BRPI0923084B1

BRPI0923084B1 - Máquina elétrica com componentes que ficam protegidos contra acesso

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Publication number: BRPI0923084B1
Application number: BRPI0923084-0A
Authority: BR
Inventors: Vassilios Sekertzis; Lars Rudolph; Klaus Herbold; Gerlinde Weber; Daniel Amaral
Original assignee: Seg Automotive Germany Gmbh
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2020-03-03
Also published as: CN102257703B; US20110285230A1; EP2380258A1; MX2011006563A; DE102008054959A1; CN102257703A; EP2380258B2; EP2380258B1; ES2528214T5; WO2010069693A1; US8907537B2; ES2528214T3

Abstract

máquina elétrica com componentes que ficam protegidos contra acesso a invenção refere-se a uma máquina elétrica, especialmente gerador de corrente alternada, que pode ser projetado, por exemplo, como gerador trifásico, com componentes – de preferência elétricos – que ficam protegidos contra um acesso, sendo que para isso serve uma tampa de proteção (47), a qual está fixada por meio de pelo menos uma região de engate (103), sendo que a região de engate (103) apresenta um gancho de engate (92) com uma raiz de gancho de engate (106), sendo que entre o gancho de engate (92) e a raiz de gancho de engate (106) encontra-se uma região de flexão (109), sendo que a região de flexão (109) apresenta uma superfície curvada (112, 115).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÁQUINA ELÉTRICA COM COMPONENTES QUE FICAM PROTEGIDOS CONTRA ACESSO.

Estado da Técnica [001] Pelo pedido de patente europeu EP 155 1092 A2 conhecese um gerador trifásico com uma tampa de proteção, a qual, por um lado, é fixada a uma placa de conexões e, por outro lado, deve ser fixada a uma caixa de regulador por meio de ganchos de engate.

[002] Além disso, a partir de nossa casa conhece-se um tipo de construção de gerador que é conhecido como um assim chamado gerador LIC. Esse gerador é distribuído mundialmente e apresenta uma tampa de proteção, que se acha fixada a um retificador por meio de ganchos de engate e vários parafusos.

[003] Frente a isso, coloca-se o objetivo de configurar os ganchos de engate ainda mais estáveis e menos flexíveis do que era o caso. Evidência da Invenção [004] Com a solução aqui proposta pretende-se que uma força para a flexão do gancho de engate seja aumentada e, com isso, seja melhorada uma segurança de retenção. Para isso é previsto que a região de flexão do gancho de engate apresente uma superfície curvada. Em função dessa superfície curvada, ao ocorrer a flexão é gerado um estado de tensão de vários eixos, o qual, por fim, provoca uma resistência particularmente alta contra flexão, respectivamente flexão da região de flexão. Segundo uma outra configuração da invenção, é previsto que a superfície curvada tenha forma de calha, isto é, de preferência, em forma cilíndrica oca ou, eventualmente, forma angulosa. Devido a esses formatos da superfície, obtém-se um efeito de entalhe relativamente pequeno e, com isso, uma alta durabilidade da região de flexão. Além disso, é previsto que a superfície seja curvada no lado em que se encontra uma superfície de engate traseiro do gancho de engaPetição 870190047931, de 22/05/2019, pág. 3/23

2/11 te. Isso tem a vantagem de que no caso de processos de resfriamento (moldagem por injeção da tampa de proteção a alta temperatura) irregulares, quase nunca evitáveis, o gancho de engate não se alinha de tal forma que resulte uma deflexão para longe do ponto a ser engatado. Com isso, se obtém uma maior segurança de operação.

[005] Segundo uma outra configuração da invenção, é previsto que a superfície curvada se estenda por uma extensão de arco entre 60 e 150°.

[006] Uma configuração particularmente econômica quanto ao espaço de gancho de engate e de contrapeça onde é retido o gancho de engate é obtida na medida em que o gancho de engate por trás em uma contrapeça com forma cilíndrica.

[007] Se a contrapeça apresentar um encaixe de pino, que, de preferência, tenha uma rosca interna, então, por um lado, será possível adicionalmente um modo de fixação compacto e com economia de espaço por meio de um pino de segurança, que pode ser concretizado, por exemplo, como parafuso.

[008] É previsto que a tampa de proteção repouse sobre o encaixe de pino e fique retida entre uma cabeça de pino e uma contrapeça. Devido a isso, torna-se possível um modo de fixação compacto em seu conjunto. Se uma superfície de apoio da tampa de proteção tiver forma de segmento anelar, então haverá a possibilidade de se obter uma configuração econômica através de inserções de formas simples em uma forma de moldagem por injeção. Nesse caso, a superfície de apoio é a superfície sobre a qual repousa um pino de aparafusar, respectivamente uma cabeça de pino, com sua superfície de apoio, repousa sobre a tampa de proteção.

