ITTO20100802A1 - Porta-spazzole per una macchina elettrica a collettore, in particolare per un motore a corrente contunua - Google Patents
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Description
"Porta-spazzole per una macchina elettrica a collettore, in particolare per un motore a corrente continua"
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un portaspazzole per una macchina elettrica a collettore, in particolare per un motore a corrente continua utilizzabile ad esempio per l'azionamento a rotazione di una ventola.
Più specificamente l'invenzione ha per oggetto un porta-spazzole del tipo comprendente
una struttura di supporto elettricamente isolante, presentante un'apertura centrale per il passaggio del collettore, intorno alla quale sono fissati astucci di ritegno e guida in ciascuno dei quali à ̈ montata in modo traslabile una rispettiva spazzola positiva o negativa, una cui estremità à ̈ destinata ad insistere operativamente sul collettore;
la struttura di supporto comprendendo un corpo di materia plastica stampata in cui sono inglobati un primo ed un secondo elemento conduttore destinati ad essere collegati ai terminali positivo e, rispettivamente, negativo di una sorgente di tensione di alimentazione esterna, e connessi alla spazzola o alle spazzole positive e, rispettivamente, negative attraverso un primo e, rispettivamente, un secondo percorso di collegamento, per consentire l'accoppiamento delle spazzole a detta sorgente di tensione;
in uno di detti percorsi di collegamento essendo predisposta una discontinuità ;
una lamella elasticamente deformabile ed elettricamente conduttrice essendo connessa meccanicamente ed elettricamente a cavallo di detta discontinuità , con una connessione sostanzialmente permanente ad una estremità , e con un collegamento termofusibile all'altra estremità , e con un precarico elastico tendente a risolvere la connessione di detta altra estremità .
Un porta-spazzole del tipo sopra definito forma oggetto del brevetto US 7.696.665 di proprietà della stessa Richiedente.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ di rea lizzare un porta-spazzole perfezionato del tipo sopra specificato.
Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un porta-spazzole del tipo sopra definito, in cui
il porta-spazzole reca inoltre un resistore di caduta di tensione avente un terminale collegato al suddetto primo elemento conduttore tramite un collegamento elettricamente e termicamente conduttore; e
la suddetta discontinuità à ̈ realizzata fra detto primo elemento conduttore ed un adiacente ulteriore elemento conduttore del suddetto primo percorso di collegamento, per cui detta lamella risulta connessa fra detto primo e detto ulteriore elemento conduttore.
Il porta-spazzole secondo l'invenzione risulta dunque provvisto di due circuiti, per il funzionamento dell'associato motore elettrico a bassa e, rispettivamente, ad alta velocità . Il resistore di caduta di tensione à ̈ parte del circuito per il funzionamento a bassa velocità .
Nel porta-spazzole secondo l'invenzione un'unica lamella con una connessione termofusibile consente di realizzare un'efficace protezione dell'associato motore dai danneggiamenti suscettibili di essere causati da sovracorrenti, provocate da qualsivoglia causa, ad esempio da una condizione di bloccaggio del rotore, da sovratensioni o sovraccarichi, suscettibili di indurre un anomalo innalzamento della temperatura della macchina elettrica a collettore e dei suoi componenti.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la figura 1 Ã ̈ una vista frontale di un portaspazzole secondo la presente invenzione;
la figura 2 Ã ̈ una vista posteriore del portaspazzole secondo la figura 1; e
la figura 3 Ã ̈ una rappresentazione circuitale schematica del porta-spazzole secondo le figure 1 e 2.
Con riferimento ai disegni, ed in particolare alle figure 1 e 2, in un modo di realizzazione un porta-spazzole 1 secondo l'invenzione per una macchina a collettore, in particolare per un motore elettrico a corrente continua, comprende una struttura di supporto 2 di forma sostanzialmente anulare.
Tale struttura di supporto 2 presenta una apertura centrale 3 attraverso la quale, nella condizione installata di impiego del porta-spazzole 1, si estende in modo girevole il collettore della macchina elettrica.
Come si vede in particolare nella figura 1, intorno all'apertura 3 su una faccia della struttura di supporto 2 sono fissati astucci di ritegno e guida 4, in ciascuno dei quali à ̈ montata in modo assialmente traslabile una rispettiva spazzola 5.
Nella realizzazione esemplificativamente illustrata il porta-spazzole 1 à ̈ destinato all'impiego in una macchina elettrica a collettore a quattro poli, e presenta due coppie di spazzole, rispettivamente positive e negative, affacciate a due a due, come à ̈ mostrato nella rappresentazione schematica della figura 3, ove le spazzole positive sono contrassegnate dal segno "+", mentre le spazzole negative sono contrassegnate dal segno "-".
