BRPI0609523A2 - rotor de máquina elétrica giratória, e, processo de construção de um rotor - Google Patents

Abstract

ROTOR DE MáQUINA ELéTRICA GIRATóRIA, E, PROCESSO DE CONSTRUçãO DE UM ROTOR. A invenção se refere a um rotor (12) de máquina elétrica giratória, notadamente para veículo automotivo, que compreende uma árvore central (14), um núcleo (36) anular coaxial à árvore (14) e duas rodas polares (20, 22) que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo (36), do tipo no qual a árvore (14) compreende pelo menos um segmento de acionamento (57) que é enfiado axialmente à força em uma perfuração de fixação (59) de pelo menos um componente (58, 36) do rotor (12) de maneira a solidarizar em rotação pelo menos as duas rodas polares (20, 22) do rotor (12) com árvore (14), uma luva intermediária (58) sendo interposta radialmente entre cada roda polar (20, 22) e a árvore central (14), e luva na qual é montada a dita roda polar (20, 22). A invenção se refere também a um processo de construção de um tal rotor.

Description

"ROTOR DE MÁQUINA ELÉTRICA GIRATÓRIA E PROCESSO DE CONSTRUÇÃO DE UM ROTOR"

Domínio da Invenção

A invenção se refere a um rotor de máquina elétrica giratória, tal como um alternador ou um alternador-motor de arranque, notadamente para veículo automotivo.

A invenção se refere mais especialmente a um rotor de máquina elétrica giratória, tal como um alternador ou um alternador-motor de arranque, notadamente para veículo automotivo, que compreende:

- uma árvore central;

- um núcleo anular coaxial à árvore;

- uma bobina que se estende radialmente em torno do núcleo;

- e duas rodas polares que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo e da bobina;

do tipo no qual a árvore compreende pelo menos um segmento de acionamento do qual a seção, de acordo com um plano radial, é não lisa, e que é enfiado axialmente à força em uma perfuração de fixação de pelo menos um componente do rotor de maneira a solidarizar em rotação pelo menos as duas rodas polares do rotor com árvore.

Estado da Técnica

Já são conhecidos rotores desse tipo no qual o núcleo é dividido axialmente em dois segmentos distintos e cada segmento é realizado moldado solidariamente com uma das rodas polares.

Por ocasião da montagem do rotor, as duas rodas são primeiro prensadas uma contra a outra de um lado e de outro da bobina de maneira que as faces radiais internas confrontantes dos dois segmentos do núcleo sejam prensadas uma contra a outra, a fim de assegurar um bom apoio das duas faces para permitir uma passagem ótima de fluxo magnético através do núcleo. O posicionamento angular de uma roda em relação à outra é realizado com o auxílio de dedos de alinhamento interpostos entre as duas rodas polares de maneira temporária durante a prensagem.

Por outro lado, os dois segmentos de núcleo têm uma forma cônica de maneira que, sob o esforço de prensagem, a bobina seja deformada radialmente e assim apertada em torno do núcleo de maneira a ser mantida solidária em rotação com o núcleo.

Em seguida, a árvore é enfiada à força nas perfurações das rodas polares. Um segmento de acionamento da árvore, que é recebido nas perfurações, compreende relevos, por exemplo um recartilhamento sob a forma de caneluras ou de estrias, para solidarizar em rotação a árvore e as rodas polares.

De acordo com um outro modo de realização conhecido do rotor, o núcleo é formado por uma peça única que é distinta das duas rodas polares. A bobina é enrolada em torno do núcleo. As rodas são em seguida posicionadas axialmente de um lado e de outro do núcleo. E depois um esforço axial de prensagem é aplicado às rodas de maneira que suas faces radiais internas sejam prensadas contra o núcleo a fim de assegurar uma passagem ótima de um fluxo magnético entre o núcleo e cada roda polar.

Enquanto as rodas polares estão sob pressão, o segmento de acionamento da árvore é enfiado com força nas rodas e no tubo central.

Entretanto, nesses dois modos de realização conhecidos, o segmento de acionamento da árvore, e notadamente as estrias, não permitem obter uma concentricidade suficientemente precisa das rodas polares e/ou do núcleo em relação ao eixo de rotação da árvore. A perfuração central de cada roda polar é de fato deformada plasticamente de acordo com uma direção radial de maneira não homogênea. De fato é constatado que as estrias não penetram de maneira uniforme nas perfurações centrais das rodas polares e do núcleo. Para corrigir esse defeito de centragem, é necessário realizar uma operação de usinagem da face periférica exterior das rodas polares depois de sua montagem para garantir a concentricidade entre a periferia exterior do rotor e o eixo de rotação da árvore.

Por ocasião dessa operação de usinagem, aparas quentes são suscetíveis de serem projetadas na bobina que corre o risco assim de ser deteriorada.

Além disso, essa operação de usinagem não pode ser realizada com o auxílio de um lubrificante que também apresenta o risco de deteriorar a bobina. A operação de usinagem é portanto tornada mais longa e mais onerosa.

Por outro lado, a força necessária para prensar axialmente as rodas uma contra a outra não permite obter um posicionamento axial preciso das rodas uma em relação à outra.

Por outro lado, as estrias do segmento de acionamento da árvore nunca são orientadas de modo perfeitamente retilíneo de acordo com uma direção axial, mas sim são ligeiramente de forma helicoidal em torno da árvore, o que constitui um defeito. Assim, por ocasião do enfiamento do segmento de acionamento da árvore nas rodas polares prensadas uma contra a outra, a forma helicoidal das estrias provoca o aparecimento de uma pressão de torção entre a perfuração de cada roda e a árvore, o que é suscetível de provocar um movimento relativo de rotação das duas rodas polares uma em relação à outra quando a pressão axial é relaxada.

Esse movimento relativo provoca um desalinhamento circunferencial entre as rodas polares e notadamente os dentes dessas últimas.

Finalmente, o fato de prensar as rodas uma contra a outra previamente ao enfiamento da árvore tem como efeito fazer fluir a matéria das mesmas para a perfuração interior. Isso tem como conseqüência diminuir o diâmetro interior da perfuração das rodas polares. O esforço de enfiamento necessário para enfiar a árvore nas rodas polares é portanto aumentado em conseqüência e a árvore é suscetível de sofrer uma flambagem, sabendo que a extremidade traseira dessa árvore tem um diâmetro reduzido para notadamente a montagem de anéis coletores.

Objeto da Invenção

A fim de resolver esses problemas, a invenção propõe um rotor do tipo descrito precedentemente, caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos uma luva intermediária que é interposta radialmente entre cada roda polar e a árvore central, e na qual é montada a dita roda polar, e pelo fato de que o dito segmento de acionamento da árvore é enfiado axialmente em uma perfuração de fixação realizada na luva intermediária ou no núcleo.

Graças à invenção, a operação de usinagem da face periférica exterior das rodas polares, quer dizer a operação de usinagem da periferia externa do rotor de garras, é realizada por avanço sem presença da bobina de excitação do rotor de modo que essa bobina de excitação não corre o risco de ser deteriorada pela projeção de aparas. Essa operação de usinagem pode ser realizada com o auxílio de um lubrificante de modo que a duração de vida da ferramenta de usinagem é aumentada.

O entreferro entre a periferia interna do corpo do estator, que a máquina elétrica giratória apresenta, e a periferia externa do rotor dessa máquina é portanto realizado sem usinagem ulterior do rotor.

Em um modo de realização é possível usinar por avanço das ranhuras helicoidais na periferia externa do rotor para cortar as correntes de Foucault desenvolvidas na face periférica exterior das rodas polares como descrito no documento FR 2 774 524.

Por outro lado é possível facilmente usinar a periferia externa do ou das luvas intermediárias para ter uma boa concentricidade da ou das luvas em relação ao eixo da árvore, as rodas polares sendo usinadas antes de sua montagem na ou nas luvas, que constituem luvas de centragem.

Além disso é possível padronizar o diâmetro externo da ou das luvas intermediárias para montar rodas polares de tamanhos diferentes.

Em um modo de realização a luva intermediária de centragem é distinta da árvore central.