[009] De acordo com uma outra configuração da invenção, é previsto que a superfície de engate traseiro do gancho de engate e a superfície de apoio estejam estendidas, somadas, por no máximo 360

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3/11 graus angulares. Isso evita dispositivos complicados de técnica de moldagem por injeção (cortes traseiros complicados, que só podem ser obtidos através de elementos corrediços transversais extremamente caros) e, por outro lado, possibilita uma configuração simples de uma forma de moldagem por injeção nessa região através de inserções, cuja forma básica seja cilíndrica.

Breves Descrições dos Desenhos [0010] A seguir, a invenção será explicada detalhadamente com base nas figuras. Mostra-se:

Figura 1: um corte longitudinal através de uma máquina elétrica;

Figura 2: uma vista espacial sobre uma tampa de proteção;

Figura 3: uma vista de cima sobre a tampa de proteção da figura 2;

Figura 4a: um corte segundo uma marcação na figura 2;

Figura 4b: um corte segundo uma marcação na figura 4a;

Figura 5: uma vista espacial do encaixe de pino com a contrapeça;

Figura 6: um corte parcial através do encaixe de pino e da tampa de proteção com um pino.

Formas de Execução da Invenção [0011] Na figura 1 é mostrado um corte transversal através de uma máquina elétrica 10, aqui na forma de execução como gerador, respectivamente gerador de corrente alternada, especialmente gerador trifásico para veículos automotores. Essa máquina elétrica 10 apresenta, entre outras, uma caixa 13 de duas partes, a qual é constituída de um primeiro console de mancal 13.1 e um segundo console de mancal 13.2. O console de mancal 13.1 e o console de mancal 13.2 alojam em si um assim chamado estator 16, o qual, por um lado, é constituído por um ferro de estator 17 essencialmente em forma de anel circular e em

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4/11 cuja ranhura dirigida radialmente para dentro e estendida axialmente acha-se inserido um enrolamento de estator 18. Esse estator anelar 16, com sua superfície ranhurada radialmente para dentro, circunda um rotor 20 que está configurado como rotor de polos de garras. O rotor 20 é constituído, entre outras, por duas platinas de polos de garras 22 e 23, em cuja circunferência externa estão respectivamente dispostos dedos de polos de garras 24e 25 que se estendem em direção axial. As duas platinas de polos de garras 22 e 23 estão dispostas no rotor 20 de um modo tal que seus dedos de polos de garras 24, respectivamente 25, estendidos em direção axial, se alternem mutuamente na circunferência do rotor 20. Devido a isso resultam espaços intermediários magneticamente necessários entre os dedos de polos de garras 24 e 25 magnetizados um contra o outro, os quais são designados por espaços intermediários de polos de garras. O rotor 20 está apoiado giratoriamente por meio de um eixo 27 e por um respectivo mancal de rolamento 28, localizado sobre cada um dos lados de rotor, nos respectivos consoles de mancal 13.1, respectivamente 13.2.

[0012] O rotor 20 apresenta, no total, duas superfícies frontais axiais, nas quais está fixado respectivamente um ventilador 30. Esse ventilador 30 consiste, no essencial, em uma seção em forma de placa, respectivamente em forma de disco, a partir da qual saem pás de ventilador de um modo já conhecido. Esses ventiladores 30 servem para, através de aberturas 40 nos consoles de mancal 13.1 e 13.2, possibilitar uma troca de ar entre o lado externo da máquina elétrica 10 e o espaço interno da máquina elétrica 10. Para tanto, as aberturas 40 são previstas, no essencial, nas extremidades axiais dos consoles de mancal 13.1 e 13.2, através dos quais e por meio do ventilador 30 ocorre uma aspiração de ar frio para o espaço interno da máquina elétrica 10. Esse ar frio é acelerado radialmente para fora através da rotação dos ventiladores 30, de tal modo que ele possa passar através

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5/11 do beiral de enrolamento 45 que é permeável ao ar frio. Devido a esse efeito, o beiral de enrolamento 45 é resfriado. Depois de passar através do beiral de enrolamento 45, respectivamente depois de percorrer esse beiral de enrolamento 45, o ar frio toma um curso radial para fora, através de aberturas não mostradas nessa figura 1.

