ES3042811T3 - Assembly of parts and method of producing one such assembly - Google Patents
Assembly of parts and method of producing one such assemblyInfo
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Abstract
El conjunto de piezas comprende: - una primera pieza (202) provista de un tubo vertical (203) con una parte inferior (401) y una parte superior (402) que se elevan desde la superficie superior (404) de la primera pieza (202); y - una segunda pieza (304) provista de un orificio (409) que aloja la parte superior (402) del tubo (203). La segunda pieza (304) presenta, en el orificio (409), un resalte (410) contra el cual se pliega la parte superior (402) del tubo (203) para encajarlo entre la parte superior plegada (402) del tubo (203) y la superficie superior (404) y así fijar la segunda pieza (304) a la primera pieza (202). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Ensamblado de piezas y método de fabricación de dicho ensamblado
[0003] CAMPO TÉCNICO
[0004] La presente invención se refiere a un ensamblado de piezas y a un método de fabricación de dicho ensamblado.ANTECEDENTES TECNOLÓGICOS
[0005] Los documentos US 2012/216390, EP 1 361 370 y US 5 251 370, conocidos por la técnica anterior, describen ensamblados de piezas. La solicitud internacional PCT publicada con el número WO 2006 129 031 A1 describe un ensamblado de piezas del tipo que comprende:
[0006] - una primera pieza provista de un conducto vertical que presenta una parte inferior y una parte superior, - una segunda pieza que descansa sobre una cara superior de la primera pieza y provista de un orificio que recibe la parte superior del conducto.
[0007] En la solicitud internacional PCT anterior, este ensamblado forma parte de un convertidor de tensión que tiene por objetivo conectarse a una máquina eléctrica y fijarse a una tercera pieza, en este caso una bandeja superior de dicha máquina eléctrica. Para ello, la parte superior del conducto se curva mediante remachado contra la segunda pieza, y se introduce un pasador en el conducto y se enrosca a la bandeja superior de la máquina eléctrica. De este modo, el convertidor de tensión queda encajado entre la máquina eléctrica y la cabeza del pasador que presiona la parte superior remachada del conducto.
[0008] El sistema de fijación anterior presenta la ventaja de ser muy compacto, ya que la fijación de la primera y la segunda pieza se realiza en el mismo lugar que la fijación a la tercera pieza.
[0009] El objetivo de la invención es proponer un ensamblado de piezas más fiable.
[0010] RESUMEN DE LA INVENCIÓN
[0011] Para ello, se propone un ensamblado de piezas del tipo mencionado anteriormente, caracterizado por que la segunda pieza presenta, en el orificio, un reborde contra el que se curva la parte superior del conducto para ceñir la segunda pieza entre la parte superior curvada del conducto y la cara superior para fijar la segunda pieza a la primera pieza. De este modo, el ensamblado de piezas es más fiable, ya que la parte superior permanece en el interior del orificio, de modo que es posible fijar el ensamblado mediante una varilla introducida en el orificio de la segunda pieza y en el conducto de la primera pieza y que presenta un extremo superior provisto de un tope que descansa sobre una cara superior de la segunda pieza, y no sobre la parte superior curvada del conducto, ya que se encuentra en el orificio, debajo del tope.
[0012] El ensamblado de piezas comprende además:
[0013] - una tercera pieza que presenta un orificio situado por debajo de y en línea con el conducto,
[0014] - una varilla de fijación que se extiende sucesivamente en el orificio de la segunda pieza, en el conducto de la primera pieza y en el orificio de la tercera pieza, presentando la varilla de fijación un extremo superior provisto de un tope que descansa sobre una cara superior de la segunda pieza.
[0015] De forma opcional, el conducto es metálico.
[0016] De forma igualmente opcional, la primera pieza puede formar un solo bloque con el conducto.
[0017] De forma igualmente opcional, la primera pieza y la segunda pieza forman parte de un convertidor de tensión, siendo la primera pieza un disipador de calor que tiene por objetivo disipar el calor de los componentes de potencia del convertidor de tensión y siendo la segunda pieza una carcasa que tiene por objetivo alojar una placa electrónica de control de los componentes de potencia.
