IT202000014392A1 - Rotore esterno in materiale plastomagnetico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale di:

Forma oggetto del presente trovato un rotore esterno per azionamenti elettrici quali i motori elettrici, in particolare per l?uso in dispositivi di trasmissione del moto a ventole di raffreddamento o pompe di ricircolo di un liquido refrigerante o lubrificante di veicoli, quali in particolare pompe del fluido di raffreddamento o pompe olio.

Gli azionamenti elettrici quali i motori elettrici sono macchine elettriche che sfruttano le forze di interazione elettromagnetica che si generano tra un campo magnetico e un sistema di correnti generate da una potenza elettrica in ingresso per generare un?energia meccanica in uscita, generalmente sotto forma di un moto di rotazione di un elemento rotante o rotore.

La presente invenzione ? rivolta agli azionamenti elettrici nei quali uno statore interagisce con un rotore magnetizzato in modo permanente, ed in cui il rotore ? disposto in posizione coassiale ed esterna in direzione radiale rispetto allo statore inserito al suo interno. In tale posizione, il rotore si definisce esterno.

Un rotore esterno per azionamenti quali i motori elettrici, ? generalmente in forma di una tazza ovvero di un corpo cilindrico, cavo, chiuso in corrispondenza di una sola delle sue due basi da un piatto circolare, che ne forma la faccia frontale. Nell?uso, lo statore ? inserito coassialmente e generalmente concentricamente all?interno del rotore esterno.

I rotori esterni di questo tipo sono generalmente formati a partire da un cilindro cavo metallico sulla cui superficie laterale interna sono applicati magneti permanenti, ad esempio mediante incollaggio; il cilindro metallico con magneti permanenti ? chiuso in corrispondenza di una delle sue basi da un piatto metallico che partecipa al dimensionamento del circuito magnetico. Il rotore esterno assume pertanto una conformazione di tazza metallica con magneti permanenti fissati sulla superficie laterale interna della parte cilindrica.

I rotori esterni di questo tipo risultano particolarmente costosi e complessi da realizzare in quanto richiedono una lavorazione meccanica della tazza metallica con asportazione di materiale, ad esempio una tornitura, e l?incollaggio manuale (che risulta in un alto costo del componente) o automatico dei magneti permanenti all?interno della stessa (con conseguente alto costo di investimenti). Oltre a ci?, essi sono inevitabilmente afflitti da imprecisioni nel dimensionamento finale, che obbligano a calcolare tolleranze pi? ampie di distanziamento delle parti componenti dell?azionamento elettrico, in particolare obbligano a lasciare traferri pi? larghi, solitamente maggiori di 1mm, tra statore e rotore. Tali traferri pi? ampi rappresentano una resistenza nel circuito magnetico che penalizza il passaggio del flusso e quindi la coppia erogata dal motore elettrico.

Inoltre, la colla non si distribuisce uniformemente all?interno della tazza in metallo e la conseguente variabilit? sulle quote dei singoli magneti, provoca sbilanciamenti del rotore che devono essere corretti, in una fase successiva, con ulteriori passaggi in macchine utensili di lavorazione.

L?uso di azionamenti elettrici con rotore esterno e statore interno risulta particolarmente vantaggioso nel settore delle apparecchiature di raffreddamento per gli autoveicoli, che comprende in particolare ventole di raffreddamento e pompe di ricircolo, in quanto la configurazione con rotore esterno non limita in potenza l?azionamento elettrico come quella con rotore interno, potendo il rotore esterno essere realizzato con dimensioni anche molto maggiori dello statore, consentendo pertanto di erogare una elevata coppia, come ? richiesto dalle diverse necessit? di raffreddamento e lubrificazione dei motori termici di veicoli.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un rotore esterno per azionamenti elettrici, in particolare per l?uso in dispositivi di raffreddamento o lubrificazione del motore termico di veicoli, che risulti di pi? facile e/o economica produzione.