[0013] Na figura 1, no lado direito, encontra-se uma tampa de proteção 47 que protege diferentes componentes contra influências externas. Essa tampa de proteção 47 protege, por exemplo, um assim chamado conjunto de anel de fricção 49, que serve para abastecer um enrolamento de excitação 51 com corrente de excitação. Em torno desse conjunto de anel de fricção 49 acha-se disposto um corpo de resfriamento 53, que aqui atua como um corpo de resfriamento positivo. Como o assim chamado corpo de resfriamento negativo, atua o console de mancal 13.2. Entre o console de mancal 13.2 e o corpo de resfriamento 53 acha-se disposta uma placa de conexão 56, que serve para conectar entre si diodos negativos 58, dispostos no console de mancal 13.2, e diodos positivos, não mostrados aqui nessa exposição, no corpo de resfriamento 53 e, com isso, representar um circuito em ponte em si conhecido.

[0014] Na figura 2 é mostrada uma vista espacial da tampa de proteção 47. Essa tampa de proteção apresenta, por exemplo, diferentes aberturas 60, que servem, por exemplo, para o resfriamento de diodos ou de um regulador que não é mostrado aqui. Neste caso, na circunferência externa dessa tampa de proteção são previstos três pontos de fixação 63, que compreendem tanto um gancho de engate, como também a possibilidade de fixar a tampa de proteção 47 na máquina elétrica 10 por meio de um elemento de pino. Esses pontos de fixação 63 podem ser identificados externamente em primeiro lugar pela superfície dirigida para fora e apresentando essencialmente uma forma de cobertura cilíndrica. Esses três pontos de fixação 63 estão dispostos

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6/11 essencialmente a uma distância de 90° um do outro.

[0015] Na figura 3 pode-se identificar uma vista de cima sobre a tampa de proteção 47. Nesse caso também se pode identificar bem os pontos de fixação 63 em sua vista de cima. Esses pontos de fixação, aqui em vista axial, isto é, na vista que está orientada na direção de rotação do rotor 20 em relação à figura 1, mostram três pontos de passagem 66, através dos quais podem ser inseridos elementos de pinos. Esses elementos de pino, de preferência providos de uma cabeça de pino, viriam a repousar, com essa cabeça de pino, sobre uma superfície de apoio 69. Essa superfície de apoio 69 serve para reter, respectivamente fixar por aperto, a tampa de proteção 47 por meio dos elementos de pino. Nessa vista também pode ser identificada uma superfície de engate traseiro 72, a qual ainda será tratada detalhadamente mais adiante. Essa superfície 72 de engate traseiro também tem forma de segmento de anel, respectivamente de segmento de anel circular, tal como a superfície de apoio 69. É previsto que a superfície de apoio 69 e a superfície 72 de engate traseiro, somadas, se estendem por no máximo 360 graus angulares.

[0016] Na figura 4a é mostrado um corte transversal através do ponto de fixação 63. Esse ponto de fixação 63 é mostrado aqui apenas pelo lado da tampa de proteção. Nesse sentido, nessa figura 4a podese identificar bem a superfície de apoio 69 que, aqui, representa a base, respectivamente o apoio, para uma cabeça de pino 80 - ver, por exemplo, a figura 6. De resto, também é mostrada e pode ser identificada a superfície 72 de engate traseiro, já conhecida pela figura 3. Neste caso, a tampa de proteção 47 mostra uma pequena região de sua superfície frontal axial, a partir da qual, axialmente para dentro, isto é, na direção da máquina elétrica 10, acha-se disposta em primeiro lugar uma redução em forma essencialmente cilíndrica. O seu fundo é formado pela superfície de apoio 69. Também por sua vez, essa su

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7/11 perfície de apoio 69 é uma superfície de um ressalto 83 em forma de anel parcial. Um pouco mais adiante em direção axial e, portanto, também um pouco mais afastado da superfície frontal axial 75, encontrase um gancho de engate 92 na extremidade inferior e, portanto, na extremidade inferior 86 da borda da tampa de proteção, gancho este sobre cuja superfície 72 de engate traseiro já foi abordada marginalmente. Esse gancho de engate 92 apresenta uma chanfradura de junção 95, que serve para poder deslocar a tampa de proteção 47 sobre uma contrapeça 100 (figura 5). Na figura 4a, por meio de uma seta que está assinalada pela letra minúscula s, indica-se a direção na qual o gancho de engate 92 tem que ser movido para a junção da tampa de proteção 47 para cima da contrapeça 100. O gancho de engate 92 é a extremidade de uma região da tampa de proteção 47 que é chamada no geral de região de engate 103. Essa região de engate 103 é constituída, em primeiro lugar, pelo gancho de engate 92 e pela região de onde sai esse gancho de engate 92. Essa região é chamada aqui de raiz de gancho de engate 106. Em relação ao gancho de engate 92, essa raiz de gancho de engate 106 é a região da região de engate 103, que se alarga especialmente pouco, isto é, quase nada, na direção s. Neste caso, essa raiz de gancho de engate 106 se encontra aproximadamente na altura do ressalto 83 em forma de anel parcial. Entre essa raiz de gancho de engate 106 e o gancho de engate 92 encontra-se uma região de flexão 109. Tal como pode ser identificado com base na figura 4a, a região de flexão 109 está configurada de tal modo que ela apresente uma superfície curvada 112. Enquanto que a superfície curvada 112 se encontra sobre o lado da região de flexão 109, sobre o qual está disposta a superfície 72 de engate traseiro, a região de flexão 109 também apresenta uma superfície curvada 115 sobre seu lado externo. Esse lado externo é a superfície que está disposta sobre o lado da região de flexão 109 que está de costas para a

