Máquina eléctrica, en particular un generador trifásico para vehículos motorizados,

con un estator (14), el cual presenta un arrollamiento estatórico y un rotor de los polos de uñas (15), el cual interactúa con el estator, el cual comprende un núcleo polar (17) rodeado por un arrollamiento de excitación (16) y dos polos de uñas (27, 28) fijados sobre un eje del rotor (20), y presenta dedos de los polos de uñas (34), los cuales se encuentran distribuidos en forma uniforme sobre la circunferencia y los cuales se encuentran encajados uno en el otro en forma alternada axialmente distanciados, con lo cual, entre los dedos de los polos de uñas se encuentra dispuesto, respectivamente, al menos un imán permanente (35), el cual se encuentra alojado por un soporte (36) magnéticamente inactivo, así como se encuentra sostenido contra fuerzas centrífugas y, con lo cual, el soporte (36) del imán permanente (35) se compone de un anillo de sujeción (42) conformado en forma de meandro, cuyas secciones axiales (43) se encuentran dispuestas, respectivamente, entre dos dedos de los polos de uñas (34) contiguos y son soportados con sus lados longitudinales mediante, respectivamente, cada uno de los flancos laterales (37) de los dedos de los polos de uñas (34), y cuyas secciones de unión (44), respectivamente en la punta del polo (40) de los dedos de los polos de uñas (34), unen dos secciones axiales contiguas (43) una o la otra, caracterizada porque, el anillo de sujeción (42) encaja con los lados longitudinales de sus secciones axiales (43) respectivamente en una ranura longitudinal (38) en los flancos laterales (37) de los dedos de los polos de uñas (34)

Rotor de polos de uña y su método de fabricación.

Estado de la técnica

La presente invención hace referencia a una máquina eléctrica, en particular a un generador trifásico para un vehículo motorizado, conforme al preámbulo de la reivindicación 1, así como también a un método de fabricación de dicha máquina, conforme al preámbulo de la reivindicación 6.

Una máquina eléctrica de esta clase se conoce por la solicitud DE 199 39 808 A1. Conforme a lo expuesto en esta solicitud, los imanes permanentes son colocados, en los espacios libres entre los dedos de los polos de uñas, los cuales se encuentran encajados unos dentro de otros, en un anillo de sujeción, el cual absorbe fuerzas centrífugas que se presentan en los imanes permanentes durante el accionamiento de la máquina. El aro de sujeción se encuentra, en ambos lados en sus secciones axiales, soldado a los dedos de los polos de uñas allí colindantes.

Una solución semejante, tomando como ejemplo un así llamado rotor con piezas conductivas, presenta la ventaja de que a través de la soldadura del anillo de sujeción, la pieza conductiva libre de los polos de uña forma una unión firme con la platina sujeta de los polos de uña, de modo que puede suprimirse un anillo de unión, el cual era necesario hasta el momento. Puesto que en el caso de los así llamados rotores con anillo colector, usualmente ambos polos de uñas se encuentran fijados sobre el eje del rotor, no es imprescindible allí una unión firme.

Se presenta más bien la desventaja de que para las uniones por soldadura entre el anillo de sujeción y el dedo del polo de uñas se requiere una fase de trabajo especial en una estación de procesamiento adicional.

Mediante la presente solución se pretende poder montar del modo más sencillo posible el anillo de sujeción entre los dedos de los polos de uñas.

Ventajas de la invención

La máquina eléctrica conforme a la invención con las características significativas de la reivindicación 1 presenta la ventaja, en comparación con el estado de la técnica, de que a través de la conformación de los dedos de los polos de uñas, es creada sólo una unión continua con el anillo de sujeción para los imanes permanentes, en lugar de una unión firme, de modo que ya no se requiere la costosa realización de las uniones por soldadura y, las fuerzas centrífugas efectivas en el anillo de sujeción son, sin embargo, absorbidas con seguridad por los polos de uñas.