Assim graças à invenção é possível utilizar a mesma árvore central que na arte anterior e o esforço para enfiar a árvore central na ou nas luvas intermediárias é reduzido, de modo que poupa-se a extremidade traseira da árvore.

Em um outro modo de realização cada roda polar apresenta um segmento de núcleo associado a uma luva lisa de centragem proveniente da árvore central, cada luva sendo prolongada por um segmento de acionamento não liso da árvore central, o dito segmento de acionamento sendo deslocado axialmente em relação à luva.

Nesse caso o diâmetro exterior de uma primeira das duas luvas da árvore central é superior ao diâmetro exterior da segunda luva da árvore central e o mesmo acontece com os diâmetros internos complementares do primeiro segmento do núcleo e do segundo segmento do núcleo.

Graças a esses escalonamentos em diâmetro é possível enfiar à força cada segmento não liso da árvore no segmento do núcleo em questão, na luva de diâmetro externo menor e no segmento de acionamento não liso associado da árvore que atravessa o segmento de núcleo de maior diâmetro interno.

Os segmentos não lisos da árvore têm um pequeno comprimento axial de modo que os diâmetros externos das rodas polares podem ser usinados previamente.

De acordo com outras características do rotor, tomadas isoladamente ou em combinação:

- a luva intermediária compreende uma face de apoio cilíndrica coaxial à árvore central que é associada a cada roda polar, e que é recebida em uma perfuração cilíndrica complementar central da roda polar associada, de maneira a posicionar a roda polar associada coaxialmente à árvore;

- a luva intermediária é interposta entre o núcleo e a árvore;

- o núcleo é pelo menos em parte formado moldado solidariamente com uma das rodas polares;

- o núcleo é realizado em pelo menos dois segmentos distintos axialmente e pelo fato de que cada segmento do núcleo é formado moldado solidariamente com a roda polar adjacente;

- o núcleo e as rodas polares são elementos distintos;

- o rotor compreende uma luva única;

- o rotor compreende uma pluralidade de luvas;

- a árvore é enfiada diretamente no núcleo;

- o rotor compreende pelo menos duas luvas das quais cada uma delas é associada a uma roda polar e que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo;

- as luvas são realizadas moldadas solidariamente com o núcleo de modo a formar um único cubo;

- o rotor compreende meios de posicionamento axial das rodas polares uma em relação à outra ao longo da árvore;

- cada roda polar compreende uma face radial interna que está em batente axialmente contra uma face radial externa confrontante do núcleo;

- cada segmento de núcleo compreende uma face radial interna que estão axialmente em batente uma contra a outra;

- o rotor compreende meios para solidarizar as rodas polares com a luva intermediária em rotação em torno do eixo da árvore central;

- a roda polar e a luva intermediária são solidarizadas por soldagem;

- a roda polar e a luva são solidarizadas por engaste; - a roda polar ou a luva compreende um chanfro em arco de círculo para o engaste da outra peça;

- a luva é realizada em material ferromagnético.

A invenção propõe também um processo de construção de um tal rotor, do tipo que compreende:

- uma etapa de montagem do núcleo;

- uma etapa de montagem da bobina;

- uma etapa de montagem de cada roda polar;

- uma etapa de regulagem da concentricidade de cada roda polar em relação à árvore;

- uma etapa de regulagem do posicionamento axial das rodas polares uma em relação à outra.

Esse processo é caracterizado pelo fato de que ele compreende uma etapa de montagem da luva intermediária que é prévia à etapa de montagem da ou das rodas associadas com a luva intermediária.

Em um modo de realização a luva intermediária é distinta das rodas polares e a etapa de montagem consiste em enfiar axialmente à força o segmento de acionamento na perfuração da luva intermediária.

De acordo com outras características do processo:

- a etapa de regulagem da concentricidade compreende uma primeira operação de usinagem da luva, para formar a ou as faces de apoio cilíndricas próprias para receber cada roda polar;

- a operação de usinagem da luva é realizada posteriormente à etapa de montagem da luva;

- a etapa de montagem de cada roda polar consiste em enfiar a face de apoio cilíndrica associada da luva na perfuração de cada roda;

- a etapa de regulagem da concentricidade de cada roda polar compreende uma segunda operação de usinagem da perfuração de cada roda polar; -a etapa de regulagem da concentricidade compreende uma terceira operação de usinagem da face cilíndrica periférica exterior da roda polar;

-a etapa de regulagem do posicionamento axial de cada roda polar compreende uma primeira operação de usinagem da face radial interna da roda;

-a etapa de regulagem do posicionamento axial compreende uma segunda operação de usinagem de cada face radial externa do núcleo previamente à etapa de montagem, de cada roda polar;

-uma segunda operação de usinagem da face radial externa do núcleo é posterior à etapa de montagem do núcleo;

-a etapa da montagem do núcleo é realizada simultaneamente à etapa de montagem das rodas;

-a etapa de montagem da luva intermediária é realizada simultaneamente à etapa de montagem do núcleo, e consiste em enfiar axialmente o segmento de acionamento da árvore na perfuração do núcleo;

-o processo compreende uma etapa final de solidarização de cada roda com a luva associada, em rotação e em translação com a árvore.

Descrição Sumária dos Desenhos

Outras características e vantagens aparecerão no decorrer da leitura da descrição detalhada que vai se seguir para a compreensão da qual será feito referência aos desenhos anexos, entre os quais:

-a figura 1 é uma vista em corte axial que representa um alternador munido de um rotor do estado da técnica;

-a figura 2 é uma vista em corte axial que representa um rotor realizado de acordo com os ensinamentos da invenção;

-a figura 3 é a mesma vista que aquela da figura 2 na qual as rodas polares do rotor são solidarizadas com a luva intermediária por engaste;

-a figura 4 é uma vista de topo de lado do rotor da figura 2; - a figura 5 é uma vista em corte axial que representa um segundo modo de realização da invenção;

- a figura 6 é uma vista em corte axial para um terceiro modo de realização da invenção.

Descrição de Exemplos de Realização da Invenção

Na seqüência da descrição, elementos análogos, similares ou idênticos serão designados por um número de referência.

Na seqüência da descrição será adotada uma orientação axial e radial indicada pelas flechas "A" e "R" da figura 1.

Por outro lado, faces radiais orientadas para o meio do núcleo serão qualificadas de faces internas enquanto que as faces orientadas em um sentido oposto serão qualificadas de faces externas.

As faces radiais interna e externa são portanto face de extremidade axiais do núcleo.

Do mesmo modo, faces axiais orientadas para o eixo de rotação da árvore serão qualificadas de faces interiores enquanto que faces axiais orientadas em um sentido oposto serão qualificadas de faces exteriores.

Fazendo-se referência à figura 1, foi representada uma máquina elétrica giratória do estado da técnica, no presente caso um alternador de ventilação interna do tipo polifásico para veículo automotivo de motor térmico que funciona em modo alternador. Naturalmente o alternador pode também ser reversível e consistir em um alternador-motor de arranque que funciona também em modo motor elétrico notadamente para dar a partida no motor térmico do veículo como descrito no documento FR A 2 745 445.

Quando a máquina funciona em modo alternador ela transforma energia mecânica em energia elétrica como qualquer alternador. Quando a máquina funciona em modo motor elétrico, notadamente em modo motor de arranque para dar a partida no motor térmico do veículo, ela transforma energia elétrica em energia mecânica. Essa máquina compreende essencialmente um cárter 10 e no interior desse último, um rotor 12 solidário em rotação de uma árvore central 14, chamada de árvore de rotor, e um estator 16 que circunda o rotor 12 e que compreende um corpo em forma de um pacote de chapas dotado de entalhes, por exemplo do tipo semi-fechado, para a montagem de uma bobina de estator que forma de um lado e de outro do estator 16 em cada extremidade axial desse último um novelo.

Essa bobina de estator 18 compreende por exemplo um jogo de enrolamentos trifásico em estrela ou em triângulo, cujas saídas são ligadas a uma ponte retificadora (não representada) que compreende elementos retificadores tais como diodos ou transistores do tipo MOSFET, notadamente quando a máquina é do tipo reversível e consiste em um alternador-motor de arranque como por exemplo no documento FR-A-2.745.445 (US-A- 6.002.219).

