ITPN970043U1

ITPN970043U1 - Pacco rotorico perfezionato

Info

Publication number: ITPN970043U1
Application number: IT1997PN000043U
Authority: IT
Inventors: Fabbro Enrico Del
Original assignee: Zanussi Elettromecc
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-01
Also published as: DE69804842D1; ES2175816T3; BR9808991A; DK1027764T3; CN1114982C; US6252329B1; DE69804842T2; EP1027764B1; CN1253669A; WO1999023739A1; IT243439Y1; JP2002509689A; EP1027764A1

Description

Descrizione del Modello di Utilità' Industriale dal titolo: "PACCO ROTORICO PERFEZIONATO"

DESCRIZIONE

Il presente brevetto per modello di utilità' riguarda un nuovo tipo di accoppiamento tra i lamierini di un pacco rotorico di un rotore da utilizzare nei motori elettrici. La tecnologia di fabbricazione di questi rotori ed in particolare di detti accoppiamenti e' universalmente nota e viene usata in modo pressoché' identico dai diversi produttori, a parte alcune ovvie differenze dovute per lo piu' ad ottimizzazioni produttive o a vincoli costruttivi. Detti pacchi rotorici sono sostanzialmente realizzati utilizzando il seguente accorgimento per il bloccaggio reciproco dei lamierini, che si ricorda brevemente allo scopo di facilitare il confronto con il presente trovato che verrà' descritto piu' avanti: nella produzione di rotori a "gabbia di scoiattolo", specificamente per compressori frigoriferi ma non esclusivamente per tale impiego, si richiede che il pacco rotorico sia realizzato osservando, per quanto possibile, i seguenti requisiti:

- i lamierini siano conservati in modo piu' integro possibile con la lavorazione per il bloccaggio o "abbottonatura" tra lamierini contigui, poiché' ogni lavorazione che asporti il ferro di cui sono composti ne riduce le proprietà' ferromagnetiche;

- le cave perimetrali praticate entro il pacco rotorico accolgono il materiale di pressofusione che lega e blocca definitivamente detto pacco rotorico, come mostrato nella sez. di fig. 8;

- inoltre dette cave devono essere leggermente inclinate rispetto all'asse del rotore (skew), per consentire un piu' morbido passaggio di dette cave davanti alle cave dello statore, contrastando un effetto ben noto all'esperto del settore e che per tale ragione non viene oltre illustrato. Per accelerare e razionalizzare la formazione del pacco rotorico, questo viene normalmente montato direttamente nello stampo di tranciatura, dove anche vengono stampati gli elementi che servono per il detto bloccaggio o abbottonatura dei lamierini.

Il termine di abbottonatura viene qui usato in modo abbastanza simbolico, nel senso che detti lamierini vengono lavorati in modo da praticarvi delle protuberanze e delle impronte o cavita' tali che dette protuberanze di un lamierino vengono forzate entro le cavita' di un lamierino contiguo, cosi' che alla fine detti lamierini risultano tutti reciprocamente impegnati quasi fossero appunto "abbottonati" .

Con riferimento alle figure 1, 2a, 2b, 2c e 2d si osservi che detta reciproca abbottonatura e' ottenuta, secondo il presente stato dell'arte, le seguenti modalità' di costruzione dei lamierini:

- i lamierini vengono costruiti secondo due tipologie distinte, una prima tipologia rappresentata nella figura 2b, ed una seconda tipologia mostrata nelle figure 2a e 2c.

- nel lamierino di fig. 2b vengono praticate una pluralità' di punzonature 2, disposte secondo le figure, per cui le relative porzioni punzonate o lamelle 25 vengono fatte sporgere dai relativi lamierini, mentre in corrispondenza di dette lamelle si ottengono delle rispettive cavita'.

Inoltre una piccola zona di detti lamierini viene ulteriormente lavorata praticando un foro 4 a lato di dette lamelle 25, come mostrato nell'ingrandimento di fig. 1 che si riferisce sempre alla prima tipologia di lamierino, e che illustra, oltre al foro 4, anche una rispettiva adiacente lamella sporgente 25.

