IT8922134U1 - Macchina a corrente continua - Google Patents

Description

Descrizione dell modello di utilit? del titolo: MACCHINA A CORRENTE CONTINUA

RIASSUNTO

In una macchina a corrente continua, specialmente in un motorino di modalit? costruttiva chiusa, per ridurre la sollecitazione termica delle spazzole (22) del commutatore gli alloggiamento (23 delle spazzole sono incorporati, su una grande esteri? sione superficiale, in una piastra di supporto (20), costituita di materiale di buona conduzione termica, con interposizione, senza cavit?, di un sottile str? to isolante termoconduttivo ,(29). Gli alloggiamenti (23 ) della spazzola racchiudono quasi completamente con giuoco assai modesto la spazzola (22) del commu-? tatore di volta in volta inserita, cosicch? anche qui

si. ottiene un?ottima trasmissione termica ,(figura 2), Stato della tecnica

L?invenzione riguarda una macchina a cor. rente continua, specialmente un motorino di mosalita costruttiva chiusa, del genere definito nella definizione introduttiva della ricendicazione 1.

In noti motori a corrente continua di questo genere gli alloggiamenti delle spazzole, che alloggiano le spazzole del commutatore o spazzole di carbone, sono fissati in maniera isolata su un portaspazzole, che da parte sua ? sostenuto su una piastra di supporto oppure su un altro punto della cassa del motore. E' risultato che prevedendo la esecuzione chiusa di tali motorino, in cui l?interno del motorino ? ampiamente incapsulato, oppure in motori senza particolare ventila zione interna, si verifica una elevata sollecitazione termica delle spazzole del commutatore, in quanto gli alloggiamenti delle spazzole vengono raffreddati esclusi^ vamente dall'aria calda interna del motore. Finora si ? accettato ci?, in quanto una ventilazione aggiuntiva,

ad esempio mediante ventilatori separati, nel caso di motorini altererebbe il richiesto modesto volume co-' struttivo.

Vantaggi dell'invenzione

La macchina a corrente continua secon-

do l'invenzione con le caratteristiche della rivendicazione 1 presenta il vantaggio consistente nel fatto che con la integrazione degli alloggiamenti delle spazzole nella piastra di supporto, costituita di ma--teriale di buona conduzione termica, e racchiudendo quasi completamente e strettamente le spazzole del comimitatore mediante gli alloggiamenti delle spazzole diminuisce drasticamente la sollecitazione termica delle spazzola del commutatore, poich? in seguito alla grande estensione delle superfici di trasmissione; del calore ed in seguito ai corti percorsi di trasmissione del calore verso l'esterno il calore viene disperso assai rapidamente dalle spazzole del commutat?re.

Il necessario isolamento elettrico de. gli alloggiamenti delle spazzole rispetto alle piastre di supporto viene assicurato per mezzo di uno strato; isolante termoconduttivo, possibilmente sottile. Per' questo strato si prendono in considerazione diversi materiali, cosi ad esempio poliestere, poliimmide, poliammide, gomma, mica, ossido di alluminio, materia li compositi, tesssili caricati o falde, carta tratta ta con mica, Nomex, fibre di vetro siliconiche, Prepegs caricati con resina. Tutti i materiali dovranno poter essere resi sottili per garantire un contatto continuo senza cavit? e inclusioni di aria sia rispet-

to alla piastra di supporto, sia anche rispetto agli; alloggiamenti delle spazzole. I materiali possono essere impiegati come ritagli tranciati oppure in forma di foglia, eventualmente autoadesivi da un lato.

La macchina a corrente continua secondo l'invenzione ? caratterizzata da una semplice costrazione. Con la riduzione della sollecitazione termica delle spazzole del commutatore ne viene aumentata la durata utile nonch? viene aumentata la densit? di potenza ammessa per le preassegnate condizioni ambientali, ossia si ottiene un incremento del rendimento.

Con gli accorgimenti illustrati nelle ulteriori rivendicazioni sono possibili vantaggiosi ulteriori sviluppi e perfezionamenti della macchina a corrente continua indicata nella rivendicazione 1.