[0018] De forma igualmente opcional, la tercera pieza forma parte de una máquina eléctrica conectada al convertidor de tensión.
[0019] También se propone un método de fabricación de un ensamblado de piezas de acuerdo con la invención, que comprende:
[0020] - obtener la primera pieza,
[0021] - obtener la segunda pieza,
[0022] - colocar la segunda pieza de manera que el orificio de la segunda pieza quede situado por encima de y en línea con el conducto y reciba la(s) protuberancia(s),
[0023] - remachar la(s) protuberancia(s) contra el reborde del orificio de la segunda pieza para fijar la segunda pieza a la primera pieza,
[0024] - obtener una tercera pieza que presenta un orificio,
[0025] - colocar el ensamblado de la primera y la segunda pieza de manera que el orificio de la tercera pieza quede situado por debajo de y en línea con el conducto,
[0026] - fijar la tercera pieza al ensamblado de la primera y la segunda pieza por medio de una varilla de fijación que se extiende sucesivamente en el orificio de la segunda pieza, en el conducto de la primera pieza y en el orificio de la tercera pieza, presentando la varilla de fijación un extremo superior provisto de un tope que descansa sobre una cara superior de la segunda pieza.
[0028] DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[0030] La figura 1 es un esquema eléctrico de un sistema eléctrico que comprende un convertidor de tensión que implementa la invención.
[0031] La figura 2 es una vista tridimensional de los módulos de potencia y de un disipador de calor del convertidor de tensión de la figura 1.
[0032] La figura 3 es una vista tridimensional de los elementos de la figura 2, completados con una placa electrónica de control y una carcasa de recepción de la placa electrónica.
[0033] La figura 4 es un corte tridimensional que muestra un sistema de fijación del disipador de calor y de la carcasa. La figura 5 es una vista en sección del sistema de fijación de la figura 4.
[0034] La figura 6 es una vista similar a la figura 5, que ilustra además la fijación del convertidor de tensión en una máquina eléctrica.
[0035] La figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra las etapas sucesivas de un método de ensamblaje de piezas de acuerdo con la invención.
[0037] DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0039] En referencia a la figura 1, se describirá ahora un sistema eléctrico 100 que implementa la invención.
[0041] El sistema eléctrico 100 tiene por objetivo, por ejemplo, instalarse en un vehículo de motor.
[0043] El sistema eléctrico 100 comprende, en primer lugar, una fuente de alimentación eléctrica 102 diseñada para suministrar una tensión continua U, por ejemplo comprendida entre 20 V y 100 V, por ejemplo 48 V. La fuente de alimentación eléctrica 102 comprende, por ejemplo, una batería.
[0045] El sistema eléctrico 100 comprende además una máquina eléctrica 130 que comprende varias fases (no mostradas) que tienen por objetivo tener tensiones de fase respectivas.
[0047] El sistema eléctrico 100 comprende además un convertidor de tensión 104 conectado entre la fuente de alimentación eléctrica 102 y la máquina eléctrica 130 para llevar a cabo una conversión entre la tensión continua U y las tensiones de fase.
[0049] El convertidor de tensión 104 comprende, en primer lugar, una barra colectora positiva 106 y una barra colectora negativa 108 que tienen por objetivo conectarse a la fuente de alimentación eléctrica 102 para recibir la tensión continua U, recibiendo la barra colectora positiva 106 un potencial eléctrico alto y la barra colectora negativa 108 un potencial eléctrico bajo.
[0051] El convertidor de tensión 104 comprende además al menos un módulo de potencia 110 que comprende una o más barras colectoras de fase 122 que tienen por objetivo conectarse, respectivamente, a una o más fases de la máquina eléctrica 130 para suministrar sus respectivas tensiones de fase.
[0053] En el ejemplo descrito, el convertidor de tensión 104 comprende tres módulos de potencia 110, cada uno de los cuales comprende dos barras colectoras de fase 122 conectadas a dos fases de la máquina eléctrica 130.
