ES2328090T3 - Motor electrico. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN MOTOR ELECTRICO (1) CON UNA CARCASA (12) CON UN ESTATOR DISPUESTO DENTRO DE ELLA Y CON UN ROTOR DISPUESTO DE FORMA GIRATORIA EN EL ESTATOR CON UN EJE (14) DEL ROTOR, QUE PENETRA CENTRALMENTE EL ESTATOR Y QUE ESTA ALOJADO CON SUS EXTREMOS (15) EN LOS COJINETES (18, 19) DISPUESTOS EN SUS LADOS FRONTALES, ESTANDO IMPULSADO EL EJE (14) DEL ROTOR EN UNO DE SUS EXTREMOS (15), ESPECIFICAMENTE POR UN LADO, POR UNA FUERZA ORIENTADA RADIALMENTE.

Description

Motor eléctrico.

La invención se refiere a un motor eléctrico con una carcasa, que recibe un estator, en el que está dispuesto un rotor de forma giratoria con un árbol de rotor, así como con cojinetes dispuestos en el lado frontal para el árbol del rotor.

Se conoce, en general, que los motores eléctricos presentan en una carcasa de motor un montante estacionario, fijo en la carcasa, y un rotor giratorio allí. El rotor está dispuesto en este caso sobre un árbol de rotor, que está alojado, por su parte, en las llamadas placas de cojinete, dispuestas en ambos lados frontales de la carcasa del motor. Para la alimentación de corriente del arrollamiento del estator y el arrollamiento del rotor dispuesto en el rotor, en el que se genera un campo contrario, están previstos, además, bornes de conexión, que están conectados en cada caso con los arrollamientos asociados.

En la fabricación moderna de motores eléctricos en series grandes, como es habitual actualmente, aparecen con frecuencia tolerancias entre los componentes individuales, que no tienen ninguna repercusión sobre la función sin error del motor eléctrico, pero provocan un desarrollo de ruido parcialmente perturbador.

Una causa esencial para este desarrollo de ruido es el alojamiento para el árbol del rotor, que está guiado en los cojinetes previstos en las placas de cojinete. En este caso, los árboles están insertados, en efecto, con la tolerancia prescrita en los cojinetes, pero las tolerancias, la naturaleza de la superficie del rotor y su desviación de la linealidad, es decir, la desviación de su geometría respecto de las previsiones, conducen a desequilibrios correspondientes, que repercuten de nuevo sobre las cargas que deben ser absorbidas por el cojinete. De esta manera, se ha mostrado que especialmente en caso de cargas de cojinetes radiales, como aparecen en el caso de empleo del motor como accionamiento excéntrico, por ejemplo en aparatos de afeitar, cortadores de pelo y similares, se eleva claramente el desarrollo de ruido que parte desde los cojinetes.

Partiendo de este estado de la técnica, el cometido de la invención es crear un motor eléctrico del tipo mencionado al principio, que se puede accionar lo más exento de ruido posible, en virtud de su configuración, debiendo poder fabricarse de forma sencilla.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención a través de los rasgos característicos de la reivindicación 1 de la patente. Los desarrollos y mejoras se indican en las reivindicaciones dependientes de la patente.

De acuerdo con la invención, para la solución del cometido indicado anteriormente, está previsto que el árbol del rotor esté impulsado en uno de sus dos extremos de forma selectiva en un extremo por una fuerza dirigida radialmente. De esta manera, se reduce al mínimo el juego de ajuste mencionado entre el árbol del rotor y el cojinete o bien entre el árbol del rotor y la carcasa, siendo desviado lateralmente el árbol con relación a su eje longitudinal en el valor del juego de ajuste existente y, por lo tanto, está sometido a una cierta tensión previa, con lo que se suprime un desarrollo de ruido que resulta sin medidas de este tipo. En principio, los posibles efectos de frenado, provocados de esta manera para el árbol del rotor, son insignificantemente reducidos.