Otra ventaja reside en que a través de la conformación en forma de meandro del anillo de sujeción, los soportes de los imanes permanentes ya no se elevan en el espacio angular para el arrollamiento de excitación, de modo que a partir de este momento puede colocarse allí un arrollamiento de excitación con un corte transversal más grande y, a consecuencia de esto, con una potencia de excitación mayor en el rotor de los polos de uñas.

El método de fabricación de la máquina eléctrica conforme a la invención, de acuerdo a las características significativas de la reivindicación 6, presenta la ventaja, en comparación con el estado de la técnica, de que dentro de la anterior línea de montaje para la fabricación de un rotor de polos de uñas sin imanes permanentes, pueden montarse de forma totalmente automática, en una estación de montaje adicional allí añadida, el anillo de sujeción y los imanes permanentes entre los polos de uñas del rotor.

Perfeccionamientos ventajosos y conformaciones de la presente invención resultan de las características restantes, las cuales se exponen en las reivindicaciones dependientes.

Una medida adicional, el mantener dentro de límites estrictos la alta presión elástica de los dedos de los polos de uñas a través de las fuerzas centrífugas, consiste en que las ranuras longitudinales en los flancos laterales de los dedos de los polos de uñas se encuentran unidas unas a otras mediante una ranura del lado frontal en la punta del dedo de los polos de uñas, en las cuales encaja una varilla formada en una sección de unión del anillo de sujeción. Además, para aumentar la resistencia a la flexión de las secciones axiales el anillo de sujeción, es conveniente que éstas se encuentren provistas, respectivamente, de una cavidad longitudinal dirigida hacia afuera radialmente. Puede llevarse a cabo una fabricación simple del anillo se sujeción si el anillo de sujeción es perforado y estampado de una chapa inactiva magnéticamente. Del modo más sencillo puede, en este caso, emplearse un fleje de chapa estampado, el cual es perforado y estampado en forma de un anillo de sujeción abierto.

Ciertamente, las características de la presente invención pueden emplearse en forma especialmente ventajosa en rotores de polos de uñas con anillos colectores. En todo caso, sin embargo, pueden realizarse en los así llamados rotores con piezas conductivas, siempre que se lleve a cabo la unión firme de los polos de uñas a través de medios o medidas adicionales. De este modo, la pieza conductiva forma uno de ambos polos.

En la fabricación de la máquina eléctrica conforme a la invención, en forma conveniente, son incorporadas en los flancos laterales de los dedos de los polos de uñas, ranuras longitudinales axiales para el alojamiento de las secciones axiales del anillo se sujeción, en una etapa de preparación del montaje del anillo de sujeción. En una estación de montaje adicional, el anillo de sujeción conformado en forma de meandro es empujado, en primer lugar, con uno de sus lados longitudinales de sus secciones axiales, respectivamente, en la ranura longitudinal de los dedos de los polos de uñas. Para ello, el primer polo de uñas es montado sobre un soporte de piezas de trabajo, el cual presenta un anillo magnético, el cual abarca por fuera uno de los dedos de los polos de uñas y el anillo de sujeción, y el cual se encuentra parcialmente magnetizado dentro del área de las secciones axiales del anillo de sujeción. Para el montaje de los imanes permanentes, en primer lugar, éstos son colocados, favorablemente, en una disposición anular en orificios axiales de un cargador circular. A continuación, el cargador circular es posicionado de tal modo por encima de los lados frontales libres de las secciones de unión del anillo de sujeción, que los orificios axiales con los imanes permanentes se extienden de a pares entre las secciones de unión. Mediante un punzón anular con una cantidad de dedos agregados por los orificios del cargador circular, el cual se encuentra dispuesto por encima del cargador circular, los imanes permanentes son empujados después axialmente fuera de los orificios en el espacio entre los dedos del polo de uñas hasta que los imanes permanentes se colocan respectivamente en los flancos laterales de un dedo del polo de uñas. Al seguir siendo empujados, los imanes permanentes se deslizan, por último, en forma lateral contra el flanco lateral, adoptando una posición oblicua en la cual son retenidos por el anillo magnético.

