) moldeado por inyección y sin chapa presenta un plástico termoplástico provisto de un relleno magnético o magnetizable.

Description

DESCRIPCIÓN

Rotor para un motor eléctrico, correspondiente árbol de motor, así como procedimiento para su fabricación

La invención se refiere a un rotor para un motor eléctrico según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento para la fabricación de tal rotor según el preámbulo de la reivindicación 14.

Los motores eléctricos han demostrado su eficacia en la práctica en las más diversas realizaciones. En función de las condiciones de energía eléctrica disponible, potencia deseada, velocidad de funcionamiento, comportamiento dinámico y espacio constructivo disponible, se diseñan con excitación de imán permanente o electromagnética, alimentación de corriente continua, alterna o polifásica, conmutada electrónica o mecánicamente en diseño síncrono o asíncrono. En particular para servoaccionamientos sin escobillas y altamente dinámicos, que se configuran preferentemente con rotores internos, se conocen conceptos de rotor en los que se insertan imanes de tierras raras de alta calidad en cortes de chapa que a su vez se unen con arrastre de forma y/o de fuerza con el árbol de motor, por regla general construido de acero.

Los rotores con esta estructura contribuyen fundamentalmente a la inercia de masa de un servomotor, es decir, que, a través de esta estructura, se define la dinámica del motor. Si se observa detenidamente la estructura, los recortes de chapa o estampados de chapa, que son necesarios para evitar corrientes parásitas en la zona de cierre magnético, apenas cargan peso. Por regla general, para este fin pueden utilizarse los residuos de perforación de las chapas del estator. La parte interior del rotor se utiliza para la transmisión del par de torsión, la zona exterior comprende la guía de campo magnético. Para mantener las pérdidas por corrientes parásitas en el rotor lo más bajas posible, las chapas están recubiertas con una capa aislante, manteniéndose los espesores de las capas aislantes lo más reducidos posible. Las chapas son las que más influyen en el par de inercia del rotor.

Para el diseño de un motor eléctrico de alto par en construcción ligera, en el documento DE 102004014640 A1, en el que se basa el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 14, se propone configurar componentes estructurales portantes como materiales compuestos de fibra para mantener libre el espacio interior del motor eléctrico. La zona de cierre magnético no es modificada para ello. Los mismo se cumple para el documento US 2014/0239748 A1.

Por el documento GB 1307 831 A se conoce cómo fabricar un núcleo magnético para un accionamiento eléctrico mediante compactación y prensado de una mezcla de polvo de hasta un 90 % de polvo metálico y material de plástico que a continuación se cura o calienta. A este respecto, no se efectúa un moldeo por inyección.

Por el documento US 2003/0063993 A1 se conoce un procedimiento para la inyección de polvo ferromagnético con una unidad de inyección y la inyección de un polvo no ferromagnético con una segunda unidad de inyección para fabricar componentes de rotor compuestos por moldeo por inyección. Para ello se utiliza un material MIM, que puede ser procesado con un aglutinante y posteriormente "desaglutinado" y "sinterizado" en una etapa de procesamiento posterior.

El documento US 2003/0062790 A1 muestra la fabricación de un disco de rotor en el que, en un marco de varias piezas, se prensan como plantilla materiales en polvo que pueden ser procesados con aglutinante y posteriormente "desaglutinados" y "sinterizados" en una etapa de procesamiento posterior.

Por el documento DE 102007006986 B3 se conoce un rotor en el que se utiliza un plástico reforzado con fibra para la conexión del par de torsión entre árbol de motor y paquete de chapas clásico. Con un árbol de accionamiento de diámetro constante, el cuerpo básico del rotor está configurado con secciones cónicas externas.

En el rotor conocido por el documento DE 102008 026648 A1, con una estructura de chapa, un material magnético blando se ubica en torno a un paquete de "lamas" en las que están instalados los imanes permanentes. Las lamas están ancladas en un cuerpo de plástico que comprende un buje de plástico entre el árbol y las lamas de chapa. El documento US 6,081,052 A desvela un rotor chapado que se fabrica en un procedimiento térmico con la técnica Braze, en el sentido de un procedimiento de soldadura fuerte, mediante la inserción de capas intermedias entre paquete de chapas e imanes permanentes.

