Disco rotor y método de montaje.

Un disco rotor para un motor eléctrico, que comprende:

un orificio (310) del eje para recibir un eje (312) del motor eléctrico;



un conjunto de orificios de posicionamiento (320, 322, 324, 326) alrededor del orificio (310) del eje, configurado cada uno de ellos para recibir un pasador de posicionamiento (340, 342, 344, 346), caracterizado por que el orificio (500A) del eje y el conjunto de orificios de posicionamiento (520A, 522A, 524A, 526A) están dispuestos asimétricamente entre sí, donde el orificio (310) del eje y el conjunto de orificios de posicionamiento (320, 322, 324, 326) están posicionados en el disco rotor (300), de forma que cuando el disco rotor (300) se fija en una posición girada con respecto a otro disco rotor similar (302), y el eje (312) y los pasadores de posicionamiento (340, 342, 344, 346) penetran en los respectivos orificios de los dos discos rotores (300, 302), los discos (300, 302) originan una fuerza de presión en el eje (312).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09176731.

Solicitante: ABB OY.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: STRÖMBERGINTIE 1 00380 HELSINKI FINLANDIA.

Inventor/es: IKÄHEIMO,JOUNI, KOLEHMAINEN,JERE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02K1/24 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02K MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos H01H 53/00; transformación de una potencia de entrada en DC o AC en una potencia de salida de choque H02M 9/00). › H02K 1/00 Detalles del circuito magnético (circuitos magnéticos para relés H01H 50/16). › Núcleos rotóricos de polos salientes.
  • H02K1/28 H02K 1/00 […] › Medios de montaje o de fijación de partes magnéticas giratorias sobre o en estructuras que constituyen el rotor.
  • H02K15/02 H02K […] › H02K 15/00 Métodos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación, montaje, mantenimiento o reparación de máquinas dinamoeléctricas. › de cuerpos estatóricos o rotóricos.

PDF original: ES-2422754_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Disco rotor y método de montaje Campo La presente invención está relacionada con motores eléctricos y específicamente con la estructura de un disco rotor de un motor y con el montaje de un eje del motor en un rotor de un motor eléctrico.

Antecedentes Tradicionalmente, los ejes del motor se unen al rotor de un motor eléctrico aplicando el ajuste por calor. El rotor comprende una pluralidad de discos rotores, los cuales tienen un orificio para el eje que tiene un diámetro menor que el eje. Cuando se calientan, los orificios del eje de los discos del rotor se expanden, permitiendo el posicionamiento de los discos alrededor del eje. Cuando los discos se enfrían a la misma temperatura que el eje, se consigue una estrecha unión al contraerse los discos.

Los documentos JP 2036748 y JP 8163834 divulgan discos de laminación, cuyos orificios para los ejes tienen una cierta excentricidad.

La figura 1 muestra un ajuste entre un disco rotor 100 y el eje 112 de un motor. Puede verse que el eje 112 del motor está estrechamente colocado en el orifico 110 para el eje del disco rotor. El conjunto de la figura 1 muestra un orificio 120 de posicionamiento en el cual se ha colocado un pasador 140 de posicionamiento. El documento US 6177750 divulga tal configuración.

El ajuste por calor es aplicable a situaciones en las que el material del rotor tolera el calentamiento a alta temperatura y los consiguientes altos esfuerzos mecánicos debidos a la expansión por calor. Sin embargo, el proceso del ajuste por calor incluye varios pasos y permanecen en el rotor tensiones extraordinarias. El uso del ajuste por calor no es posible a menudo, y deben considerarse otras formas de proporcionar la fuerza de fricción entre el eje y los discos rotores.

Esas otras formas incluyen el ajuste en frío mediante presión, el cual, sin embargo, es desventajoso debido a que el ajuste permanece flojo fácilmente y los discos rotores pueden doblarse cuando son presionados. En otro método más, los discos se montan utilizando calzos ajustados en hendiduras de calzo en los discos, lo cual añade también pasos de trabajo al proceso. También se ha utilizado el pegado de los discos al eje, pero la resistencia a largo plazo de tal ajuste es cuestionable.

