WO2023070181A1

WO2023070181A1 - Estrutura para máquinas elétricas girantes e método para a fixação de um componente a uma estrutura da referida máquina

Info

Publication number: WO2023070181A1
Application number: PCT/BR2021/050476
Authority: WO
Inventors: Alexandre WEIHERMANN; Roberto HARDT
Original assignee: Weg Equipamentos Eletricos S.A.
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-05-04

Abstract

A presente invenção se insere no campo das tecnologias dedicadas à dispositivos/elementos para unir ou fixar elementos de construção ou peças de máquinas elétricas girantes. Mais especificamente, a presente invenção reivindicada uma estrutura 200 para máquinas elétricas girantes, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma chapa primária 210; e pelo menos uma chapa secundária 100; a pelo menos uma chapa primária 210 compreende pelo menos um recorte 220; a pelo menos uma chapa secundária 100 compreende pelo menos um elemento rosqueado 120 fixado em uma abertura da mesma; e em que a pelo menos uma chapa secundária 100 é fixada no pelo menos um recorte 220 da pelo menos uma chapa primária 210. Adicionalmente, a presente invenção prevê um método para a fixação de um componente a uma estrutura 200 de máquinas elétricas rotativas por meio de uma chapa secundária 100, provida de um elemento rosqueado 120.

Description

ESTRUTURA PARA MÁQUINAS ELÉTRICAS GIRANTES E MÉTODO PARA A FIXAÇÃO DE UM COMPONENTE A UMA ESTRUTURA DA REFERIDA MÁQUINA

Campo da invenção :

[ 001 ] A presente invenção se insere no campo das tecnologias dedicadas à dispositivos/elementos para unir ou fixar elementos de construção ou peças de máquinas elétricas girantes . Mais especi ficamente , a presente invenção se refere a uma chapa fina soldável em chapas grossas de máquinas elétricas girantes , a qual provê uma solução de fixação por meio de um elemento rosqueado dispensando a execução de operações adicionais de usinagem . Adicionalmente , é previsto um método para a fixação de um componente a uma estrutura de máquinas elétricas girante por meio de uma chapa secundária, provida de um elemento rosqueado .

Fundamentos da invenção :

[ 002 ] Máquinas elétricas girantes , compreendem uma estrutura, também denominada de invólucro ou carcaça, geralmente fabricada a partir de chapas grossas estruturais soldadas umas às outras , nas quais são fixados diversos componentes , internos ou externos , tais como trocadores de calor, caixas de ligação , tampas de fechamento , estator, defletores de ar, acessórios etc .

[ 003 ] Os referidos componentes são geralmente fixados de forma removível às chapas de máquinas elétricas por meio de parafusos , de modo a possibilitar a desmontagem para a substituição e/ou a manutenção de um ou mais componentes . Ainda, dependendo dos elementos a serem fixados , há alguns requerimentos de fixação que devem ser atendidos . De modo geral, um dos requerimentos frequentes é de que haja uma garantia da vedação na região de fixação dos elementos.

[004] A fixação de ditos componentes às chapas da máquina elétrica por parafusos é preferivelmente possibilitada pela utilização de rebites rosqueadas ou batoques rosqueados (rosca fêmea) .

[005] Entretanto, para chapas com espessura acima de 6,3 mm, aqui referidas como chapas grossas, não é possível a utilização de rebites roscados devido a sua espessura, assim, se faz necessário a furação e usinagem da rosca diretamente na chapa.

[006] Todavia, o processo de usinagem de roscas fêmeas diretamente nas chapas grossas de máquinas elétricas é oneroso devido a necessidade de múltiplas operações, como por exemplo traçar o posicionamento dos furos, marcar, furar e roscar. Ademais, tratando-se de chapas grossas de máquinas elétricas girantes, o transporte dessas chapas entre diferentes ambientes de fabricação, como por exemplo soldagem e usinagem, não é trivial, requerendo a utilização de pontes rolantes ou outros maquinários pesados, o que também resulta em uma reduzida produtividade e um prolongado tempo de produção.