Os enrolamentos são obtidos com o auxílio de um fio contínuo, eletricamente condutor, revestido de uma camada isolante e montado nos entalhes em questão do corpo do estator 16.

De acordo com uma variante não representada, para um melhor preenchimento dos entalhes do corpo do estator 16, os enrolamentos são realizados com o auxílio de condutores em forma de barras, tal como grampos, ligados entre si por exemplo por soldagem.

De acordo com uma outra variante não representada, para reduzir a taxa de ondulação e os ruídos magnéticos, a bobina de estator 18 compreende dois jogos de enrolamentos trifásicos para formar um dispositivo de enrolamentos compósitos de estator, os enrolamentos sendo deslocados de trinta graus elétricos como descrito por exemplo nos documentos US-A1- 2002/0175589, EP-0.454.039 e FR-A-2.784.248. Nesse caso são previstas duas pontes retificadoras e todas as combinações de enrolamentos trifásicos em estrela e/ou em triângulo são possíveis. Em variante a bobina do estator é do tipo pentafásico.

De uma maneira geral o alternador é do tipo polifásico e a ou as pontes retificadoras permitem notadamente retificar a corrente alternada produzida nos enrolamentos do estator 16 em uma corrente contínua notadamente para carregar a bateria (não representada) do veículo automotivo e alimentar as cargas e os consumidores elétricos da rede de borda do veículo automotivo.

O rotor 12 é realizado no exemplo representado sob a forma de um rotor de garras, como descrito por exemplo nos documentos US-Al- 2002/0175589 e EP-A1-0.454.039, que compreende duas rodas polares 20, 22, aqui axialmente justapostas e que apresentam cada uma delas um flange transversal 24 de forma anular provido em sua periferia exterior de garras 26.

Cada garra 26 compreende um segmento de enraizamento 28 de orientação transversal no plano do flange 24 em questão. Esse segmento de enraizamento 28 é prolongado em sua periferia exterior por um dente 30 de orientação globalmente axial.

Um entreferro anular existe entre a face periférica exterior 32 dos dentes 30 e a periferia interior do corpo do estator 16.

Os dentes 30 são globalmente de forma trapezoidal ou triangular e são dirigidos axialmente para o flange 24 da outra roda polar 20, 22, o dente 30 de uma roda polar 20, 22 penetrando no espaço que existe entre dois dentes 30 adjacentes da outra roda polar 20, 22, de modo que os dentes 30 das rodas polares 20, 22 sejam imbricados.

Uma bobina de excitação 34 é implantada axialmente entre os flanges 24 das rodas polares 20, 22. Ela é levada por uma parte de rotor 12 em forma de um núcleo anular cilíndrico 36 coaxial à árvore 14, que compreende uma perfuração central 37. O núcleo 16 é aqui constituído por dois segmentos axialmente distintos dos quais cada um deles é realizado moldado solidariamente com uma roda polar 20, 22 associada como representado na figura 1.

De acordo com uma variante não representada, o núcleo central 36 é constituído por uma só peça e ele é distinto das rodas polares 20, 22 que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo 36.

Na seqüência da descrição, o termo "bobina" sem qualificativo será compreendido com a bobina de excitação 34 e não como a bobina de estator 18.

A bobina 34 é portanto implantada no espaço delimitado radialmente pelas garras 26 das rodas polares 20, 22 e o núcleo central 36.

As rodas polares 20, 22 e o núcleo 36 são de preferência feitos de matéria ferromagnética e são atravessados de maneira coaxial pela árvore de rotor 14 também feita de material ferromagnético. Para isso, cada roda polar 20, 22 compreende uma perfuração central 38 que atravessa axialmente o flange 24 e prolonga a perfuração 37 da parte do núcleo 36 em questão.

O fio da bobina de excitação 34 é na figura 1 bobinado sobre um suporte feito de matéria eletricamente isolante (não representado) montado, de preferência à força, na periferia exterior do núcleo 36.

Esse suporte tem aqui uma seção globalmente em forma de U para isolar a bobina 34 dos flanges 24 das rodas 20, 22.

De acordo com uma variante não representada, quando o núcleo 36 é feito em uma parte, o fio da bobina 34 é bobinado sobre um isolante fixado no núcleo 36 e é conformado para evitar qualquer contato com os flanges 24 e os dentes 30 das rodas polares 20, 22.

Quando a bobina de excitação 34 é ativada, quer dizer alimentada eletricamente, as rodas polares 20, 22 e o núcleo 35, que são realizados em material ferromagnético, são magnetizados e o rotor 12 se torna um rotor indutor com formação de pólos magnéticos ao nível das garras 26 de dentes 30 das rodas polares 20, 22.

Esse rotor indutor 12 cria uma corrente induzida alternada no estator 16 induzido quando a árvore 14 gira.

A árvore 14 do rotor 12 leva em sua extremidade dianteira uma polia 40 que pertence a um dispositivo de transmissão de movimentos por intermédio de pelo menos uma correia (não representada) entre o alternador e o motor térmico do veículo automotivo, e ele leva em sua extremidade traseira 42 anéis coletores ligados por ligações filares (não representadas) nas extremidades da bobina de excitação 34 do rotor 12.

Escovas pertencem a um porta-escovas representado de modo geral com a referência 44 e elas são dispostas de modo a atritar sobre os anéis coletores 42, a fim de alimentar a bobina 34 com corrente elétrica. O porta- escovas 44 é ligado a um regulador de tensão (não representado).

O cárter 10 é aqui feito de duas partes, a saber um mancai dianteiro 46 adjacente à polia 40 e um mancai traseiro 48 que leva o porta- escovas 44 e na maior parte das vezes a ou as pontes retificadoras e o regulador de tensão. Os mancais 46, 48 têm uma forma vazada e levam cada um deles centralmente um rolamento de esferas respectivamente 50 e 52 para a montagem com rotação da árvore 14 do rotor 12.

O alternador compreende também meios para seu resfriamento.

Por exemplo, como ilustrado na figura 1, os mancais 46, 48 são perfurados para permitir o resfriamento do alternador por circulação de ar. Com essa finalidade, o rotor 12 leva pelo menos em uma de suas extremidades axiais um ventilador destinado a assegurar essa circulação de ar. No exemplo representado, um primeiro ventilador 54 é previsto na face frontal dianteira do rotor 12 e um segundo ventilador 56, mais potente, na face traseira do rotor 12. Cada ventilador 54, 56 é provido de uma pluralidade de pás 58, 60 que são fixadas nas faces radiais externas dos flanges 24.

De acordo com uma variante não representada, o alternador pode também ser resfriado por um fluido portador de calor, o cárter 10 sendo então configurado para compreender um canal de circulação apropriado do fluido portador de calor.

Deve ser notado que no exemplo de realização descrito o rotor 12 compreende oito dentes 30 por roda polar e portanto oito pares de pólos. São portanto previstos quarenta e oito entalhes no corpo do estator no caso no qual é previsto um jogo de enrolamentos trifásicos ou dois jogos de enrolamentos trifásicos como descrito no documento FR-A-2.737.063 pirecitado, ou noventa e seis entalhes nas soluções descritas nos documentos US-A1-2002/0175589 e EP-A1-0.454.039 precitados. Naturalmente o rotor 12 pode, de acordo com as aplicações, compreender um número diferente de pares de pólos. Por exemplo cada roda polar pode compreender em variante seis dentes de modo que o rotor compreende seis pares de pólos e o estator 36 ou 72 entalhes.

De acordo com uma variante não representada, os desempenhos da máquina, a saber sua potência e seu rendimento, podem ainda ser aumentados utilizando-se para isso um rotor 12 que compreende, de modo conhecido e por exemplo descrito na patente francesa FR-2.784.248, um certo número de ímãs permanentes interpostos entre dois dentes 30 adjacentes na periferia do estator 16, escolhendo-se o número desses ímãs de modo que ele seja igual ou inferior ao número de pólos do rotor e que sua disposição seja simétrica em relação ao eixo do rotor. São por exemplo previstos quatro, seis ou oito pares de ímãs para oito pares de pólos.