Sumario Un objeto de la presente invención es por tanto proporcionar un método y un dispositivo para implementar el método, de manera que se alivien las desventajas anteriores.

Los objetos de la invención se consiguen por lo que se establece en las reivindicaciones independientes. Los modos de realización preferidos de la invención se divulgan en las reivindicaciones dependientes.

Con la ayuda de la invención, el eje del motor puede ser montado estrechamente sobre el rotor del motor eléctrico.

Dibujos.

En lo que sigue se describirá la invención con mayor detalle por medio de los modos de realización preferidos, con referencia los dibujos anexos, en los cuales La figura 1 muestra un conjunto tradicional ya divulgado de un eje y un disco rotor;

La figura 2 muestra un modo de realización de un conjunto de eje de motor y disco rotor, de acuerdo con la invención;

La figura 3 muestra un modo de realización de un conjunto de eje motor y una pila de discos rotores;

La figura 4 muestra otro modo de realización de un disco rotor;

Las figuras 5A a 5D muestran modos de realización de discos rotores de acuerdo con la invención;

La figura 6A muestra el montaje del eje de un motor a una pila de discos, antes de montar el eje en los discos;

La figura 6B muestra el montaje de un eje de motor a una pila de discos, cuando el eje ha sido montado en los discos;

La figura 7 muestra un modo de realización de un método; y

La figura 8 muestra otro modo de realización de un método.

Descripción de los modos de realización Los modos de realización estudiados en lo que sigue pueden ser aplicados a motores eléctricos de reluctancia o imán permanente, por ejemplo. En los modos de realización, el rotor del motor eléctrico está formado por una pluralidad de discos rotores. Cada disco rotor tiene un orificio para recibir un eje del motor. El eje es cilíndrico, es decir, la sección transversal del eje es un círculo. Además de los orificios para el eje, cada disco rotor está provisto de al menos dos orificios de posicionamiento para recibir unos respectivos pasadores de posicionamiento. La tarea de los pasadores de posicionamiento es alinear y mantener los discos rotores en la misma posición angular mutua, y proporcionar la resistencia mecánica para una pila de discos rotores cuando se apilan para formar el rotor del motor.

En los modos de realización de acuerdo con la invención, existe al menos alguna asimetría en las posiciones del orificio del eje y los orificios de posicionamiento. Hay tres maneras básicas de proporcionar esta asimetría. En la primera manera, el orificio del eje está desplazado de la posición central del disco, y los orificios de posicionamiento están asimétricamente posicionados en el disco. En la segunda manera, el orificio del eje está centrado en el disco, pero los orificios de posicionamiento están posicionados asimétricamente en el disco. Es decir, al menos uno de los orificios de posicionamiento se desvía de la simetría definida por los demás orificios de posicionamiento. En la tercera manera, el orificio del eje está descentrado y también los orificios de posicionamiento están asimétricamente colocados, de forma que existe una asimetría entre el orificio del eje y los orificios de posicionamiento.

Hay también otras maneras y modos de realización alternativos para describir el posicionamiento mutuo del orificio del eje y de los orificios de posicionamiento. En un modo de realización, al menos un orificio de posicionamiento está a otra distancia del centro del disco diferente a los demás orificios de posicionamiento.

En otro modo de realización, los orificios de posicionamiento pueden describirse de manera que adopten una forma geométrica plana alrededor de orificio del eje, La forma geométrica plana puede ser una línea o un polígono. Expresado de esta manera, el centro de gravedad de la forma geométrica plana difiere del centro del orificio del eje.

Cuando los discos rotores están apilados y los bordes de los discos están alineados mutuamente, y al menos algunos de los discos están girados con respecto a los demás discos, la asimetría en el posicionamiento de los orificios hace que al menos algunos de los orificios del eje y/u orificios de posicionamiento estén desalineados entre sí. Es decir, cuando los bordes de los discos están alineados entre sí y la pila de discos se observa desde el extremo de la pila, los orificios del eje y/o los orificios de posicionamiento no están alineados entre sí en los discos que han sido girados con respecto a los demás. Por rotación en este caso se entiende que el ángulo de rotación es distinto a un múltiplo de una rotación completa, es decir, 0, 360, 720 grados y así sucesivamente. Sin embargo, el ángulo de rotación es tal que tiende a alinear tantos orificios de los discos como sea posible.

