ES2907597T3

ES2907597T3 - Rotor de un motor eléctrico

Info

Publication number: ES2907597T3
Application number: ES19176269T
Authority: ES
Inventors: Andreas Kienzler
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2022-04-25
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: EP3588741A1; EP3588741B1; EP3691088A1; EP3691088B1; DE102018115336A1; CN208820563U; PL3691088T3

Abstract

Un rotor (1) de un motor eléctrico con una carcasa de rotor (2) y un imán permanente (4) que está dispuesto en el interior de la carcasa del rotor (2) de manera que se ajuste a la forma sin adhesión, donde el rotor la carcasa (2) tiene al menos una cara axialmente abierta a través de la cual se puede insertar el imán permanente en la carcasa del rotor (2), donde en el exterior está dispuesto un elemento funcional (3) que debe ser accionado a través del rotor (1) de la carcasa del rotor (2) y presenta en al menos una cara axialmente abierta de la carcasa del rotor (2) al menos una lengüeta de fijación (5) que se extiende en dirección radial con respecto a un eje de rotación (RA) del rotor (1), reduce localmente un diámetro interior de la carcasa del rotor (2) y, visto en proyección axial, se extiende sobre el imán permanente (4) sobre una longitud de fijación (L), la al menos una lengüeta de fijación (5) estando realizado como muesca en un borde exterior axial del elemento funcional a accionar.

Description

DESCRIPCIÓN

Rotor de un motor eléctrico

La invención se refiere a un rotor de un motor eléctrico con una carcasa de rotor y un imán permanente que está dispuesto en el lado interior de la carcasa del rotor de manera que se ajuste a la forma sin adhesión.

Convencionalmente, los imanes permanentes se fijan con adhesivo en la carcasa del rotor para garantizar que el imán permanezca en su posición predefinida bajo tensión mecánica y no se mueva axialmente fuera de la carcasa del rotor ni se muele. En particular, las vibraciones o la atracción magnética son variables influyentes que siempre actúan sobre el imán y pueden causar un cambio de posición no deseado. En la práctica, la fijación por adhesión funciona sin ningún problema, pero requiere una etapa de procedimiento adicional en la producción, lo que provoca costes.

El estado de la técnica anterior impreso en el presente campo técnico se divulga, por ejemplo, en los documentos DE 10 2004006933 A1, DE 202005010000 U1, US 2008/036313 A1 y DE 20308608 U1.

Por lo tanto, la invención se basa en el objetivo de proporcionar un rotor que pueda fabricarse con menos etapas de procedimiento y al mismo tiempo garantice que el imán permanente se fije en la carcasa del rotor sin pegar el imán dentro de la carcasa del rotor.

Este objetivo se logra mediante la combinación de características según la reivindicación 1.

La invención propone un rotor de un motor eléctrico que tiene una carcasa de rotor y un imán permanente dispuesto en el interior de la carcasa del rotor de manera que se ajuste a la forma sin adhesión, donde la carcasa del rotor tiene al menos una cara axialmente abierto a través del cual el imán permanente se puede insertar en la carcasa del rotor. En el lado exterior de la carcasa del rotor está dispuesto un elemento funcional que debe ser accionado a través del rotor, elemento funcional que presenta en al menos una cara axialmente abierta de la carcasa del rotor al menos una lengüeta de fijación que se extiende en dirección radial con respecto a un eje de rotación del rotor y que reduce localmente un diámetro interior de la carcasa del rotor y, visto en proyección axial, se extiende sobre el imán permanente en una longitud de fijación y así lo asegura en la carcasa del rotor.

En una realización preferida de la invención, el elemento funcional está formado como una rueda de ventilador de un ventilador. Siempre que se haga referencia a continuación al elemento funcional, siempre puede entenderse como una realización de una rueda de ventilador.

De acuerdo con la invención, el imán permanente se fija tanto a través de la disposición que se ajusta a la forma en la carcasa del rotor como a través de la al menos una lengüeta de fijación que sobresale radialmente formada en el elemento funcional, que se extiende sobre una circunferencia exterior del imán permanente hacia el eje de rotación y por lo tanto asegura el imán permanente en la dirección axial contra un movimiento hacia afuera de la carcasa del rotor. El imán permanente está configurado preferentemente como imán de goma, donde los elementos magnetizables están integrados en una masa de goma. El imán de goma es empujado o enrollado axialmente hacia dentro de la carcasa del rotor y es conducido más allá de la al menos una lengüeta de fijación, que a continuación en el estado ensamblado se acopla sobre el imán en dirección radial y así lo fija axialmente.