De modo conhecido, a árvore 14 compreende segmentos de seção radial não lisa 57 de acionamento, que são aqui segmentos recartilhados aqui com estrias axiais, como visível na figura 1, para fixação e acionamento das rodas polares 20, 22 e do núcleo 36. As rodas polares 20, 22 e o núcleo 36 são assim montados por enfiamento à força na árvore 14 mais dura, de modo que essa última por intermédio de suas estrias, talha sulcos na perfuração central das rodas polares 20, 22 e no núcleo 36 por ocasião do enfiamento à força dos mesmos para solidarização em rotação da árvore com o núcleo 36 e as rodas 20, 22.

Como descrito precedentemente, uma tal concepção do rotor 12 apresenta problemas por ocasião da realização do rotor 12.

A invenção propõe portanto um rotor 12, como representado nas figuras 2 a 6, que compreende pelo menos uma luva intermediária 58 que é interposta radialmente entre cada roda polar 20, 22 e a árvore central 14, e na qual é montada a dita roda polar.

Nas figuras 2 a 5 o segmento de acionamento 57 é enfiado à força em uma perfuração de fixação 59 realizada na luva intermediária 58 distinta da árvore 14.

No modo de realização da figura 6 a árvore é enfiada axialmente à força em uma perfuração de fixação realizada no núcleo, a luva intermediária sendo proveniente da árvore e deslocada axialmente em relação à perfuração de fixação.

Nas figuras 2 a 5 a luva intermediária 58 é interposta radialmente entre o segmento de acionamento 57 não liso da árvore central 14 e a perfuração de fixação 38 de pelo menos uma roda polar 20, 22. Essa luva intermediária compreende, de maneira descrita abaixo, uma face de apoio cilíndrica 60 coaxial à árvore 14 e que é recebida em uma perfuração cilíndrica complementar central 38, 138 da roda polar 20, 22 associada de maneira a posicionar a roda polar coaxialmente à árvore 14.

O segmento 57 é aqui dotado de relevos de modo que ele é não liso como na figura 1. Os relevos consistem aqui em um recartilhamento com estrias como na figura 1.

De acordo com um primeiro modo de realização da invenção que é representado na figura 2, o rotor 12 é similar ao rotor 12 representado na figura 1. O rotor 12 compreende assim uma árvore central 14, duas rodas polares 20, 22 que são dispostas axialmente de um lado e de outro de um núcleo 36, e uma bobina de excitação 34 que se estende radialmente em torno do núcleo 36.

Entretanto, o rotor 12 compreende aqui uma luva intermediária 58 que compreende uma perfuração central de fixação 59. Os segmentos de acionamento 57 da árvore 14 são enfiados com força na perfuração de fixação 59 da luva 58.

Esses segmentos 57 compreendem relevos sob a forma de estrias que pertencem a um recartilhamento.

A luva 58 compreende uma face de apoio 60 cilíndrica, aqui de orientação axial, que se confunde aqui com a superfície cilíndrica periférica exterior da luva 58. A face de apoio 60, que é graças à invenção coaxial de maneira descrita abaixo ao eixo de rotação da árvore 14, é destinada a receber as rodas polares 20, 22.

De acordo com esse modo de realização da invenção, a luva 58 é também enfiada no núcleo 36, de maneira que o núcleo 58 seja interposto radialmente entre a árvore 14 e o núcleo 36 aqui feito em dois segmentos, quer dizer em duas metades, dos quais cada um deles é moldado solidariamente com sua roda polar 20, 22 associada.

Para isso, a seção radial da face de apoio cilíndrica 60 tem uma forma complementar da seção radial da perfuração central 38 das rodas polares 20, 22. Mais especialmente, a face de apoio 60 tem em seção radial uma forma circular e está em contato estreito com a periferia interna das rodas polares 22, 24 que delimita a perfuração central 38 de orientação axial, que é portanto coaxial ao eixo da árvore 14.

A face de apoio cilíndrica 60 da luva 58 é enfiada em cada perfuração central 38 das rodas polares 20, 22, e em conseqüência disso na perfuração central do núcleo 36, aqui feito em duas metades e que é portanto realizado moldado solidariamente com as rodas polares 20, 22, de maneira que a luva 58 seja interposta radialmente entre o segmento de acionamento 57 da árvore 14 e as rodas polares 20, 22. Aqui, a luva 58 é também interposta radialmente entre o segmento de acionamento 57 e o núcleo 36.

Mais precisamente nas figuras 2 e 3, como na figura 1, são previstos dois segmentos de acionamento 57 de comprimento axial diferente, a saber um segmento dianteiro mais longo do que um segmento traseiro.

A extremidade axial dianteira do segmento dianteiro 57 se estende saliente axialmente em relação à extremidade axial dianteira da roda polar dianteira 20 e da luva 58. Esse segmento dianteiro se estende na parte de trás por sua extremidade traseira globalmente até a face radial interna 62 da metade de núcleo 36 proveniente da roda polar dianteira 20 e que constitui a extremidade axial traseira dessa metade de núcleo e da roda polar dianteira.

A extremidade axial dianteira do segmento de acionamento traseiro 57 se estende axialmente em recuo em relação à face radial interna 64 da metade de núcleo 36 proveniente da roda polar traseira 22 e que constitui a extremidade axial dianteira dessa metade de núcleo e da roda polar traseira 22.

A extremidade traseira desse segmento traseiro 57 se estende globalmente até um ressalto 114 que pertence, como na figura 1, a um colar da árvore 14 próximo dos anéis 42 e portanto da extremidade traseira da árvore 14.

Naturalmente em variante o segmento de acionamento traseiro é suprimido tudo isso dependendo do torque a transmitir.

A extremidade traseira da luva 58 está apoiada sobre o ressalto 114, mais precisamente sobre a face dianteira do colar 114. A extremidade dianteira da luva 58 é destinada a vir se apoiar sobre a travessa anular 150 da figura 1 interposta axialmente entre a extremidade dianteira da luva 58 e o rolamento 50.

A luva 58 é portanto destinada a ser montada com aperto axial entre o ressalto 114 e a travessa 150 de modo que ela permite diminuir as pressões nas rodas polares 20, 22.

Nesse exemplo de realização enfia-se a extremidade dianteira da árvore 14 na luva 58 de acordo com um processo descrito abaixo. O colar 114 limita o movimento axial relativo da árvore em relação à luva 58 e tem aqui um diâmetro externo inferior àquele da luva 58 de forma tubular nas figuras 2 e 3.

O comprimento axial da luva 58 é pelo menos igual à soma dos comprimentos axiais do núcleo 36 e das perfurações de fixação 38 de cada roda polar 20, 22. Aqui, cada extremidade axial da luva 58 se estende no mesmo plano radial que a face radial externa do flange 24 da roda polar 20, 22 associada.

Será notado que a travessa 150, em variante, pode também vir se apoiar sobre a periferia interna do flange 24 da roda polar dianteira 20.

A luva 58 é aqui constituída por uma peça única. No entanto, o rotor 12 pode também compreender uma pluralidade de luvas 58 que são dispostas ponta com ponta em torno da árvore 14.

Vantajosamente, a luva 58 é realizada em uma matéria ferromagnética, e de preferência na mesma matéria que as rodas polares 20, 22 e o núcleo 36.

O rotor 12 compreende também meios de posicionamento axial das rodas polares 20, 22 uma em relação à outra axialmente ao longo da árvore 14.

No primeiro modo de realização, o posicionamento axial das rodas polares 20, 22 é realizado pelas faces radiais internas 62, 64 confrontantes de cada metade de núcleo 36. Essas faces 62, 64 delimitam respectivamente a extremidade axial traseira da roda polar 20 e a extremidade axial dianteira da roda polar 22. De fato, por ocasião da montagem das rodas polares 20, 22 na árvore 14, as faces radiais internas 62, 64 de cada metade de núcleo 36 estão em batente uma contra a outra permitindo assim o posicionamento axial das rodas polares 20, 22.

Será notado que cada roda polar 20, 22 compreende respectivamente em sua extremidade axial traseira e em sua extremidade axial dianteira um chanfro de montagem para facilitar sua montagem na luva 58. Esses chanfros são vantajosamente contínuos.