Nell?ambito di tale problema risulta anche desiderabile che il rotore sia in grado di mantenere sufficienti prestazioni di trasmissione di coppia per l?azionamento, ad esempio, di ventole anche di elevate dimensioni.

Risulta inoltre preferibile che il rotore possa essere prodotto con elevata precisione, permettendo pertanto di ridurre le tolleranze dei traferri dell?azionamento elettrico, a vantaggio delle prestazioni dello stesso.

Forma ulteriore scopo del presente trovato mettere a punto un rotore esterno che sia particolarmente idoneo all?uso in un dispositivo di trasmissione del moto di rotazione ad una ventola di raffreddamento del liquido refrigerante di autoveicoli, oppure di una pompa di ricircolo del liquido refrigerante o di olio lubrificante del motore termico del veicolo.

Un ulteriore problema affrontato dalla presente invenzione ? quello di fornire un metodo semplificato di produzione di un rotore esterno per azionamenti elettrici del tipo descritto.

Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un rotore esterno per azionamenti elettrici, in particolare motori elettrici per dispositivi di trasmissione del moto ad una ventola o girante di una pompa di un autoveicolo secondo le caratteristiche di rivendicazione 1.

La Richiedente ha sorprendentemente scoperto che un rotore esterno il cui corpo ? realizzato in un materiale composto essenzialmente di almeno il 50%, preferibilmente almeno l?80%, pi? preferibilmente almeno il 90%, il 95% o 99%, in peso di un metallo ferromagnetico magnetizzabile in modo permanente e di un legante plastico, pu? essere formato in un pezzo unico, in particolare mediante stampaggio ad iniezione, e magnetizzato con una magnetizzazione di tipo Halbach in modo da riprodurre all?interno del cilindro cavo un idoneo campo magnetico permanente con almeno due poli magnetici e al suo esterno un campo magnetico sostanzialmente nullo. Fino ad oggi si riteneva nel settore tecnico di riferimento che fosse invece essenziale formare i rotori esterni a partire da una tazza metallica al cui interno erano applicati magneti permanenti; si riteneva infatti che la tazza metallica fosse essenziale per concatenare tutto il flusso magnetico tra i magneti e rendere nullo il campo all?esterno del rotore e che i magneti permanenti fossero gli unici materiali in grado di fornire la necessaria efficienza energetica e prestazionale all?aumentare delle temperature di esercizio, in particolare nel campo dell?automotive.

Il rotore del trovato permette di compensare la minore efficienza magnetica dei materiali plastomagnetici grazie alla magnetizzazione di tipo Halbach, che permette di ottenere un campo magnetico misurato al centro del polo che riproduce sostanzialmente una sinusoide pura, ed ? quindi pi? efficiente, inoltre la struttura continua del rotore-magnete consente di massimizzare le aree magnetiche attive e, grazie al fatto di essere stampato in un corpo unico e quindi con migliorata precisione realizzativa, permette di ridurre i traferri tra il rotore e gli altri componenti dell?azionamento elettrico, con recupero di efficienza energetica.

Il rotore del trovato risulta pertanto pi? semplice ed economico da realizzare garantendo al contempo prestazioni adeguate.

Formano ulteriore oggetto del presente trovato un azionamento elettrico comprendente un rotore del presente trovato secondo la rivendicazione 10 e un procedimento per la realizzazione di un rotore plastomagnetico secondo la rivendicazione 13. Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di esempi non limitativi di attuazione del trovato, effettuata con riferimento ai disegni allegati nei quali si mostra:

in figura 1: una vista prospettica anteriore di un esempio di rotore secondo il trovato;

in figura 2a,2b: una vista prospettica del rotore di fig. 1, sezionato lungo il piano di traccia II-II di fig.3;

in figura 3a e 3b: rispettivamente una vista frontale posteriore del rotore di fig.1 e uno schema della disposizione dei poli magnetici del campo al suo interno;

