ITPD950014A1 - Dispositivo perfezionato di avviamento del rotore di un motore sincro- no a magneti permanenti - Google Patents

Abstract

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo perfezionato di avviamento del rotore di un motore sincrono a magneti permanenti.Il dispositivo è particolarmente adatto per le pompe movimentazione liquidi quali quelle impiegate in elettrodomestici e simili ed equipaggiate di motore sincrono a magneti del tipo comprendente un gruppo statorico con pacco di lamierini metallici ed avvolgimenti elettrici sostenuto da un corpo definente, fra due espansioni polari, una camera sostanzialmente cilindrica in cui è girevolmente alloggiato un gruppo rotorico attraversato assialmente da un albero.Il dispositivo si caratterizza per il fatto che detto gruppo rotorico comprende un rotore a magneti permanenti il quale è supportato internamente da un corpo sagomato avvolgente con gioco detto albero e sviluppantesi, ad una delle sue estremità, a definire, con almeno un coperchio corrispondente, un elemento cilindrico chiuso a tenuta. entro cui sono alloggiati mezzi di trascinamento tra lo stesso corpo sagomato e detto albero, detti mezzi di trascinamento essendo atti a trasmettere la coppia di spunto quando il rotore ha percorso un angolo di rotazione prefissato a carico nullo.

Description

"DISPOSITIVO PERFEZIONATO DI AVVIAMETO DEL ROTORE DI UN MOTORE SINCRONO A MAGNETI PERMANENTI"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo perfezionato di avviamento del rotore di un motore sincrono a magneti permanenti.

Il dispositivo è particolarmente adatto per pompe per elettrodomestici e simili.

E' noto già da tempo l’impiego nel campo degli elettrodomestici, di pompe equipaggiate con motore sincrono a magneti permanenti.

Tale motore sincrono è costituito, solitamente, da un elettromagnete posizionato esternamente al corpo della pompa, il quale trasmette un campo elettromagnetico alternato al rotore, a magneti permanenti, alloggiato all’interno del corpo pompa stesso.

Come è noto dalle leggi dell'elettromagnetismo il flusso alternato di tale campo imprime al rotore una coppia, la quale, mediante dispositivi di trascinamento tra rotore ed il carico applicato di tipo in sè noto, genera la rotazione del rotore e conseguentemente degli organi ad esso collegati.

I dispositivi sopramenzionati sono realizzati in modo tale che il carico viene effettivamente sopportato dal rotore quando questo ha effettuato un angolo di rotazione a vuoto (cioè a carico nullo).

L'esperienza sul campo però ha dimostrato che i dispositivi di trascinamento impiegati, pur assolvendo ai compiti loro preposti, non sono privi di alcuni inconvenienti i principali dei quali vengono qui di seguito menzionati.

Un primo inconveniente risulta essere la rumorosità alla partenza generata dallo sbattimento tra le parti meccaniche attuanti il trascinamento del carico sino a raggiungimento della velocità di sincronismo del motore.

Alla rumorosità di partenza si aggiunge inoltre anche nel funzionamento a regime, la rumorosità generata dal deterioramento dei tradizionali mezzi di frizione meccanica tra girante e rotore, ciò avvenendo a causa dell'azione abrasiva della lisciva o di altre sostanze aggressive in essa contenute.

Più precisamente il deterioramento delle componenti meccaniche di trasmissione del moto fa si che lo scambio polare del magnete permanente in rotazione anticipi lo spostamento della girante generando un continuo sbattimento tra i due elementi.

Altro inconveniente da menzionare è il deterioramento dei sistemi di ammortizzazione generalmente posti per assorbire il colpo alla partenza.

Tale deterioramento avviene anch'esso a causa degli agenti aggressivi e della lisciva con i quali vengono a contatto.

Ancora un inconveniente da menzionare è la difficoltà costruttiva che comporta la realizzazione delle pompe presenti sul mercato, soprattutto in relazione alla possibilità di mantenere degli standard qualitativi costanti ed un controllo rigoroso e razionale delle tolleranze di montaggio e lavorazione.

Compito principale del presente trovato è quello di risolvere gli inconvenienti sopralamentati dai tipi noti particolare realizzando un dispositivo di avviamento quale vengano ridotti drasticamente sia la rumorosità all partenza, sia la rumorosità a regime di funzionamento.