Em variante as rodas polares são desprovidas de chanfro de montagem.

Por outro lado, o rotor 12 compreende meios para solidarizar em rotação as rodas polares 20, 22 com a luva intermediária 58 que é ela própria solidária em rotação com aqui os segmentos de acionamento 57 da árvore 14.

Aqui (figura 2 a 4) cada roda polar 20, 22 compreende também respectivamente em sua extremidade axial dianteira e em sua extremidade axial traseira um chanfro de solidarização 66.

Como representado nas figuras 2 e 3, cada roda polar 20, 22 compreende portanto dois chanfros a saber um chanfro 66 de solidarização e um chanfro contínuo de montagem.

Assim, pelo menos um arco de círculo externo da perfuração central 38 de cada roda polar 20, 22 compreende um chanfro 66 de solidarização.

Como representado na figura 4, o chanfro 66 de solidarização é próprio para receber por engaste uma parte de matéria deformada da luva 58. Para isso, a luva 58 é vantajosamente realizada em uma matéria ferromagnética dúctil tal como o ferro doce que é especialmente adaptado ao engaste. A dureza da luva é inferior à dureza da árvore central 14 feita de matéria ferromagnética.

Além disso, cada chanfro 66 é aqui feito de duas partes anulares, globalmente semicirculares, delimitadas angularmente por duas faces radiais de extremidade 68 que permitem bloquear em rotação em torno da árvore 14 as rodas polares 20, 22 em relação à luva 58. É portanto essencial para solidarizar cada roda polar 20, 22 e a luva 58 em rotação, que cada parte anular de chanfro 66 só se estenda em um arco do perímetro da perfuração central 38 de cada roda polar 20, 22 e não em todo o perímetro da perfuração 38.

Cada parte anular de chanfro 66 é preenchida pela matéria da luva 58, que flui, em conseqüência da operação de engaste, nas cavidades constituídas pelo chanfro 66.

Em variante o chanfro 66 compreende um número de partes maior que dois, por exemplo 3 ou 4 partes.

O engaste permite também bloquear axialmente, quer dizer em translação, as rodas polares 20, 22 em relação à luva 58.

De acordo com uma variante não representada, da invenção, o chanfro de solidarização é substituído ou completado por entalhes nos quais a matéria da luva 58 flui. O comprimento circunferencial do chanfro 66 depende portanto das aplicações, notadamente da presença ou não de entalhes implantados entre cada parte de chanfro.

De acordo com uma variante não representada da invenção, inverte-se as estruturas de modo que o chanfro 66 em pelo menos duas partes e/ou os entalhes são levados por uma aresta externa de cada extremidade axial da face de apoio 60 da luva 58, e cada roda polar 20, 22 é engastada no chanfro 66 e/ou nos entalhes.

Nas figuras 2 a 4, graças à luva 58 controla-se de maneira precisa a espessura do rotor, quer dizer a distância entre a face dianteira da roda polar dianteira 20 e a face traseira da roda polar traseira 22.

De acordo com mais uma outra variante da invenção representada na figura 5, cada roda polar 20, 22 é fixada a sua luva 58 intermediária por soldagem. Assim, uma soldadura 69, de preferência contínua, é realizada entre o perímetro da aresta externa da perfuração central 38 da roda polar 20, 22 e a luva 58 em questão. E possível por exemplo realizar uma soldagem do tipo TIG ou uma soldagem do tipo laser.

Será notado que, em relação ao modo de realização das figuras 2 e 3, o núcleo 36 é nesse caso integrado à luva e constitui a parte central dessa última.

Mais precisamente nesse modo de realização é previsto um cubo 158 que substitui a luva 58 e o núcleo 36 das figuras 2 e 3. Esse cubo 158 compreende um núcleo central 36 que se estende portanto em saliência radial em relação a uma luva intermediária dianteira 58 e a uma luva intermediária 58 traseira.

A luva dianteira 58 é dedicada à montagem da roda polar dianteira 20 e a luva traseira 58 à montagem da roda polar traseira 22.

Essas luvas intermediárias 58 são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo 36.

As rodas polares 20, 22 são assim simplificadas e a perfuração central, referenciada aqui em 138, de cada roda polar é mais curta axialmente do que a perfuração central 38 das figuras 2 e 3 visto que ela afeta unicamente o flange 24 de cada roda polar.

Por outro lado, para um mesmo diâmetro exterior do rotor, a altura dos flanges 24 das rodas polares 20, 22 é reduzida visto que nesse modo de realização o diâmetro exterior das faces de apoio 60 é superior àquele das figuras 2 e 3.

Será apreciado que nesse modo de realização controla-se ainda de maneira mais precisa a espessura do rotor.

Também será apreciado que a bobina de excitação 34 é bem poupada pois a distância entre as rodas polares é precisa, as rodas polares estando em apoio contra as faces radiais de extremidades 70, 72 salientes do núcleo 36.

Por outro lado a periferia externa do núcleo 36 pode ter uma forma qualquer, por exemplo uma forma cilíndrica, retangular ou poligonal.

Naturalmente nas figuras 2 a 4 é possível fixar as rodas polares na luva por soldagem. Do mesmo modo na figura 5 é possível fixar as rodas polares na luva por engaste.

A invenção propõe também um processo de construção de um tal rotor 12.

Na seqüência, as etapas descritas e as operações que as constituem serão numeradas por razões de clareza da descrição, no entanto, essas etapas e essas operações poderão ser realizadas em qualquer ordem a menos que isso seja mencionado de outro modo.

De acordo com os ensinamentos da invenção, o processo de construção do rotor 12 das figuras 2 e 3 compreende uma primeira etapa El de montagem da luva intermediária 58 que é prévia à montagem de cada roda polar 20, 22.

A etapa El de montagem da luva 58 consiste em enfiar axialmente à força o ou os segmentos de acionamento 57 da árvore 14 na perfuração de fixação 59 da luva até que o colar 114 venha em batente na luva 58.

Enfia-se aqui pela frente a árvore 14 na perfuração 59 para talhar sulcos nessa última com o auxílio dos relevos, aqui em forma de estrias, do ou dos segmentos 57.

Esse enfiamento é realizado com forças reduzidas em relação às forças empregadas na figura 1 de modo que poupa-se a extremidade traseira da árvore 14 de menor seção para a montagem dos anéis 42. Esses anéis, em um exemplo de realização pertencem a um coletor enfiado na extremidade traseira de diâmetro reduzido da árvore 14. Um tal coletor é descrito por exemplo no documento FR A 2 710 200 ao qual se referirá.

O processo de construção compreende também uma segunda etapa E2 de regulagem da concentricidade de cada roda polar 20, 22 em relação ao eixo de rotação da árvore 14.

Uma primeira operação E21 da etapa E2 é executada depois da primeira etapa El de montagem da luva 58.

Por ocasião dessa primeira operação E21, a face de apoio 60 da luva 58 é realizada antes da montagem de cada roda polar 20, 22. A face de apoio 60 é usinada na face periférica exterior da luva 58 de maneira que a face de apoio cilíndrica 60 seja concêntrica ao eixo de rotação da árvore 14.

Essa operação E21 permite corrigir os defeitos de concentricidade da face de apoio 60 da luva 58 em relação ao eixo de rotação da árvore 14, devidos à deformação plástica não homogênea da perfuração de fixação 59 da luva 58 em torno do ou dos segmentos de acionamento 57 com relevos, aqui recartilhado, da árvore 14.

Será apreciado que a luva 58 pode ser padronizada em diâmetro e portanto que uma união árvore 14-luva 58 pode servir para a montagem de rodas polares 20, 22 de diferentes tamanhos em diâmetro. O comprimento da luva 58 é facilmente ajustado em função das aplicações, a luva sendo obtida nas figuras 2 a 3 a partir de um tubo.

A segunda etapa de regulagem da concentricidade E2 compreende também uma segunda operação de usinagem E22 da perfuração central 38, de cada roda polar 20, 22, e uma terceira operação de usinagem E23 da face cilíndrica periférica exterior de cada roda polar 20, 22, quer dizer aqui da superfície exterior dos dentes 30 para definir um entreferro preciso entre o rotor e o estator da máquina elétrica giratória.

