BR102017020871A2 - Sistema de fixação de cabos condutores - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema de fixação de cabos condutores para estatores utilizados em motores do tipo ?brushless?, possuindo um conector (5), o conector (5) possuindo alojamentos posicionadores (9) para os cabos condutores (41) e clipe para fixação (10) do conector ao alojamento (42) para fixação do cabo, sendo que os alojamentos (9) para a fixação dos cabos são utilizados para guiar os condutores até o estator, e ainda para definir o comprimento correto dos cabos entre o estator e o plugue de ligação ao terminal hermético.

Description

“SISTEMA DE FIXAÇÃO DE CABOS CONDUTORES”

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um sistema de fixação de cabos de alimentação utilizados, preferencialmente, em estatores para motores do tipo “Brushless” utilizados em compressores herméticos, de qualquer tipo, inclusive de capacidade variável para refrigeração.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] A invenção pode ser utilizada em qualquer motor para compressor hermético, mas aqui trataremos com exemplo de compressores herméticos de capacidade variável, os quais normalmente utilizam um sistema mecânico do tipo biela e pistão, conectados ao eixo por um pino excêntrico. Para movimentar este mecanismo geralmente são utilizados motores do tipo “Brushless”, que usualmente são compostos de um estator e um rotor, sendo o primeiro composto por um núcleo de lâminas de aço elétrico, bobinas de material condutor (normalmente cobre ou alumínio), isolantes de ranhura e cabeça de bobina e cabos de alimentação. O estator é normalmente fixado ao bloco através de parafusos, e também fixado às molas de suspensão. Já o rotor é fixado ao eixo excêntrico através de interferência mecânica durante o processo de montagem.

[003] Uma característica específica dos estatores para motores do tipo “Brushless”, utilizados em compressores herméticos para refrigeração, é o fato de possuírem uma configuração de enrolamentos com normalmente 3 fases, distribuídas em 6, 9 ou 12 ranhuras.

[004] Outra característica deste tipo de estator é o fato de que normalmente as fases possuem um ponto comum, característica dos enrolamentos do tipo Y (também chamado de “enrolamento em estrela”).

[005] Outra característica deste tipo de estator, é o fato de que a extremidade das fases opostas ao ponto comum é utilizada para a ligação da alimentação do estator.

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2/8 [006] Várias configurações são conhecidas para possibilitar a ligação e fixação da alimentação do estator. No caso dos compressores herméticos para refrigeração, esta ligação é feita normalmente através de um cabo flexível e isolado entre os 3 terminais do estator e o terminal hermético localizado na carcaça do compressor. Um dos tipos de ligação possíveis é mostrado no documento US5762526, onde são usados terminais tipo clipe, que ligam os fios do motor diretamente ao terminal hermético. Este tipo de configuração tem a grande desvantagem de não evitar o movimento relativo entre o motor e as conexões, o que pode gerar rompimento dos fios das bobinas do estator.

[007] Outro documento que também propõe uma solução para a conexão entre o motor e o terminal hermético do compressor é a patente US20080129132A1, onde as conexões são feitas externamente ao motor, por meio de clipes que ligam os cabos do motor ao cabo condutor. Esta solução, além de não garantir o movimento relativo das conexões em relação ao motor, também não garante o comprimento homogêneo dos cabos, o que pode resultar em danificação do cabo ou das conexões.

[008] Ainda outro documento similar é o WO2011076649A1, onde os cabos são fixados ao motor através de uma alça plástica presa a uma das cabeças de bobina. Esta solução também não garante uma homogeneidade no comprimento dos cabos, podendo causar danos ao cabo ou às conexões.

[009] Na verdade, para a ligação entre os enrolamentos do estator e os cabos flexíveis de alimentação existem várias opções que podem ser escolhidas com base nos recursos disponíveis para fabricação, custo do produto, automatização, além de outros fatores.

[0010] Em relação à ligação entre enrolamentos e cabos de alimentação, o tipo mais comum disponível é a soldagem direta dos terminais, com posterior isolação da superfície soldada via capas termoretráteis. Uma opção similar à soldagem é a prensagem dos cabos e

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3/8 terminais através de “clipes” de material condutor, que fixa os contatos e os mantém unidos. Também neste caso, são utilizadas capas termoretráteis para isolação. Normalmente, as capas com as conexões são inseridas entre as bobinas, de modo que não fiquem soltas durante o funcionamento do motor devido à vibração gerada.

[0011] Uma dificuldade relativa à produção em massa deste tipo de estator, é a variabilidade do comprimento final dos cabos entre o estator e o terminal hermético do compressor. Um comprimento demasiadamente grande pode fazer com que o cabo toque o fundo do compressor, causando a danificação do cabo por atrito. Já um cabo demasiadamente curto pode gerar um efeito de tração, com seu consequente rompimento.