De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, para la aplicación de la fuerza radial está pre-
visto un elemento de resorte, que ejerce la fuerza dirigida radialmente en un lado sobre un extremo del árbol del rotor.

En un desarrollo ventajoso del motor de acuerdo con la invención, el elemento de resorte puede estar constituido de metal o de plástico. Las fuerzas de desviación necesarias son tan reducidas que la utilización de resortes de plástico se puede considerar como no problemática.

De acuerdo con una configuración preferida de la invención, como elemento de resorte está prevista una lámina de resorte, que está empotrada en la carcasa y se apoya con la tensión previa necesaria contra el extremo previsto del árbol.

De acuerdo con un desarrollo ventajoso de la invención, puede estar previsto que el elemento de resorte impulse el extremo del árbol del rotor indirectamente, es decir, bajo la intercalación de una pieza de presión.

Una pieza de presión de este tipo, que sirve especialmente para garantizar la conducción radial como también, dado el caso, la conducción axial del árbol del rotor, que está adaptada al contorno del árbol, puede estar constituida de manera más ventajosa de plástico resistente a la fricción, especialmente de PTFE o de poliamida, pero también de un cuerpo metálico, por ejemplo con un soporte de metal de cojinete.

Adicionalmente, puede estar previsto que la pieza de presión presente un soporte de fieltro, que colabora directamente con el árbol del rotor. Este soporte de fieltro está impregnado de manera más ventajosa con un lubricante favorable para el deslizamiento, para reducir al mínimo la resistencia a la fricción.

Otra configuración prevé que el elemento de resorte previsto para la reducción al mínimo del ruido impulse al cojinete asociado al extremo del árbol respectivo. Esta solución tiene la ventaja de que las fuerzas de fricción mencionadas se mantienen lo más reducidas posibles y se evita el desgaste de fricción en el árbol o bien en el elemento de resorte.

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De acuerdo con una forma de realización alternativa, casi libre de fricción de la instalación de acuerdo con la invención para la reducción al mínimo del ruido del motor eléctrico está previsto que el árbol del rotor presente en el extremo respectivo una permeabilidad \mu_{R} > 1, con preferencia una permeabilidad \mu_{R} > >1 y que este extremo del árbol esté impulsado de forma selectiva en un extremo radialmente con fuerza magnética.

En este caso, la invención aprovecha que los árboles del rotor de motores eléctricos lo mismo que los propios rotores están fabricados habitualmente de materiales ferromagnéticos.

Pero también puede estar previsto que el material del árbol presente una permeabilidad \mu_{R} > 1, que el extremo del árbol del rotor, impulsado con fuerza magnética, esté provisto con una pieza adicional, que presenta una permeabilidad \mu_{R} > 1, y que transmite la carga de la fuerza magnética recibida sobre el extremo del árbol.

De manera más ventajosa, se puede asociar al extremo del árbol respectivo un imán con un campo magnético dirigido en un lado radialmente sobre el extremo del árbol, que suministra la fuerza magnética necesaria para la supresión del juego de ajuste que favorece el ruido. En este caso, el imán puede estar configurado como imán permanente o como electroimán.

En concreto, la instalación de acuerdo con la invención para la reducción del ruido es adecuada, en principio, para todos los motores eléctricos, pero la aplicación de la invención está prevista especialmente para motores pequeños y muy pequeños, como se emplean habitualmente como motores de accionamiento para los aparatos eléctricos de afeitar, aparatos para cortar el pelo y aparatos eléctricos de funcionamiento rápido similares, en los que se considera molesto un nivel de ruido alto.

Con la ayuda de un ejemplo de realización representado e el dibujo se explican en detalle y se describen configuraciones ventajosas y mejoras de la invención.

En este caso:

La figura 1 muestra una vista lateral de un motor eléctrico de acuerdo con la invención con una primera instalación para la reducción del ruido.

La figura 2 muestra una vista frontal sobre el motor de acuerdo con la figura 1 con la primera instalación para la reducción del ruido.