Essas duas ultimas operações E22, E23 permitem regular a concentricidade da face periférica exterior 32 de cada roda polar 20, 22 em relação à perfuração central 38 antes da montagem da roda polar 20, 22 na árvore 14. Essas operações de usinagem E22, E23 podem portanto ser realizadas sem risco de deteriorar a bobina 34. Além disso, é possível utilizar um lubrificante por ocasião dessas operações de usinagem, o que torna a usinagem mais rápida e menos onerosa.

E depois uma terceira etapa E3 de regulagem do posicionamento axial de cada roda polar 20, 22 uma em relação à outra é realizada. Essa terceira etapa E3 só compreende aqui uma operação de usinagem E31 da face radial interna do meio-núcleo 36 associado. Essa operação E31 permite regular o posicionamento axial das rodas polares 20, 22 uma em relação à outra.

Por ocasião de uma quarta etapa E4, a bobina 34 é posicionada sobre o núcleo 36, e depois uma quinta etapa de montagem das rodas polares 20, 22 é realizada.

Por ocasião dessas quinta etapa E5, a face de apoio 60 da luva 58 é enfiada na perfuração central 38 das rodas polares 20, 22 de maneira que as faces radiais internas 62, 64 de cada meio-núcleo 36 estejam em batente uma contra a outra. As rodas 20, 22 são assim prensadas uma contra a outra para assegurar a passagem de um fluxo magnético entre elas através de suas faces radiais internas 62, 64.

Essa quinta etapa E5 é executada depois das quatro primeiras etapas El, E2, E3, E4.

Finalmente, uma sexta etapa final E6 de solidarização é efetuada depois da etapa E5 de montagem de cada roda polar 20, 22. No decorrer dessa etapa E6, as rodas polares e a luva 58 são solidarizadas em rotação em torno do eixo da árvore 14 e em translação, por exemplo pr soldagem ou engaste.

De acordo com uma primeira variante, representada em pontilhados na figura 3, do primeiro modo de realização do rotor 12, o núcleo forma uma peça única 36 que é distinta das rodas polares 20, 22.

A luva 58 é interposta radialmente entre a árvore 14 e cada roda polar 20, 22 por um lado, e entre a árvore 14 e o núcleo 36 por outro lado. O núcleo 36 compreende duas faces radiais externas de extremidade, que delimitam as extremidades axiais desse último, contra cada uma das quais a face interna do flange 24 de cada roda polar 20, 22 é apoiada.

Nessa variante, o posicionamento axial de uma roda polar 20, 22 em relação à outra é realizado pela face radial interna de cada flange 24 que está em batente axialmente contra uma face radial externa confrontante do núcleo 36.

O processo de construção é modificado em conseqüência disso.

Assim, depois da colocação no lugar de maneira fácil da bobina 34 sobre o núcleo 36, a quinta etapa E5 é decomposta em uma etapa E51 de montagem do núcleo 36 na árvore 14 no decorrer da qual a luva 58 é enfiada no núcleo 36 e em uma etapa E52 de montagem de cada roda polar 20, 22.

De preferência, a etapa de montagem do núcleo E51 é realizada depois da primeira etapa El de montagem da luva 58 e antes da quinta etapa E52 de montagem de cada roda polar 20, 22.

Por outro lado, por ocasião da terceira etapa E3 de regulagem do posicionamento axial, a operação E31 de usinagem da face interna 62, 64 do meio-núcleo 36 é aqui substituída por uma operação de usinagem da face interna de cada flange 24.

Além disso, a fim de permitir um posicionamento axial preciso de uma roda em relação à outra, a terceira etapa de regulagem do posicionamento E3 compreende uma segunda operação de usinagem E32 de cada face radial externa de extremidade do núcleo 36.

E depois a etapa E52 de montagem de cada roda polar 20, 22 é executada, depois da execução das cinco primeiras etapas El, E51, E2, E3, E4. As rodas polares 20, 22 são enfiadas axialmente de um lado e de outro do núcleo 34 em porções de extremidade da face periférica 60 da luva 58 que formam assim faces de apoio cilíndricas próprias para receber as rodas polares 20, 22.

De acordo com um segundo modo de realização da invenção que é representado na figura 5, a árvore 14 é enfiada diretamente no cubo 158 e portanto na parte central desse último constituída pelo núcleo 36.

O rotor 12 compreende aqui, de maneira precitada, duas luvas intermediárias 58 que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo 36 e que são realizadas moldadas solidariamente com o núcleo 36, e nos quais o ou os segmentos de acionamento 57 da árvore 14 é ou são enfiados.

O diâmetro exterior do núcleo 36 é superior ao diâmetro exterior da face de apoio 60 de cada luva 58. Assim, o núcleo 36 compreende duas faces radiais externas de extremidade 70, 72 que são salientes radialmente em relação às luvas 58 e que delimitam as extremidades axiais do núcleo 36.

A face de apoio 60 de cada luva 58 é enfiada na perfuração central 138 da roda polar 20, 22 associada de maneira que a face radial interna 74 do flange 24 da roda polar 20, 22, que delimita respectivamente a extremidade axial traseira e a extremidade axial dianteira da roda polar 20, 22, esteja em batente contra a face radial externa 70, 72 saliente em frente ao núcleo 36. As rodas polares 20, 22 são assim posicionadas axialmente uma em relação à outra.

Em outros termos, as faces de apoio 60 são usinadas de maneira simples em cada face cilíndrica externa das porções de extremidade axial do cubo 158 que compreende o núcleo 36.

No modo de realização representado na figura 5, cada roda polar 20, 22 é fixada em sua luva intermediária 58 associada por soldagem 69. Para isso, dois chanfros 76, 78 são realizados de maneira coincidente respectivamente na face radial externa do flange 24 da roda polar 20, 22 e na face radial externa da luva 58 associada.

De acordo com uma variante representada na figura 4, a solidarização entre cada roda polar 20, 22 e sua luva 58 é efetuada por engaste.

O processo de construção precedentemente descrito é modificado para ser adaptado a esse segundo modo de realização da invenção.

Assim, a quinta etapa E5 é decomposta em uma etapa E51 de montagem do núcleo 36 na árvore 14 no decorrer da qual a luva 58 é enfiada no núcleo 36 e em uma etapa E52 de montagem de cada roda polar 20, 22.

No entanto, a etapa E51 de montagem do núcleo é realizada de maneira concomitante à primeira etapa El de montagem da luva pois as luvas 58 e o núcleo 36 formam uma peça única em forma de cubo 158.

A etapa de montagem do núcleo E51 é portanto realizada antes da quinta etapa E52 de montagem de cada roda polar 20, 22.

Por outro lado, por ocasião da terceira etapa E3 de regulagem do posicionamento axial, a operação E31 de usinagem da face interna 62, 64 do meio-núcleo 36 é aqui substituída por uma operação de usinagem da face interna de cada flange 24.

Além disso, a fim de permitir um posicionamento axial preciso de uma roda em relação à outra, a terceira etapa de regulagem do posicionamento E3 compreende uma segunda operação de usinagem E32 de cada face radial externa de extremidade do núcleo 36.

Vantajosamente a segunda operação de usinagem E32 do núcleo 36 é realizada depois da etapa E51 de montagem do núcleo 36. De fato, por ocasião do enfiamento à força da luva 58 no núcleo 36, cada face de extremidade do núcleo 36 é suscetível de ser deformada. Também, a fim de garantir um posicionamento axial preciso das rodas polares 20, 22 e a fim de permitir um contato ótimo entre cada roa polar 20, 22 e o núcleo 36, é preferível realizar a usinagem do núcleo 36 depois de sua montagem na luva 58.

E depois a etapa E52 de montagem de cada roda polar 20, 22 é executada, depois da execução das cinco primeiras etapas El, E51, E2,E3, E4. As rodas polares 20, 22 são enfiadas axialmente de um lado e de outro do núcleo 34 em porções de extremidade da face periférica 60 da luva 58 que formam assim faces de apoio cilíndricas próprias para receber as rodas polares 20, 22.