Por el documento US 2012/0091832 A1 se conoce una mezcla de material para el uso también para componentes de motor que, entre otras cosas, absorbe material magnético blando distribuido en una matriz no metálica.

Para obtener la mayor densidad de potencia posible, por el documento US 2007/0222306 A1 se conoce cómo proveer zonas de un núcleo que primeramente está "lleno" de aire (|jm=1), de un material moldeado por inyección.

El material presenta una mayor permeabilidad, con lo cual se puede realizar una mayor densidad de potencia. Por el estado de la técnica también se conoce cómo equilibrar rotores para motores eléctricos mediante un equilibrado positivo aplicando pesos o un equilibrado negativo con un disco de equilibrado retirando material.

Partiendo de este estado de la técnica la presente invención se basa en el objetivo de crear un rotor para un motor eléctrico en construcción ligera que cumpla el criterio o los criterios de potencia requeridos y proporcione un correspondiente procedimiento de fabricación.

Este objetivo se resuelve mediante un rotor para un motor eléctrico con las características de la reivindicación 1, así como mediante un correspondiente procedimiento de fabricación con las características de la reivindicación 14. Para ello, se considera el rotor con respecto a la función de sus partes, entrando en consideración una zona de transmisión de fuerza para la transmisión de pares y fuerza a un árbol de motor, una zona de transmisión de par de torsión para la transmisión del par de torsión del motor a la zona de transmisión de fuerza, una zona de cierre magnético, así como una zona para la guía de campo magnético en la que están dispuestos los imanes. En particular en la zona de cierre magnético, para la guía de campo magnético, se sustituye la chapa por un plástico termoplástico con un relleno magnético o magnetizable. La reducción de la masa se consigue a este respecto principalmente limitando la inserción del material plástico precisamente a la zona magnéticamente relevante. Este material polimérico se procesa de forma rentable y fiable en términos de proceso y también de forma fiable en términos de disposición geométrica en el procedimiento clásico de moldeo por inyección de plástico.

Si esta disposición se empareja con que simultáneamente la zona de transmisión de par de torsión se diseña correspondientemente con respecto a sus materiales compuestos de fibra, se puede fabricar un rotor ligero de forma económica.

La base para el plástico con el relleno magnético o magnetizable la constituye un termoplástico que se rellena con un relleno magnético blando con el mayor grado de relleno posible. En este caso, se pueden alcanzar preferentemente niveles de llenado de hasta más del 70 por ciento en volumen. La permeabilidad relativa pm alcanzable para estos materiales es menor en potencias de diez que para una forma de realización clásica "chapada" de un rotor, la saturación también se alcanza mucho antes. No obstante, con esta realización se puede conseguir una importante reducción de la masa. Además, al seleccionar los rellenos magnéticos blandos, los materiales pueden realizarse con el tamaño de grano adecuado para la aplicación, lo que permite un buen dimensionamiento y adaptación del rotor a su uso previsto. Esto también influye en la fluidez del compuesto esperado.

Si los granos o plaquetas de relleno están recubiertos por el termoplástico que los rodea y embebidos distribuidos espacialmente en el plástico aislante, resulta un aislamiento eléctrico entre los granos individuales de relleno magnético blando que prácticamente elimina las pérdidas por corrientes parásitas del rotor.

Por tanto, mientras que la geometría del compuesto de alta densidad se limita de manera precisa a la zona magnéticamente relevante, la reducción de masa se puede reforzar implementando la transmisión del par de torsión al árbol de motor en la zona de transmisión de par de torsión con otro material cuya densidad sea claramente inferior a la densidad del material de plástico altamente rellenado. Preferentemente, en la zona de transmisión de par de torsión se utiliza otro plástico que esté realizado para mejorar las propiedades mecánicas, preferentemente también con un material reforzado con fibra. De este modo, se optimiza la geometría del componente transmisor de par de torsión para conseguir la menor masa posible con unas propiedades mecánicas óptimas. Este material económico y ligero también se puede fabricar en el procedimiento de moldeo por inyección de plástico, pudiendo producirse ambos materiales juntos en una instalación de dos componentes en un ciclo como producto en masa.