[007] Alternativamente pode-se usinar o furo e rosca em um centro de usinagem após a estrutura ser montada e soldada. Porém, em estruturas soldadas de máquina elétricas girantes onde há falta de acesso para usinagem após a estrutura ser montada e soldada, é necessário prever o processo de roscagem antecipadamente .

[008] De acordo com os pontos levados é, portanto, um objetivo desta invenção fornecer uma solução de fixação para chapas de máquinas elétricas girantes , proporcionando uma chapa, mais fina, soldável em chapas grossas de máquinas elétricas girantes que resulta em substancial redução no tempo de fabricação , redução de custos de produção , flexibilidade na fixação de componentes e , quando requerido , garantia de uma vedação adequada na região de fixação dos elementos .

Estado da técnica :

[ 009 ] Alguns documentos do estado da técnica descrevem conceitos no mesmo campo técnico da presente invenção . Contudo , não foram identi ficados documentos que resolvem o problema de fixação de componentes por rebites em chapas grossas em máquinas elétricas , tampouco documentos que associem a essa prática a vedação entre os componentes fixados .

[ 010 ] O documento CN 210157015 U divulga uma caixa de ligação com menor risco elétrico associado , efetivamente protegendo o barramento do gerador . Para tal , são utili zadas chapas planas com dobras nas extremidades , nas quais são fixados rebites roscados . As laterais da caixa são então unidas por meio de parafusos fixados aos rebites roscados .

[ 011 ] A única semelhança com a presente invenção é de que este documento antecipa o uso de rebites para formação de estruturas em máquinas elétricas girantes . Todavia, di ferente da presente invenção , tal documento não se preocupa com o problema de fixação em chapas grossas , tampouco aplica algo similar à solução proposta de a união de chapas finas com rebite soldadas à estrutura principal de chapas grossas .

Adicionalmente , tal documento não ensina sobre o problema de vedação entre superficies unidas por rebites . [012] O documento CN 209398718 U divulga um dispositivo de fixação e automóvel com o mesmo. Tal documento se preocupa com o problema de espaço para posicionamento da chave de aperto de parafusos. A solução proposta é de uma chapa com furação com formato correspondente à geometria da porca (ou cabeça do parafuso) , de modo a acomodá-la e promover o "auto- torque" do parafuso no interior de sua rosca.

[013] Embora o documento CN 209398718 U e a presente invenção possuam algumas semelhanças em relação a como um rebite é aprisionado de tal modo que ele não gira na chapa, isto é algo do conhecimento comum para um técnico no assunto com o uso de, por exemplo, rebites sextavados.

[014] Entretanto, diferente da presente invenção, o documento não se preocupa com o problema de fixação em chapas grossas, tampouco aplica algo similar à solução proposta de união de chapas finas com rebite soldadas à estrutura principal de chapas grossas. Adicionalmente, tal documento não ensina sobre o problema de vedação entre superficies unidas por rebites.

[015] O documento WO 2018/094308 divulga uma placa de porcas soldável. O problema abordado por tal documento é de dispensar a necessidade de adicionar um rebite soldado à placa de porcas. Para tal, é ensinado o uso de uma placa fabricada em aço endurecido, sendo soldada à estrutura principal, e contendo roscas internas em substituição ao uso das placas soldadas, contendo ainda rebites soldados.

[016] Diferente da presente invenção, tal documento não se preocupa com a união de chapas finas com rebite soldadas à estrutura principal de chapas grossas de máquinas elétricas girantes. Será óbvio para um técnico que as chapas grossas aqui mencionadas (acima de 6,3 mm) dificilmente seriam utilizadas na indústria automotiva devido ao seu elevado peso, algo que é diretamente contrário à busca constante por eficiência e economia de combustível buscado por tal campo técnico distinto. Ademais, nota-se que tal documento primariamente preocupa-se com a dureza, tratamento térmico e composição quimica da placa de porcas soldável.