A modo de ejemplo, podemos considerar dos discos similares con 4 orificios de posicionamiento. A 0 grados, todos los orificios de los dos discos están totalmente alineados entre sí. A los demás ángulos de rotación interesantes, 90, 180 y 270 grados, al menos algunos de los orificios están solo parcialmente solapados con los respectivos orificios del otro disco. En este contexto, girar los discos a una posición girada significa girar uno de los discos 90, 180 o 270 grados con respecto al otro disco.

Si, por ejemplo, consideramos dos discos que están apilados, solamente hay una posición de la rotación en la que el orificio del eje y los orificios de posicionamiento están alineados entre sí. Cuando alguno de los discos gira cualquier ángulo desde esta sola posición de giro, al menos uno de los orificios del eje y de los orificios de posicionamiento de los dos discos está desalineado en comparación con el otro. Si uno de los discos gira 180 grados, la alineación del orificio del eje o del conjunto de orificios de posicionamiento hace que el otro quede desalineado, es decir, que se solape solamente parcialmente con el respectivo orificio (u orificios) del otro disco.

La figura 2 muestra un modo de realización en el que el orificio 210 del eje en el disco está ligeramente descentrado. El desplazamiento del orificio del eje desde el centro del disco puede ser de 0, 1 a 0, 5 mm, por ejemplo. El desplazamiento del orificio del eje puede ser vertical (dirección y) , como en la figura 2, donde el orificio del eje está ligeramente por encima del centro del disco, como se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un disco rotor para un motor eléctrico, que comprende:

un orificio (310) del eje para recibir un eje (312) del motor eléctrico;

un conjunto de orificios de posicionamiento (320, 322, 324, 326) alrededor del orificio (310) del eje, configurado cada uno de ellos para recibir un pasador de posicionamiento (340, 342, 344, 346) , caracterizado por que el orificio (500A) del eje y el conjunto de orificios de posicionamiento (520A, 522A, 524A, 526A) están dispuestos asimétricamente entre sí, donde el orificio (310) del eje y el conjunto de orificios de posicionamiento (320, 322, 324, 326) están posicionados en el disco rotor (300) , de forma que cuando el disco rotor (300) se fija en una posición girada con respecto a otro disco rotor similar (302) , y el eje (312) y los pasadores de posicionamiento (340, 342, 344, 346) penetran en los respectivos orificios de los dos discos rotores (300, 302) , los discos (300, 302) originan una fuerza de presión en el eje (312) .

2. El disco rotor, según la reivindicación 1, caracterizado por que el conjunto de orificios de posicionamiento (520A, 522A, 524A, 526A) forman una configuración geométrica plana, cuyo centro de gravedad difiere del centro del orificio (500A) del eje.

3. El disco rotor, según la reivindicación 2, caracterizado por que el centro de gravedad de un polígono trazado por los orificios de posicionamiento (520A, 522A, 524A, 526A) se desvía del centro del orificio (500A) del eje.

4. El disco rotor, según la reivindicación 1, caracterizado por que

el orificio (610A) del eje está dispuesto excéntricamente respecto al disco rotor (600A) ; y

el conjunto de orificios de posicionamiento está dispuesto simétricamente en el disco rotor.

5. El disco rotor, según la reivindicación 1, caracterizado por que

el orificio (500A) del eje está dispuesto centralmente en el disco rotor, y el conjunto de orificios de posicionamiento (520A, 522A, 524A, 526A) está dispuesto asimétricamente con respecto al orificio (500A) del eje dispuesto centralmente.

6. El disco rotor, según la reivindicación 1, caracterizado por que el conjunto de orificios de posicionamiento (320, 322, 324, 326) y el orificio (310) del eje están dispuestos entre sí de tal manera que, si dos discos rotores similares (300, 302) están alineados entre sí y uno de los discos (300) se gira 360 grados dividido por el número de orificios de posicionamiento, al menos uno entre el orificio del eje y los orificios de posicionamiento está solapado solo parcialmente con el respectivo orificio del otro disco rotor.

