ITMI980938A1 - Macchina elettrica e procedimento per montare la macchina elettrica su un gruppo - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Macchina elettrica e procedimento per montare la macchina elettrica su un gruppo"

Riassunto del trovato

Forma oggetto dell'invenzione una macchina elettrica con uno statore (2) e un rotore (5) girevole attorno ad un asse di rotazione. La macchina elettrica non presenta elementi di supporto, fissanti il rotore (5) in maniera girevole rispetto allo statore (4) e definenti in particolare l'asse di rotazione del rotore (5). Secondo l'invenzione la macchina elettrica presenta mezzi per fissare la posizione del rotore (5) rispetto allo statore (2) , laddove il fissaggio della posizione del rotore (5) è amovibile. Il rotore (5) in tal modo è fissabile in direzione assiale e radiale rispetto allo statore (2). Viene parimenti impedita una rotazione del rotore (5) rispetto allo statore (2). (Figura 1)

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda una macchina elettrica con uno statore e un rotore, girevole attorno ad un asse di rotazione, laddove la macchina elettrica non presenta elementi di supporto che fissano il rotore in maniera girevole rispetto allo statore e in particolare definiscono l'asse di rotazione del rotore. L'invenzione riguarda parimenti un procedimento per montare una macchina elettrica su un gruppo presentante una cassa e un albero girevole, laddove la macchina elettrica non presenta elementi di supporto, che fissano il rotore in maniera girevole rispetto ad uno statore e, così facendo, definiscono l'asse di rotazione del rotore.

Macchine elettriche del genere menzionato, in cui il rotore non è supportato su una cassa statorica, vengono definite come macchine senza supporti. Le macchine elettriche di questo genere che si trovano in esercizio sono sempre collegate con un gruppo, ad esempio con un motore endotermico oppure con un cambio di velocità. In tal caso il rotore è accoppiato rigidamente con un albero del gruppo, per cui viene definita la posizione del rotore all'interno della macchina elettrica.

In macchine elettriche del genere in questione dello stato della tecnica, prima che sia avvenuto il montaggio sul gruppo, il rotore può essere mosso rispetto allo statore in direzione a piacere. Nel caso di macchine elettriche ad eccitazione permanente di regola sul rotore sono fissati robusti magneti permanenti. Quando in macchine di questo tipo il rotore movibile viene a contatto con una parte ferromagnetica dello statore, in seguito alla forte forza magnetica sussistono spesso difficoltà per liberare di nuovo il rotore dallo statore. Per questo motivo sono impossibili un premontaggio e un trasporto di una tale macchina elettrica, come unità completa. Per il montaggio della macchina elettrica sul gruppo sono necessari costosi dispositivi di guida e di centraggio.

La presente invenzione si pone il compito di rendere disponibile una macchina elettrica del genere menzionato, che è trasportabile e montabile in maniera semplice, nonché un procedimento adatto per il montaggio della macchina elettrica su un gruppo.

Per quanto riguarda la macchina elettrica questo problema viene risolto in quanto la macchina elettrica presenta mezzi per fissare la posizione del rotore rispetto allo statore, laddove è possibile liberare il fissaggio della posizione del rotore. Pertanto il rotore, ad esempio durante il trasporto e/oppure durante il montaggio, può essere fissato rispetto allo statore. In tal modo risulta possibile un trasporto della macchina elettrica nello stato premontato, ossia con uno rotore che si trova all'interno della cassa statorica. Anche durante il montaggio si impedisce un movimento del rotore rispetto allo statore, fino a quando i mezzi secondo l'invenzione per fissare il rotore vengono liberati. Quest'ultimo fatto avviene soltanto quando il rotore è accoppiato in modo sufficientemente rigido con un albero del gruppo.

In un'esecuzione dell'invenzione il mezzo per fissare la posizione del rotore presenta almeno un elemento di guida, con il quale è possibile fissare in direzione radiale la posizione del rotore rispetto allo statore. Specialmente nel caso di un movimento del rotore in direzione radiale esiste il pericolo che un magnete permanente del rotore venga a contatto con lo statore. Con il fissaggio del rotore in direzione radiale ciò viene impedito.

Al riguardo è opportuno quando l'elemento di guida è eseguito come recesso. Il rotore può essere calzato sul recesso ed è pertanto fissato in direzione radiale.