I lamierini della seconda tipologia, mostrati nella fig. 2a e 2c, sono realizzati in modo abbastanza simile, salvo che sono realizzate nel lamierino delle punzonature che creano delle rispettive lamelle 5 in modo analogo, le quali pero' presentano una lunghezza inferiore della lunghezza complessiva L dell'unione della lamella piu' il rispettivo foro dei lamierini del primo tipo (vedi fig. 1); inoltre dette punzonature non presentano alcun foro.

Tali lamierini vengono associati in modo alternato, illustrato nella porzione centrale G di figura 2d cosi' che le lamelle dei lamierini del secondo tipo si impegnano a pressione nelle incavature, comprensive dei detti fori, dei lamierini del primo tipo, cosi' da garantire uno stabile impegno di lamierini adiacenti.

Il citato "effetto skew" viene consentito dal fatto che, essendo le lamelle dei lamierini del primo tipo piu' corte dei rispettivi alloggiamenti nei lamierini contigui, foro compreso, e' possibile far ruotare per una minima ma sufficiente entità' un lamierino rispetto a quello adiacente per ottenere il cercato disallineamento in rotazione di un lamierino rispetto all'altro.

Tale soluzione tuttavia presenta il doppio inconveniente che comunque viene asportato del materiale ferromagnetico, quello relativo ai detti fori praticati sui lamierini del primo tipo; inoltre e' possibile che i fori che si sovrappongono su lamierini contigui creino dei canali continui in cui viene introdotta la lega in pressofusione, ciò' che provoca la formazione di ulteriori barre di lega 20, come illustrato simbolicamente nella fig. 7, cosa che disturba il comportamento elettrico del rotore stesso, come ben noto.-Sarebbe pertanto desiderabile, ed e' scopo del presente trovato, di realizzare un pacco rotorico che consenta sia di evitare la foratura di lamierini e la conseguente asportazione di materiale ferromagnetico, sia di evitare la creazione di barre supplementari durante il processo di presso-fusione.-Questo scopo e' raggiunto con un tipo di rotore dotato di lamierini aventi caratteristiche precisate nelle rivendicazioni che seguono e descritti, a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure in cui:

la fig. 1 rappresenta una vista ingrandita di un particolare del lamierino secondo lo stato dell'arte e mostrato nel suo insieme in fig. 2b,

- le figg. 2a e 2c rappresentano due viste frontali di un primo tipo di lamierini secondo lo stato dell'arte,

- la fig. 2b rappresenta una vista frontale di un secondo tipo di lamierino secondo lo stato dell'arte,

- la fig. 2d rappresenta una sezione verticale ingrandita di un pacco rotorico i cui lamierini centrali sono mostrati nelle figure 2a e 2b,

- le figg. 3a e 3b rappresentano due viste frontali di due diversi tipi di lamierini secondo il trovato,

fig. 3c rappresenta una sezione verticale ingrandita del pacco rotorico realizzato con i lamierini delle figure 3a e 3b,

la fig. 4 rappresenta la vista frontale del medesimo lamierino di fig. 3a,

- la fig. 5 rappresenta una sezione verticale del lamierino di fig. 4, presa secondo la sez. A - A,

- la fig. 6 mostra una sezione frontale del lamierino di fig. 4, presa secondo la sez. B - B di fig. 5,

la fig. 7 mostra una vista in trasparenza parziale simbolica di un pacco rotorico secondo il trovato,

- la fig. 8 mostra una sezione verticale schematica di un pacco rotorico secondo lo stato dell'arte.

L'idea sostanziale del trovato viene descritta qui di seguito: con riferimento alle figure 3a e 3b, si osservi che i lamierini secondo il trovato si suddividono in due tipi distinti, identificati in 10 e 11; il lamierino del primo tipo 10 risulta sostanzialamente identico al lamierino di fig. 2b, essendo dotato di una pluralità' di incavature e di rispettive lamelle 12, ed essendo tutte dette incavature dotate di un rispettivo foro 14 su un bordo delle stesse. Le figure 4, 5 e 6 sono ben chiare al proposito: esse mostrano come le lamelle 12, e solo queste, sono fatte sporgere dal lamierino 10, generando in questo una rispettiva incavatura 13.

La disposizione su una circonferenza, il loro orientamento e la loro distanza reciproca e' chiaramente mostrata nei disegni e pertanto non ulteriormente spiegata.