in figura 4: una vista frontale anteriore del rotore di fig.1;

in figura 5: una vista in sezione secondo un piano di traccia V-V di fig.4; in figura 6: uno schema illustrativo del funzionamento di un array di magneti di Halbach, con un grafico che illustra una parte del campo magnetico risultante;

in figura 7: un grafico che illustra il campo magnetico misurato al centro di un polo magnetico di un rotore secondo il trovato;

in figura 8: un grafico che illustra il campo magnetico misurato al centro di un polo magnetico di un rotore secondo il trovato sovrapposto al campo magnetico misurato al centro di un polo magnetico di un corrispondente rotore realizzato secondo tecnica nota con magneti permanenti incollati all?interno odi una tazza metallica;

in figura 9: una vista in sezione verticale di una pompa di ricircolo del fluido refrigerante di un veicolo, con un dispositivo di trasmissione del moto con rotore secondo il trovato; e

in figura 10: una vista in sezione verticale di una ventola di raffreddamento con un dispositivo di trasmissione del moto con rotore secondo il trovato. Con riferimento alle figg. 1 e 2 e assunta una coppia di assi di riferimento rispettivamente: longitudinale X-X corrispondente all?asse di rotazione del rotore e all?altezza della rispettiva parte cilindrica, e verticale/radiale Y-Y, ortogonale al precedente e parallelo al piano del piatto di chiusura frontale del rotore, nonch? una parte anteriore A corrispondente al lato chiuso del rotore ed una parte posteriore P opposta alla precedente in senso longitudinale e rivolta dal lato aperto del rotore, un primo esempio di attuazione di un rotore esterno secondo il trovato comprende un corpo 100 che presenta una parte 110 conformata secondo un cilindro, cavo, esteso attorno all?asse longitudinale X-X e chiuso da un piatto circolare 130 in corrispondenza della sua base anteriore.

Il cilindro cavo 110 del corpo 100 presenta una superficie circumferenziale esterna 110b ed una superficie circumferenziale interna 110a e un altezza che coincide con l?asse longitudinale X-X del rotore. Il rotore esterno ? aperto in corrispondenza della base posteriore 110p del cilindro cavo 110 per consentire, nell?uso in un azionamento elettrico, l?inserimento al suo interno di almeno uno statore dell?azionamento elettrico.

Secondo il trovato, il cilindro cavo 110 ed il piatto circolare 130 sono formati in un unico pezzo di un materiale costituito essenzialmente di almeno il 50% in peso di un metallo ferromagnetico, magnetizzabile in modo permanente, e per il rimanente di un legante plastico. Per gli scopi di descrizione si fa riferimento a tale materiale anche come materiale plastomagnetico.

Il metallo ferromagnetico ? preferibilmente ferrite o neodimio, ma una possibile alternativa ? il Samario Cobalto. Tra questi il neodimio risulta essere preferito in quanto presenta le migliori prestazioni ferromagnetiche e pu? essere utilizzato in concentrazioni minori. La ferrite ? invece da preferirsi quando si desidera contenere i costi di realizzazione.

Bench? sia possibile ottenere buone coppie trasmesse al rotore gi? con concentrazione del materiale ferromagnetico maggiore o uguale al 50%, risulta preferibile che il corpo 100 del rotore esterno sia composto almeno all?80%, preferibilmente almeno al 90%, ad esempio il 93%, e ancor pi? preferibilmente almeno al 95% o 99% in peso di materiale ferromagnetico. Il legante plastico ? preferibilmente una poliammide, ad esempio PA6, PA66, PA12 o PPS.