È vantaggioso quando il mezzo per fissare la posizione del rotore presenta almeno un elemento di fissaggio, con cui è possibile fissare in direzione assiale la posizione del rotore rispetto allo statore. In tal modo si impedisce che il rotore cada fuori dallo statore.

Opportunamente l'elemento di fissaggio presenta una vite di sicurezza .

Vantaggiosamente il mezzo per fissare la posizione del rotore presenta almeno un elemento di sicurezza, con il quale è possibile fissare la posizione di rotazione del rotore rispetto allo statore. La posizione di rotazione del rotore pertanto può essere preimpostata in occasione del primo inserimento del rotore nello statore e rimane invariata per ulteriori fasi di montaggio.

Un'esecuzione vantaggiosa consiste nel fatto che una cassa della macchina elettrica, collegata con lo statore, presenta una flangia. Con questa flangia della cassa la macchina elettrica può essere fissata al gruppo.

È parimenti vantaggioso quando il rotore presenta una flangia di trasmissione. Con la flangia di trasmissione il rotore viene accoppiato con l'albero girevole del gruppo. In modo particolarmente vantaggioso il rotore mediante la flangia di trasmissione è fissabile su un albero a gomiti di un motore endotermico. Come gruppo in questa esecuzione è previsto un motore endotermico.

In un ulteriore vantaggioso sviluppo dell'invenzione la flangia di trasmissione presenta mezzi per fissare la posizione angolare del rotore rispetto all'albero a gomiti. Per l'accoppiamento del rotore con l'albero a gomiti è prescritta una posizione angolare definita preassegnata dalla conformazione della flangia di trasmissione.

A tale scopo è particolarmente vantaggioso quando la flangia di trasmissione presenta una disposizione geometrica asimmetrica dei fori.

In modo particolarmente vantaggioso il rotore forma un volano del motore endotermico. La massa e la coppia di inerzia del rotore presentano al riguardo un valore definito.

Conformemente ad un ulteriore opportuno sviluppo sul rotore si può fissare una corona dentata prevista per l'impegno con un avviatore del motore endotermico.

In modo particolarmente vantaggioso un gruppo di pompa è disposto in una rientranza della cassa della macchina elettrica. Il gruppo di pompa è eseguito come pompa del refrigerante oppure come pompa idraulica e serve a raffreddare e/oppure alimentare la macchina elettrica e il motore endotermico da altri gruppi.

Un'esecuzione particolarmente opportuna si ottiene quando una cassa della macchina elettrica è eseguita in modo tale che, dopo aver tolto il gruppo della pompa, è possibile accedere alla flangia di trasmissione del rotore. Il rotore inserito nello statore pertanto può essere accoppiato con l'albero a gomiti attraverso una corrispondente apertura della cassa della macchina elettrica.

Un opportuno ulteriore sviluppo si ottiene quando la cassa della macchina elettrica presenta almeno un canale di raffreddamento per un raffreddamento idraulico. Specialmente dall'avvolgimento statorico durante l'esercizio della macchina elettrica è necessario disperdere il calore. I canali di raffreddamento si trovano all'interno della cassa, nell'ambito dell'avvolgimento statorico.

Per quanto riguarda il procedimento per montare la macchina elettrica su un gruppo il problema posto viene risolto in quanto il procedimento per montare la macchina elettrica presenta le seguenti fasi: la posizione del rotore rispetto allo statore viene definita in un'allocazione fissata — lo statore viene accoppiato rigidamente con la cassa del gruppo — il rotore viene accoppiata con l'albero girevole del gruppo — viene liberato il fissaggio del rotore rispetto allo statore — il rotore viene fissato all'albero girevole del gruppo in una posizione di esercizio. Con le fasi menzionate del procedimento è assicurato che il rotore, fino al termine del montaggio, rispetto allo statore si trova sempre in posizione definita. Il mezzo per fissare la posizione del rotore viene liberato soltanto quando sono sufficientemente fissati sia la cassa della macchina elettrica sulla cassa del gruppo, sia anche il rotore sull'albero girevole del gruppo.

È vantaggioso quando l'albero girevole del gruppo prima del montaggio della macchina elettrica viene ruotato in una posizione definita. La posizione definita viene formata ad esempio da un marcaggio per il punto morto superiore quando come gruppo è previsto un motore endotermico.