Il lamierino del secondo tipo 11 e' dotato di una eguale pluralità' di incavature e di rispettive lamelle 15, tuttavia esistono le seguenti differenze tra il primo ed il secondo lamierino:

a) nel lamierino 11 del secondo tipo non esistono fori praticati sui bordi delle incavature; pertanto nel medesimo lamierino ogni incavatura e' ottenuta per semplice punzonatura di questo, e la relativa porzione viene resa sporgente in modo da costituire una lamella 15 che si estende per una zona esterna di modo da diventare una proiezione ortogonale della rispettiva incavatura, analogamente aquanto detto per il lamierino del primo tipo, c) La lunghezza di tali lamelle 15 del secondo lamierino e' tale che queste possono completamente inserirsi nelle incavature 13 del primo lamierino, di modo che queste incavature, compreso i rispettivi fori, vengano completamente occupati da dette lamelle 15.

Inoltre le reciproche lunghezze tra lamelle e incavature saranno scelte in modo da consentire il piccolo scorrimento in rotazione attorno all'asse del rotore, in modo da ottenere il citato montaggio a spirale dei lamierini, o "skew".-Sara' anche evidente che le dimensioni e forma dei componenti descritti sono tali che le lamelle 12 del primo lamierino possono interamente impegnarsi nelle incavature del secondo lamierino/ essendo dette lamelle piu' corte di dette incavature praticate su questo.-A questo punto il pacco rotorico viene realizzato montando alternativamente i lamierini del primo e secondo tipo delle figure 3a e 3b, di moto che ciascuna lamella venga inserita a pressione entro una rispettiva incavatura del lamierino adiacente, cosa perfettamente consentita dalla particolare scelta costruttiva e delle dimensioni scelte.

Si ottiene in definitiva un pacco rotorico in cui tutti i lamierini sono correttamente "abbottonati".

E' evidente, confrontando le figure 2a e 3b, che mostrano lo stesso tipo di lamierino rispettivamente secondo lo stato dell'arte e secondo il presente trovato, che vengono completamente eliminati i fori 16 sul lamierino di fig. 2a, evitando quindi l'asportazione del materiale ferromagnetico e conseguendo pertanto il desiderato miglioramento delle caratteristiche del pacco rotorico.

Per quanto riguarda la formazione di barre addizionali, questo fatto viene evitato per la completa copertura delle incavature delle lamelle dei lamierini del primo tipo (fig.

3a) da parte delle lamelle dei lamierini del secondo tipo (fig . 3b).-Infatti con la costruzione appena illustrata e' possibile utilizzare tutti e soli i lamierini del tipo descritto per conseguire i risultati desiderati, senza alcun bisogno di modificare la tecnica di costruzione od il tipo di lamierino in corrispondenza delle due testate; ciò' offre i vantaggi di una semplificazione del processo produttivo che richiede un numero inferiore di tipi di lamierini rispetto alla tecnica precedente, ed inoltre un aumento della velocita' di assiemaggio dei pacchi rotorici.-Un ulteriore vantaggio del presente trovato e' offerto dalla seguente circostanza: e' noto che in fase di produzione si verificano delle dissimetrie nella geometria dello spessore del lamierino, che porta ad avere pacchi rotorici fortemente sbilanciati ed ineguali nella loro altezza presa su direttrici diverse.

Allo scopo di ridurre o eliminare tali dissimetrie e' pratica comune eseguire l'operazione detta di "compensazione" , cioè' di rotazione programmata di alcuni lamierini attorno all'asse del rotore per un angolo generalmente superiore ai 45°; in tal modo dette dissimetrie si distribuiscono in manièra uniforme ed in definitiva il pacco rotorico si presenta molto piu' uniforme sia meccanicamente che elettricamente.

E' evidente che con questa procedura l'angolo di rotazione per la compensazione deve essere esattamente quello che consente di mantenere la corretta sovrapposizione di cavita' e lamelle, e per questo tale angolo e' ovviamente il doppio dell'angolo di 360"/n, dove n e' il numero di cavita' nel lamierino in cui sono presenti anche i fori; ad es. nel lamierino di fig. 2b risulta n=6, quindi l'angolo di rotazione minimo per la compensazione e' 2 x 360°/6 = 120".-Se ora si osservano le figure 3a e 3b, e' facilmente comprensibile che in questo caso l'angolo di compensazione minima e' di 60", poiché' ogni lamierino porta o solo lamelle e incavature oppure oppure lamelle, incavature e fori in egual numero.