7. El disco rotor, según la reivindicación 1, caracterizado por que los discos (300, 302) mutuamente girados están configurados para ejercer fuerzas de presión esencialmente opuestas en el eje.

8. El disco rotor, según la reivindicación 1, caracterizado por que el disco rotor (400) está configurado para doblarse cuando se inserta el eje en el orificio (410) del eje, o cuando se inserta un pasador de posicionamiento en el orificio de posicionamiento.

9. El disco rotor, según la reivindicación 1, caracterizado por que el orificio (410) del eje es un círculo para recibir un eje que tiene una sección transversal circular.

10. Un motor eléctrico, caracterizado por que el motor eléctrico comprende:

una pluralidad de discos rotores (600A - 600H) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde al menos algunos de los discos rotores se fijan en una posición girada con respecto a los demás discos rotores, cuando el eje (612) y los pasadores (640 - 642) de posicionamiento se montan en el motor eléctrico de manera que los discos rotores (600A - 600H) originan una fuerza de presión en el eje (612) .

11. El motor eléctrico según la reivindicación 10, caracterizado por que el motor eléctrico comprende:

un eje (612) que tiene una sección transversal circular, donde el diámetro de la sección transversal del eje es menor que los diámetros de los orificios (610A - 610H) del eje en la pluralidad de los discos rotores, cuando están a la misma temperatura.

12. Un método de montaje de un eje de un motor en un rotor de un motor eléctrico, caracterizado por

proporcionar (700, 800) una pluralidad de discos rotores que tienen un orificio del eje para recibir el eje de un motor eléctrico y un conjunto de orificios de posicionamiento, dispuesto cada uno de ellos para recibir un pasador de posicionamiento, donde el orificio (500A) del eje y el conjunto de orificios de posicionamiento (520A, 522A, 524A, 526A) están dispuestos asimétricamente entre sí, donde el orificio del eje y el conjunto de orificios de posicionamiento están posicionados en el disco rotor de manera que solamente hay una posición de rotación mutua cuando los orificios de los discos están totalmente solapados entre sí;

girar (702, 802) al menos algunos de los discos rotores entre sí de forma que, en la pluralidad de los discos rotores, uno de los orificios del eje y el conjunto de orificios de posicionamiento se solapan entre sí, y uno de los orificios del eje y del conjunto de orificios de posicionamiento están solamente parcialmente solapados entre sí;

insertar (704, 804) primero el eje del motor en el orificio del eje o los pasadores de posicionamiento en los orificios de posicionamiento, dependiendo de cuáles de los orificios de los discos están solapándose entre sí, e insertar (706, 806) en segundo lugar el eje del motor en el orificio del eje o los pasadores de posicionamiento en los orificios de posicionamiento, dependiendo de cuáles de los orificios de los discos están solamente solapados parcialmente entre sí.

13. El método de la reivindicación 12, caracterizado por

proporcionar (700) una pluralidad de discos rotores que tienen un orificio del eje excéntricamente posicionado, y disponer un conjunto de orificios de posicionamiento dispuestos simétricamente en el disco rotor;

girar (702) al menos algunos de los discos rotores entre sí, de forma que los orificios del eje están solamente solapados parcialmente entre sí y los orificios de posicionamiento simétricamente posicionados están solapándose entre sí;

insertar (704) los pasadores de posicionamiento en los orificios de posicionamiento de la pluralidad de discos rotores; y

presionar (706) el eje del motor en los orificios del eje de los discos rotores.

14. El método de la reivindicación 12, caracterizado por

proporcionar (800) una pluralidad de discos rotores que tienen un orificio del eje posicionado centralmente, y un conjunto de orificios de posicionamiento dispuestos al menos parcialmente de manera asimétrica con respecto al orificio del eje centralmente dispuesto;

girar (802) al menos algunos de los discos rotores entre sí, de forma que los orificios de posicionamiento solamente se solapan parcialmente entre sí; e insertar (804) el eje del motor en los orificios del eje de la pluralidad de los discos rotores; y

presionar (806) los pasadores de posicionamiento en los orificios de posicionamiento de los discos rotores, cuando el eje del motor se ha insertado en los orificios del eje de los discos rotores.


 

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