[017] Adicionalmente, o documento WO 2018/094308 divulga que a placa de porcas é provida de uma seção plana adicional que vem a apoiar-se contra o corpo do veiculo, isto é, em cima do corpo do veiculo, onde a mesma é então soldada. Diferentemente, a presente invenção divulga uma chapa, mais fina que uma chapa grossa, que é então soldada em um recorte em uma chapa grossa de máquinas elétricas.

[018] Portanto, a partir das tecnologias encontradas no estado da técnica, verifica-se que não são revelados ensinamentos capazes de antecipar o conjunto de características encontradas na presente invenção, nem as soluções de pertinentes problemas técnicos conforme propostas pela presente invenção.

Breve descrição da invenção:

[019] A presente invenção se insere no campo das tecnologias dedicadas à dispositivos/elementos para unir ou fixar elementos de construção ou peças de máquinas elétricas girantes. Mais especificamente, a presente invenção se refere a uma chapa fina soldável em chapas grossas de máquinas elétricas girantes, a qual provê uma solução de fixação por meio de um elemento rosqueado dispensando a execução de operações adicionais de usinagem. Ainda, é previsto um método para a fixação de um componente a uma estrutura de máquinas elétricas girante por meio de uma chapa secundária, provida de um elemento rosqueado .

Breve descrição das figuras :

[ 020 ] Para obter uma total e completa visuali zação da presente invenção , são apresentadas as figuras as quais se faz referências , de acordo com uma configuração preferencial da presente invenção :

A figura 1 é uma vista frontal de uma chapa fina com um elemento rosqueado ;

A figura 2 é uma vista em seção lateral de uma chapa fina com um elemento rosqueado ;

A figura 3 é uma vista em perspectiva de uma chapa fina com um elemento rosqueado ;

A figura 4 é uma vista em perspectiva com ampliação de uma estrutura de máquina elétrica ilustrativa na qual uma chapa com um elemento rosqueado é fixada a uma chapa mais grossa ;

A figura 5 é uma vista frontal com ampliação de uma estrutura de máquina elétrica ilustrativa em corte na qual uma chapa com um elemento rosqueado é fixada a uma chapa mais grossa ; e

A figura 6 é uma vista inferior com ampliação de uma estrutura de máquina elétrica ilustrativa na qual uma chapa com um elemento rosqueado é fixada a uma chapa mais grossa . Descrição detalhada da invenção :

[ 021 ] A presente invenção se refere a uma chapa fina soldável em chapas grossas de máquinas elétricas girantes , a qual provê uma solução de fixação de componentes e/ou elementos em estruturas de máquinas elétricas por meio de um elemento rosqueado, dispensando a execução de operações adicionais de usinagem.

[022] Em uma configuração preferencial da presente invenção, conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2, a chapa secundária 100 compreende:

Uma porção de chapa 110;

Pelo menos uma abertura da porção de chapa 110; e

Pelo menos um elemento rosqueado 120.

[023] Embora seja ilustrado uma forma de porção de chapa 110 na presente invenção, conforme ilustrado nas Figuras 1 a 6, um técnico no assunto apreciará que esta não é a única forma de porção de chapa 110 da presente invenção. É possível que a porção de chapa 110 da presente invenção seja de variadas formas, espessuras e materiais soldáveis.

[024] Em que o pelo menos um elemento rosqueado 120 é preferencialmente um dentre uma rosca interna, um rebite rosqueado ou um batoque rosqueado. Na ocasião da fixação de elementos estruturais, o pelo menos um elemento rosqueado 120 pode ser formado na própria porção de chapa 110 com uma rosca interna, passante ou cega, sendo que essa uma porção de chapa 110 possui espessura menor que a chapa primária 210, também denominada chapa grossa 210. Para fixação de elementos acessórios à estrutura 200, como, por exemplo, na fixação de defletores, o uso de rebite roscado como o pelo menos um elemento rosqueado 120 se define como uma configuração preferencial.