L'invenzione non à ̈ peraltro limitata ad un porta-spazzole con quattro spazzole, ma si applica altresì anche ad un porta-spazzole avente ad esempio una sola spazzola positiva ed una sola spazzola negativa.
Nel funzionamento, in modo per sé noto, le estremità radialmente più interne delle spazzole 5 insistono contro la superficie laterale essenzialmente cilindrica del collettore.
La struttura di supporto 2 comprende essenzialmente un corpo 6 di materia plastica stampata, in cui nello stampaggio sono inglobati elementi conduttori essenzialmente rigidi, connessi fra le spazzole 5, positive e rispettivamente negative, ed associati mezzi di connessione, quali i conduttori elettrici isolati 7a e 7b, destinati a consentire l'accoppiamento delle spazzole 5 ai terminali positivo e, rispettivamente, negativo di una sorgente di tensione di alimentazione esterna (non illustrata).
Nell'esempio illustrato nelle figure 1 e 2, i terminali dei conduttori 7a e 7b sono saldati in modo stabile, ovvero permanente, a porzioni di un primo e, rispettivamente, un secondo elemento conduttore piastriforme 8 e 9, lasciate scoperte dal corpo 6 di materia plastica sovrastampata. Con riferimento alle figure 1 e 3, fra tali elementi conduttori 8 e 9 Ã ̈ collegato un condensatore C1.
Nella realizzazione illustrata il portaspazzole 1 reca inoltre due induttori a bobina 10 ed 11, collegati in serie alle spazzole positive e, rispettivamente, alle spazzole negative, per l'attenuazione dei disturbi irradiati (si veda anche la figura 3).
Corrispondentemente, nel corpo 6 di materia plastica stampata sono inglobati nello stampaggio ulteriori elementi conduttori di interconnessione piastriformi essenzialmente rigidi, indicati con 12, 13 e 14 nelle figure 2 e 3.
Ovviamente, in un porta-spazzole di struttura più semplice, ed in particolare privo degli induttori 10 ed 11, il corpo di materia plastica 6 potrebbe inglobare un numero più limitato di elementi conduttori di collegamento.
Nel complesso, gli elementi conduttori 8-14 definiscono due percorsi di collegamento, rispettivamente per la o le spazzole positive e la o le spazzole negative.
Con riferimento alle figure 2 e 3, in uno di tali percorsi di collegamento à ̈ realizzata una discontinuità , indicata con 15. Nella realizzazione illustrata tale discontinuità 15 à ̈ realizzata fra gli elementi conduttori 8 e 12 (i quali, incidentalmente, possono essere considerati come due porzioni separate di un medesimo elemento conduttore).
Come appare nelle figure 2 e 3, una lamella 16 elasticamente deformabile, realizzata con un materiale elettricamente conduttore, à ̈ connessa meccanicamente ed elettricamente a cavallo della discontinuità 15, con una connessione sostanzialmente permanente 17 ad un'estremità , e con un collegamento termofusibile 18 all'altra sua estremità .
La connessione 17 à ̈ realizzata ad esempio mediante saldatura elettrica di un'estremità della lamella 16 all'elemento conduttore di collegamento 12.
Il collegamento termofusibile 18 à ̈ invece realizzato ad esempio mediante una saldatura con una lega di stagno per alte temperature, ad esempio con punto di fusione a 250°C, circa. L'estremità della lamella 16 saldata a stagno può essere eventualmente provvista di almeno un foro passante destinato ad assicurare una miglior "presa" della lega di stagno.
Convenientemente, la lamella 16 à ̈ vincolata alle sue estremità mediante le connessioni 17 e 18, in modo tale per cui essa risulti elasticamente precaricata, in particolare con un precarico tendente a risolvere tali connessioni, ed in particolare la connessione termofusibile 18.
Con riferimento ai disegni, il porta-spazzole 1 reca inoltre un resistore di caduta di tensione R, facente parte di un circuito per l'azionamento dell'associato motore elettrico in bassa velocità . Nella realizzazione esemplificativamente illustrata il resistore R à ̈ realizzato con uno spezzone di filo elettricamente resistivo, ad esempio uno spezzone di filo ISA-CHROM, disposto con andamento a serpentino in un supporto 20 di materiale elettricamente isolante, ad esempio materiale ceramico (si veda in particolare la figura 1).