Al posto dell'usuale molla di pressione elicoidale per accostare a pressione le spazzole del commutatore al commutatore, conformemente ad una ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione per ogni alloggiamento della spazzola si impiega una molla divaricabile, le cui spire sono situate all'esterno dell'alloggiamento della spazzola e le cui ali si impegnano attraverso una fessura longitudinale nel lato libero, non incorporato, dell?alloggiamento della spazzola? Un'ala poggia sul lato feontale della spazzola del commutatore mentre l'altra ala poggia sul fondo dell'alloggiamento della spazzola. Progettando adegua-

tamente la molla divaricabile in tal modo ? possibile ottenere una pressione costante di accostamento delle spazzole sull'intera corsa di spostamento della spazzola del commutatore, poich? prevedendo una minore lunghezza della spazzola e con la conseguente ridotta coppia della molla divaricabile l'asse delle spire della molla si avvicina all'asse della spazzola e conseguentemente viene ?"ridotto il braccio di leva della molla divaricabile con la riduzione del braccio di leva viene nuovamente compensata la diminuzione della coppia. Il pessimo comportamento di ammortizzamento della molla divaricabile pu? essere compensato mediante elevato attrito fra spazzola del commutatore e alloggiamento della spazzola* Per la presa di contatto elettrica

la trecciola della spazzola viene collegata con unat piastrina che sporge sull'alloggiamento della spazzola.

Per realizzare un incorporamento, con grande estensione superficiale, degli alloggiamenti deile spazzole nella piastra di supporto,conformemen te ad una forma di realizzazione preferita dell'invenzione questa piastra ? dotata di traversini paralleli, che sporgono assialmente o radialmente sul labo interno della piastra di supporto . Questi traversini; sono eseguiti in un unico pezzo con la piastra di supporto. Gli alloggiamenti delle spazzole in tal modo sulla loro intera estensione longitudinale su tre la-

ti sono racchiusi dalla piastra di supporto. La piastra di supporto viene realizzata preferibilmente in alluminio con il metodo di estrusione oppure di una lega di alluminio o di zinco con il metodo di pressofuzio ne. Essa possiede una buona conducibilit? termica. Disegno

L?invenzione viene illustrata dettagliatamente nella seguente descrizione in base ad un esempio di realizzazione rappresentato nel disegno.

In particolare:

la figura 1 mostra una sezione longitudinale di un motorino a corrente continua,

la figura 2 mostra una rappresentazio ne ingrandita del dettaglio II in figura 1,

la figura 3 mostra una rappresentazione

uguale a quella in figura 2 con due diverse lunghezze delle spazzole,

la figura 4 mostra una sezione lungo una linea IV-IV in figura 2,

la figura 5 mostra una rapprsentazione esplosa della figura 4 senza spazzola di commutato re e senza molla di accostamento a pressione della spazzola.

Desceizione dell?esempio di realizzazione

Il motorino a corrente continua di modalit? costruttiva chiusa, rappresentato in figura 1 nella sezione longitudinale, come esempio di una macchina a corrente continua, in maniera nota presenta uno statore 10 ed un rotore 11 con avvolgimento 12 di indotto. Lo statore 10 viene formato da una parte 13 della cassa cilindrico-cava dotata di poli magnetici , formati da segmenti 14 di magneti permanenti. Per lo, pi?.i motorini sono eseguiti a due poli, cosicch? due segmenti 14 di magneti permanenti si fronteggiano diametralmente in corrispondenza della parte 13 della cassa.

Il rotore 11 presenta un albero rotorico 17, che ? sostenuto girevole in due cuscinetti 15, 16 e sul quale in maniera nota sono montati solidali alla rotazione un pacco di lamierini scanalato 18 ed un commutatore 19. I due cuscinetti 15 e 16 sono disposti rispettivamente in una piastra di supporto 20, 21. Le due piastre di supporto 20, 21 coprono la parte cilindrico-cava 13 della cassa in corri-: spondenza dei due lati frontali. L'avvolgimento di

rini 18 ed in maniera nota ? accoppiato con le lamelle del commutatore 19. L?alimentazione elettrica al? l?avvolgimento di indotto 12 avviene tramite un certo numero di spazzole di commutatore, che scorrono frontalmente sul contorno del commutatore 18 e sono collegate elettricamente con corrispondenti linee di connessione. Il numero delle spazzole di commutatore corrisponde al numero dei fogli magnetici. Prevedendo l'esecuzione bipolare del motorino sono oreviste due spazzole di commutatore, delle quali in figura 1 ? visibile soltanto una spazzola 22.