La figura 3 muestra un detalle "I" de la primera instalación representada en la figura 1 para la reducción del ruido desde el lateral.

La figura 4 muestra una vista frontal del detalle según la figura 3.

La figura 5 muestra una vista lateral de un motor eléctrico según la invención con una instalación alternativa para la reducción del ruido.

La figura 6 muestra una vista frontal sobre el motor según la figura 1 con una segunda instalación para la reducción del ruido.

La figura 7 muestra un detalle "V" de la representación de la figura 1 desde el lado con la segunda instalación para la reducción del ruido, y

La figura 8 muestra una vista frontal del detalle según la figura 3.

En la figura 1 se representa un motor eléctrico 10 según la invención con una carcasa 12 en vista lateral. El motor eléctrico 10 posee, como todos los motores de este tipo, un estator y un rotor, que están cubiertos en esta vista por la pared exterior de la carcasa 12, así como un árbol de rotor 14, con el que está conectado el rotor y que está alojado en el lado delantero izquierdo 16 de la carcasa 12, en la figura 1, en un primer cojinete 18 y desde el que sobresale un extremo de árbol 15.

El primer cojinete 18 colabora con una instalación de resorte 20, que rodea el cojinete 18 en forma de anillo e impulsa en un lado radialmente en la superficie exterior frontal directamente el extremo del árbol del rotor 14 que sobresale desde allí con una lámina de resorte 22. De esta manera, el árbol del rotor es presionado en la medida del juego de ajuste existente en la dirección alejada del muelle, con lo que se compensa el juego de ajuste existente y se suprimen posibles desarrollos de ruido provocados por el juego de ajuste.

En el lado frontal 17 opuesto de la carcasa 12 está prevista una placa de cojinete 19 con otro cojinete, en la que está alojado el extremo asociado del árbol del rotor 14. Además, en este lado frontal están dispuestos contactos de conexión 24, 25 para la alimentación de corriente eléctrica del motor 10.

En las otras figuras, las mismas piezas están designadas con los mismos signos de referencia, de manera que no son necesarias explicaciones a este respecto y la descripción se refiere solamente a particularidades respectivas de las representaciones.

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En la figura 2 se reproduce la vista del lado frontal del motor 10 provisto con la instalación de resorte 20, de donde se deduce cómo se apoya la lámina de resorte 22 casi tangencialmente en el árbol del rotor 14.

En la figura 3 se representa a escala ampliada una sección longitudinal a través de la instalación de resorte 20 descrita anteriormente, que rodea, en el estado montado, el cojinete de apoyo 18 para el árbol del rotor 14. A partir de ello se puede deducir claramente que la lámina de resorte 22 de la instalación de resorte 20 presenta un contorno exterior curvado hacia el árbol 14, para mantener lo más pequeña posible a superficie de contacto con el árbol del rotor 14 y de esta manera reducir al mínimo las pérdidas de fricción que resultan de ello.

En la figura 4 se muestra finalmente una reproducción ampliada de la vista del lado frontal exterior de la instalación de resorte 20.

En la figura 5 se representa de la misma manera un motor eléctrico 11según la invención con una carcasa 12 en vista frontal. El motor eléctrico 10 posee de la misma manera un estator y un rotor así como un árbol de rotor 14, con e que está conectado el rotor y que está alojado en el lado frontal izquierdo 16 de la carcasa 12 en la figura 4 en un primer cojinete 18 y desde el que sobresale un extremo del árbol 15.

El primer cojinete 18 colabora con una instalación magnética 26, que rodea el cojinete 18 en forma de anillo y que impulsa en un lado dirigido radialmente, en la superficie exterior frontal, directamente el extremo del árbol del rotor 14 que parte desde allí con un imán 28. También aquí el árbol del rotor 14 es impulsado, en la medida del juego de ajuste existente, en la dirección alejada del imán 28, con lo que se compensa el juego de ajuste existente y se suprimen posibles desarrollos de ruido provocados por el juego de ajuste.