[0012] Outra dificuldade relativa à produção de estatores com cabos soldados ou com clipes é a instabilidade do processo, não só em relação ao comprimento do cabo, mas também devido à qualidade da conexão. Falhas na soldagem ou rompimento de cabos no clipe são encontradas com relativa frequência durante a produção de estatores. Com o objetivo de facilitar a conexão dos cabos e dos fios dos enrolamentos existem dispositivos, já bastante difundidos, em especial o da marca “Mag-Mate”, que eliminam a necessidade de clipes ou soldas entre fios e cabos.

[0013] O fato de utilizar um sistema do tipo “Mag-Mate”, exige que o estator tenha alojamentos especiais para os terminais, que são normalmente injetados em polímero, juntamente com os isolantes das bobinas, e fixados ao estator durante a fabricação. A grande desvantagem é que o uso destes alojamentos impossibilita a utilização do sistema convencional de clipes ou soldas. Este fato faz com que os isolantes das bobinas sejam obrigatoriamente distintos, dependendo do sistema de conexão que se queira usar. Uma outra desvantagem deste sistema de conexão é o alto custo, devido à complexidade do conector e dos tipos de terminais elétricos necessários.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

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4/8 [0014] O dispositivo aqui descrito visa possibilitar a utilização de um sistema de baixo custo para conexões com clipes ou para conexões com soldas, sem que sejam necessários terminais adicionais além dos próprios terminais dos fios e dos cabos.

[0015] Outro objetivo desta patente é criar um sistema para possibilitar que, independentemente, do tipo de conexão escolhida, o comprimento dos cabos entre o estator e o terminal hermético seja sempre o mesmo, evitando que o cabo fique demasiadamente curto (risco de rompimento do cabo) ou que o cabo fique demasiadamente longo (risco de danificação do cabo por fricção contra a carcaça do compressor).

[0016] Um objetivo adicional desta patente é garantir que o raio de curvatura do cabo próximo ao fundo da carcaça seja grande o suficiente para não gerar demasiada rigidez, sabendo que esta alta rigidez poderia gerar problemas como ruído, rompimento do cabo e eventualmente risco de choque elétrico.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0017] A presente invenção trata de um sistema de fixação de cabos condutores para estatores em motores do tipo “Brushless” compreendendo um conector sobre-injetado, o qual compreende uma caixa para encaixe por meio de pelo menos um clipe de fixação em um alojamento de encaixe, a referida caixa compreendendo um elemento projetante contendo alojamentos posicionadores de cabos. Nota-se que a caixa compreende paredes moldadas para acoplamento com o alojamento de encaixe.

[0018] O referido sistema compreende ainda um batente não condutor elétrico, localizado entre o conector sobre-injetado e um plugue para conexão a um terminal hermético. Assim, o conector é preferencialmente construído por sobre-injeção com material isolante elétrico e é moldado de acordo com o motor ao qual será aplicado e de acordo com a geometria do pacote de lâminas e das bobinas.

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5/8 [0019] Os alojamentos posicionadores são feitos para cada um dos cabos condutores, são formados durante a sobre-injeção e feitos em função do diâmetro dos cabos utilizados.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0020] A figura 1 ilustra um cabo convencional 1 de estator.

[0021] A figura 2 mostra um cabo para conexões do tipo “Mag-Mate”.

[0022] A figura 3 pode ser visto um cabo com o sistema desta invenção.

[0023] A figura 4 mostra uma vista em perspectiva de um estator com o sistema convencional de conexão e fixação dos cabos.

[0024] A figura 5 ilustra uma vista em corte do mesmo sistema de conexão e fixação dos cabos, conforme ilustrado na figura 4.

[0025] A figura 6 mostra uma vista em perspectiva de um estator com o sistema de conexão e fixação dos cabos tipo “Mag-Mate”.

[0026] A figura 7 mostra uma vista em corte do sistema de conexão e fixação ilustrado na figura 6.

[0027] A figura 8 é uma vista em perspectiva de um estator com o sistema da invenção.

[0028] A figura 9 mostra uma vista em corte do mesmo sistema de conexão e fixação ilustrado na figura 8.

[0029] A figura 10 mostra uma vista em perspectiva do conector sobre-injetado da presente invenção.

[0030] A figura 11 mostra uma vista em corte do conector ilustrado na figura 10.

[0031] A figura 12 mostra uma vista lateral de um alojamento e um conector para fixação do cabo.

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6/8 [0032] A figura 13 mostra uma vista em perspectiva do sistema da invenção antes de ser conectado.

[0033] A figura 14 mostra uma vista em perspectiva do sistema da invenção após ser conectado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS [0034] A seguir, a invenção será descrita em maiores detalhes com o auxílio de exemplos apresentados na forma de Figuras.

[0035] Na figura 1 é mostrado um cabo convencional 1 de estator com terminais 2 para soldagem ou clipagem aos fios dos enrolamentos do estator. Também é mostrado o plugue de tomada 3 para conexão ao terminal hermético e os três cabos condutores 41.

[0036] Na figura 2 é mostrado um cabo 21 para conexões do tipo “Mag-Mate”, com um conector 4 para inserção no alojamento dos terminais dos fios dos enrolamentos do estator. Também são mostrados os três cabos condutores 41.