De acuerdo con la invención, la al menos una lengüeta de fijación está configurada como una muesca en un borde exterior axial del elemento funcional a accionar. Es favorable una solución en la que el elemento funcional a accionar y, por consiguiente, la al menos una lengüeta de fijación estén formados de plástico y el elemento funcional esté moldeado por inyección sobre la carcasa del rotor. La carcasa del rotor también está hecha preferentemente de plástico y, junto con el elemento funcional, se fabrica en el procedimiento de moldeo por inyección. La lengüeta de fijación se puede fabricar como una muesca, por ejemplo mediante un procedimiento de moldeo por inyección utilizando una técnica que se conoce como «núcleo plegable» en la técnica. El trabajo de inyección pasa primero por el ciclo de moldeo por inyección. Después de alcanzar la temperatura de desmoldeo, el molde se abre en la línea de separación. En la siguiente etapa, se abre parte de la cara del eyector y se extrae un núcleo de soporte interno del núcleo plegable. Debido a la falta de acción de soporte, los segmentos de soporte se mueven hacia adentro. Junto con estos elementos de apoyo, los segmentos que forman el contorno exterior también se mueven hacia dentro, dejando al descubierto así la muesca. En otra forma de realización ventajosa del rotor, la al menos una lengüeta de fijación puede desviarse elásticamente en dirección radial. La elasticidad puede ser proporcionada, por ejemplo, por el material plástico. Por lo tanto, el imán permanente se puede insertar comparativamente fácilmente más allá de la al menos una lengüeta de fijación desviada elásticamente en la carcasa del rotor para el montaje. Tan pronto como el imán ha pasado la al menos una lengüeta de fijación, vuelve elásticamente a su estado básico y se acopla sobre el imán.

En una variante ventajosa, el rotor se caracteriza porque la al menos una lengüeta de fijación reduce localmente el diámetro interior de la carcasa del rotor en 1-5 %. Esta pequeña extensión radial es suficiente para asegurar la fijación del imán en la carcasa del rotor, pero al mismo tiempo asegura que el imán permanezca insertable en la carcasa del rotor y pueda ponerse en contacto con la pared interna de la carcasa del rotor de manera que se ajuste a la forma.

En una realización preferida ejemplar de la invención, se forman en el elemento funcional al menos tres lengüetas de fijación separadas en la dirección circunferencial. En general, es ventajoso proporcionar las lengüetas de fijación uniformemente distribuidas en la dirección circunferencial. En el caso de una disposición de exactamente tres lengüetas de fijación, el posicionamiento se realiza preferentemente a la misma distancia de 120° entre sí, visto en dirección periférica. Al hacerlo, cada una de las lengüetas de fijación se extiende en la dirección circunferencial preferentemente entre 3 y 15° a lo largo de la circunferencia interior de la carcasa del rotor. Esto asegura que las lengüetas de fijación sean suficientemente estables, mientras que al mismo tiempo se usa poco material, y da como resultado una capacidad de flexión elástica adicional.

En lo que respecta al rotor, se prevé otra variante de realización: la carcasa del rotor está configurada como una campana de rotor abierta axialmente por una cara y presenta un espacio de recepción en forma de recipiente en el que se inserta completamente el imán permanente. En el espacio de recepción a lo largo del eje de rotación, el rotor también tiene un eje que se acopla con el elemento funcional y/o la carcasa del rotor.

En una construcción favorable y compacta del rotor, el elemento funcional rodea completamente la carcasa del rotor por fuera.

En una variante de realización del rotor, una porción del borde exterior de la carcasa del rotor dirigida hacia la cara axialmente abierta define además una porción de acople para el elemento funcional, porción de acople que está formada por un redondeo que se extiende en la pared interior de la carcasa del rotor. La porción de acople ofrece la posibilidad de fijar el elemento funcional en la carcasa del rotor contra movimientos axiales relativos.

Para ello, el elemento funcional presenta en su borde exterior axial un reborde de fijación que sobresale radialmente de forma circunferencial, que se acopla al menos parcialmente sobre la porción de acople de la carcasa del rotor de manera que se ajuste a la forma en dirección radial y axial.

En una forma de realización favorable del rotor, la lengüeta de fijación en cuestión está formada además de una sola pieza en el reborde de fijación que sobresale radialmente del elemento funcional. Así, el reborde de fijación puede cumplir dos funciones: por un lado, la fijación axial del elemento funcional en la carcasa del rotor, por otro lado, la fijación axial del imán permanente insertado o enrollado en el espacio receptor de la carcasa del rotor.