Il cilindro cavo 110 del rotore ? magnetizzato in modo da riprodurre un array di Halbach di magneti permanenti che determina un campo magnetico permanente del rotore che presenta almeno due poli magnetici internamente al volume interno alla superficie del cilindro cavo 110 ed ? sostanzialmente nullo all?esterno della superficie esterna 110b del cilindro (anche noto come Cilindro di Halbach). Tale tipo di magnetizzazione ha il vantaggio di determinare un campo magnetico misurato al centro del polo che approssima quasi perfettamente una sinusoide (fig.7) ed ? quindi in grado di compensare almeno in parte le ridotte prestazioni magnetiche del materiale plastomagnetico rispetto a quelle dei magneti permanenti usati comunemente nei rotori esterni, che producono invece un campo magnetico, misurato al centro del polo, approssimabile con una sinusoide o un?onda quadra che presentano la loro periodicit? o forma deformata anche a causa delle interruzioni tra un magnete e l?altro.

Preferibilmente, il campo magnetico all?interno del cilindro cavo 10 presenta un numero di poli >2, >4, >6 o >8. il numero di poli pu? anche essere maggiore ed ? variabile in funzione della dimensione e del progetto del rotore.

Preferibilmente, i poli magnetici sono disposti equispaziati sull?estensione circumferenziale del volume interno del cilindro.

Come illustrato in figura 3a, la superficie posteriore interna del piatto 130 di chiusura pu? presentare una pluralit? di nervature 131 in rilievo, nell?esempio otto, estese radialmente dal centro del piatto verso l?esterno, con spessore in senso assiale verso l?interno e disposte angolarmente equidistanti sull?estensione circumferenziale della superficie stessa, atte a irrigidire e aumentare la resistenza meccanica del manufatto. Bench? non strettamente necessario, per comodit? realizzativa ? preferibile che vi sia allineamento angolare tra le nervature e i poli magnetici.

Con riferimento alla figura 3b viene schematicamente illustrata la disposizione dei poli magnetici del campo all?interno del cilindro cavo 110 del rotore 100; come rilevabile, l?esempio di attuazione preferito illustrato presenta un campo magnetico con otto poli magnetici disposti alternati e angolarmente equispaziati sull?estensione circonferenziale all?interno del cilindro cavo 110. Come rilevabile, in questa forma preferita, le nervature sono angolarmente allineate ai poli sull?estensione circonferenziale del piatto 130.

Secondo forme preferite di attuazione e grazie alla versatilit? realizzativa del rotore in materiale plastomagnetico stampato, risulta inoltre semplice e poco dispendioso magnetizzare il rotore per la realizzazione di un angolo di skew (inclinazione) dei poli del motore. Tale soluzione semplifica e rende meno costosa anche la realizzazione della parte statorica dell?azionamento elettrico, e permette un moto rotatorio del rotore non afflitto da scatti che penalizzano l?uniformit? e regolarit? del moto stesso.

Con riferimento alle figg. 2,4,5 risulta preferibile formare il corpo del rotore esterno 100 con un foro centrale 135 passante il piatto 130, il foro essendo configurato per alloggiare stabilmente una boccola metallica 135a, o un alternativo mezzo di collegamento, che pu? essere utile ad esempio per il collegamento ad altri elementi di trasmissione e/o supporto quali un albero coassiale.

Secondo un ulteriore aspetto preferito, possono essere formati una pluralit? di fori 138 sulla superficie frontale anteriore dello stesso piatto 130 che sono configurati per alloggiare una rispettiva boccola 138a o alternativo mezzo di fissaggio. Tali fori 138 con boccola 138a possono essere opportunamente disposti ad esempio angolarmente equidistanziati sull?estensione circumferenziale della superficie anteriore del piatto 130 per svolgere funzioni meccaniche di supporto di un organo da azionare in rotazione mediante il rotore, quale ad esempio una ventola di raffreddamento.

La posizione dei fori ? preferibilmente nella parte del piatto 130, radialmente esterna, corrispondente allo spessore del cilindro cavo 110.

Come risulter? pi? evidente nel seguito, l?integrazione di tali fori e boccole nel corpo in pezzo unico del rotore esterno risulta particolarmente agevole per la possibilit? di formare lo stesso mediante stampaggio a partire dal materiale plastomagnetico iniettato.