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8/11 superfície 72 de engate traseiro. Também se poderia definir a superfície curvada 115 de tal modo que ela fique sobre o lado da região de flexão 109 que esteja voltado para a direção de engate s.

[0017] Com isso, conhece-se uma máquina elétrica 10, especialmente um gerador de corrente alternada que pode ser concretizado, por exemplo, como gerador trifásico, de preferência com componentes elétricos, tais como, por exemplo, um circuito em ponte de diodos positivo e negativo (retificador) que fiquem protegidos contra acessos, sendo que para isso serve uma tampa de proteção 47 que fica fixada por meio de pelo menos uma região de engate 103, sendo que a região de engate 103 apresenta um gancho de engate 92 com uma raiz de gancho de engate 106, sendo que entre o gancho de engate 92 e a raiz de gancho de engate 106 encontra-se uma região de flexão 109 que apresenta uma superfície curvada 112, respectivamente 115. Da figura 4a já se pode deduzir e na figura 4b pode-se identificar com precisão: a superfície curvada 112 tem forma de calha e, aqui de preferência e assim concretizada neste exemplo, tem forma cilíndrica oca. A superfície curvada 115, ao contrário, tem forma de tonel, respectivamente cilíndrica (cilíndrica externa). Como forma de execução alternativa, a superfície 112 e também a superfície 115 poderiam ser executadas em forma angular. Como também se pode deduzir da figura 4b, a região de flexão 109 acha-se curvada no lado sobre o qual se encontra uma superfície 72 de engate traseiro do gancho de engate 92.

[0018] É previsto que a superfície curvada 112 apresente um comprimento estrutural entre 60° e 150°.

[0019] Na figura 5 é mostrada uma contrapeça 100. Essa contrapeça 100 apresenta aqui uma superfície de apoio anelar 120, sobre a qual vai repousar o ressalto 83 em forma de anel parcial no estado montado - ver também a figura 6. Essa contrapeça 100 apresenta, pelo menos por uma parte de seu corpo, um formato cilíndrico. A contra

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9/11 peça 100 dispõe de um ressalto 123, que serve para o engate traseiro pelo gancho de engate 92 - ver também a figura 6. A contrapeça 100 possui uma perfuração central, respectivamente uma abertura central 126, que, no essencial, evolui em forma cilíndrica. Além disso, a abertura central 126 dispõe de uma rosca 129. Para a introdução mais fácil de um elemento de pino 132, a abertura central 126 dispõe de uma chanfradura de inserção 135 em sua extremidade superior voltada para o ressalto 83 em forma de anel parcial. Em sua circunferência externa, a contrapeça 100, ao contrário, apresenta uma chanfradura 138. Essa chanfradura 138 - ver também a figura 6 - serve para facilitar a colocação da tampa de proteção 47 na região dos ganchos de engate 92. De resto, é previsto que a contrapeça 100 seja parte de uma assim chamada placa de conexões 141. Uma placa de conexões serve para concretizar o circuito em ponte entre os diodos positivo e negativo. Nesse sentido, essa placa de conexões 141 apresenta, usualmente também embutidos em si, isto é, em seu material sintético, diversos condutores que servem para o estabelecimento do circuito em ponte. Além disso, o ressalto 123 evolui aproximadamente por um arco com uma extensão de cerca de 180° (olhando-se na direção axial da máquina elétrica).