[0055] Más concretamente, en el ejemplo descrito, la máquina eléctrica 130 comprende dos sistemas trifásicos, cada uno de los cuales comprende tres fases, y que tienen por objetivo estar desfasados eléctricamente 120° uno con respecto del otro. Preferentemente, las primeras barras colectoras de fase 122 de los módulos de potencia 110 se conectan, respectivamente, a las tres fases del primer sistema trifásico, mientras que las segundas barras colectoras de fase 122 de los módulos de potencia 110 se conectan, respectivamente, a las tres fases del segundo sistema trifásico. Cada módulo de potencia 110 comprende, para cada barra colectora de fase 122, un interruptor de lado alto 112 conectado entre la barra colectora positiva 106 y la barra colectora de fase 122 y un interruptor de lado bajo 114 conectado entre la barra colectora de fase 122 y la barra colectora negativa 108. De este modo, los interruptores 112,
114 están dispuestos para formar un brazo de corte, en donde la barra colectora de fase 122 forma un punto medio.
[0056] Cada interruptor 112, 114 comprende unos primer y segundo terminales principales 116, 118 y un terminal de control 120 que tiene por objetivo abrir y cerrar de forma selectiva el interruptor 112, 114 entre sus dos terminales principales 116, 118 en función de una señal de control aplicada al mismo. Los interruptores 112, 114 son, preferentemente, transistores, por ejemplo transistores de efecto de campo con estructura de metal-óxido semiconductor (del inglés "Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor" o MOSFET), que presentan una rejilla que forma el terminal de control 120, y un drenaje y una fuente que forman, respectivamente, los terminales principales 116, 118.
[0058] En el ejemplo descrito, cada uno de los interruptores 112, 114 tienen la forma de una placa, por ejemplo sustancialmente rectangular, que tiene una cara superior y una cara inferior. El primer terminal principal 116 se extiende sobre la cara inferior, mientras que el segundo terminal principal 118 se extiende sobre la cara superior. Además, la cara inferior forma una cara de disipación de calor.
[0060] El convertidor de tensión 104 comprende además, para cada módulo de potencia 110, un condensador 124 que presenta un terminal positivo 126 y un terminal negativo 128, conectados respectivamente a la barra colectora positiva 106 y a la barra colectora negativa 108.
[0062] Se apreciará que la barra colectora positiva 106, la barra colectora negativa 108 y las barras colectoras de fase 122 son elementos rígidos diseñados para soportar corrientes eléctricas de al menos 1 A. Preferentemente, tienen un espesor de al menos 1 mm.
[0064] Además, en el ejemplo descrito, la máquina eléctrica 130 tiene tanto una función de alternador como de motor eléctrico. Más concretamente, el vehículo de motor comprende además un motor térmico (no mostrado) que presenta un eje de salida al que la máquina eléctrica 130 se conecta mediante una correa (no mostrada). El motor térmico tiene por objetivo accionar las ruedas del vehículo de motor a través de su eje de salida. De este modo, cuando funciona como alternador, la máquina eléctrica suministra energía eléctrica a la fuente de alimentación eléctrica 102 a partir de la rotación del eje de salida. El convertidor de tensión 104 funciona entonces como rectificador. Cuando funciona como motor eléctrico, la máquina eléctrica acciona el árbol de salida (además o en lugar del motor térmico). El convertidor de tensión 104 funciona entonces como inversor.
[0066] La máquina eléctrica 130 se sitúa, por ejemplo, en una caja de cambios o en un embrague del vehículo de motor o en lugar del alternador.
[0068] A continuación, se describen con más detalle la estructura y la disposición de los elementos del convertidor de tensión 104 y de la máquina eléctrica 130, haciendo referencia a una dirección vertical H-B, donde "H" representa la parte superior y "B" la parte inferior.
[0070] En referencia a la figura 2, el convertidor de tensión 104 comprende un disipador de calor 202 que tiene por objetivo disipar el calor de los interruptores 112, 114. El disipador de calor 202 es preferentemente de metal y está formado por un solo bloque. El disipador de calor 202 comprende al menos un conducto vertical 203 de fijación a la máquina eléctrica 130, que delimita un orificio de paso de varilla, como se explicará más adelante.
[0072] En referencia a la figura 3, el convertidor de tensión 104 comprende además un módulo de control 302, 304 que tiene por objetivo controlar los interruptores 112, 114, que comprende una placa electrónica 302 y una carcasa 304 de recepción de la placa electrónica 302.