Secondo un esempio di procedimento del trovato per formare il rotore esterno, il corpo 100 in pezzo unico ? stampato a iniezione a partire da una preforma di materiale plastomagnetico, in particolare ottenuta utilizzando dei composti granulari.

Durante lo stampaggio, mezzi magnetizzanti, quali magneti permanenti all?interno dello stampo, creano la magnetizzazione permanente del solo cilindro cavo 110, rendendolo un magnete anisotropo.

La preforma di materiale plastomagnetico pu? essere preferibilmente ottenuta miscelando materiale magnetico in polvere, ad esempio ferrite o neodimio (NdFeB), con un legante plastico, preferibilmente costituito da PA6, PA66, PA12 o PPS.

A partire da tale materiale plastomagnetico miscelato ? possibile ottenere mediante tradizionali processi di stampaggio ad iniezione, la desiderata forma del rotore esterno. Le tecniche di stampaggio di questo tipo permettono un?elevata precisione anche su componenti di grosse dimensioni, nonch? l?integrazione di inserti metallici di collegamento, quali boccole o perni, direttamente nella fase di stampaggio.

Un ulteriore vantaggio del procedimento descritto ? la versatilit? di magnetizzazione del corpo del rotore che permette sia la magnetizzazione parziale e selettiva delle sole parti desiderate (cilindro cavo) sia una specifica e predefinita disposizione del campo magnetico, in particolare per quanto riguarda la disposizione assiale e/o radiale di poli multipli e una loro eventuale inclinazione (skew).

In tabella 1 sono illustrate alcune propriet? di materiali plastomagnetici preferiti, ottenuti miscelando polvere di ferrite (93% in peso) con un rispettivo legante plastico (7% in peso). Un materiale particolarmente preferito per la realizzazione del rotore del trovato ? indicato con la sigla I-CER 1812 in tabella 1.

TABELLA 1

In tabella 2 sono illustrate alcune propriet? di materiali plastomagnetici preferiti, ottenuti miscelando polvere di neodimio con un rispettivo legante plastico.

TABELLA 2

I materiali di tabella 1 e 2 sono disponibili in commercio presso la Ditta Cibas di Milano.

ESEMPIO 1

Un esempio di rotore esterno del trovato ? stato realizzato con la struttura illustrata in figg. da 1 a 5 in materiale plastomagnetico costituito da 93% in peso di ferrite e 7% di legante plastico PA12 e identificato dalla sigla I-CER 1812 di tabella 1.

Il rotore esterno ? stato magnetizzato con magnetizzazione di tipo Halbach in modo da presentare un campo magnetico permanente all?interno del cilindro cavo 110 che presenta otto poli magnetici equispaziati come illustrato nella parte destra di figura 3, e inclinati con angolo di skew di 20?. Con riferimento a tale esempio preferito di attuazione, verranno ora discusse alcune propriet? dei rotori del presente trovato; si intende che le caratteristiche e i vantaggi descritti con specifico riferimento a questo esempio sono estendibili a tutte le forme di attuazione di un rotore del trovato.

Fig.6 mostra nella parte alta una schematizzazione del funzionamento di una magnetizzazione di tipo Halbach di un rotore secondo il trovato, essendo qui schematizzati solo cinque poli magnetici. Questo tipo di magnetizzazione pu? essere schematizzato con un array di singoli magneti in cui il flusso magnetico di un magnete che forma un polo si concatena con il flusso dei magneti ad esso adiacenti i quali catturano le linee di flusso e le trasportano al polo successivo, permettendo di chiudere il flusso tra poli magnetici senza necessit? di elementi metallici esterni, con il risultato di un campo magnetico che risulta sostanzialmente nullo esternamente al corpo del cilindro cavo.