De acordo com uma variante não representada do rotor 12, o núcleo 36 e as duas luvas 58 são elementos distintos. A árvore 14 é portanto enfiada diretamente no núcleo 36, e os segmentos de acionamento 57 da árvore 14 são enfiados à força nas luvas 58, que são repartidas axialmente de um lado e de outro do núcleo 36.

A árvore 14 compreende em um modo de realização um segmento liso entre seus dois segmentos de acionamento 57 associados às luvas 56. Esse segmento liso serve como centralizador para o núcleo 36, a periferia externa do segmento liso da árvore estando em contato estreito com a periferia interna do núcleo 36 delimitada pela perfuração interna do núcleo 36.

Será notado que os segmentos de acionamento 57 são mais curtos axialmente que nos modos de realização das figuras 2, 3 e 5 de modo que as luvas 58 são menos deformadas que nessas figuras.

O processo de construção dessa variante é similar ao processo de construção da segunda variante do primeiro modo de realização. Entretanto, a etapa E5ter de montagem do núcleo 36 precede aqui a primeira etapa El de montagem da luva 58 pois o núcleo 36 é montado diretamente na árvore 14, e não na luva 58 como é o caso no primeiro modo de realização.

Em um terceiro modo de realização representado na figura 6, os dois segmentos de acionamento 157, 257 da árvore central 14 são mais curtos axialmente como na variante precitada e, como nas figuras 2 e 3, o núcleo do rotor de garras 12 compreende dois segmentos 36a, 36b.

A cada segmento de núcleo 36a, 36b é associada uma luva respectivamente 258, 358.

As luvas 258, 358 são exteriormente lisas e são solidárias, com a árvore central 14. Essas luvas 258, 358 são portanto provenientes da árvore 14 e têm diâmetros exteriores diferentes assim como os segmentos de acionamento 157, 257.

Cada segmento 157, 257 prolonga axialmente respectivamente a luva 258, 358.

O segmento 157 é adjacente ao colar 144.

O diâmetro exterior do segmento de acionamento 257 é globalmente igual ao diâmetro exterior da luva 258.

O diâmetro exterior da luva 258 é inferior ao diâmetro exterior do segmento de acionamento 157.

O diâmetro exterior da luva 358 é inferior ao diâmetro exterior do segmento 257 e é portanto inferior aos diâmetros exteriores da luva 258 e do segmento 157 de maior diâmetro exterior.

A árvore central 14 é portanto escalonada em diâmetro.

As perfurações internas dos segmentos 36a, 36b também são escalonadas em diâmetro.

Cada segmento de núcleo apresenta interiormente duas porções de diâmetro diferentes para operar junto respectivamente cada um delas com um dos segmentos 157, 257 e a luva associada 258, 358 da árvore 14.

Como visível nessa figura 6 o segmento 36b apresenta uma primeira porção de diâmetro interno inferior àquele de sua segunda porção. Essa primeira porção é delimitada centralmente por uma perfuração cilíndrica de centragem destinada a vir em contato estreito com a periferia externa lisa da luva 358 constituindo assim uma luva de centragem para o segmento 36b e a roda polar 20. A segunda porção desse segmento 36b é mais curta axialmente que a primeira porção e é destinada a vir se engatar com o segmento de acionamento 257 mais duro que o segmento de núcleo 36b de modo que por ocasião do enfiamento à força da árvore 14 no segmento 36b o segmento 257 talha sulcos na segunda porção para solidarização em rotação da árvore 14 com a roda 20. A segunda porção é portanto delimitada centralmente por uma perfuração de fixação.

Do mesmo modo o segmento 36a apresenta interiormente duas porções ditas terceira e quarta porção de diâmetro diferente. A terceira porção tem um diâmetro interno inferior àquele da quarta porção. Essa terceira porção é delimitada centralmente por uma perfuração cilíndrica de centragem destinada a vir em contato estreito com a periferia externa lisa da luva 258 constituindo assim uma luva de aperto para o segmento 36a e a roda polar 22. A quarta porção desse segmento 36a é mais curta axialmente que a terceira porção e é destinada a se engatar com o segmento de acionamento 357 mais duro que o segmento de núcleo 36a de modo que por ocasião do enfiamento à forma da árvore 14 no segmento 36a o segmento 357 talha sulcos na quarta porção para solidarização em rotação da árvore 14 com a roda 22. A quarta porção é portanto delimitada interiormente por uma perfuração de fixação.

Assim o diâmetro interno da primeira porção é inferior ao diâmetro interno da segunda porção globalmente igual ao diâmetro interno da terceira, que é inferior ao diâmetro interno da quarta porção.

Do que precede e da figura 6 resulta que cada luva intermediária 258, 358 compreende em sua periferia externa uma face de apoio cilíndrica coaxial à árvore central 14, que é associada a cada roda polar 20, 22,e que é recebida em uma perfuração cilíndrica complementar central da roda polar 20, 22 associada, de maneira a posicionar a roda polar 20, 22 associada coaxialmente à árvore 14.

Cada luva intermediárias 258, 358 é interposta radialmente entre o núcleo 36a, 36b da árvore 14.

Nessa figura 6 a segunda porção desemboca ao nível da face de extremidade interna 62 do segmento 36b enquanto que a quarta porção desemboca ao nível da face de extremidade externa do segmento 36a.

E prevista na extremidade dianteira da árvore 14 uma canelura 300.

Essa canelura 300 é em um modo de realização contínua.

Por ocasião de uma operação de engaste da face externa da roda polar 20 faz-se fluir em 301 a matéria da roda 20 nessa canelura 300 de modo que as rodas 20, 22 são bloqueadas no final axialmente entre o colar 114 e a matéria 301 da roda 20.

Assim são usinadas previamente as luvas 258 e 358 assim como as rodas polares 20, 22.

A etapa de montagem El das luvas 258, 358 consiste em realizar uma árvore monobloco com as luvas 258, 358.

A segunda etapa E2 de regulagem da concentricidade é mais fácil visto que a primeira operação E21 da etapa E2 consiste em usinar a periferia externa das luvas 258, 358 da árvore 14 monobloco, as etapas E22, E23, E3, E4 sendo realizadas de maneira precitada.

Será notado que por ocasião da etapa E23 são realizadas ranhuras helicoidais 302 na periferia externa do rotor 12 para cortar as correntes de Foucault desenvolvidas na face periférica exterior das rodas polares como descrito no documento FR 2 774 524. Naturalmente isso é aplicável aos outros modos de realizações.

A etapa E5 consiste em enfiar as luvas 258, 358 na perfuração central das rodas polares de maneira que as faces internas dos segmentos 36a, 36b estejam em batente uma contra a outra e prensadas para assegurar a passagem do fluxo magnético.

Essa etapa é realizada de maneira fácil pois a luva 358 e o segmento de acionamento 257 atravessam sem problema a perfuração central cilíndrica da roda polar 22, a luva 258 vindo em contato de centragem com a roda polar 22 antes que os segmentos de acionamento sejam enfiados à força na segunda e quarta porção das rodas 20, 22.

Depois é realizado o engaste na canelura 300, o colar 114 estando em batente sobre a roda 22 de modo que a etapa E6 é simplificada.

Para as necessidades da descrição, o rotor 12 foi descrito aqui disposto em um alternador. Entretanto, o rotor 12 não está limitado a essa aplicação.

Em um rotor realizado de acordo com o estado da técnica, a força que é necessária para montar as rodas polares diretamente no segmento de acionamento da árvore é muito elevada. Em conseqüência disso, a distância axial entre as duas rodas polares é mal controlada e é preciso prever um intervalo de tolerância largo.

Graças aos ensinamentos da invenção, a força suficiente para montar as rodas polares 20, 22 em sua luva intermediária associada 58 é suficientemente diminuída para diminuir sensivelmente esse intervalo de tolerância.

Em um rotor de acordo com o estado da técnica, é assim necessário prever uma folga importante entre cada extremidade axial da bobina e o flange de cada roda polar. O rotor 12 realizado de acordo com os ensinamentos da invenção permite obter um posicionamento axial mais preciso das rodas polares 20, 22 uma em relação à outra. E portanto possível implantar uma bobina 34 mais longa entre as duas rodas polares 20, 22 o que permite aumentar a potência do alternador.