Los imanes se sujetan preferentemente con arrastre de forma adaptándose correspondientemente la geometría del contorno exterior de los imanes y de la zona para la guía de campo magnético.

Preferentemente, el rotor está formado por al menos un disco individual que es autoportante, correspondiéndose el espesor del disco o su longitud hacia el árbol de motor preferentemente con la longitud de un imán o la longitud de un múltiplo de la longitud de un imán. A pesar de ello, también es posible instalar imanes de diferente longitud paralelamente o en fila sobre un disco.

Gracias a los discos individuales, la longitud del rotor puede seleccionarse libremente dentro de ciertos límites cuando se unen varios discos. La longitud es por regla general un múltiplo entero de la longitud de un disco del rotor, pero también son concebibles variantes en las que se utilizan discos de diferente espesor para un rotor. Esto proporciona una gran libertad de diseño en lo que respecta al tamaño del rotor adaptado al respectivo rendimiento.

Cada disco transmite un par de torsión propio. De esta manera, también es posible diseñar los discos individuales de manera diferente en coordinación con el árbol de motor, de tal modo que, a mayor distancia del lado de salida del motor eléctrico hacia el cojinete B, en el que suele estar dispuesto el codificador, reduzcan interiormente sus diámetros con respecto a la zona interior que se mantiene libre para el árbol de motor. Cuanto mayor sea concretamente la distancia de un disco a la salida, se transmiten pares de torsión más reducidos, de tal modo que basta con un diámetro menor. De esta manera, se puede reducir aún más la masa del rotor. Esto no reduce significativamente el par de inercia, pero sí la masa total.

Un árbol de motor que está unido activamente con un rotor de este tipo también puede configurarse como árbol ligero y también puede estar compuesto de materiales compuestos de fibra. Este árbol puede fabricarse, por ejemplo, como un tubo reforzado con fibra de vidrio, carbono o fibra compuesta. Además, el árbol puede realizarse preferentemente como un árbol híbrido con muñones metálicos, por ejemplo, de acero, en sus extremos en los dos puntos de apoyo del cojinete B con codificador y del cojinete A con salida.

También es concebible reemplazar la zona de transmisión de fuerza y/o de par de torsión en su conjunto por un tubo reforzado con fibra y configurar el árbol, así, de una sola pieza con la zona de transmisión de par de torsión para conseguir una mayor reducción de masa.

Preferentemente, según el procedimiento de acuerdo con la invención, el rotor, dado el caso, junto con el árbol de motor, se fabrican mediante moldeo por inyección. Particularmente eficaz a este respecto es una fabricación por moldeo por inyección en un proceso de dos componentes. La conexión de par de torsión se moldea con un material reforzado con fibra y, en la segunda etapa del proceso, la zona de cierre magnético con material SMC (o a la inversa). Tras el moldeo por inyección, el rotor está listo y disponible para el alojamiento de los imanes. Los imanes también se pueden moldear como insertos si es necesario. No es necesario un desaglutinado ni un sinterizado.

Ventajas adicionales se desprenden de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente descripción de un ejemplo de realización preferente.

A continuación, se explica la invención con más detalle en un ejemplo de realización representado en las figuras adjuntas. Muestran:

la Figura 1a una representación tridimensional de un rotor sin imanes con un contorno optimizado y una conexión de varios dientes,

la Figura 1b una vista superior del rotor de acuerdo con la figura 1a,

las Figuras 2a, 2b una representación del rotor de acuerdo con las figuras 1a, 1b con imanes instalados en él, la Figura 3 un rotor con árbol de motor en representación tridimensional que está formado por varios discos individuales con una estructura de acuerdo con la figura 2a,

las Figuras 4a, 4b una representación esquemática tridimensional del rotor en el proceso de fabricación con correspondientes canales de bebedero,

la Figura 5 una sección del rotor con árbol de motor moldeado.