In relazione al compito principale uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di avviamento nel quale vi sia un livello pressoché nullo di deterioramento sia dei sistemi di trasmissione del moto, sia dei sistemi ammortizzanti.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di avviamento costruttivamente semplice da produrre e per il quale sia possibile mantenere uno standard qualitativo costante nonché razionalizzare e controllare le tolleranze di lavorazione e montaggio.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di avviamento producibile con una buona flessibilità di modelli adattabili alle varie esigenze specifiche.

Il compito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo perfezionato di avviamento del rotore di un motore sincrono a magneti permanenti del tipo comprendente un gruppo statorico con pacco di lamierini metallici ed avvolgimenti elettric sostenuto da un corpo definente fra due espansioni polari una camera sostanzialmente cilindrica in cui è girevolmente alloggiato un gruppo rotorico attraversato assialmente da un albero, detto dispositivo caratterizzandosi per il fatto che detto gruppo rotorico comprende un rotore a magneti permanenti il quale è supportato internamente da un corpo sagomato avvolgente con gioco detto albero e sviluppantesi, almeno ad una delle sue estremità, a definire, con almeno un coperchio corrispondente, un elemento cilindrico chiuso a tenuta entro cui sono alloggiati mezzi di trascinamento tra lo stesso corpo sagomato e detto albero, detti mezzi di trascinamento essendo atti a trasmettere la coppia di spunto quando il rotore ha percorso un angolo di rotazione prefissato a carico nullo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di due sue forme realizzative, illustrate a titolo indicativo, ma non per questo limitativo della loro portata, nelle allegate tavole di disegni in cui:

la fig. 1 è una vista in sezione diametrale del gruppo rotorico di una pompa con dispositivo secondo il trovato, in una sua prima forma realizzativa;

la fig. 2 è una sezione trasversale relativa al gruppo rotorico di figura 1;

la fig. 3 è una vista in sezione diametrale del gruppo rotorico di una pompa con dispositivo secondo il trovato, in una sua seconda forma realizzativa;

la fig. 4 è una sezione trasversale relativa al gruppo rotorico di figura 3;

la fig. 5 è una vista prospettica di un elemento ammortizzante che può far parte del dispositivo secondo il trovato;

la fig. 6 è una sezione trasversale di una variante relativa al gruppo rotorico di fig. 3.

Con particolare riferimento alle figure 1 e 2 il gruppo rotorico di una pompa con motore sincrono a magneti permanenti, particolarmente per elettrodomestici o simili in una sua prima forma realizzativa viene complessivamente indicato con il numero 11.

La pompa comprende anche un gruppo statorico non illustrato nelle figure e, secondo criteri noti, costituito da uno statore composto da un elettromagnete alimentato da corrente alternata, supportato da un corpo definente, fra le espansioni polari, una camera sostanzialmente cilindrica chiusa da un elemento discoidale.

Entro la camera è girevolmente alloggiato il gruppo rotorico 11.

Il gruppo rotorico è attraversato assialmente da un albero 12 sul quale, ad uno degli estremi, è calettata una girante, anch'essa non illustrata nelle figure.

Il gruppo rotorico 11 comprende un rotore 13 a magneti permanenti il quale è supportato internamente da un corpo sagomato 14 avvolgente con gioco l'albero 12 e sviluppantesi, in questo caso, alla sua estremità posizionata dalla parte della girante, a definire, un elemento cilindrico 15, chiuso da un coperchio 16, entro cui sono alloggiati mezzi di trascinamento complessivamente indicati con il numero 17.

In questo caso il corpo sagomato 14 è in materia plastica e risulta sovrainiettato al rotore 13.

I mezzi di trascinamento 17 comprendono un elemento tubolare 18 solidale all'albero 12 in una zona 12a di quest'ultimo opportunamente preparata mediante zigrinatura.

Dall'elemento tubolare 18 si sviluppa radialmente un dente 19 interferente con un rilievo 20 sviluppantesi dalla superficie interna del corpo sagomato 14.

In questo caso il dente 19 è sagomato a definire sostanzialmente un'ellisse schiacciata, essendo il rilievo 20 opportunamente controsagomato alla forma del dente 19.