Nella parte bassa di figura 6 ? illustrato graficamente il campo magnetico attorno a due poli adiacenti del rotore esterno dell?esempio 1, corrispondente ad una relativa sezione del cilindro cavo 110. Come rilevabile, all?esterno della superficie esterna 110b del cilindro il campo magnetico risulta sostanzialmente nullo, mentre all?interno della superficie interna 110a del cilindro 110 il campo magnetico risulta ben definito con due poli P1 e P2 di opposta polarit?.

In figura 7 ? illustrato l?andamento del campo magnetico misurato al centro del rotore realizzato composto da 8 poli magnetici.

Come rilevabile, il campo magnetico al centro del polo, approssima quasi perfettamente una sinusoide pura.

In figura 8 ? mostrato l?andamento del campo magnetico al centro del polo di figura 7 (linea tratteggiata) sovrapposto all?andamento del campo magnetico (linea continua) misurato al centro di un corrispondente polo di un rotore esterno realizzato secondo tecnica nota con una tazza esterna in metallo e magneti permanenti incollati all?interno della tazza metallica, in modo da riprodurre le caratteristiche magnetiche e dimensionali del rotore di esempio 1.

Il campo magnetico con andamento sinusoidale risulta pi? efficiente dal punto di vista del concatenamento del flusso magnetico rispetto a quello del rotore secondo tecnica nota, che approssima invece un?onda quadra.

Oltre a ci?, l?elevata precisione ottenuta realizzando il rotore di figura 1 mediante stampaggio consente di ridurre le tolleranze dei traferri tra rotore esterno e statore interno dell?azionamento elettrico. Il combinato di queste due soluzioni tecniche permette, pertanto, di ottimizzare il circuito magnetico rispetto ai magneti permanenti utilizzati nella tecnica nota e quindi di utilizzare materiali plastomagnetici per la realizzazione di rotori esterni di azionamenti elettrici, materiali generalmente ritenuti dotati di scarsa efficienza di trasmissione della coppia, in particolare a temperature elevate.

In Figg. 9,10 sono illustrati esempi preferiti di uso di un rotore esterno in un motore elettrico per l?azionamento in rotazione di un dispositivo di raffreddamento per un veicolo.

In figura 9 ? illustrato un esempio di pompa di ricircolo 200 per il fluido di raffreddamento del motore termico di un veicolo, in cui la girante 201 della pompa ? azionata in rotazione da un alberino 202 una cui prima estremit? 202a ? solidale alla girante 201 e la cui altra estremit? 202b, opposta alla precedente nella direzione assiale-longitudinale X-X, ? solidale alla boccola 235a del piatto 230 di un rotore 220 secondo il trovato la cui parte 210 cilindrica cava ? disposta in posizione radialmente esterna rispetto allo statore 250 dell?azionamento elettrico della pompa 200.

Con tale configurazione, azionando in rotazione il rotore esterno 220 mediante lo statore 250 viene azionata in rotazione la girante 201 della pompa mediante l?alberino 202 solidale al rotore esterno, con un numero di rotazioni opportuno controllato mediante l?alimentazione di potenza desiderato a seconda della quantit? di potenza elettrica allo statore.

Grazie alla conformazione del rotore secondo il trovato ? possibile lasciare traferri 250t tra statore e rotore inferiori a 1mm, preferibilmente minori o uguali a 0,5mm, il che permette una pi? efficiente concatenazione di flusso tra statore e rotore con aumento della coppia utile trasmessa al rotore.

Come rilevabile, nella pompa di figura 9 lo statore 250 ? fissato sull?esterno di un cannotto 205 fisso al basamento 206 del motore, sul cui interno ? disposto l?alberino 202 con interposizione di cuscinetti 202c che permettono all?alberino di rimanere folle rispetto al cannotto, per l?azionamento in rotazione su comando del rotore.