[0074] En referencia a la figura 4, cada conducto 203 comprende una parte inferior 401 y una parte superior 402 que se eleva, en el ejemplo descrito, desde una cara superior 404 de la parte inferior 401. En el ejemplo descrito, la parte superior 402 comprende varias protuberancias, cada una con forma de pequeño muro que se extiende de manera circunferencial alrededor del orificio delimitado por el conducto 203.
[0076] La carcasa 304 comprende un cuerpo principal 406 e insertos huecos 408 fijados al cuerpo principal 406. Más concretamente, el cuerpo principal 406 presenta aberturas en las que los insertos huecos 408 se integran, respectivamente, de forma solidaria con el cuerpo principal 406. Los insertos huecos 408 son, por ejemplo, de metal, por ejemplo de aluminio, y el cuerpo principal 406 de la carcasa 304 es, por ejemplo, de plástico, por ejemplo sobremoldeado alrededor de los insertos huecos 408. Cada inserto hueco 408 de la carcasa 304 descansa, en el ejemplo descrito, sobre la cara superior 404 de un conducto 203 asociado y está provisto de un orificio pasante 409 situado por encima del conducto 203 asociado, y en línea con el mismo, y que recibe la parte superior 402 del conducto.
[0077] Además, el inserto hueco 408 presenta, en el orificio 409, un reborde 410 contra el que la parte superior 402 del conducto 203 tiene por objetivo curvarse mediante remachado para fijar la carcasa 304 al disipador de calor 202, encerrando el reborde 410 entre la parte superior curvada 402 y la cara superior 404 del conducto 203.
[0079] El ensamblado obtenido tras remachar la parte superior 402 del conducto 203 se ilustra en la figura 5.
[0080] En referencia a la figura 6, el convertidor de tensión 104 tiene por objetivo fijarse de manera mecánica a la máquina eléctrica 130.
[0081] Para ello, la máquina eléctrica 130 presenta orificios 602 situados respectivamente debajo de y en línea con cada conducto 203 del disipador de calor 202. Una varilla 604 se extiende sucesivamente en el orificio 409 de la carcasa 304, en el orificio delimitado por el conducto 203 del disipador de calor 202 y en el orificio 602 de la máquina eléctrica 130. La varilla 604 está provista de un extremo inferior fijado a la máquina eléctrica 130, por ejemplo enroscado en el orificio 602. La varilla 604 presenta además un extremo superior que presenta un tope 606 que descansa sobre una cara superior 608 del inserto 408, estando esta cara superior 608 situada por encima del reborde 410. De este modo, la carcasa 304 y el disipador de calor 202 quedan encajados entre la máquina eléctrica 130 y el tope 606.
[0082] El tope 606 presiona la cara superior 608, que presenta una superficie más dura y regular que la parte superior curvada 402 del conducto 203. De este modo, el tope 606 es más estable que si presionara sobre la parte superior curvada 402 del conducto 203.
[0083] La varilla 604 y el tope 606 están formados, por ejemplo, por un tornillo, cuya cabeza, complementada de ser necesario por una arandela, forma el tope 606. De forma alternativa, el tope 606 podría estar formado por una tuerca enroscada en el extremo superior de la varilla 604.
[0084] En referencia a la figura 7, se describirá ahora un método de ensamblaje 700 de piezas.
[0085] Durante una etapa 702, se obtiene el disipador de calor 202.
[0086] Durante una etapa 704, se obtiene la carcasa 304.
[0087] Durante una etapa 706, la carcasa 304 se coloca de manera que, por un lado, el orificio 409 de cada inserto hueco 408 se encuentre situado por encima del conducto 203 asociado, y en línea con el mismo, y reciba la parte superior 402 del conducto 203 y, por otro lado, cada inserto hueco 408 descanse sobre la cara superior 404 del conducto 203 asociado.
[0088] Durante una etapa 708, la parte superior 402 del conducto 203 se remacha contra el reborde 410 para fijar la carcasa 304 al disipador de calor 202, tal y como se ilustra en la figura 5.