Vantajosamente, a precisão da distância axial entre as duas rodas polares 20, 22 de um rotor 12 de acordo com a invenção é melhorada em relação àquela de um rotor de acordo com o estado da técnica. É assim possível prever uma bobina 34 que ocupe do melhor modo possível o espaço entre a periferia externa do núcleo 36 e as garras das rodas polares, notadamente no âmbito do modo de realização da figura 5.

É possível também ajustar melhor o comprimento axial do corpo do estator em relação ao comprimento axial entre as duas rodas polares.

Do mesmo modo, a distância axial entre as duas rodas polares 20, 22 sendo melhor controlada, um rotor 12 de acordo com os ensinamentos da invenção permite dispor nas duas extremidades do rotor 12 ventiladores mais potentes sem aumentar o volume axial do alternador. Assim o ventilador traseiro 56 da figura 1 é em variante um dispositivo de ventilação que compreende dois ventiladores superpostos como descrito por exemplo no documento WO 2004/106748 ao qual será feito referência. Esse dispositivo de ventilação de dois ventiladores superpostos permite resinar bem os novelos da bobina do estator 18, notadamente quando essa bobina 18 compreende de maneira precitada dois enrolamentos trifásicos em triângulo deslocados de 30/ e ligados cada um deles a uma ponte retificadora. Essa disposição associada com uma montagem de ímãs permanentes entre os dentes 30, cujo número de pares pode ser inferior ou igual ao número de pares de pólos do rotor, permite ajustar bem a curva característica do alternador (intensidade em função do número de rotações por minuto do alternador) de acordo com as aplicações.

Uma outra vantagem é que é também possível diminuir o volume axial do alternador.

É possível controlar melhor a relação entre o diâmetro externo do núcleo e o diâmetro externo do rotor.

De uma maneira geral controla-se melhor a potência do alternador e diminui-se as perdas dessa última.

Graças à invenção é possível não modificar a árvore 14 do rotor 12 e portanto utilizar uma árvore 14 do tipo padrão.

Do mesmo modo o núcleo 36 não é modificado de maneira profunda.

Naturalmente todas as combinações são possíveis. Assim na figura 5 a perfuração interna do cubo 158 pode ser configurada como aquela da figura 6 e portanto compreender quatro porções para receber a árvore 14 da figura 6.

A canelura 300 pode compreender setores anulares separados por tiras de matérias, cada setor sendo preenchido pela matéria da roda polar que flui depois da operação de engaste de modo que um bloqueio em rotação é realizado como nas figuras 3 e 4.

A presença do colar 114 não é obrigatória, o deslocamento da árvore podendo ser programado com o auxílio de um dispositivo.

Os segmentos de acionamento 57, 157, 257 podem ter uma outra forma e compreender por exemplo uma pluralidade de saliências.

Claims (20)

1. Rotor (12) de máquina elétrica giratória, que compreende: - uma árvore central (14); - um núcleo (36) anular coaxial à árvore (14); - uma bobina (34) que se estende radialmente em torno do núcleo (36); - e duas rodas polares (20, 22) que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo (36) e da bobina (34); do tipo no qual a árvore (14) compreende pelo menos um segmento de acionamento (57, 157, 257) do qual a seção, de acordo com um plano radial, é não lisa, e que é enfiado axialmente à força em uma perfuração de fixação (59) de pelo menos um componente (58, 36) do rotor (12) de maneira a solidarizar em rotação pelo menos as duas rodas polares (20, 22) do rotor (12) com árvore (14), caracterizado pelo fato de que ele compreende uma luva intermediária (58, 258, 358) que é interposta radialmente entre cada roda polar (20, 22) e a árvore central (14), e na qual é montada a dita roda polar (20, 22), e pelo fato de que o dito segmento (57) da árvore (14) é enfiado axialmente em uma perfuração de fixação (59) realizada na luva intermediária (58) ou no núcleo (36).

2. Rotor (12) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a luva intermediária (58) compreende uma face de apoio cilíndrica (60) coaxial à árvore central (14) que é associada a cada roda polar (20, 22), e que é recebida em uma perfuração (38, 138) cilíndrica complementar central da roda polar (20, 22) associada, de maneira a posicionar a roda polar (20, 22) associada coaxialmente à árvore (14).

3. Rotor (12) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a luva intermediária (58) é interposta radialmente entre o núcleo (36) e a árvore (14).

4. Rotor (12) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o núcleo (36) é pelo menos em parte formado moldado solidariamente com uma das rodas polares (20, 22).

5. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o núcleo (36) é realizado em pelo menos dois segmentos distintos axialmente e pelo fato de que cada segmento do núcleo (36) é formado moldado solidariamente com a roda polar (20, 22) adjacente.

6. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o núcleo (36) e as rodas polares (20, 22) são elementos distintos.

7. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende uma luva única (58).

8. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende uma pluralidade de luvas (58).

9. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a árvore (14) é enfiada diretamente no núcleo (36).

10. Rotor (12) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos duas luvas (58) das quais cada uma delas é associada a uma roda polar (20, 22) e que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo (36).

11. Rotor (12) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que as luvas (58) são realizadas moldadas solidariamente com o núcleo (36) para a formação de um único cubo (158).

12. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende meios (62, 64, 70, 72, 74) de posicionamento axial das rodas polares (20, 22) uma em relação à outra ao longo da árvore (14).

13. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que cada roda polar (20, 22) compreende uma face radial interna (74) que está em batente axialmente contra uma face radial externa (70, 72) confrontante do núcleo (36).

14. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende meios para solidarizar as rodas polares (20, 22) com a luva intermediária (58) em rotação em torno do eixo da árvore central (14).

15. Rotor (12) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a roda polar (20, 22) e a luva intermediária (58) são solidarizadas por soldagem.

16. Rotor (12) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a roda polar (20, 22) e a luva (58) são solidarizadas por engaste.

17. Processo de construção de um rotor (12) que compreende: - uma árvore central (14); - um núcleo (36) anular coaxial à árvore (14); - uma bobina (34) que se estende radialmente em torno do núcleo (36); - duas rodas polares (20, 22) que são dispostas axialmente de um lado e de outro do núcleo (36) e da bobina (34); do tipo no qual a árvore (14) compreende pelo menos um segmento de acionamento (57, 157, 257) do qual a seção, de acordo com um plano radial, é não lisa, e que é enfiado axialmente à força em uma perfuração de fixação (59) de pelo menos um componente (58, 36) do rotor (12) de maneira a solidarizar em rotação pelo menos as duas rodas polares (20, 22) do rotor (12) com árvore (14), e do tipo que compreende uma luva intermediária (58, 258, 358) que é interposta radialmente entre cada roda polar (20, 22) e a árvore central (14), e na qual é montada a dita roda polar (20, 22), o dito segmento (57) da árvore (14) sendo enfiado axialmente em uma perfuração de fixação (59) realizada na luva intermediária (58) ou no núcleo (36); o dito processo compreendendo: - uma etapa (E51) de montagem do núcleo (36); - uma etapa (E4) de montagem da bobina (34); - uma etapa (E5, E52) de montagem de cada roda polar (20, 22); - uma etapa (E2) de regulagem da concentricidade de cada roda polar (20, 22) em relação à árvore (14); - uma etapa (E3) de regulagem do posicionamento axial das rodas polares (20, 22) uma em relação à outra; caracterizado pelo fato de que ele compreende uma etapa (El) de montagem da luva intermediária (58) que é prévia à etapa (E5, E51) de montagem da ou das rodas (20, 22) associadas com a luva intermediária (58).

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de montagem consiste em enfiar axialmente à força o segmento de acionamento (57) na perfuração (59) da luva intermediária (58).

19. Processo de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a etapa de regulagem da concentricidade (E2) compreende uma primeira operação (E21) de usinagem da luva (58), para formar a ou as faces de apoio cilíndricas (60) próprias para receber cada roda polar (20, 22).

20. Processo de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a operação de usinagem da luva (E21) é realizada posteriormente à etapa de montagem da luva (El).