[025] A porção de chapa 110 é suficientemente espessa de modo que seja resiliente à deformação e resistente à esforços mecânicos, enquanto possibilita a fixação de um elemento rosqueado 120 na chapa secundária 100. [ 026 ] Em que a chapa secundária 100 tem uma espessura mais fina do que uma espessura de pelo menos uma chapa mais grossa 210 , primária, de uma estrutura 200 de máquinas elétricas rotativas . A espessura de uma porção de chapa 110 da chapa secundária 100 é definida de acordo com o proj eto de fabricação do rebite , sendo exempli f icadamente entre cerca de 0 , 5 mm e 6 , 3 mm. Entretanto , é evidente para um técnico assunto que a variabilidade tecnológica dos processos de fabricação de rebites rosqueados pode incitar uma ampliação da faixa e , consequentemente , aumentar a espessura máxima tolerável para aplicação desses rebites rosqueados .

[ 027 ] A chapa 100 têm um formato adequado à estrutura 200 a qual será soldada, sendo geralmente retangular, quadrada, triangular, semicircular ou poligonal , preferencialmente em que a chapa 100 têm um formato geralmente retangular .

[ 028 ] A porção de chapa 110 compreende ainda pelo menos uma abertura em uma região geralmente central da mesma de modo a receber e fixar o pelo menos um elemento rosqueado 120 na chapa 100 .

[ 029 ] A pelo menos uma abertura da porção de chapa 110 é fabricada antes de a chapa 100 ser fixada na estrutura 200 .

[ 030 ] Em que a pelo menos uma abertura da porção de chapa 110 tem um formato adequado à geometria do elemento rosqueado 120 , sendo geralmente retangular, quadrada, triangular, semicircular, circular ou poligonal , preferencialmente em que a abertura da porção de chapa 110 tem um formato geralmente poligonal . [031] Em que o pelo menos um elemento rosqueado 120 é fixado na chapa 100, preferivelmente por meio de um encaixe por deformação e/ou interferência.

[032] O pelo menos um elemento rosqueado 120 tem um formato que preferencialmente corresponde ao formato da pelo menos uma abertura da porção de chapa 110, preferencialmente em que o pelo menos um elemento rosqueado 120 tem um formato geralmente poligonal.

[033] Para fins de compreensão e melhor orientação em relação às características da porção de chapa 100 da presente invenção, é feita menção, de forma não limitativa, à uma estrutura 200 de máquinas elétricas rotativas, como, por exemplo, uma carcaça, conforme ilustrado nas Figuras 4, 5 ou 6 a qual compreende:

Pelo menos uma chapa 210; e

Pelo menos um recorte 220 na pelo menos uma chapa 210.

[034] Em que a pelo menos uma chapa 210 é uma chapa com espessura substancialmente maior do que a chapa 100, ou seja, maior do que 6,3 mm.

[035] Em que o pelo menos um recorte 220 na pelo menos uma chapa grossa 210 é passante e tem um formato que é correspondente ao formato da porção de chapa 110 da chapa 100. Preferencialmente em que o pelo menos um recorte 220 tem um formato retangular.

[036] Os um ou mais recortes 220 são posicionados em qualquer porção da chapa grossa 210, sendo preferencialmente posicionados ao longo de uma borda de pelo menos uma chapa grossa 210.

[037] O pelo menos um elemento rosqueado 120 pode possuir furação total (passante) ou parcial (cega) de acordo com as necessidades especi ficas de aplicação do elemento . A chapa 100 da presente invenção é fixada no pelo menos um recorte 220 da pelo menos uma chapa grossa 210 por meio de soldagem . É preferível que a chapa 100 fique paralela à uma superfície da pelo menos uma chapa grossa 210 de uma máquina elétrica rotativa, de modo a garantir, se requerido , uma vedação entre um componente que sej a parafusado na chapa 100 fina da estrutura 200 .