Un perfeccionamiento del rotor se caracteriza porque el elemento funcional, en una porción adyacente a la cara axialmente abierta de la carcasa del rotor, presenta al menos un rebaje al menos en la región de al menos una lengüeta de fijación, rebaje que se extiende desde un borde exterior axial del elemento funcional sobre una longitud predeterminada en la dirección axial paralela a la carcasa del rotor. Preferentemente, se proporciona una pluralidad de rebajes en el elemento funcional, distribuidos uniformemente en la dirección circunferencial, lo que por un lado reduce el costo de los materiales y por otro lado contribuye al hecho de que el imán permanente puede insertarse más fácilmente más allá de las lengüetas de fijación en el espacio receptor de la carcasa del rotor.

La invención comprende además un ventilador con un motor eléctrico con rotor como el descrito anteriormente.

Otros perfeccionamientos ventajosos de la invención se caracterizan en las reivindicaciones dependientes y/o se representan con más detalle a continuación mediante los dibujos en combinación con la descripción de la forma de realización preferida de la invención. En los dibujos:

La Fig. 1 es una vista en sección lateral a través de un rotor;

La Fig. 2 es una vista detallada X de la Fig. 1,

La Fig. 3 es una vista en planta axial del rotor de la Fig. 1.

Las Fig.1 a 3 muestran un ejemplo de realización del rotor 1 de un motor eléctrico, donde la Fig. 1 muestra el rotor en una vista en sección lateral, la Fig. 3 en una vista en planta axial. El detalle marcado con una «X» en la Fig. 1 se muestra ampliado en la Fig. 2.

Con referencia a la Fig. 1-3, el rotor 1 comprende la cubierta integral del rotor 2 hecha de plástico mediante moldeo por inyección, sobre la cual se inyecta directamente integralmente el elemento funcional 3, que también se produce mediante moldeo por inyección utilizando un núcleo colapsable, se moldea por inyección directamente integralmente, donde el elemento funcional en la realización mostrada es una rueda de ventilador 3 con palas de rueda de ventilador 11. La carcasa del rotor 2 está configurada como campana de rotor abierta axialmente por una cara y presenta un espacio de recepción en forma de olla 6 y está completamente rodeada por la rueda del ventilador 3 por fuera tanto axialmente como por toda la superficie circunferencial exterior. La rueda de ventilador 3 tiene un cubo 15 que se extiende en dirección axial en el espacio de recepción 6 y en el que se recibe el eje 14 que se desplaza a lo largo del eje de rotación. El imán permanente 4, que está configurado como imán de goma, se inserta en el espacio de recepción 6 a través de la cara axialmente abierta del rotor 1 y se apoya en la superficie de la pared interior de la carcasa del rotor 2 de manera que se ajuste a la forma, pero sin adhesión.

La vista detallada X según la Fig. 2 y la vista en planta según la Fig. 3 muestran que la rueda del ventilador 3 tiene, en la cara axialmente abierta de la carcasa del rotor 2 en su borde exterior axial, un reborde de fijación 9 que se extiende radialmente al eje de rotación RA que forma tres lengüetas de fijación 5 que se extienden en dirección radial al eje de rotación RA del rotor 1. Las tres lengüetas de fijación 5 están posicionadas cada una a una distancia de 120° en la dirección circunferencial y cada una se extiende en la dirección circunferencial en aproximadamente 15° del reborde de fijación 9. Cada una de las lengüetas de fijación 5 se extiende sobre el imán permanente 4 en la proyección axial según la Fig. 3 como se ve sobre la longitud de fijación L (ver Fig. 2) y localmente reduce el diámetro interior de la carcasa del rotor 2 en 3%. Las lengüetas de fijación 5 están formadas integralmente en el reborde de fijación 9 como una muesca y discurren perpendiculares al eje de rotación RA. Cuando el imán permanente 4 se inserta axialmente en el espacio de recepción 6, las lengüetas de fijación 5 se presionan elásticamente radialmente hacia afuera y vuelven a su estado básico tan pronto como el imán permanente 4 está completamente posicionado en la carcasa del rotor 2. En el estado fijo en la pared interior de la carcasa del rotor 2 de manera que se ajuste a la forma, como se puede ver en la Fig. 2, las lengüetas de fijación 5 están separadas axialmente del imán permanente 4 y permiten un cierto movimiento axial del imán permanente 4 dentro del espacio receptor 6, pero impiden un mayor movimiento axial del imán permanente 4 fuera del espacio receptor 6 causado por la tensión mecánica.