Después de la separación del punzón y del cargador circular, los imanes permanentes son restringidos por un punzón de forma, el cual se inserta axialmente en el anillo magnético del soporte de piezas de trabajo y presenta un contorno en forma de los polos de uña en su posición final en las secciones axiales del anillo de sujeción y los imanes permanentes son retenidos allí por el anillo magnético. El primer subconjunto así preensamblado es unido, junto con el anillo magnético, al segundo subconjunto y al segundo polo de uñas, con lo cual, el primer polo de uñas es colocado con un medio de ajuste sobre el eje del rotor. El segundo polo de uñas es colocado sobre el eje del rotor a través de un medio de empuje, es posicionado a través del primer polo de uñas y del anillo de sujeción y, por último, es fijado sobre el eje del rotor, preferentemente asegurado mediante tornillos.

Dibujos

Un ejemplo de ejecución de la presente invención se representa y se explica en detalle mediante los dibujos. Las figuras muestran:

Figura 1: un generador trifásico para vehículos motorizados conformado de acuerdo a la invención en un corte longitudinal,

Figura 2: un primer polo de uñas del generador de la figura 1 en una representación estereoscópica,

Figura 3: un anillo de sujeción para los imanes permanentes en una representación estereoscópica,

Figura 4: el primer polo de uñas con un anillo de sujeción colocado en una representación estereoscópica,

Figura 5: una estación de montaje para la inserción de los imanes permanentes...

1. Máquina eléctrica, en particular un generador trifásico para vehículos motorizados, con un estator (14), el cual presenta un arrollamiento estatórico y un rotor de los polos de uñas (15), el cual interactúa con el estator, el cual comprende un núcleo polar (17) rodeado por un arrollamiento de excitación (16) y dos polos de uñas (27, 28) fijados sobre un eje del rotor (20), y presenta dedos de los polos de uñas (34), los cuales se encuentran distribuidos en forma uniforme sobre la circunferencia y los cuales se encuentran encajados uno en el otro en forma alternada axialmente distanciados, con lo cual, entre los dedos de los polos de uñas se encuentra dispuesto, respectivamente, al menos un imán permanente (35), el cual se encuentra alojado por un soporte (36) magnéticamente inactivo, así como se encuentra sostenido contra fuerzas centrífugas y, con lo cual, el soporte (36) del imán permanente (35) se compone de un anillo de sujeción (42) conformado en forma de meandro, cuyas secciones axiales (43) se encuentran dispuestas, respectivamente, entre dos dedos de los polos de uñas (34) contiguos y son soportados con sus lados longitudinales mediante, respectivamente, cada uno de los flancos laterales (37) de los dedos de los polos de uñas (34), y cuyas secciones de unión (44), respectivamente en la punta del polo (40) de los dedos de los polos de uñas (34), unen dos secciones axiales contiguas (43) una o la otra, caracterizada porque, el anillo de sujeción (42) encaja con los lados longitudinales de sus secciones axiales (43) respectivamente en una ranura longitudinal (38) en los flancos laterales (37) de los dedos de los polos de uñas (34).

2. Máquina eléctrica conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque, las ranuras longitudinales (38) se encuentran unidas unas a otras en los flancos laterales (37), mediante una ranura del lado frontal (41) en la punta de los polos (40) de los dedos de los polos de uñas (34), y en las cuales encaja una varilla (47) formada en una sección de unión (44) del anillo de sujeción (42).

3. Máquina eléctrica conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque, las secciones axiales (43) se encuentran provistas, respectivamente, de una cavidad longitudinal (45) dirigida hacia afuera radialmente para aumentar su resistencia a la flexión.

4. Máquina eléctrica conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque, el anillo de sujeción (42) es perforado, curvado y estampado de una chapa.

5. Máquina eléctrica conforme a la reivindicación 4, caracterizada porque, el anillo de sujeción (42) se encuentra curvado y estampado de un fleje de chapa como un anillo abierto.