Come ? rappresentato inbrandito in figura 2 ogni spazzola 22 di commutatore ? guidata scorrevole assialmente in un alloggiamento 23 della spazzolaj, che si estende radialmente rispetto al commutatore 19, laddoveall'alloggiamento 23 la spazzola racchiude quasi completamente con modestissmo giuoco la spazzola 22 del commutatore. L'alloggiamento 23 della spazzola ? costituito di materiale elettroconduttivo e viene realizzato ad esempio da un ritaglio di lamiera mediante angolatura come ? rappresentato nella figura 5? In particolare i bordi longitudinali 24 e 25 si fronteggiano ad una certa distanza, cosicch? nell'alloggiamento finale 23 della spazzola ? presente una fessura longitudinale 26 completamente passante. Code ? rilevabile dalla figura 5 l'angolatura della striscia di lamiera in modo da formare l'alloggiamento 2 della spazzola viene attuato in un primo momento in modo che l'alloggiamento 23 sciolto della spazzola presenta una sezione trasversale trapezoidale, laddove il lato dell'alloggiamento 23 della spazzola, contenente la fessura longitudinale 26, forma la linea di base del trapezio. La fessura longitudinale 26 conseguentemente in un primo momento ? pi? grande di quan to preassegnato, ma mediante compressione elastica dei due lati fra di loro opposti all?atto del montaggio viene portata alla dimensione desiderata.

L'alloggiamento 23 della spazzola ? accoppiato con una non rappresentata linea di connessione per l?alimentazione elettrica e d? fissato in maniera isolata sulla piastra di supporto 20, e preessamente in modo tale che esso con una grande esteri sione superficiale ? incorporato nella piastra di , supporto 20 rispettivamente racchiuso da questa. La piastra di supporto 20 ? fatta di materiale di buona conduzione termica, ad esempio alluminio con il metodo di estrusione oppure da una lega di rinco o di alluminio con il metodo di pressofusione. Per il sostegno dell?alloggiamento 23 della spazzola questo sul proprio lato interno, rivolto verso il rotore 11, reca due traversini paralleli 27 e 28 sporgenti assialmente. L'apertura interna dei traversini 27 e 28 corrisponde alla dimensione di larghezza esterna dell'alloggiamento 23 della spazzola, guardando in direzione periferica del commutatore 19. I traversini 27 e 28 sono in un unico pezzo con la piastra di supporto; 20 e nel corso della produzione di questa vengono prodotti concomitantemente mediante colata. L?alloggiamento 23 della spazzola viene ora introdotto a pressione, con interposizione di un sottile strato isolante termoconduttivo, con la propria intera lunghezza, fra i traversini 27 e 28 come ? visibile in figura 45. In particolare i due lati fra di loro opposti vengono compressi e i due bordi longitudinali 24 e 25 si muovono l?uno verso l?altro, per limitare infine la fes-

sura lo,gitudinale 26 nella sua larghezza preassegnata. Come ? riconoscibile dalla figura 51? strato isolante viene inserito come distinta foglia isolante 29. A ld esempio la foglia isolante 29 pu? essere fatta di gomma siliconica. E' importante il fatto che la foglia isolante 29 ? assai sottile, affinch? essa in primo luogo poggi sui traversini 27 e 28 e sulla zona 30 della piastra di supporto 20, delimitata da questi, e ih secondo luogo poggi sull?alloggiamento 23 della spazzola, senza cavit?, ossia senza inclusione di spazi d'aria qualsiasi, che sono termoisolanti. Lo strato s isolante per? pu? essere realizzato anche per il fatto che l'alloggiamento 23 della spazzola ? realizzato da una lamiera rivestita in modo isolante da un lato. L'alloggiamento 23 della spazzola viene inserito compietamente fra i traversini 27 e 28, fino a quando la sua parete laterale, fronteggiante la fessura longitudinale 26, con accostamento a pressione della doglia isolante 29 sulla zona 30 poggia su quest'ultima. La larghezza dei traversini 27, 28, misurata nella dire? zione assiale del rotore 11, la cosiddetta profondit?! dei traversini, ? superiore alla corrispondente dimensione di profondit? dell'alloggiamento 23 della spazzola, cosicch? le estremit? 27 e 28 dei traversini, dopo che l'alloggiamento 23 della spazzola ? stato completi mente inserito, sporgono leggermente sul lato libero dell'alloggiamento 23 della spazzola, portante la fes--sura longitudinale 26. Mediante modesta ribordatura delle punte dei traversini ?come rappresentato nella i figura 4- l'alloggiamento 23 della spazzola viene orai sostenuto con vincolo geometrico fra i traversini 27 e 28, laddove esso su complessivamente tre delle sue superfici ? collegato con buona conduzuone termica con, la piastra di supporto 20 costituita essa stessa di Materiale termoconduttivo. Con la ribordatura delle punte dei traversini negli alloggiamenti 23 delle spazzole viene inserito un elemento di calibratura, cosic che ? garantito che vengono rispettate le dimensioni

interne dell'alloggiamento 23 della spazzola.