Descripción de ejemplos de realización preferentes

Antes de describir detalladamente la invención, debe advertirse que esta no se limita a los respectivos componentes del dispositivo ni a las respectivas etapas de procedimiento, ya que estos componentes y procedimientos pueden variar siempre que no sobrepasen la extensión de las reivindicaciones adjuntas. Los términos utilizados en el presente documento están destinados únicamente a describir formas de realización especiales y no se utilizan de manera restrictiva. Además, si se utilizan singulares o artículos indeterminados en la descripción o en las reivindicaciones, estos también se refieren a la pluralidad de estos elementos siempre y cuando el contexto global no deje claro lo contrario.

Las figuras muestran un rotor para un motor eléctrico que generalmente coopera con un estator, no representado en el dibujo. El rotor del ejemplo de realización está configurado como rotor interno, aunque en principio también sería posible una construcción como rotor externo si zona de transmisión de fuerza 11, zona de transmisión de par de torsión 13, zona de cierre magnético 14 y una zona 15 para la guía de campo magnético se disponen en orden inverso de fuera adentro.

El rotor 10 presenta una zona de transmisión de fuerza 11 que es apropiada y está destinada para la unión activa con un árbol de motor 12 de acuerdo con las figuras 3. En el ejemplo de realización, la transmisión de los pares y las fuerzas del rotor al árbol de motor 12 se efectúa por medio de una conexión de varios dientes en la zona de transmisión de fuerza 11, sin embargo, también son concebibles otras conexiones, por ejemplo, mediante una conexión hexagonal. Adyacentemente a la zona de transmisión de fuerza 11 de acuerdo con las figuras 1b, hay una zona de transmisión de par de torsión 13 que está construida a partir de materiales compuestos de fibra. Esta zona está optimizada para esta función porque las fuerzas se introducen como fuerza de rotación en el radio exterior del rotor 10 por medio imanes 16 que están unidos activamente con las corrientes introducidas en el estator y se transmiten en las figuras internamente por medio de la zona de transmisión de fuerza 11 al árbol de motor 12. En la zona de transmisión de par de torsión 13 que presenta los elementos 13a con forma de nervio, se efectúa la transmisión de las fuerzas, en el ejemplo de realización, de fuera adentro. También se puede observar claramente que la zona de transmisión de par de torsión 13 presenta puntas 13b con forma de estrella entre las cuales están previstos engrosamientos 14a de la zona de cierre magnético 14. La estructura que se refleja en ello, tanto de la zona de transmisión de par de torsión 13 como de la zona de cierre magnético 14, se corresponde con la línea de par de fuerza durante la transmisión de las fuerzas, es decir, que se prevé más material allí donde deben transmitirse mayores fuerzas.

En la zona de cierre magnético 14, se prevén generalmente elementos metálicos como chapas para evitar corrientes parásitas. A la zona de cierre magnético 14 sigue una zona 15 para la guía de campo magnético que, en el ejemplo de realización, se sitúa exteriormente en el rotor y en la que están instalados los imanes 16. La zona de cierre magnético 14 y la zona 15 para la guía de campo magnético están dispuestas adyacentemente a la zona de transmisión de par de torsión 13, pero en el lado de la zona de transmisión de par de torsión 13 contrario a la zona de transmisión de fuerza 11. La estructura que se desprende de las figuras se corresponde con una estructura del rotor como rotor interno, es decir, dentro de un estator ubicado exteriormente, sin embargo, es posible una correspondiente estructura con disposición invertida de las mencionadas zonas para un rotor exterior.

