PT986159E

PT986159E - Ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética

Info

Publication number: PT986159E
Application number: PT99116662T
Authority: PT
Inventors: Manfred Schwarz
Original assignee: Baermann Max Gmbh
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2007-02-28
Also published as: EP0986159A2; EP0986159B1; ES2276491T3; DE19840914C2; EP0986159A3; ATE343863T1; US6198372B1; DE59913943D1; DE19840914A1

Description

DESCRIÇÃO

"ÍMÃ PERMANENTE DE FORMA ANULAR, AGLUTINADO POR MATÉRIA SINTÉTICA" A invenção refere-se a um imã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, com um corpo de base de configuração anular para fixar o imã permanente sobre um veio, estando o imã permanente no essencial disposto num dos lados frontais do corpo de base, sendo o diâmetro interior do corpo de base menor do que o do imã permanente e apresentando o corpo de base pelo menos uma parte vazada em forma de canal com uma orientação axial, para dentro da qual se projecta o imã permanente mediante uma parte correspondentemente conformada do mesmo. ímãs permanentes de forma anular do género atrás referido são utilizados por exemplo para servirem de imãs permanentes em motores eléctricos, sendo o corpo de base que suporta o imã permanente fixado, com ajuste à pressão, no veio de um motor. Em termos de construção do corpo de base e do imã permanente deverá prestar-se atenção a que o ajuste à pressão do corpo de base sobre o veio transmita o menos possivel as tensões mecânicas ao imã permanente de forma anular, de modo a que este não possa ser arrancado do corpo de base. Uma medida já conhecida para evitar uma transmissão directa das tensões radiais do veio para o imã permanente de forma anular consiste em tornar o diâmetro interior do corpo de base menor do que o do imã permanente. Além disso o corpo de base, devido ao material de que é feito, 1 tratando-se por exemplo de um material à base de matéria sintética, e devido à sua construção, estando por exemplo provido de perfurações que se estendem na direcção axial, está dimensionado de tal maneira que se consegue evitar em larga medida uma transmissão de tensões através do corpo de base para o imã permanente de forma anular. A utilização do imã permanente de forma anular servindo de imã permanente para motores eléctricos requer que o imã permanente de forma anular esteja fixado de tal maneira que se consiga assegurar uma imobilização à rotação e uma segurança contra deslocamento axial. Para esse efeito exigem-se ligações com encaixe à pressão ou com encaixe perfeito, uma vez que as ligações por colagem não garantem uma fixação segura a longo prazo. Neste aspecto as formas de realização já conhecidas deixam algo a desejar.

Um imã permanente de forma anular do género de inicio referido ficou a ser conhecido pelo documento JP 04183245 (veja-se também a publicação Patent Abstracts of Japan, volume 16, N°. 497, de 14 de Outubro de 1992) . O corpo de base revelado neste documento está provido no seu lado frontal voltado para o imã permanente de saliências que engatam em ranhuras correspondentemente configuradas, formando as saliências e as ranhuras uma superfície de contacto relativamente pequena para obter uma imobilização à rotação entre o imã permanente e o corpo de base. A invenção tem por isso o objectivo de criar uma ligação com encaixe perfeito entre o imã permanente de forma anular e o corpo de base, ligação essa que possa nomeadamente assegurar uma melhor imobilização à rotação do imã permanente de forma anular 2 em relação ao corpo de base, tornando-se possível ligar de maneira simples, por injecção, o imã permanente de forma anular com o corpo de base.

De acordo com a invenção este objectivo atinge-se fazendo com que num imã permanente de forma anular aglutinado por matéria sintética e provido de um corpo de base de configuração anular, do género de início referido, o corpo de base apresente no seu lado frontal voltado para o imã permanente um prolongamento com uma forma que no essencial é a de um cilindro oco cuja superfície periférica exterior está provida de um achatamento na região da parte vazada.

Esta medida permite assegurar uma ainda melhor imobilização à rotação, assegurando a parte vazada, que será em número de pelo menos uma e que serve para formar uma primeira imobilização a rotação, uma área de secção transversal suficientemente grande e deste modo também uma superfície de contacto suficientemente grande com a parte do imã permanente que se estende para dentro da parte vazada, obtendo-se assim uma ligação sólida do corpo de base com o imã permanente.