Il resistore R ha un terminale collegato all'elemento conduttore 8 tramite uno spezzone di filo 21 elettricamente e termicamente conduttore (figure 2 e 3). Tale filo à ̈ ad esempio un filo di rame smaltato o stagnato, di congrua sezione.
L'altro terminale del resistore R Ã ̈ collegato ad un ulteriore spezzone di filo 22, analogo al filo 21, che viene convenientemente associato ai cavi 7a e 7b, a formare un unico cavo multipolare indicato con 30 nelle figure 1 e 2.
Nel funzionamento in alta velocità , al verificarsi di un repentino incremento della corrente assorbita dal motore elettrico cui il porta-spazzole 1 à ̈ associato, incremento provocato ad esempio da una situazione di bloccaggio del rotore, oppure da una sovratensione o da un sovraccarico, si produce un rapido incremento della temperatura dei vari componenti, ivi compresi gli elementi conduttori 8-14 inglobati nel corpo 6 del porta-spazzole e la lamella 16. Se la temperatura raggiunge e/o supera per un tempo prestabilito la temperatura di fusione del collegamento termofusibile 18, la corrispondente estremità della lamella 16 si svincola dall'elemento conduttore 8 del porta-spazzole e, per effetto del proprio precarico elastico, si allontana da esso interrompendo istantaneamente il circuito. Viene in tal modo rapidamente ed efficacemente protetto il motore ed evitato in particolare il pericolo dello sviluppo di fiamme.
La protezione à ̈ operativa anche nel caso in cui l'incremento di temperatura e/o corrente (dovuto ad esempio a una condizione di bloccaggio del rotore oppure ad una sovratensione o ad un sovraccarico) si verifichi mentre à ̈ operativo il circuito per il funzionamento a bassa velocità includente il resistore R: in questo caso, il calore sviluppato per effetto Joule in tale resistore viene "convogliato" verso l'elemento conduttore 8 tramite lo spezzone di filo elettricamente e termicamente conduttore 21. Il calore così convogliato contribuisce a risolvere il collegamento termofusibile fra la lamella 16 e l'elemento conduttore 8, provocando anche in questo caso l'interruzione del circuito.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1. Porta-spazzole (1) per una macchina elettrica a collettore, in particolare per un motore a corrente continua, comprendente una struttura di supporto (2, 6) elettricamente isolante, presentante un'apertura centrale (3) per il passaggio del collettore, intorno alla quale sono fissati astucci di ritegno e guida (4) in ciascuno dei quali à ̈ montata in modo traslabile una rispettiva spazzola positiva o negativa (5), una cui estremità à ̈ destinata ad insistere operativamente sul collettore; la struttura di supporto (2, 6) comprendendo un corpo di materia plastica stampata (6) in cui sono inglobati almeno un primo ed un secondo elemento conduttore (8, 9) destinati ad essere collegati ai terminali positivo e, rispettivamente, negativo di una sorgente di tensione di alimentazione esterna, e connessi alla spazzola o alle spazzole positive e, rispettivamente, negative, attraverso un primo ed un secondo percorso di collegamento (8, 10, 12, 13; 9, 11, 14) per consentire l'accoppiamento delle spazzole (5) a detta sorgente di tensione; in uno di detti percorsi di collegamento es sendo predisposta una discontinuità (15); una lamella (16) elasticamente deformabile ed elettricamente conduttrice essendo connessa meccanicamente ed elettricamente a cavallo di detta discontinuità (15) con una connessione sostanzialmente permanente (17) ad una estremità , e con un collegamento termofusibile (18) all'altra estremità , e con un precarico elastico tendente a risolvere la connessione di detta altra estremità ; e in cui il porta-spazzole (1) reca inoltre un resistore di caduta di tensione (R) per un funzionamento a velocità ridotta, avente un terminale collegato a detto primo elemento conduttore (8) tramite un collegamento termicamente ed elettricamente conduttore (21); e detta discontinuità (15) à ̈ realizzata fra detto primo elemento conduttore (8) e un adiacente ulteriore elemento conduttore (12) di detto primo percorso di collegamento, per cui la lamella (16) à ̈ connessa fra detto primo (8) e detto ulteriore elemento conduttore (12).
- 2. Porta-spazzole secondo la rivendicazione 1, in cui l'altro terminale del suddetto resistore di caduta di tensione (R) Ã ̈ accessibile dall'esterno attraverso un ulteriore collegamento elettricamente e termicamente conduttore (22).
- 3. Porta-spazzole per una macchina elettrica a collettore, in particolare per un motore elettrico a corrente continua, sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.
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