En el ejemplo de realización, se prevé en la zona de cierre magnético 14 un plástico termoplástico provisto de un relleno magnético o magnetizable, es decir, que la chapa generalmente utilizada en este lugar es reemplazada por un material plástico muy relleno. La base para ello la constituye por regla general un termoplástico que se rellena con un relleno magnético blando con el mayor grado de relleno posible, que preferentemente no es eléctricamente conductor. En este caso, se pueden alcanzar niveles de relleno de hasta >70 por ciento en volumen. En el ejemplo de realización concreto, se utiliza una poliamida altamente rellena de hierro blando como material SMC (soft magnetic compound). El actual grado de relleno es a este respecto del 57 %. Este material polimérico se procesa de forma rentable y fiable en el procedimiento clásico de moldeo por inyección de plástico, gracias a lo cual también es posible una disposición optimizada de acuerdo con las figuras con correspondientes engrosamientos 14a con unión directa a una zona de transmisión de par de torsión 13 correspondientemente configurada. La permeabilidad relativa pm que se puede alcanzar con tal plástico es inferior en potencias de diez que en la realización "chapada" clásica, y también se consiguen las saturaciones considerablemente antes. Sin embargo, se ha demostrado en ensayos que la permeabilidad magnética conseguida de este modo es absolutamente suficiente para el funcionamiento de un motor eléctrico para una zona de cierre magnético sin chapa construida de este modo. Una realización de este tipo con material termoplástico muy relleno conduce, además, a una clara reducción de masa. Al seleccionar los rellenos magnéticos blandos, el tamaño del grano de los materiales también puede adaptarse a la respectiva aplicación, lo que influye en la fluidez que cabe esperar del compuesto, de tal modo que, a este respecto, también es posible una optimización constructiva para el respectivo uso revisto. Los granos o plaquetas de relleno están recubiertos y aislados eléctricamente por el termoplástico que los rodea y embebidos distribuidos espacialmente en el plástico aislante, lo que está garantizado con el moldeo por inyección y la correspondiente homogeneización del material, de tal modo que prácticamente se pueden eliminar las pérdidas por corrientes parásitas en el rotor.

También se consigue una reducción de la masa por el hecho de que la geometría del material plástico de alta densidad, es decir, el termoplástico o compuesto de alto relleno, se limita de manera precisa a la zona magnéticamente relevante. Mientras que en la zona de cierre magnético 14 se procesa este material, la transmisión del par de torsión al árbol de motor 12 en la zona de transmisión de par de torsión 13 puede realizarse mediante otro plástico cuya densidad sea claramente menor. La transmisión de pares de torsión se puede realizar con un plástico que esté realizado como material reforzado con fibras para mejorar las propiedades mecánicas. Así se puede optimizar la geometría del componente transmisor de par de torsión para conseguir la menor masa posible con unas propiedades mecánicas óptimas. Dado que este material barato y ligero también se puede moldear de forma económica mediante el procedimiento de moldeo por inyección de plástico, el resultado es un rotor ligero, barato y fácil de fabricar.

En las figuras 1b y 2b se puede observar claramente que los imanes 16 están sujetos con arrastre de forma, adaptándose correspondientemente entre sí la geometría del contorno exterior de los imanes 16 y de la zona 15 para la guía de campo magnético. En el ejemplo de realización, los imanes 16 son sujetados por denominadas guías de cola de milano 19, lo que, sin embargo, solo representa un ejemplo de una posible sujeción con arrastre de forma.

El rotor 10 se compone de al menos un disco 10a, correspondiéndose la longitud L de un disco 10a aproximadamente con la longitud I de un imán 16 o con un múltiplo de la longitud I de un imán 16 (véase figura 2a). Tal estructura permite una construcción modular, como se desprende en particular de la figura 3. En primer lugar, el rotor 10 se forma en ella a partir de discos individuales 10a, de tal modo que la longitud de rotor se puede seleccionar libremente dentro de ciertos límites de acuerdo con la figura 3. La longitud de todo el rotor es, pues, un múltiplo entero de un solo disco 10a. Sin embargo, también son concebibles variantes en las que se utilicen discos de rotor de diferente espesor para un rotor, lo que da lugar a una longitud de rotor variable, adaptada individualmente a la respectiva necesidad de potencia.

Cada disco 10a del rotor 10 transmite su propio par de fuerza, es decir, que está configurado de manera autoportante. Esto también permite una mayor reducción de la masa con respecto al árbol de motor 12. Así, por ejemplo, es concebible hacer que el árbol de motor 12 se haga más fino hacia el cojinete B, es decir, alejándose de la salida 18, que está prevista a la izquierda en la figura 3, hacia el codificador. Esto está asociado al hecho de que el rotor 10 formado por varios discos 10a de un disco a otro presenta una zona de transmisión de fuerza 11 con diferente diámetro interior, siendo menor el diámetro a medida que aumenta la distancia de la salida 18. En caso necesario, la respectiva zona de transmisión de par de torsión 13 de los discos individuales puede adaptarse correspondientemente, que, en ese caso, puede tener mayor espesor, dado el caso, dentro del disco. El par de inercia no se reduce así esencialmente, pero sí la masa total. También es concebible configurar la zona de transmisión de fuerza 11 de una sola pieza con el árbol de motor 12.