Para produzir o imã permanente o material magnético, que no estado aquecido é fluido, pode ser injectado através da parte vazada para dentro do espaço oco do molde, tendo ficado demonstrado que este procedimento constitui uma simplificação do processo de fabrico mediante moldagem por injecção do imã permanente de forma anular. A parte do imã permanente que se estende para dentro da parte vazada pode preencher parcialmente ou totalmente essa parte vazada. De maneira conveniente a parte vazada apresenta na 3 sua extremidade oposta à do espaço oco do molde uma zona que serve para facilitar a injecção e que após a moldagem por injecção não está preenchida com material magnético. Esta zona pode apresentar um alargamento adaptado à configuração do bico de injecção.

De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da invenção a parte vazada apresenta um adelgaçamento da sua secção transversal na direcção do imã permanente de forma anular. Devido à parte do imã permanente de forma anular que fica encaixada no adelgaçamento da secção transversal, parte essa que está em contacto com o lado frontal do corpo de base que é vizinho daquele adelgaçamento da secção transversal, consegue-se assegurar a par da imobilização à rotação também uma segurança contra um deslocamento axial do imã permanente em relação ao corpo de base.

De acordo com um aperfeiçoamento preferido da invenção a parte vazada abre-se na direcção da superfície periférica do corpo de base. Neste caso essa parte vazada forma um canal contínuo que se estende axialmente junto à periferia. A parte do imã permanente de forma anular que se estende para dentro desse canal apresenta uma superfície correspondente ao diâmetro exterior do corpo de base, superfície essa que é predefinida pelo molde de injecção.

Na presente forma de realização o adelgaçamento atrás referido da secção transversal pode conseguir-se fazendo com que as zonas da parede da parte vazada que são contíguas da superfície periférica do corpo de base convirjam na direcção do imã permanente de forma anular. 4

Para além disso ou por outro lado pode estar previsto que a secção de parede situada radialmente do lado de dentro da parte vazada configurada do lado de fora do corpo de base se estenda com uma certa inclinação na direcção axial de encontro à superfície periférica. A conicidade na direcção radial providencia igualmente uma imobilização à rotação do imã permanente em relação ao corpo de base.

Os ângulos formados pelas secções laterais de parede que convergem ou pela secção de parede com inclinação radial da parte vazada são escolhidos de tal maneira que durante o arrefecimento do material magnético, após a realização do processo de moldagem por inj ecção, não ocorram tensões de contracção que provoquem o rompimento do imã junto da sua parte que se estende para dentro da parte vazada.

De acordo com uma forma de realização preferida a parte vazada configurada do lado de fora do corpo de base apresenta uma secção transversal com uma forma essencialmente em U que junto da superfície periférica do corpo de base é estreitada por meio de zonas em forma de pé. Este estreitamento assegura uma protecção do material magnético que se estende para dentro da parte vazada contra as forças centrífugas que ocorrem sob o efeito das elevadas velocidades de rotação do imã permanente de forma anular.

Por motivos ligados à tecnologia da moldagem por injecção o número de partes vazadas e a sua disposição podem ser determinados pelo número de pólos do motor e pela sua disposição. Para um imã permanente de dois pólos estão de um modo preferido previstas duas partes vazadas com posições diametralmente opostas. 5

Será conveniente não utilizar o prolongamento para servir de assento com ajuste à pressão do corpo de base sobre o veio. Por esse motivo o diâmetro interior do prolongamento é um pouco maior do que o da parte restante do corpo de base. Esse diâmetro pode corresponder ao diâmetro interior do imã permanente, de modo que durante a produção por injecção desse imã o macho do molde se estende para dentro do prolongamento de forma cilíndrica. 0 diâmetro interior do prolongamento estende-se de maneira vantajosa ainda um pouco mais para dentro da parte restante do corpo de base, de modo que esse corpo apresenta na sua extremidade voltada para o imã permanente de forma anular um diâmetro interior correspondentemente aumentado. Esta medida permite impedir em larga medida uma transmissão de tensões mecânicas de direcção axial do corpo de base que assenta com ajuste à pressão no veio para o imã permanente de forma anular.