En el lado frontal opuesto 17 de la carcasa 12 está prevista, de la misma manera que anteriormente en el motor según las figuras 1 a 4, una placa de cojinete 19 con otro cojinete, en la que está alojado el extremo asociado del árbol del rotor 14. Además, en este lado frontal están dispuestos contactos de conexión 24, 25 para la alimentación de corriente eléctrica del motor 10.

En la figura 6 se reproduce la vista del lado frontal del motor 11 provisto con la instalación magnética 26, de donde se deduce cómo el imán 28 está dispuesto casi tangencial a distancia del árbol del rotor 14 y lo impulsa con su campo magnético.

En la figura 7 se representa a escala ampliada una sección longitudinal a través de la instalación magnética 26 descrita anteriormente, que rodea en el estado montado el cojinete de apoyo 17 para el árbol del rotor 14. A partir de ello se deduce claramente que el imán 28 de la instalación magnética 26 presenta una distancia el árbol 14 y de esta manera se evita cualquier contacto de fricción con el árbol del rotor 14.

Por último, en la figura 8 se muestra una reproducción ampliada de la vista del lado frontal exterior de la instalación magnética 26.

Lista de signos de referencia

10

Motor eléctrico

11

Motor eléctrico

12

Carcasa

14

Arbol del rotor

16

Muñón del árbol/extremo del árbol

18

Cojinete

19

Placa de cojinete

20

Instalación de resorte

22

Lámina de resorte

24

Contactos de conexión

25

Contactos de conexión

26

Instalación magnética

28

Imán

Claims (14)

1. Motor eléctrico (11) con una carcasa (12) con un estator dispuesto en ella y con un rotor dispuesto de forma giratoria en el estator, con un árbol de rotor (14), en el que el árbol de rotor (14) atraviesa el estator por el centro, está alojado en cojinetes (18, 19), que están dispuestos en lados frontales de la carcasa (12), y presenta un extremo de árbol (15), que sobresale en el lado frontal desde la carcasa (12), así como con una instalación (20; 26), que ejerce una fuera dirigida radialmente sobre el árbol del rotor (14), en el que la instalación (20; 26) impulsa en el lado extremo el árbol del rotor (14) en el extremo del árbol (15), caracterizado porque la instalación (20; 26) rodea en forma de anillo el cojinete (18).

2. Motor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación (20) es una instalación de resorte con un elemento de resorte (22).

3. Motor de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de resorte (22) está constituido de metal.

4. Motor de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de resorte (22) está constituido de plástico.

5. Motor de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque como elemento de resorte (22) está prevista una lámina de resorte.

6. Motor de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el elemento de resorte (22) impulsa al cojinete (18) asociado al extremo del árbol (15).

7. Motor de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el elemento de resorte (22) impulsa el extremo del árbol (15) indirectamente bajo la intercalación de una pieza de presión.

8. Motor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la pieza de presión está constituida de plástico resistente a la fricción, especialmente de PTFE o de poliamida.

9. Motor de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la pieza de presión presenta una soporte de fieltro, que colabora directamente con el árbol del rotor (14).

10. Motor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la pieza de presión está configurada como cojinete adicional, especialmente como cojinete sinterizado.

11. Motor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el árbol del rotor (14) presenta en el extremo del árbol (15) una permeabilidad \mu_{R} > 1 y porque la instalación (26) es una instalación magnética, que impulsa el extremo del árbol (15) con fuerza magnética.

12. Motor de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el extremo del árbol (15) impulsado con fuerza magnética está provisto con una pieza adicional con una permeabilidad \mu_{R} > 1, que transmite la carga de la fuerza magnética sobre el extremo del árbol (15).

13. Motor de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque la instalación magnética (26) presenta un imán permanente (28).

14. Motor de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque la instalación magnética (26) presenta un electroimán.