El árbol de motor 12 podría fabricarse como árbol ligero, por ejemplo, como tubo reforzado con fibra de vidrio, carbono o materiales compuestos de fibra. Tal árbol de motor 12 puede estar configurado, por ejemplo, como árbol híbrido con muñones metálicos 12a, 12b en sus extremos, que formen los puntos de apoyo como cojinete A con la salida 18 y como cojinete B hacia el codificador. Tal árbol de motor podría moldearse en un procedimiento de centrifugado en los discos 10a ensamblados del rotor 10. El disco 10a del rotor 10 está equipado para ello preferentemente con juntas. Tal etapa de procedimiento podría efectuarse, como se representa, por ejemplo, en la figura 5. En el espacio interior de la zona de transmisión de fuerza 11, se introduce el tubo con sus fibras 26 junto con una cantidad definida de resina 25, que a continuación se distribuye en un procedimiento de centrifugado. A este respecto, el tubo y la resina 25 hacen contacto con la pared del espacio interior y, si el material de la zona de transmisión de fuerza ofrece la posibilidad para ello, se empapa la zona de transmisión de fuerza 11 y/o se instala en la pared del espacio interior y se cura en ese lugar.

Asimismo es concebible reemplazar la parte que transmite el par de torsión completamente por el tubo reforzado con fibras, es decir, fabricar árbol de motor 12 y zona de transmisión de fuerza 11 conjuntamente a partir de un material. En este caso, el árbol de motor puede experimentar tras el cojinete un salto de diámetro y luego seguir a la zona de transmisión de par de torsión 13, dado el caso, sin embargo, toda esta parte, que se compone de árbol de motor 12, zona de transmisión de fuerza 11 y zona de transmisión de par de torsión 13, también podría fabricarse de un plástico reforzado con fibras, de tal modo que esta zona se extienda hasta la zona de cierre magnético 14. Mediante estas medidas, sería posible de nuevo una clara reducción de masa.

El árbol de motor 12 puede configurarse cónica o escalonadamente, reduciéndose con creciente distancia de la salida 18. Esto reduce la inercia de la masa y adapta el diámetro del árbol al codificador. En el ejemplo de realización, el árbol de motor 12 transporta a la altura del primer disco, en la figura 3 a la izquierda, el 100 % del par de torsión en el disco dispuesto a la derecha en el otro extremo en la figura 3, menos del 5 % del par de torsión. Alternativa o complementariamente, el árbol de motor 12 también puede presentar una perforación que se reduzca cónicamente hacia un lado y que se amplíe con creciente distancia de la salida 18.

Para hacer posible un equilibrado sencillo del rotor, se puede detectar la forma y la masa de los imanes 16 en el alimentador. Esto corresponde a un equilibrado en línea del disco individual 10a mediante alimentación y posicionamiento selectivos del imán en el disco. Los imanes tienen tolerancias en la masa y, por tanto, pueden utilizarse específicamente para el equilibrado. Así, se pueden proporcionar los imanes 16 con distribución de masa óptima en sets por cada disco 10a para el montaje. La secuencia de colocación correspondiente puede aplicarse, por ejemplo, directamente a los imanes. Un posible desequilibrado de la zona de cierre magnético 14 y de la zona 15 para la guía de campo magnético se determinan antes del montaje del árbol de motor 12 y se elimina en gran medida mediante correspondiente selección del ángulo de posición en el árbol. Así, se realiza un segundo equilibrado en línea ajustando la posición angular de los discos individuales 10a en el árbol de motor 12.