[0089] Durante una etapa 710, los interruptores 112, 114 se conectan eléctricamente a la placa electrónica 302. La etapa 710 puede comprender además otras operaciones, como por ejemplo: la aplicación de resina en la carcasa de PCB (acrónimo del inglés "Printed Circuit Board", es decir, placa de circuito impreso), la colocación de una cubierta, etc. Durante una etapa 712, el convertidor de tensión 104 se lleva al lugar de montaje en la máquina eléctrica 130. Durante una etapa 714, se obtiene la máquina eléctrica 130.
[0090] Durante una etapa 716, el convertidor de tensión 104 se fija a la máquina eléctrica 130 por medio de una varilla que se extiende sucesivamente en el orificio 409 de la carcasa 304, en el conducto 203 del disipador de calor 202 y en el orificio 602 de la máquina eléctrica 130, y por medio de un tope situado en un extremo superior de la varilla y que descansa sobre la cara superior 608 del inserto 408, tal como se ilustra en la figura 6.
[0091] La presente invención no se limita a la forma de realización descrita anteriormente, sino que se define mediante las siguientes reivindicaciones. De hecho, será evidente para el experto en la técnica que se puedan hacer modificaciones en la misma.
Claims (6)
1. REIVINDICACIONES
1. Ensamblado de piezas, que comprende:
- una primera pieza (202) provista de un conducto vertical (203) que presenta una parte inferior (401) y una parte superior (402),
- una segunda pieza (304) que descansa sobre una cara superior (404) de la primera pieza (202) y provista de un orificio (409) que recibe la parte superior (402) del conducto (203),
- una tercera pieza (130) que presenta un orificio (602) situado debajo de y en línea con el conducto (203), - una varilla de fijación (604) de la tercera pieza (130) que se extiende sucesivamente en el orificio (409) de la segunda pieza (304), en el conducto (203) de la primera pieza (202) y en el orificio (602) de la tercera pieza (130), presentando la varilla de fijación (604) un extremo superior provisto de un tope (606) que descansa sobre una cara superior (608) de la segunda pieza (304),
y en donde la segunda pieza (304) presenta, en el orificio (409), un reborde (410) contra el cual se curva la parte superior (402) del conducto (203) para encerrar la segunda pieza (202) entre la parte superior curvada (402) del conducto (203) y la cara superior (404) para fijar la segunda pieza (304) a la primera pieza (202).
2. Ensamblado de piezas de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el conducto (203) es de metal.
3. Ensamblado de piezas de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la primera pieza (202) forma un solo bloque con el conducto (203).
4. Ensamblado de piezas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la primera pieza (202) y la segunda pieza (304) forman parte de un convertidor de tensión (104), siendo la primera pieza (202) un disipador de calor que tiene por objetivo disipar el calor de los componentes de potencia (112, 114) del convertidor de tensión (104) y siendo la segunda pieza (304) una carcasa que tiene por objetivo alojar una placa electrónica de control (302) de los componentes de potencia (112, 114).
5. Ensamblado de piezas de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde la tercera pieza (130) forma parte de una máquina eléctrica (130) conectada al convertidor de tensión (104).
6. Método de fabricación de un ensamblado de piezas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende:
- obtener la primera pieza (202),
- obtener la segunda pieza (304),
- colocar la segunda pieza (304) de manera que el orificio (409) de la segunda pieza (304) quede situado por encima de y en línea con el conducto (203) y reciba la parte superior (402) del conducto (203),
- remachar la parte superior (402) del conducto (203) contra el reborde (410) de la segunda pieza (304) para fijar la segunda pieza (304) a la primera pieza (202),
- obtener una tercera pieza (130) que presenta un orificio (602),
- colocar el ensamblado de la primera y la segunda pieza (202, 304) de manera que el orificio (602) de la tercera pieza (130) quede situado por debajo de y en línea con el conducto (203),
- fijar la tercera pieza (130) mediante una varilla de fijación (604) que se extiende sucesivamente en el orificio (409) de la segunda pieza (304), en el conducto (203) de la primera pieza (202) y en el orificio (602) de la tercera pieza (130), presentando la varilla de fijación (604) un extremo superior provisto de un tope (606) que descansa sobre una cara superior (608) de la segunda pieza (304).
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