De seguida descreve-se mais em pormenor, mediante o desenho, um exemplo de realização preferido da invenção.

No desenho mostra-se na:

Figura 1 um corte longitudinal de um imã permanente de forma anular com um corpo de base de configuração anular,

Figura 2 uma vista em planta, na direcção da seta II da figura 1, do imã permanente de forma anular ligado ao corpo de base, 6

Figura 3 uma vista frontal, na direcção da seta III da figura 1, do imã permanente de forma anular ligado ao corpo de base e

Figura 4 uma vista ampliada da zona da figura 3 referenciada por IV.

Como se depreende do desenho, o imã permanente 1 de forma anular, aglutinado por matéria sintética, está conformado num corpo 2 de base de configuração anular que por meio de uma zona de compressão que se estende ao longo da sua parede interior pode ser fixado à pressão num veio (não representado no desenho). Nesta configuração o imã permanente de forma anular está disposto no essencial num lado frontal do corpo 2 de base e estende-se mediante duas partes 4 em forma de ponta através de duas partes vazadas 5 dispostas do lado de fora do corpo 2 de base com posições diametralmente opostas. O diâmetro interior do corpo 2 de base na zona 3 de compressão é menor do que o do imã permanente 1, sendo o diâmetro exterior do corpo 2 de base aproximadamente igual ao do imã permanente 1.

As partes vazadas 5 estendem-se, como se depreende nomeadamente das figuras 1 e 2, na direcção axial do lado de fora do corpo 2 de base, que tem uma forma no essencial cilíndrica. As secções 6 de parede das partes vazadas que são contíguas da superfície periférica do corpo 2 de base convergem umas em relação às outras na direcção do imã permanente 1 de forma anular e formam entre si o ângulo (X, que se encontra desenhado na figura 2. Além disso também a secção 7 da parede da parte vazada situada radialmente do lado de dentro tem uma 7 inclinação na direcção axial, de encontro à superfície periférica do corpo 2 de base. Essa secção de parede forma com a direcção axial o ângulo β, que se encontra desenhado na figura 1. A conicidade existente tanto na direcção periférica como também na direcção radial das partes vazadas 5 ou das partes 4 em forma de ponta forma uma protecção contra um deslocamento axial do imã permanente 1 em relação ao corpo 2 de base.

Como se torna visivel nomeadamente nas figuras 3 e 4, as partes vazadas 5 ou as partes 4 em forma de ponta dos imãs permanentes 1 de forma anular apresentam uma secção transversal em forma de U que junto da superfície periférica do corpo 2 de base é estreitada por zonas 8 em forma de pé. As zonas 8 em forma de pé sobrepõem-se à parte vazada 5 na direcção periférica e impedem uma fuga radial das partes 4 em forma de ponta devido às forças centrífugas relacionadas com as elevadas velocidades de rotação do imã permanente 1 de forma anular.

As partes vazadas 5 apresentam no lado frontal 9 oposto ao do imã permanente 1 de forma anular um alargamento 10 que serve para facilitar a injecção durante o fabrico mediante moldagem por injecção do imã permanente 1 de forma anular. O alargamento tem no essencial uma forma cilíndrica e está adaptado ao tamanho do bico de injecção. Como a figura 1 mostra, esse alargamento não está preenchido com material magnético.

Como se encontra nomeadamente representado na figura 1, o corpo 2 de base apresenta no seu lado frontal 11 voltado para o imã permanente 1 de forma anular um prolongamento 12 com uma forma no essencial cilíndrica, prolongamento esse que está provido de dois achatamentos 13 voltados para as partes vazadas 5. Os achatamentos 13 servem em conjunto com as partes vazadas 5, ao injectar o imã anular permanente 1 sobre o corpo 2 de base, de protecção contra deslocamentos angulares.

Como se depreende da figura 1, a zona 3 de compressão do corpo 2 de base não se estende para dentro do prolongamento 12, terminando em vez disso a um certo afastamento do lado frontal 11. Segue-se um alargamento em forma de degrau do diâmetro interior do corpo 2 de base que faz a transição para o prolongamento 12. 0 diâmetro interior do alargamento corresponde ao do imã permanente 1 de forma anular. Pelo facto de as zonas do corpo 2 de base que do lado frontal são contíguas do imã permanente 1 de forma anular terem um determinado afastamento axial em relação à zona 3 de compressão, as componentes axiais das tensões mecânicas originadas pelo assento à pressão do corpo 2 de base no veio não são transmitidas plenamente ao imã permanente 1 de forma anular.