E' quindi evidente, ed immediatamente comprensibile all'esperto del settore, che con un pacco rotorico realizzato con lamierini secondo il trovato e' possibile eseguire una compensazione di un pre-definito angolo con esattamente meta' delle punzonature/forature che sarebbe necessario fare sui lamierini secondo la tecnica nota; tale circostanza consente naturalmente una lavorazione piu' veloce ed economica.

Si intende che quanto è stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati è stato dato a puro scopo esemplificativo del trovato e che possono essere apportate numerose varianti e modifiche senza con ciò' allontanarsi dall'insegnamento fornito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Rotore per motore elettrico, comprendente un pacco rotorico formato da una pluralità' di lamierini ferromagnetici sostanzialmente piani ed impilati in modo contiguo, resi vincolati tra di loro da un reciproco impegno (abbottonatura) realizzata da una pluralità' di incavature e di protuberanze o lamelle realizzate sulla superficie di detti lamierini, dette incavature e lamelle essendo formate, disposte e dimensionate in modo che almeno una di dette lamelle di uno di detti lamierini si impegni in una incavatura di un lamierino contiguo, in cui almeno una parte dei lamierini costituenti detto pacco presenta le seguenti proprietà ': - detti lamierini sono di due tipi diversi e sostanzialmente identici per ogni tipo, - detti lamierini sono disposti in modo alternato rispetto a detti due tipi, caratterizzato dal fatto che: - un primo tipo (10) di lamierini presenta una pluralità' di lamelle (12) di un primo tipo e disposte da un medesimo lato di detto lamierino, - dette lamelle di detto primo tipo essendo disposte ad intervalli regolari lungo una prima circonferenza centrata sull'asse di detto pacco rotorico, - una pluralità' di fori (14) essendo praticati lungo detta circonferenza sui lamierini di detto primo tipo, e disposti in corrispondenza di un bordo di una rispettiva lamella di detto primo tipo, e con il medesimo orientamento rispetto alla rispettiva lamella, di modo che su detta circonferenza si alternino lamelle e rispettivi fori, - in corrispondenza delle lamelle di detto primo tipo e' disposto sul rispettivo lamierino una rispettiva incavatura (13) il secondo tipo (11) di lamierini presenta una pluralità' di lamelle (15) di un secondo tipo sporgenti da un medesimo lato di detto lamierino, - dette lamelle di detto secondo tipo essendo disposte ad intervalli regolari lungo una seconda circonferenza centrata sull'asse di detto pacco rotorico ed avente il medesimo raggio di detta prima circonferenza, - dette linguette di detto secondo tipo essendo atte ad impegnarsi nelle cavita' realizzate dalla associazione di dette incavature (13) corrispondenti a dette prime linguette e dei detti rispettivi fori (14), - dette linguette dei lamierini di detto secondo tipo essendo atte ad alloggiare nelle incavature del lamierino del primo tipo.-2) Rotore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette lamelle (15) di detto secondo tipo sono realizzate senza asportazione di materiale dal rispettivo lamierino 3) Rotore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette cavita', realizzate dalla associazione di dette incavature (13) corrispondenti a dette lamelle e dei detti rispettivi fori (14) nei lamierini del primo tipo, e dette lamelle dei lamierini di detto secondo tipo presentano geometria, disposizione e dimensioni tali da consentire il parziale scorrimento (skew) di dette lamelle di detto secondo tipo entro la rispettiva detta cavita' nei lamierini di detto primo tipo. 4) Rotore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che tutti i lamierini costituenti il relativo pacco rotorico appartengono a detti primo o secondo tipo.-5) Rotore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le lamelle dei lamierini di detto primo tipo, con relativi fori, e le lamelle dei lamierini del secondo tipo sono disposte in posizione non opposta rispetto all'asse del rotore. 6) Rotore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette lamelle sono disposte tra di loro, sul rispettivo lamierino, ad un angolo di 120°.