Come rilevabile, il rotore ? inoltre disposto coassialmente e concentricamente all?esterno dello statore 250, con piatto di chiusura 230 del rotore in posizione assialmente esterna e anteriore rispetto allo statore 250. A sua volta lo statore e il rotore che formano l?azionamento elettrico sono disposti in posizione assialmente esterna rispetto alla girante della pompa 201.

In figura 10 ? illustrato un esempio di ventola di raffreddamento del fluido di un radiatore di un veicolo in cui la ventola 301 ? azionata in rotazione mediante un dispositivo di azionamento elettrico 300 comprendente un rotore 320 secondo il trovato e uno statore 350 disposto coassialmente all?interno del rotore 320. Come illustrato, le pale 301 della ventola possono essere supportate direttamente al rotore 320, ad esempio mediante i fori 138 con boccola 138a all?interno dei quali sono fissate rispettive viti 338 di fissaggio delle pale al rotore. Il rotore ? inoltre supportato su un albero 302 mediante la boccola 135a al cui interno ? fissata l?estremit? posteriore 302b dell?albero 302.

L?albero 302 ? poi supportato sulla ralla interna di una coppia di cuscinetti 302c la cui ralla esterna ? calettata su un cannotto 305 fisso a una parte del basamento del motore. Sulla ralla esterna del cannotto 305 ? poi supportato lo statore 350.

Con tale configurazione, alimentando potenza elettrica allo statore 350 tramite un collegamento elettrico 351 e su controllo di un?unit? di controllo elettronico 352 ? possibile azionare in rotazione il rotore 320 attorno all?asse dell?albero 302 per far girare la ventola 301 con un desiderato numero di giri generalmente controllato e deciso dall?unit? 352 di controllo sulla base delle effettive esigenze di raffreddamento del motore.

Anche in questo caso, grazie alla conformazione del rotore secondo il trovato ? possibile lasciare traferri 350t tra statore e rotore pari o inferiori a 0.5mm. In alcune applicazioni preferite, il corpo unico in materiale plastomagentico pu? inoltre comprendere un piede circumferenziale radiale esteso verso l?interno o verso l?esterno dall?estremit? di base aperta del corpo ed atto a permettere un pi? agevole collegamento ad altri organi, ad esempio l?accoppiamento mediante una lamina elastica ad un?ancora di un innesto ad attrito.

Risulta pertanto come il rotore esterno secondo il trovato dia soluzione al problema tecnico posto, grazie al corpo unico formato per stampaggio in un idoneo materiale plastomagnetico ed alla particolare magnetizzazione del corpo stesso, elementi che permettono di mantenere elevate quantit? di flusso magnetico, e quindi di coppia, rendendo al contempo pi? semplice ed economica la produzione del rotore.

Vantaggiosamente, la soluzione di rotore stampato in materiale plastomagnetico permette grande versatilit? e facilit? realizzativa di una pluralit? di varianti di configurazione, con minori costi di produzione, maggiore precisione realizzativa e maggiore efficienza.

Bench? descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l?ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI

1. Rotore esterno per azionamenti elettrici, in particolare per un motore elettrico, comprendente:

+ un corpo comprendente un cilindro cavo (110) esteso attorno ad un asse longitudinale e chiuso da un piatto (130) circolare in corrispondenza di una delle sue due basi, caratterizzato dal fatto che

detto corpo ? formato in un unico pezzo stampato di un materiale plastomagnetico costituito essenzialmente di un legante plastico e di almeno il 50% in peso di un metallo ferromagnetico magnetizzabile in modo permanente,

e dal fatto che almeno il cilindro cavo ? magnetizzato con magnetizzazione di tipo Halbach che determina un campo magnetico permanente del rotore che presenta almeno due poli magnetici nel volume interno del cilindro cavo ed ? sostanzialmente nullo all?esterno dello stesso.

2. Rotore secondo rivendicazione 1 in cui il metallo ferromagnetico ? ferrite, neodimio o Samario Cobalto, preferibilmente neodimio o ferrite.