[ 038 ] Todavia, será evidente para um técnico no assunto que , dependendo da aplicação ou componente a ser parafusado na chapa fina 100 , esta pode ser posicionada em variadas alturas dentro do pelo menos um recorte 220 em relação à superfície e espessura da pelo menos uma chapa grossa 210 . Ainda, é evidente para um técnico no assunto que o processo de soldagem pode ser substituído , para o caso da fixação de elementos acessórios não estruturais , como defletores , pelo uso de adesivos entre as partes .

[ 039 ] De acordo com um outro aspecto da presente invenção , é previsto um método para fixação de um componente a uma chapa grossa 210 de uma estrutura 200 de uma máquina elétrica rotativa por meio de uma chapa 100 , mais fina, provida de um elemento rosqueado 120 , conforme previamente descrito . O referido método compreende pelo menos as etapas de :

Fabricar pelo menos um recorte 220 em pelo menos uma chapa primária 210 de uma máquina elétrica rotativa ; e

Soldar uma chapa secundária 100 , mais fina que a chapa primária 210 , provida de um elemento rosqueado 120 fixado ao recorte 220 da chapa primária 210 .

[ 040 ] Em que a soldagem da chapa 100 no recorte 220 da chapa 210 grossa pode ser concomitante à fabricação da pelo menos uma chapa 210 grossa ou após a estrutura 200 , compreendendo chapas 210 grossas , ser montada e soldada .

[ 041 ] Em que a chapa 100 pode ser soldada paralela à superfície do recorte 220 da chapa 210 grossa ou deslocada da mesma, podendo ser soldada em variadas alturas dentro do pelo menos um recorte 220 em relação à superfície ou espessura da pelo menos uma chapa grossa 210 .

[ 042 ] Desse modo , os versados na arte valori zarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção descrita nas modalidades apresentadas e em outras variantes , abrangidas no escopo das reivindicações anexas .

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura (200) para máquinas elétricas girantes, caracterizada pelo fato de que compreende: pelo menos uma chapa primária (210) ; e pelo menos uma chapa secundária (100) ; a pelo menos uma chapa primária (210) compreende pelo menos um recorte (220) ; a pelo menos uma chapa secundária (100) compreende pelo menos um elemento rosqueado (120) fixado em uma abertura da mesma; e em que a pelo menos uma chapa secundária (100) é fixada no pelo menos um recorte (220) da pelo menos uma chapa primária (210) .

2. Estrutura (200) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a pelo menos uma chapa secundária (100) ser mais fina do que a pelo menos uma chapa primária (210) .

3. Estrutura (200) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a pelo menos uma chapa secundária (100) ser fixada à pelo menos uma chapa primária (210) preferencialmente por meio de soldagem.

4. Estrutura (200) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um recorte (220) é passante e tem um formato correspondente ao formato da porção de chapa (110) da chapa (100) .

5. Estrutura (200) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma chapa primária (210) e a pelo menos uma chapa secundária (100) têm um formato correspondente entre si.

6. Estrutura (200) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um elemento rosqueado (120) é preferencialmente um rebite rosqueado.

7. Estrutura (200) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um elemento rosqueado (120) pode compreender uma furação total passante ou cega.

8. Estrutura (200) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos um componente de uma máquina elétrica rotativa é fixado na pelo menos uma chapa secundária (100) por meio de parafusos.

9. Método para a fixação de um componente a uma estrutura (200) de máquina elétrica girante, caracterizado pelo fato de que o método compreende pelo menos as etapas de: fabricar pelo menos um recorte (220) em pelo menos uma chapa primária (210) de uma estrutura (200) de uma máquina elétrica rotativa; fixar pelo menos uma chapa secundária (100) , mais fina que a pelo menos uma chapa primária (210) , no pelo menos um recorte (220) da pelo menos uma chapa primária (210) ; e fixar um componente à pelo menos uma chapa secundária

(100) por meio de um elemento rosqueado (120) na mesma.