La spazzola 22 del commutatore, inseri ta nell'alloggiamento 23 della spazzola e scorrevole assialmente con la propria trecciola 31 ? fissata su una piastrina 32 dell'alloggiamento 23 della spazzola, ad esempio mediante giunzione a serraggio. La testina 32 sporge assialmente sul lato libero dell ' alloggiamento 23 della spazzola presentante la fessura longitudinale 26. La trecciola 31 della spazzola ? guidata dalla fessura longitudinale 26. Per accostare a pressione la spazzola 22 del commutatore al commutatore 19 ? prevista una molla divaricabile 33 , il cui pacco 34 di spire ? situato all'esterno dell'alloggiamento 23 della spazzola e le cui due ali 35 e 36 sono fatte passare attraverso la fessura longitudinale 26 nell'interno dell'alloggiamento 23 della spazzola. L'ala 35 della molla poggia sul fondo deli-

l'alloggiamento 23 della spazzola e l'ala 36 della molla poggia sul lato fro tale della spazzola 22 del commutatore. Le ali 35 e 36 della molla sono a tale scopo piegate all'estremit? a forma di gancio, cosicch? le estremit? libere si estendono in direzione dell'asse 37 della molla. L'estremit? dell'ala 35 della molla ? inserita in particolare in una scanalatura impressa sul fondo dell'alloggiamento 23 deljla spazzola e l'estremit? dell'ala 36 della molla ? inserita in una scanalatura nella spazzola 22 del commutatore. Mediante un corrispondente dimensionamento della molla divaricavile 33 ? possibile otteneI un costante accostamento a pressione della spazzola sull?intera corsa della spazzola 22 e del commutatore. Come ? rappresentato evidentemente in figura 3, all'accorciarsi della spazzola 22 del commutatore la molla dicaricabile 33 in seguito ad un maggiore diva ricamento riduce la propria coppia, Contemporaneamerite per? in seguito al maggiore divaricamento della molla divaricabile 33 il suo asse 37 si avvicina al4 l'asse della spazzola. Ci? corrisponde ad una riduzione del braccio di leva dalla lunghezza 1 alla lunghezza 1', il che porta di nuovo ad un aumento della forza che compensa la diminuzione della coppia. La formza di accostamento a pressione della spazzola rimane pertanto costante anche in caso di spazzola 22 del commutatore che si accorcia in seguito all'usura, Per incrementare la dispersione del calo? re la piastra di supporto 20 esternamente, ossia sul lato opposto ai traversini di27, 28, ? dotata di alette di azionamento 38 disposte uniformemente sul contorno della piastra di supporto 20, Similari alette di raffreddamento possono essere previste anche sul lato interno della piastra di supporto 20, ossia sul lato portante i traversini 27 e 28, La piastra di supporto 20 pu? essere dotata aggiuntivamente di alloggiamenti 40 per bobine 39 di eliminazione dei disturbi, come una di queste ? rappresentata sfalsata in figura 1.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina a corrente continua, speciali mente motorino del tipo costruttivo chiuso, con uno statore portante un polo di eccitazione, con un rotore portante un avvolgimento di indotto, che ? sostenuto girevole in una piastra di supporto e reca un commutatore connesso all'avvolgimento di indotto, e con ? spazzole di commutatore, che sono guidate scorrevoli assialmente di volta in volta in un alloggiamento per spazzole, che si estende radialmente oppure assialmente rispetto al commutatore e sotto l'azione di una molla di accostamento a pressione delle spazzo!e poggiano frontalmente sul commutatore, laddove gli alloggiamenti delle spazzole, fatti di materiale elettroconduttivo , sono fissati isolati elettricamente e sono collegati di volta in volta con una linea di connessione elettrica, caratterizzata dal fatto che gli alloggiamenti (23) delle spazzole racchiudono quasi completamente e con giuoco assai modesto la rispettiva spazzola (22) di commutatore inserita e sulla loro intera lunghezza sono incorporate nella piastra di supporto (20), fatta di materiale di buona conduzione termica, con interposizione, senza cavita, di un sottile strato isolante termoconduttivo, (29).