Ulteriori vantaggi e dettagli dell'invenzione vengono illustrati più particolareggiatamente in base all'esempio di realizzazione rappresentato nelle figure schematiche. In particolare:

la figura 1 mostra una macchina elettrica secondo l'invenzione in una rappresentazione di principio,

la figura 2 mostra un'esecuzione costruttiva del punto di collegamento del rotore con l'albero girevole di un motore endotermico .

La figura 1 mostra una macchina elettrica secondo l'invenzione con una cassa 1 accoppiata rigidamente ad una flangia la della cassa con un gruppo non rappresentato, in questo esempio di realizzazione con un motore endotermico. Sulla cassa 1 è fissato uno statore 2 della macchina elettrica presentante un avvolgimento statorico. Nell'ambito dello statore 2 nella cassa 1 sono disposti canali di raffreddamento 3. Un liquido attraversante i canali di raffreddamento 3 disperse calore specialmente dall'avvolgimento statorico.

Su un albero girevole del motore endotermico, in questo esempio di realizzazione sull'albero a gomiti 4, è fissato un rotore 5 della macchina elettrica. Il rotore 5 penetra nella cassa 1, laddove magneti permanenti 6, fissati sul rotore 5, sono separati dallo statore 2 mediante un traferro 7.

Con il collegamento della macchina elettrica con il motore endotermico pertanto in primo luogo è definita la posizione della cassa 1 e in secondo luogo la posizione del rotore 5. Al riguardo il traferro 7 è dimensionato in modo che tolleranze di posizione, che si verificano di regola, dell'albero a gomiti 4 del motore endotermico non portano ad una collisione fra il rotore 5, rispettivamente i magneti permanenti 6, e lo statore 2.

Tuttavia ugualmente va impedito che i magneti permanenti durante il premontaggio della macchina elettrica stessa, oppure durante il collegamento della macchina elettrica con il motore endotermico, si portino in contatto con lo statore. A tale scopo la macchina elettrica secondo l'invenzione presenta mezzi per fissare la posizione del rotore rispetto allo statore. I mezzi vengono formati da un recesso 8 ricavato dalla cassa 1 sul quale viene calzato il rotore 5. Inoltre sono previste viti di sicurezza 9 impedenti uno slittamento del rotore 5 dal recesso 8. Mediante il recesso 8 e le viti di sicurezza 9 il rotore è fissato in direzione assiale e radiale ed è protetto contro rotazioni relative.

Per il montaggio della macchina elettrica sul motore endotermico in un primo momento la cassa 1 viene avvitata sulla flangia la della cassa con il motore endotermico. Con questa operazione il rotore 5, che in questo istante è ancora calzato sul recesso 8, viene automaticamente centrato sull'albero a gomiti 4. Le viti di sicurezza 9 possono essere ora allentate. Mediante un uniforme serraggio delle viti 10, disposte su una flangia di trasmissione 5a, il rotore 5 viene staccato dal recesso 8 e fissato contemporaneamente all'albero a gomiti 4. In tal caso è escluso un contatto dei magneti permanenti 6 con lo statore 2.

Con questa operazione di montaggio le viti 10 sono accessibili attraverso un'apertura frontale di una rientranza lb della cassa 1. Nella rientranza lb è disposto un gruppo di pompa 11 pure accoppiato con l'albero a gomiti 4. Il rotore 5 inoltre è realizzato come volano per il motore endotermico e presenta una dentatura 12, prevista per 1'ingranamento con un avviatore nonché un marcaggio 13 per il punto morto superiore del motore endotermico.

Nell'esempi di realizzazione mostrato la macchina elettrica è realizzata come generatore a rotore interno. Un'esecuzione della macchina elettrica come macchina rotore esterno e/oppure come motore è ugualmente possibile. In corrispondenza del gruppo di pompa 11 è prevista una pompa del refrigerante oppure una pompa idraulica.

La figura 2 mostra un'esecuzione costruttiva del collegamento del rotore 5 e del gruppo di pompa 11 con l'albero a gomiti 4 del motore endotermico. La flangia di trasmissione 5a del rotore 5 tramite un elemento intermedio 14 è avvitata con l'albero a gomiti. La flangia di trasmissione 5a presenta una geometria asimmetrica dei fori, per cui è definita una posizione angolare stabilita del rotore 5 rispetto all'albero a gomiti 4.