6. Método de fabricación de una máquina eléctrica, en particular de un generador trifásico para un vehículo motorizado conforme al preámbulo de la reivindicación 1, caracterizado porque, en los flancos laterales (37) de los dedos de los polos de uñas (34) se encuentra realizada, respectivamente, una ranura longitudinal (38) y porque el anillo de sujeción (42) conformado en forma de meandro es empujado en dirección del eje sobre los dedos de los polos de uñas (34) del primer polo de uñas (27) de modo tal, que las secciones axiales (43) son empujadas en la ranura longitudinal (38) con su lado longitudinal, de modo que los imanes permanentes (35) son insertados en las secciones axiales (43) del anillo de sujeción (42), de manera tal que se produce un primer subconjunto sobre el cual se coloca un extremo del eje del rotor (20) y por último, el segundo polo de uñas (28) con sus dedos de los polos de uñas (34) es insertado entre los dedos de los polos de uñas (39) del primer polo de uñas (27) de tal modo, que el anillo de sujeción (42) es también empujado sobre los dedos de los polos de uñas (34) del segundo polo de uñas (28) en dirección del eje, y las secciones axiales (43) del anillo de sujeción (42) son empujadas con su otro lado longitudinal en la ranura longitudinal (38) de los dedos del segundo polo de uñas (28).

7. Método de fabricación conforme a la reivindicación 6, caracterizado porque, el eje del rotor (20), junto con el núcleo polar (17) y el arrollamiento de excitación (16), son preensamblados para formar un segundo subconjunto.

8. Método de fabricación conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque, el segundo polo de uñas (28) es colocado sobre el otro extremo del eje del rotor (20).

9. Método de fabricación conforme a una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque, el primer polo de uñas (27) se encuentra montado sobre un soporte de piezas de trabajo (50), el cual presenta un anillo magnético (42) el cual sostiene desde fuera los dedos del polo de uñas (34) y el anillo de sujeción (42); el anillo magnético (42) se encuentra parcialmente magnetizado en al área de las secciones axiales (43) del anillo de sujeción (42).

10. Método de fabricación conforme a la reivindicación 9, caracterizado porque, los imanes permanentes (35) son colocados, en primer lugar, en una disposición en forma anular en orificios axiales (53) de un cargador circular (52) y porque el cargador circular (52) es posicionado a continuación por encima de las secciones de unión (43) del lado libre frontal del anillo de sujeción (42) de modo tal, que los orificios axiales (53) con los imanes permanentes (35) se extienden de a pares entre las secciones de unión (44) del anillo de sujeción (42).

11. Método de fabricación conforme a la reivindicación 10, caracterizado porque, un punzón en forma de anillo (57) con dedos (58), los cuales se agregan a los orificios (53) en el cargador circular (52) se encuentra dispuesto por encima del cargador circular (52); los imanes permanentes (35) son empujados axialmente fuera de los orificios (53) en el espacio entre los dedos del polo de uñas (34) hasta que los imanes permanentes (35) se colocan respectivamente en los flancos laterales (37) de un dedo del polo de uñas (34) y finalmente se deslizan lateralmente contra el flanco lateral, adoptando una posición oblicua en la cual son retenidos por el anillo magnético (51).

12. Método de fabricación conforme a la reivindicación 11, caracterizado porque, después de la separación del punzón (57) y del cargador circular (52), los imanes permanentes (35) son restringidos por un punzón de forma (59), el cual se inserta axialmente en el anillo magnético (51) del soporte de piezas de trabajo (50) y presenta un contorno en forma de los polos de uña (60) en su posición final en las secciones axiales (43) del anillo de sujeción (42) y son retenidos allí por el anillo magnético (51).

13. Método de fabricación conforme a la reivindicación 12, caracterizado porque, el primer subconjunto así preensamblado es unido, junto con el anillo magnético (51) al segundo subconjunto y el segundo polo de uñas (28), con lo cual, el primer polo de uñas (27) es colocado con un medio de ajuste sobre el eje del rotor (20) del segundo subconjunto.

14. Método de fabricación conforme a la reivindicación 13, caracterizado porque, el segundo polo de uñas (28) es colocado sobre el eje del rotor (20) a través de un medio de empuje, es posicionado a través del primer polo de uñas (27) y del anillo de sujeción (42) y por último, es fijado sobre el eje del rotor (20), preferentemente asegurado mediante tornillos.