2. 2, Macchina secondo la rivendicazione, 1, caratterizzata dal fatto che la poastra di supporto (20) per incorporare rispettivamente un alloggiamento (23) della spazzola presenta due traversini 27 e 28 sporgenti assialmente e paralleli, fra i quali l?alloggiamento (23) della spazzola ? inserito for-: eatamente con strato isolante (29) con accostamento a pressione della sua terza parete laterale, dotata* di strato isolante (19), sulla zona (30) della piastra di supporto, racchiusa dai traversini (27, 28), sul- 3. Macchina secondo la rivendicazione; 2, caratterizzata dal fatto che la profondit? dei traversini(27, 28), guardando nella direzione assia- ghezza dell'alloggiamento (23) della spazzola, misurata nella stessa direzione, nonch? dal fatto che le estremit? libere dei traversini sono ribordate per il fissaggio e l'accostamento a pressione dell'alloggiamento (23) della spazzola dopo il suo inserimento fra i traversini (27, 28). 4. Macchina secondo le ricendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzata dal fatto che l'alloggiamento (23 ) della spazzola nella propria parete laiterale libera, opposta al fondo del traversino, presenta una fessura longitudinale (26), nonch? dal fatto che la molla di accostamento a pressione della spazzojla ? eseguita nella forma di molla divaricabile (33), che con le proprie spire (34) ? situata all'esterno dell'alloggiamento (23) della spazzola e con le sue due ali (35, 36) passa attraverso la fessura longitudinalp (26), e all'estremit? da un lato poggiano sul fondo detidell'alloggiamento (23) della spazzola e dall'altro lato poggiano sul lato frontale, rivolto verso questo, deila spazzola (22 ) del commutatore, 5? Macchina secondo le rivendicazioni da 1 fino a 4j caratterizzata dal fatto che l'alloggiamento (23) della spazzola reca una piastrina (32) pref eribilmente in un unico pezzo, che serve al fissaggio delle trecciole (31) della spazzola e in corrispondenza della parete laterale libera dell ' alloggiamento (23) della spazzola, opposta al fondo del traversino, sporge assialmente, 6, Macchina secondo le rivendicazioni da 1 fino a Si caratterizzata dal fatto che la pia- stra di supporto (20) ? prodotta con il metodo di estrusione da alluminio con traversini 27 e 28 in un unico pezzo, 7? Macchina secondo una delle rivendi eazioni da 1 fino a 5 , caratterizzata dal fatto che la piastra di supporto (20) ? prodotta con il metodo di pressopressione dalla lega di zinco o di alluminio con traversini (27, 28) in un unico pezzo. 8. Macchina secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzata dal fatto che l'alloggiamento (23) della spazzola ? fatto di lamiera, nonch? dal fatto che lo strato isolante ? formato da una foglia isolante (29) inserita fra l?alloggia? mento (23) della spazzola e la piastra di supporto (20, 27, 28), 9. Macchina secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che la foglia isolante (29) ? fatta di gomma siliconica. 10. Macchina secondo le rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzata dal fatto che l?alloggia mento (23) della spazzola ? fatto di una lamiera rivestita in modo isolante da un lato. 11. Macchina secondo una delle caziobi da 8 fino a 10, caratterizzata dal fatto che l'alloggiamento (23) della spazzola ? prefabbricato angolato in lamiera, in modo che la sua sezione trasversale presenta forma di trapezio, laddove il lato dell ?alloggiamento (23 ) della spazzola, presentante la fessura longitudinale (26), forma la linea di base del trapezio mentre il lato opposto nelle sue dimensioni corrisponde alla distanza interna fra i traversini 27 e 28, nonch? dal fatto che l?alloggiamento (23) della spazzola con riduzione della larghezza della fessura di supporto viene fissato alla misura preassegnata fra i traversini (27 e 28), 12. Macchina secondo le rivendicazioni da 3 fino a 11, caratterizzata dal fatto che per la ribordatura delle estremit? dei traversini al posto della spazzola (22) del commutatore un elemento di calibratura ? inserito nell'alloggiamento (23) della spazzola. 13? Macchina secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 12, caratterizzata dal fatto che la piastra di supporto (20) sul lato interno portante i traversini (27 e 28) e/oppure sul lato esterno opposto ai traversini (27 , 28) ? dotata di alette di raffreddamento (38) sporgenti assialmente.