Sul lato non rivolto verso il motore endotermico l'elemento intermedio 14 presenta una dentatura longitudinale 14a, sul quale è calzato un albero intermedio 15. L'albero intermedio 15 con un'ulteriore dentatura longitudinale I5a collega il gruppo di pompa 11 solidale alla rotazione con l'albero a gomiti 4. Le dentature longitudinali 14a, 15a presentano gioco, in modo tale che vibrazioni e tolleranze di posizione dell'albero a gomiti 4 vengono compensate e quindi non vengono trasmesse sul gruppo di pompa 11.

Claims (18)

1. Rivendicazioni 1. Macchina elettrica con uno statore ed un rotore girevole attorno ad un asse di rotazione, laddove la macchina elettrica non presenta elementi di supporto fissanti il rotore in maniera girevole rispetto allo statore e definenti in tal caso l'asse di rotazione del rotore, caratterizzata dal fatto che la macchina elettrica presenta mezzi per fissare la posizione del rotore (5) rispetto allo statore (2), laddove il fissaggio della posizione del rotore (5) è amovibile.
2. 2. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il mezzo per fissare la posizione del rotore (5) presenta almeno un elemento di guida con il quale è possibile definire la posizione del rotore (5) rispetto allo statore (2) in direzione radiale.
3. 3. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che l'elemento di guida è eseguito come recesso (8).
4. 4. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzata dal fatto che il mezzo per fissare la posizione del rotore (5) presenta almeno un elemento di fissaggio, con il quale è possibile fissare la posizione del rotore (5) in direzione assiale rispetto allo statore (2) .
5. 5. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che l'elemento di fissaggio presenta una vite di sicurezza (9).
6. 6. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzata dal fatto che il mezzo per fissare la posizione del rotore (5) presenta almeno un elemento di sicurezza, con il quale è possibile fissare la posizione di rotazione del rotore (5) rispetto allo statore (2).
7. 7. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 6, caratterizzata dal fatto che una cassa della macchina elettrica collegata con lo statore (2) presenta una flangia.
8. 8. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzata dal fatto che il rotore (5) presenta una flangia di trasmissione (5a).
9. 9. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il rotore (5), mediante la flangia di trasmissione (5a), è fissabile ad un albero a gomiti (4) di un motore endotermico.
10. 10. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 8 oppure 9, caratterizzata dal fatto che la flangia di trasmissione (5a) presenta mezzi per fissare la posizione angolare del rotore (5) rispetto all'albero a gomiti (4).
11. 11. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 8 fino a lo, caratterizzata dal fatto che la flangia di trasmissione (5a) presenta una geometria asimmetrica dei fori.
12. 12. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 11, caratterizzata dal fatto che il rotore (5) forma un volano del motore endotermico.
13. 13. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 12, caratterizzata dal fatto sul rotore (5) è fissabile una corona dentata prevista per 1'ingranamento con un avviatore del motore endotermico.
14. 14. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 13, caratterizzata dal fatto che un gruppo (11) di pompa è disposto in una rientranza (lb) della cassa (1) della macchina elettrica.
15. 15. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che una cassa (1) della macchina elettrica è eseguita in modo tale che dopo aver tolto il gruppo (11) di pompa è possibile accedere alla flangia di trasmissione (4) del rotore (5).
16. 16. Macchina elettrica secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 15, caratterizzata dal fatto che la cassa (1) della macchina elettrica presenta almeno un canale di raffreddamento (3) per un raffreddamento idraulico.
17. 17. Procedimento per montare una macchina elettrica su un gruppo presentante una cassa (1) ed un albero girevole, laddove la macchina elettrica non presenta elementi di supporto, che fissano in maniera girevole un rotore (5) rispetto ad uno statore (2) definendo così l'asse di rotazione del rotore (5), caratterizzato dal fatto che il procedimento per montare la macchia elettrica presenta le seguenti fasi: - la posizione del rotore (5) rispetto allo statore (2) viene fissata in una posizione definita; - lo statore (2) viene accoppiato rigidamente con la cassa del gruppo; - il rotore (5) viene accoppiato con l'albero girevole del gruppo; - il fissaggio del rotore (5) rispetto allo statore (2) viene liberato; - il rotore (5) viene fissato sull'albero girevole del gruppo in una posizione di esercizio.
18. 18. Procedimento secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che l'albero girevole del gruppo, prima del montaggio della macchina elettrica, viene ruotato in una posizione definita.