Además de la fijación axial del imán permanente 4, el reborde de fijación 9 también asegura una conexión con la carcasa del rotor 2. Para ello, la porción del borde exterior de la carcasa del rotor 2, que está dirigida hacia la cara axialmente abierta, tiene la porción de acople 8 formada por el redondeo R que se extiende en el lado de la pared interior de la carcasa del rotor 2, en la que se acopla una barra de retención 12 que sobresale parcialmente radialmente, parcialmente axialmente del reborde de fijación 9 con una forma correspondiente al redondeo R se acopla, en el procedimiento de enganche alrededor del extremo axial libre de la porción de acople 8 de la carcasa del rotor 2 de manera que se ajuste a la forma.

Se proporcionan varios rebajes 10, 10' que se extienden en la dirección axial distribuidos en la dirección circunferencial en la porción de la rueda del ventilador 3 que encierra la carcasa del rotor 2 en la cara de la coraza exterior. Vistos en dirección circunferencial, los rebajes 10 son más anchos que las lengüetas de fijación 5 y están dispuestos cada uno a la misma distancia entre sí. Visto en dirección radial, las lengüetas de fijación 5 y los rebajes 10 se superponen al menos por secciones. En un plano axial, pero a una distancia axial de las escotaduras 10 contiguas a la abertura axial, también están previstos varios rebajes 10' en la cara axialmente cerrada del rotor 1.

Incluso si solo se muestra una rueda de ventilador como ejemplo de realización del elemento funcional, también se pueden moldear por inyección en la carcasa del rotor otros elementos a accionar, como paletas de refrigeración, que forman las lengüetas de fijación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un rotor (1) de un motor eléctrico con una carcasa de rotor (2) y un imán permanente (4) que está dispuesto en el interior de la carcasa del rotor (2) de manera que se ajuste a la forma sin adhesión, donde el rotor la carcasa (2) tiene al menos una cara axialmente abierta a través de la cual se puede insertar el imán permanente en la carcasa del rotor (2), donde en el exterior está dispuesto un elemento funcional (3) que debe ser accionado a través del rotor (1) de la carcasa del rotor (2) y presenta en al menos una cara axialmente abierta de la carcasa del rotor (2) al menos una lengüeta de fijación (5) que se extiende en dirección radial con respecto a un eje de rotación (RA) del rotor (1), reduce localmente un diámetro interior de la carcasa del rotor (2) y, visto en proyección axial, se extiende sobre el imán permanente (4) sobre una longitud de fijación (L), la al menos una lengüeta de fijación (5) estando realizado como muesca en un borde exterior axial del elemento funcional a accionar.

2. Rotor según la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa del rotor (2) y el elemento funcional a accionar son de plástico y el elemento funcional está moldeado por inyección sobre la carcasa del rotor (2).

3. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una lengüeta de fijación (5) puede desviarse elásticamente en dirección radial.

4. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el imán permanente (4) está configurado como imán de goma.

5. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una lengüeta de fijación (5) reduce localmente el diámetro interior de la carcasa del rotor (2) en 1-5%.

6. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el elemento funcional están configuradas al menos tres lengüetas de fijación (5) separadas en dirección circunferencial.

7. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carcasa del rotor (2) está configurada como campana de rotor abierta axialmente por una cara y presenta un espacio de recepción (6) en forma de olla en el que se inserta el imán permanente (4).

8. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento funcional rodea completamente la carcasa del rotor (2) por fuera.

9. El rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una porción del borde exterior (7) de la carcasa del rotor (2) que está orientada hacia la cara axialmente abierta define una porción de acople (8) para el elemento funcional que está ejemplificado por un redondeo (R) que se extiende en la pared interior de la carcasa del rotor (2).

10. Rotor según la reivindicación anterior, caracterizado porque el elemento funcional presenta, en su borde exterior axial, un reborde de fijación (9) circunferencial que sobresale radialmente, que se acopla al menos por secciones sobre la porción de acople (8) de la carcasa del rotor (2) de manera que se ajuste a la forma en dirección radial y axial.

11. Rotor según la reivindicación anterior, caracterizado porque la respectiva lengüeta de fijación (5) está formada integralmente en el reborde de fijación (9) que sobresale radialmente del elemento funcional.

12. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento funcional presenta en una porción contigua a la cara abierta axialmente de la carcasa del rotor (2) al menos un rebaje (10) al menos en la zona de la al menos una lengüeta de fijación (5), en la que al menos un rebaje (10) se extiende desde un borde exterior axial del elemento funcional sobre una longitud predeterminada en dirección axial paralela a la carcasa del rotor (2).

13. Rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento funcional está configurado como rueda de ventilador (3) con palas de impulsor de ventilador (11) de un ventilador.

14. Ventilador con motor eléctrico que comprende un rotor (1) según una de las reivindicaciones anteriores.