[0037] Na figura 3 pode ser visto um cabo 31 com terminais 2 para soldagem ou clipagem, e ainda um batente sobre-injetado 6 para proteção dos cabos, e ainda um conector sobre-injetado 5, que é componente do sistema proposto da presente invenção, para fixação dos cabos condutores. Neste tipo de configuração, o conector sobre-injetado 5 mantém a posição dos cabos, evitando a movimentação relativa entre os terminais dos enrolamentos do estator e as bobinas/pacote de lâminas. Também são mostrados nessa figura os três cabos condutores 41.

[0038] Na figura 4 é mostrada uma visão em perspectiva de um estator com o sistema convencional de conexão e fixação dos cabos condutores 41. Pode também ser visto na figura um pino plástico 8 para amarração do cabo do estator.

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7/8 [0039] Na figura 5 é mostrada uma visão em corte do mesmo sistema de conexão e fixação dos cabos condutores 41, conforme ilustrado na figura 4, via amarração dos cabos ao pino plástico 8.

[0040] Na figura 6 é mostrada uma visão em perspectiva de um estator com o sistema de conexão e fixação dos cabos com conector tipo “Mag-Mate” 4. Neste sistema, os terminais dos enrolamentos do estator estão conectados diretamente a clipes localizados no alojamento, e são ligados ao cabo através dos plugues contidos dentro do conector 4.

[0041 ] Na figura 7 é mostrada uma visão em corte do mesmo sistema de conexão e fixação dos cabos tipo “Mag-Mate” 4.

[0042] Na figura 8 é mostrada uma visão em perspectiva de um estator com o sistema proposto da invenção para fixação dos cabos condutores 41 via conector sobre-injetado 5. Neste tipo de conexão, os terminais dos enrolamentos do motor ainda são ligados diretamente aos cabos, porém, o conector sobre-injetado 5 garante que não haverá movimento relativo entre as conexões e as bobinas/pacote de lâminas, aumentando a confiabilidade do motor. O conector 5 pode ter formatos distintos dependendo do tipo de motor ao qual será aplicado, ou mesmo da geometria do pacote de lâminas e das bobinas.

[0043] Na figura 9 é mostrada uma visão em corte do mesmo sistema de conexão e fixação dos cabos 5 ilustrado na figura 8, além do alojamento de encaixe 42 para fixação do conector sobre-injetado 5.

[0044] Na figura 10 é mostrada uma vista em perspectiva detalhada do conector sobre-injetado 5 do novo sistema para fixação dos cabos condutores 41. Pode-se ver também os alojamentos posicionadores 9 para cada um dos cabos condutores 41, onde tais alojamentos 9 são posicionados em um elemento 14 que se projeta de uma caixa 13 do conector sobre-injetado 5 feita por paredes moldadas para encaixe no alojamento de encaixe 42 (ilustrado na figura 9). Já os alojamentos 9 não

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8/8 têm tamanho específico, e serão formados durante a sobre-injeção, sendo feitos em função do diâmetro dos cabos utilizados.

[0045] Na figura 11 é mostrada uma visão em corte do mesmo conector 5 para fixação dos cabos conforme o sistema proposto. Também é mostrado um dos alojamentos posicionadores 9 e o clipe de fixação 10.

[0046] Na figura 12 é mostrada uma visão em corte do mesmo conector 5 para fixação dos cabos condutores 41 e também do alojamento 42 para fixação do conector 5, cuja fixação é feita pelo clipe de fixação 10.

[0047] Na figura 13 é mostrada uma visão em perspectiva do cabo 31 com o sistema da invenção proposto antes de ser conectado ao alojamento 41 e ao terminal hermético 12.

[0048] Na figura 14 é mostrada uma visão em perspectiva do cabo 31 com o sistema da invenção proposto após ser conectado ao alojamento 41 e ao terminal hermético 12.

[0049] Tendo sido descritos exemplos de modalidades preferidas, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (8)

1. Sistema de fixação de cabos condutores (41) para estatores em motores do tipo “Brushless”, caracterizado por compreender um conector sobre-injetado (5), o qual compreende uma caixa (13) para encaixe por meio de pelo menos um clipe de fixação (10) em um alojamento de encaixe (42), a referida caixa (13) compreendendo um elemento (14) projetante contendo alojamentos posicionadores (9) de cabos (41).

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REIVINDICAÇÕES

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a caixa (13) compreender paredes moldadas para acoplamento com o alojamento de encaixe (42).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um batente (6) não condutor elétrico, localizado entre o conector sobre-injetado (5) e um plugue (3) para conexão a um terminal hermético.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conector (5) ser construído por sobre-injeção com material isolante elétrico.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conector sobre-injetado (5) ser moldado de acordo com o motor ao qual será aplicado.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conector sobre-injetado (5) ser moldado de acordo com a geometria do pacote de lâminas e das bobinas.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os alojamentos posicionadores (9) serem feitos para cada um dos cabos condutores (41).

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de os alojamentos posicionadores (9) serem formados durante a sobreinjeção e feitos em função do diâmetro dos cabos utilizados.