[0020] Na figura 6 mostra-se o ponto de fixação 63 em um corte. Pode-se identificar nitidamente, por um lado, a direção axial a, na qual um elemento de pino 145 encontra-se inserido na contrapeça 100, respectivamente em sua abertura central 126. O gancho de engate 92 engata por trás no ressalto 123 por meio de sua superfície 72 de engate traseiro. O ressalto 83 em forma de anel parcial repousa sobre a superfície de apoio 120 e fica impedido, por meio de uma cabeça de pino 80, de se soltar dessa superfície de apoio 120. A cabeça de pino 80 pressiona o ressalto 83 em forma de anel parcial sobre a superfície de apoio 120. Um perfil da superfície curvada 112, respectivamente

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115, acha-se orientado em torno da direção axial a, respectivamente o perfil da superfície curvada se orienta na direção axial a. Para o caso em que não seja empregado nenhum elemento de pino 145, também se pode formular que o perfil da superfície curvada 112, respectivamente 115, se oriente na direção em que é inserida a tampa de proteção. De acordo com isso, o perfil está orientado na direção de colocação.

[0021] Pelas figuras pode-se reconhecer que o gancho de engate 92 engata por trás em uma contrapeça 100 que apresenta uma forma cilíndrica. Além disso, pode-se identificar que a contrapeça 100 apresenta um encaixe de pino sob a forma de uma abertura central 126, a qual, de preferência, apresenta uma rosca 129 (rosca interna). A tampa de proteção 47 repousa sobre a contrapeça (encaixe de pino, superfície de apoio 120) e fica retida entre a cabeça de pino 80 e a contrapeça 100.

[0022] Em geral, ainda pode ser assegurado que a formatação da tampa de proteção é essencialmente circular. Ela apresenta um rebaixo, quase em forma de setor, na circunferência externa (figura 3, em cima à esquerda) e é fixada na placa de conexões 142 do retificador. A tampa de proteção 47 apresenta vários pontos de fixação 63 e é fixada na placa de conexões 141 por meio de pelo menos três desses pontos de fixação 63. A quantidade das fixações 63 da tampa de proteção 47 e da placa de conexões 141, isto é, aqui a quantidade das contrapeças 100, coincidem completamente. Os pontos de fixação 63 localizam-se na periferia da tampa de proteção 47 e, portanto, na borda da tampa de proteção 47. O mesmo se aplica à placa de conexões 141, cuja contrapeça 100 também fica fixada em sua circunferência externa. Os pontos de fixação 63 da tampa de proteção 47 estão projetados como parte de uma ligação de engate, de tal modo que a tampa de proteção 47 seja fixada, por meio de ganchos de engate 92, na placa de cone

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11/11 xões 141 do retificador. Essa ligação de engate é provida de no mínimo um gancho de engate 92. Em cada ponto de fixação 63 também poderiam ser fixados vários ganchos de engate. A fixação da tampa de proteção 47 não tem que ocorrer obrigatoriamente adicionalmente por meio de um elemento de pino 45. Como se torna evidente, a tampa de proteção 47 é retida na contrapeça 100 mesmo sem elemento de pino 145, apenas por meio da ligação de engate. Sem parafusos, a fixação se torna mais econômica e ao mesmo tempo diminui o consumo de material. Com isso, também cai o peso do gerador, respectivamente da máquina elétrica. A montagem da tampa de proteção 47 na placa de conexões 141, respectivamente na contrapeça 100, respectivamente nas contrapeças 100, pode ser realizada de modo bastante rápido.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina elétrica, com componentes que ficam protegidos contra acesso, sendo que para isso serve uma tampa de proteção (47), a qual está fixada por meio de pelo menos uma região de engate (103), sendo que a região de engate (103) apresenta um gancho de engate (92) com uma raiz de gancho de engate (106), sendo que entre o gancho de engate (92) e a raiz de gancho de engate (106) encontrase uma região de flexão (109), sendo que a região de flexão (109) apresenta uma superfície curvada (112, 115), sendo que o gancho de engate (92) engata por trás em uma contrapeça (100) que apresenta uma forma cilíndrica, caracterizada pelo fato de que a contrapeça (100) apresenta uma abertura central (126), a qual apresenta uma rosca interna (129).
2. Máquina elétrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície curvada (112) tem forma de calha cilíndrica oca.
3. Máquina elétrica de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a região de flexão (109) está curvada no lado sobre o qual se encontra uma superfície (72) de engate traseiro do gancho de engate (92).
4. Máquina elétrica de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a superfície curvada (112, 115) apresenta uma extensão de arco entre 60° e 150°.
5. Máquina elétrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a tampa de proteção (47) repousa sobre a contrapeça (100) e fica retida entre uma cabeça de pino (80) e a contrapeça (100).
6. Máquina elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma superfície de apoio (69) da tampa de proteção (47) tem forma de segmento ane-

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2/2 lar.
7. Máquina elétrica de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a superfície de engate traseiro e a superfície de apoio (69), somadas, estão estendidas no máximo por 360 graus angulares.