3. Rotore secondo rivendicazione 1 o 2 in cui il legante plastico ? una poliammide, preferibilmente PA6, PA12, PA66 o PPS.

4. Rotore secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui il materiale plastomagnetico comprende almeno l?80%, preferibilmente il 90%, pi? preferibilmente almeno il 93%, il 95% o il 99% in peso di materiale magnetico, in particolare Ferrite o Neodimio.

5. Rotore secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il corpo in pezzo unico ? stampato a iniezione, preferibilmente a partire da una preforma di materiale plastomagnetico.

6. Rotore secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il corpo del rotore ? magnetizzato in modo che il campo magnetico all?interno del cilindro cavo (110) presenti almeno 2, almeno 4 o almeno 8 poli magnetici disposti angolarmente equidistanziati sull?estensione circumferenziale del volume interno del cilindro.

7. Rotore secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la superficie posteriore, interna del piatto (130) di chiusura presenta una pluralit? di nervature (131) in rilievo estese radialmente dall?interno verso l?esterno del piatto.

8. Rotore secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che gli almeno due poli magnetici del campo del rotore sono inclinati di un predefinito angolo, ad esempio di 20?.

9. Rotore secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che presenta un foro centrale (135) passante attraverso il piatto (130), configurato per alloggiare stabilmente un elemento di collegamento, in particolare una boccola metallica (135a), e/o dal fatto che il piatto (130) presenta una pluralit? di fori (138) formati sulla sua superficie frontale anteriore che sono configurati per alloggiare un rispettivo elemento di collegamento, in particolare una rispettiva boccola (138a), preferibilmente disposti angolarmente equidistanziati sull?estensione circumferenziale della superficie anteriore del piatto (130), per un accoppiamento meccanico di supporto di un organo da azionare in rotazione mediante il rotore.

10. Azionamento elettrico, in particolare un motore elettrico, comprendente uno statore interno ed un rotore secondo una delle rivendicazioni precedenti disposto coassialmente e preferibilmente concentricamente attorno allo statore, in posizione radialmente esterna allo stesso.

11. Azionamento secondo la rivendicazione precedente in cui un traferro tra rotore e statore presenta estensione in senso radiale inferiore a 1mm, preferibilmente inferiore o uguale a 0,5 mm.

12. Dispositivo di trasmissione del moto per una ventola di raffreddamento o una pompa di ricircolo di un fluido di raffreddamento o lubrificazione di un veicolo a motore, caratterizzato dal fatto che comprende un azionamento elettrico secondo una delle rivendicazioni 10-11.

13. Procedimento per la formazione di un rotore esterno secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente le seguenti fasi:

- predisposizione di una preforma, ad esempio una sfera, di un materiale plastomagnetico costituito essenzialmente di almeno il 50% in peso di un metallo magnetizzabile in modo permanente e di un legante plastico, - Stampaggio, preferibilmente a iniezione, della preforma in uno stampo in modo da formare un corpo del rotore comprendente un cilindro cavo (110) esteso attorno ad un asse longitudinale e chiuso da un piatto (130) circolare in corrispondenza di una delle sue due basi,

- magnetizzazione di almeno il cilindro cavo del corpo in modo da riprodurre un array di Halbach che determina un campo magnetico permanente del rotore che presenta almeno due poli magnetici nel volume interno del cilindro cavo ed ? sostanzialmente nullo all?esterno dello stesso.

14. Procedimento secondo la rivendicazione precedente, in cui il materiale plastomagnetico comprende almeno l?80%, preferibilmente il 90%, pi? preferibilmente almeno il 93%, 95% o il 99% in peso di materiale magnetico, in particolare Ferrite o Neodimio o Samario Cobalto.

15. Procedimento secondo rivendicazione 13 o 14, in cui il legante plastico ? una poliammide, preferibilmente PA6, PA12, PA66 o PPS.