Complementariamente, en el estado de la técnica se sabe cómo obtener un equilibrado con un gel equilibrador. Tal gel equilibrador se puede introducir en el espacio interior de la zona de transmisión de fuerza 11 o también de la zona de transmisión de par de torsión 13, para que el rotor se equilibre por sí mismo en la puesta en marcha. El gel equilibrador, se distribuye dinámicamente en una cavidad que rota en el punto desequilibrado. Este tipo de gel equilibrador se conoce en el mercado en un correspondiente procedimiento como sistema DFC®.

En su conjunto, el uso de un material termoplástico provisto de un relleno magnético o magnetizable como material de cierre magnético variable en función de la proporción de volumen, que se utiliza para minimizar las pérdidas por corrientes parásitas y para adaptar las propiedades del motor, como la dinámica y el par de torsión, de forma sencilla a los respectivos requisitos, da como resultado un rotor de fabricación económica para un motor. Esencialmente, este rotor 10 presenta una estructura laminada de tres partes con una zona 15 para la guía de campo magnético, una zona de cierre magnético 14 de un plástico termoplástico correspondientemente muy relleno, una zona de transmisión de par de torsión 13 optimizada en términos de construcción ligera y rigidez de plástico preferentemente reforzado con fibras y una zona de transmisión de fuerza 11 con conexión con un árbol ligero.

De acuerdo con el procedimiento, el rotor 10 se fabrica para un motor eléctrico, dado el caso, en conexión con el árbol de motor 11 mediante moldeo por inyección, preferentemente en una máquina de moldeo por inyección de plástico. De acuerdo con la figura 4a, a este respecto se inyecta por medio de un cuerpo de bebedero 20 y el bebedero 20a un plástico reforzado con fibras. De esta manera, se fabrican la zona de transmisión de fuerza 11 y/o la zona de transmisión de par de torsión 13. En esta zona de transmisión de par de torsión así fabricada, la zona de cierre magnético 14 sin chapa y la zona 15 para la guía de campo magnético también se conforman mediante moldeo por inyección de un plástico termoplástico provisto de un relleno magnético o magnetizable de acuerdo con las figuras 4b por medio del cuerpo de bebedero 21 y el bebedero 21a. Preferentemente, esta fabricación se puede llevar a cabo en una operación de trabajo por medio de moldeo por inyección de dos componentes en una máquina de moldeo por inyección, preferentemente una máquina de moldeo por inyección de plástico, inyectándose en la primera inyección un material en la cavidad del molde para la zona de transmisión de fuerza 11 y/o la zona de transmisión de par de torsión 13. Cuando se cura este material, con una segunda cavidad de molde que sigue a la zona de transmisión de par de torsión 13, se inyecta el segundo material para la zona de cierre magnético 14 y la zona 15 para la guía de campo magnético. Los imanes pueden ser unidos a este respecto como insertos, de tal modo que el rotor puede ser extraído terminado de la máquina de moldeo por inyección.

Debido al material de cierre magnético que puede ser procesado por el moldeo por inyección de plástico, preferentemente en el moldeo por inyección de dos componentes, es posible realizar con el procedimiento en línea adaptado al material una conexión ligera efectiva y eficiente el árbol de motor 12.

Lista de referencias

10 Rotor

10a Disco

11 Zona de transmisión de fuerza

12 Árbol de motor

12a, 12b Extremo

13 Zona de transmisión de par de torsión

13a Elemento con forma de nervio

13b Punta

14 Zona de cierre magnético

14a Engrosamiento

15 Zona de guía de campo magnético

16 Imán

18 Salida

19 Guías de cola de milano

20, 21 Cuerpo de bebedero

20a, 21 a Bebedero

22 Granos

25 Resina

26 Fibra

l Longitud de 16

L Longitud de 10

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Rotor (10) para un motor eléctrico con

- una zona de transmisión de fuerza (11) que es apropiada o está destinada para la unión activa de transmisión de fuerza con un árbol de motor (12),

- una zona de transmisión de par de torsión (13) de materiales compuestos de fibra que es adyacente a la zona de transmisión de fuerza (11),

- una zona de cierre magnético (14),

- una zona (15) para la guía de campo magnético en la que están alojados imanes (16), estando dispuestas la zona de cierre magnético (14) y la zona (15) para la guía de campo magnético en el lado opuesto a la zona de transmisión de fuerza (11) de la zona de transmisión de par de torsión (13),

caracterizado por que la zona de cierre magnético (14) moldeado por inyección y sin chapa presenta un plástico termoplástico provisto de un relleno magnético o magnetizable.