In questa prima forma realizzativa sono inoltre presenti mezzi di tenuta fra coperchio 16 ed elemento cilindrico 15, fra coperchio 16 ed albero 12 e fra corpo 14 ed albero 12 e costituiti da anelli 21 in elastomero del tipo o-ring atti a chiudere a tenuta l'interno dell'element 15.

In pratica il funzionamento è il seguente: quando rotore 13 viene eccitato dallo statore, esso si pone in rotazione portando con sè il corpo sagomato 14 che gli è solidale.

Il rotore 13 può ruotare liberamente a carico nullo fino a che il rilievo 20 non va a contatto con il dente 19, essendo poi che quest'ultimo venendo trascinato nel moto di rotazione trasmette tale moto anche all'albero 12 e quindi alla girante.

Se al momento dello spunto il rilievo 20 e il dente 19 si trovano già in contatto e se il rotore 13 non riesce a superare la coppia resistente di spunto allora, dopo un intervallo di tempo in cui avviene il cambiamento di fase, il rotore 13 girando con verso contrario ha a disposizione un angolo di rotazione sufficiente a consentirgli di applicare una coppia di spunto adeguata al carico.

Con particolare riferimento alle figure 3 e 4, il gruppo rotorico di una pompa paricolarmente per elettrodomestici o simili, in una sua seconda forma realizzatìva viene complessivamente indicato con il numero 101.

Anche in questo caso il gruppo statorico non è illustrato nelle figure e per esso si fa riferimento a quanto detto circa la prima forma realizzatìva.

Entro la camera definita dal corpo del gruppo statorico è alloggiato il gruppo rotorico 101.

Il gruppo rotorico 101 è assialmente attraversato da uii albero 102.

Inoltre il gruppo rotorico 101 comprende un rotore 103 supportato e fissato ad un corpo sagomato 104.

Il corpo sagomato 104 avvolge con gioco l'albero 102 e si sviluppa, in corrispondenza di una sua estremità collocata dalla parte della girante, a definire un elemento cilindrico 105 chiuso a tenuta mediante un coperchio 106.

Entro tale elemento cilindrico a bicchiere 105 sono alloggiati mezzi di trascinamento in questo caso complessivamente indicati con il numero 107.

I mezzi di trascinamento 107 comprendono un elemento tubolare 108 solidale a detto albero 102 in una zona 102a di questo opportunamente predisposta mediante zigrinatura.

Dall'elemento tubolare 108 si sviluppa un dente 109 il quale interferisce con un rilievo 110 sviluppantesi dalla superficie interna di detto corpo sagomato.

In questa forma realizzativa il dente 109 risulta essere sagomato sostanzialmente a settore di corona circolare essendo il rilievo, a tale dente 109, opportunamente controsagomato.

Inoltre il corpo sagomato 104 è sovrainiettato rotore 103.

Sono compresi nel gruppo 101 mezzi di tenuta che questo caso sono costituiti da guarnizioni a labbro 111 e da guarnizioni ad anello 112 del tipo o-ring.

In particolare, il coperchio 106, che più precisamente è costituito da due componenti sagomati 113 e 114, alloggia una guarnizione a labbro 111 ed una guarnizione ad anello 112, mentre all'estremità opposta del corpo sagomato 104 ed impaccata tra quest'ultimo ed un altro coperchio 115 è presente una guarnizione a labbro 111.

Per quanto si riferisce al funzionamento del gruppo 101 si rimanda a quanto descritto relativamente alla prima forma realizzativa non essendovi variazioni significative. In pratica si è constatato come siano stati raggiunti gli scopi del presente trovato.

In particolare è da osservare la forma costruttiva estremamente semplice del gruppo rotorico la quale permette controlli delle tolleranze nonché il raggiungimento di standard qualitativi costanti.

Inoltre è da osservare come le particolari sagomature dei mezzi di trascinamento fanno si che l'urto sia graduale e la rumorosità molto bassa.