Devido à construção do imã permanente 1 de forma anular e do corpo 2 de base obtém-se uma simplificação da injecção do imã permanente 1 sobre o corpo de base 2. 0 corpo 2 de base é envolvido por um molde que entra em contacto com a superfície exterior daquele corpo e cuja parte interior tem uma forma cilíndrica. 0 macho disposto no interior do molde estende-se para dentro do prolongamento 12 ao longo da parte alargada do diâmetro interior do corpo 2 de base. O material magnético aglutinado por matéria sintética, que no estado aquecido é plástico, é injectado a partir do lado frontal 9 do corpo 2 de base através das partes vazadas 5 para dentro do espaço oco do molde. Em termos de construção deverá prestar-se atenção a que os ângulos (X e β, que definem a conicidade das partes vazadas ou das partes em forma de ponta do imã permanente neles alojadas, sejam dimensionados de tal maneira que a parte 4 em forma de 9 ponta não rompa durante o arrefecimento do material magnético devido a tensões de contracção na zona de transição para o imã permanente de forma anular, imã esse que tem um volume muito maior do que o daquelas pontas. Deste modo obtém-se uma unidade que no seu todo tem uma forma cilíndrica e que é formada pelo imã permanente 1 de forma anular e pelo corpo 2 de base, unidade essa que pode ser fixada enfiando-a à pressão num veio.

Lista de índices de referência 1 imã permanente de forma anular aglutinado por matéria sintética 2 corpo de base 3 zona de compressão 4 parte em forma de ponta 5 partes vazadas 6 secção de parede 7 secção de parede 8 zona em forma de pé 9 lado frontal 10 alargamento 11 lado frontal 12 prolongamento 13 achatamento

Lisboa, 15 de Janeiro de 2007 10

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. ímã permanente (1) de forma anular, aglutinado por matéria sintética, com um corpo (2) de base de configuração anular para fixar o ímã permanente (1) sobre um veio, estando o ímã permanente (1) disposto no essencial num lado frontal (11) do corpo (2) de base, sendo o diâmetro interior do corpo (2) de base menor do que o do ímã permanente (1) e apresentando o corpo (2) de base pelo menos um parte vazada (5) em forma de canal com uma orientação axial, para dentro da qual se projecta o ímã permanente (1) mediante uma parte (4) correspondentemente conformada, caracterizado por o corpo (2) de base estar dotado no seu lado frontal (11) voltado para o ímã permanente (1) de um prolongamento (12) que tem no essencial a forma de um cilindro oco, prolongamento esse cuja superfície periférica está provida de um achatamento (13) na zona da parte vazada (5).
2. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a parte vazada (5) apresentar um adelgaçamento da sua secção transversal na direcção do ímã permanente (1) de forma anular.
3. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a parte vazada (5) se abrir na direcção da superfície periférica do corpo (2) de base.
4. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por 1 as secções (6) de parede da parte vazada (5) que são contíguas da superfície periférica do corpo (2) de base convergirem na direcção do imã permanente (1) de forma anular.
5. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizado por a secção (7) da parede da parte vazada (5) situada radialmente do lado de dentro se estender com uma certa inclinação na direcção axial de encontro à superfície periférica do corpo (2) de base.
6. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a parte vazada (5) apresentar do seu lado frontal (9) situado do lado oposto ao do imã permanente (1) um alargamento (10) que serve para facilitar a injecção.
7. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a parte vazada (5) apresentar uma secção transversal no essencial em forma de U, secção essa que junto da superfície periférica do corpo (2) de base é estreitada por zonas (8) em forma de pé.
8. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por estarem previstas duas partes vazadas (5) com posições diametralmente opostas.
9. ímã permanente de forma anular, aglutinado por matéria sintética, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, 2 (12) (12) imã caracterizado por o diâmetro interior do prolongamento corresponder aproximadamente ao diâmetro interior do permanente (1). Lisboa, 15 de Janeiro de 2007 3