2. Rotor según la reivindicación 1, caracterizado por que el relleno es un relleno magnético blando y por que los granos (22) del relleno magnético blando están aislados eléctricamente por el plástico termoplástico y/o por que el plástico termoplástico está muy rellenado con el relleno como material polimérico, siendo preferentemente el grado de llenado superior al 70 por ciento en volumen.

3. Rotor según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que también la zona de transmisión de fuerza (11) está formada por materiales compuestos de fibra y/o mediante moldeo por inyección.

4. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la densidad del material compuesto de fibra en la zona de transmisión de par de torsión (13) es inferior a la densidad del plástico termoplástico provisto del relleno magnético o magnetizable en la zona de cierre magnético (14).

5. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los imanes (16) están sujetos con arrastre de forma en la zona (15) de la guía de campo magnético.

6. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el rotor (10) está configurado como rotor interno y/o está configurado como al menos un disco (10a).

7. Rotor según la reivindicación 6, caracterizado por que la longitud (L) de un disco (10a) se corresponde aproximadamente con la longitud (I) de un imán (16) o con un múltiplo de la longitud (I) de un imán (16) y/o por que el rotor presenta varios discos (10a) que tienen diferentes longitudes.

8. Rotor según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que el rotor (10) está formado por varios discos autoportantes (10a) que preferentemente presentan una zona de transmisión de fuerza (11) con un diámetro interior diferente, siendo menor el diámetro interior con creciente distancia de la salida (18).

9. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el espacio interior de la zona de transmisión de fuerza (11) y/o de la zona de transmisión de par de torsión (13) se aplica un gel equilibrador.

10. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la zona de transmisión de fuerza (11) está formada de una sola pieza con el árbol de motor (12).

11. Rotor según la reivindicación 10, caracterizado por que el árbol de motor (12) está formado por materiales compuestos de fibra y/o mediante moldeo por inyección.

12. Rotor según la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que el árbol de motor (12) presenta muñones metálicos en sus extremos (12a), 12b).

13. Rotor según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que el árbol de motor (12) se reduce cónica o escalonadamente con creciente distancia de la salida (18) y/o presenta una perforación que se reduce cónicamente por un lado y que se amplía con creciente distancia de la salida (18).

14. Procedimiento para la fabricación de un rotor (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores para un motor eléctrico con

- una zona de transmisión de fuerza (11) que es apropiada o está destinada para la unión activa de transmisión de fuerza con un árbol de motor (12),

- una zona de transmisión de par de torsión (13) de materiales compuestos de fibra que es adyacente a la zona de transmisión de fuerza (11),

- una zona de cierre magnético (14),

- una zona (15) para la guía de campo magnético en la que están alojados imanes (16), estando dispuestas la zona de cierre magnético (14) y la zona (15) para la guía de campo magnético en el lado de la zona de transmisión de par de torsión (13) opuesto a la zona de transmisión de fuerza (11),

estando fabricadas la zona de transmisión de fuerza (11) y/o la zona de transmisión de par de torsión mediante moldeo por inyección de un plástico reforzado con fibra, caracterizado por que también la zona de cierre magnético (14) sin chapa se fabrica mediante moldeo por inyección de un plástico termoplástico provisto de un relleno magnético o magnetizable.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que el rotor se fabrica mediante moldeo por inyección de dos componentes en una operación en una máquina de moldeo por inyección, preferentemente una máquina de moldeo por inyección de plástico.

16. Procedimiento según la reivindicación 14 o 15, caracterizado por que, para la fabricación del rotor (10) en conexión con el árbol de motor (12), se desliza en el espacio interior de la zona de transmisión de fuerza (11) un tubo de materiales compuestos de fibra junto con una resina (26), aplicándose mediante el giro del rotor alrededor de su eje longitudinal, la resina (25) y/o un gel equilibrador a la pared del espacio interior y curándose en él.