Inoltre dato che i mezzi di trascinamento risultano alloggiati in una camera a tenuta, poiché tanto gli o-rin che le tenute a labbro vengono sollecitate solamen all'avviamento del rotore e quindi per un angolo rotazione minimo necessario al rotore per effettuare lo scambio polare, si osserva come l'azione aggressiva della lisciva e di altri componenti aggressivi in essa contenuti sia stata completamente annullata con ciò evitando conseguentemente, il deterioramento di tali mezzi di trascinamento e la conseguente rumorosità a regime.

Ancora si osserva la flessibilità costruttiva propria del gruppo rotorico che può adattarsi a varie destinazioni di impiego, nonché la possibilità di perdisporre mezzi di produzione in serie che ne abbassino i costi di produzione.

Il presente trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Così, ad esempio, possono essere previsti all'interno degli elementi cilindrici a bicchiere 15 e 105 degli elementi ammortizzanti per attutire il rumore quali:

- liquido viscoso lubrificante, grasso o simile;

- elemento in elastomero 221 (fig. 5) sagomato a presentare le estremità opposte definenti rispettivi bulbi 222 che in assemblaggio si trovano interposti fra il dente 19 o 119, opportunamente ribassato, ed il rilievo sagomato 20 o 110.

Può essere anche previsto una cava passante 223 che attraversa il rilievo 110 (fig. 6) o 20 fra le facce di estremità ed atto, con fluido a viscosità determinata posto all'interno dell'elemento cilindrico 105 (o 15), a determinare una dispersione di energia per il passaggio dello stesso al suo interno spinto dal dente 109 (o 19) ammortizzando l'impatto.

Inoltre tutti i particolari sono tutti sostituibili con altri elementi tecnicamente equivalenti.

I materiali nonché le dimensioni potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo perfezionato di avviamento del rotore di un motore sincrono a magneti permanenti del tipo comprendente un gruppo statorico con pacco dì lamierini metallici ed avvolgimenti elettrici sostenuto da un corpo definente, fra due espansioni polari, una camera sostanzialmente cilindrica in cui è girevolmente alloggiato un gruppo rotorico attraversato assialmente da un albero, detto dispositivo caratterizzandosi per il fatto che detto gruppo rotorico comprende un rotore a magneti permanenti il quale è supportato internamente da un corpo sagomato avvolgente con gioco detto albero e sviluppantesi, almeno ad una delle sue estremità, a definire, con almeno un coperchio corrispondente, un elemento cilindrico chiuso a tenuta entro cui sono alloggiati mezzi di trascinamento tra lo stesso corpo sagomato e detto albero, detti mezzi di trascinamento essendo atti a trasmettere la coppia di spunto quando il rotore ha percorso un angolo di rotazion prefissato a carico nullo. 2) dispositivo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comprendono un elemento tubolare solidale a detto albero dal quale si sviluppa, radialmente, almeno un dente interferente nel moto rotatorio con almeno un rilievo sviluppantesi dalla superficie interna di detto corpo sagomato. 3) Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un dente e detto almeno un rilievo hanno rispettive sagomature tra loro complementari. 4) Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo sagomato è sovrainiettato a detto rotore. 6) Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che fra detto coperchio e detto corpo, fra detto corpo e detto albero e fra detto coperchio e detto albero alloggiano mezzi di tenuta. 7) Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di tenuta del tipo guarnizioni a labbro e/o o-ring in sè note. 8) Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere all'interno di detto elemento cilindrico mezz ammortizzanti per attutire il rumore. 9) Dispositivo come alla rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detti mezzi ammortizzanti sono costituiti da liquido viscoso lubrificante, grasso o simile. 10) Dispositivo come alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi ammortizzanti sono costituiti da un elemento in elastomero sostanzialmente piastriforme e sagomato a presentare le estremità opposte definenti rispettivi bulbi che si trovano interposti fra detto dente ed detto rilievo sagomato. 11) Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che può essere previsto una cava passante che attraversa detto rilievo fra le facce di estremità ed atto, con fluido a viscosità determinata posto all'interno del detto elemento a bicchiere, a determinare una dispersione di energia per il passaggio dello stesso al suo interno spinto dal detto dente ammortizzando l'impatto. 12) Pompa centrifuga con dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento cilindrico a bicchiere è posizionato dalla parte della girante. 13) Dispositivo perfezionato di avviamento del rotore di un motore sincrono a magneti permanenti, come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni