ES2899649T3 - Motor eléctrico - Google Patents

Abstract

Sistema de ventilador (10) con un motor eléctrico (12), presentando el motor eléctrico (12) un rotor (18) y estando montado el rotor (18) de manera giratoria alrededor de un árbol de motor (30), el cual presenta una superficie frontal (58), estando dispuesta una rueda de ventilador (14) sin posibilidad de giro en el rotor (18), caracterizado por que en la rueda de ventilador (14) está fijado un elemento de contacto (56), el cual está configurado, en el estado montado, para descansar sobre la superficie frontal (58) del árbol de motor (30) y el rotor (18) estableciendo contacto eléctrico, presentando el elemento de contacto (56) una primera y una segunda sección (60, 62), estando conectada la primera sección (60) sin posibilidad de giro al rotor (18) y descansando la segunda sección (62) de manera giratoria sobre la superficie frontal (58) del árbol de motor (30), y agarrotando la rueda de ventilador (14) sin posibilidad de giro la primera sección (60) con el rotor (18).

Description

DESCRIPCIÓN

Motor eléctrico

La invención se basa en un motor eléctrico con un elemento de contacto según el preámbulo de las reivindicaciones independientes.

Estado de la técnica

En el caso de la conmutación electromecánica de motores, se producen ondas electromagnéticas, las cuales se irradian al entorno. Estas ondas electromagnéticas que se producen deben estar apantalladas.

Por el documento DE 102012201 545 A1 se conoce un dispositivo para el apantallamiento de radiación perturbadora electromagnética de un motor eléctrico, el cual se controla por medio de una señal sincronizada. Está previsto que el rotor esté conectado al árbol de motor a través de un elemento de conexión eléctricamente conductor, estando fijado el elemento de conexión a la superficie frontal del componente de rotor. Los documentos WO2013/098309 y JPS61218344 describen ventiladores adicionales con un elemento de conexión entre el rotor y el árbol de motor.

Divulgación de la invención

Ventajas de la invención

La invención se basa en un sistema de ventilador con un motor eléctrico, en particular un motor de inducido exterior y una rueda de ventilador, presentando el motor eléctrico un rotor y estando montado el rotor de manera giratoria alrededor de un árbol de motor, el cual presenta una superficie frontal, y estando dispuesta la rueda de ventilador sin posibilidad de giro en el rotor. Se propone que en la rueda de ventilador esté fijado un elemento de contacto, el cual está configurado, en el estado montado, para descansar sobre la superficie frontal del árbol de motor y el rotor estableciendo contacto eléctrico.

El sistema de ventilador de acuerdo con la invención con el procedimiento de acuerdo con la invención con las características de las reivindicaciones independientes tiene la ventaja de que el elemento de contacto se puede montar de manera particularmente fácil junto con la rueda de ventilador como una unidad y al mismo tiempo se puede prescindir de una fijación adicional del elemento de contacto con el rotor. Aparte de eso, el elemento de contacto se puede centrar fácilmente a través de la rueda de ventilador, de manera que esté alineado exactamente en la dirección de un eje de rotación del motor eléctrico. Puesto que la puesta en contacto del árbol de motor se realiza adicionalmente en el lado frontal en el árbol de motor, se pueden minimizar los chirridos no deseados, los cuales a menudo se producen y se perciben como molestos, en particular en el caso de una puesta en contacto radial del árbol de motor. Estos chirridos indeseables en el caso de una puesta en contacto radial a menudo se producen por vibraciones naturales en las cuales los componentes quedan atrapados por el roce y el deslizamiento desiguales de la puesta en contacto radial en el árbol de motor.

En el contexto de la presente invención, por el término árbol de motor se puede entender un elemento de máquina concreto, el cual transmite un momento de giro. Además, en lo sucesivo, por el término eje de giro se entiende un eje imaginario alrededor del cual rota el rotor, en el sentido de un eje de rotación. A diferencia del árbol de motor, el cual representa un elemento de máquina concreto, en el caso del eje de giro se trata de un eje puramente imaginario.

Aparte de eso, en el contexto de la presente invención, por un lado frontal del árbol de motor se puede entender aquella superficie del árbol de motor que delimita el árbol de motor lateralmente en la dirección del eje de giro. En este sentido, el término superficie frontal no está limitado a una superficie plana; más bien, la superficie frontal puede presentar cualquier contorno de superficie.

En una forma de realización ventajosa del motor eléctrico de acuerdo con la invención, el motor eléctrico es un motor de inducido exterior. De manera ventajosa, en el caso de una forma de realización de este tipo, se aprovecha el efecto de apantallamiento del propio rotor.

Las medidas enumeradas en las reivindicaciones dependientes dan como resultado perfeccionamientos y mejoras ventajosos de las características dadas en las reivindicaciones independientes.

El sistema de ventilador de acuerdo con la invención o bien un perfeccionamiento ventajoso se caracteriza por que el elemento de contacto presenta una primera y una segunda sección, estando conectada la primera sección sin posibilidad de giro al rotor y descansando la segunda sección de manera giratoria sobre la superficie frontal del árbol de motor.

De manera preferente, la segunda sección presiona en la dirección axial con una fuerza de pre-tensión en la superficie frontal del árbol de motor. Por medio del uso de un elemento de contacto con una segunda sección, el cual, en el estado instalado, presenta una pre-tensión en la dirección axial, la segunda sección ejerce una fuerza de compresión sobre la superficie frontal y, por lo tanto, aplica una fuerza de retroceso a la superficie frontal en el sentido de un resorte. De esta manera, se puede asegurar una puesta en contacto permanente entre el elemento elástico y la superficie frontal del árbol de motor.

En este contexto, por la dirección axial se debe entender esencialmente la dirección de extensión del eje de giro. En este sentido, sin embargo, no es necesario que toda la fuerza de apriete, con la cual la segunda sección presiona sobre la superficie frontal, discurra en la dirección del eje de giro. También es concebible que la fuerza de apriete esté dispuesta en un determinado ángulo respecto a la superficie frontal y el vector de fuerza de la fuerza de apriete presente un porcentaje en la dirección del eje de giro y un porcentaje en perpendicular respecto al eje de giro. En este sentido, únicamente es esencial para la invención que el vector de fuerza de la fuerza de apriete sea mayor en términos de cantidad en la dirección axial.

En una forma de realización especialmente sencilla y económica de la invención, el elemento de contacto está configurado en forma de cinta y se extiende en dirección radial. De esta manera, el elemento de contacto fijado en la rueda de ventilador se puede arriostrar entre el rotor y la rueda de ventilador de una manera particularmente sencilla y segura y, en el estado montado, puede establecer contacto con el árbol de motor en el lado frontal.

En este contexto, por forma de cinta se debería entender en particular que una expansión del elemento de contacto en la dirección principal de extensión asciende a un múltiplo, preferentemente al menos a veinte veces, de una expansión del elemento de contacto en cualquier dirección en perpendicular respecto a la dirección principal de extensión. De manera especialmente preferente, el elemento de contacto presenta una sección transversal esencialmente triangular, rectangular o trapezoidal en un plano de sección en perpendicular respecto a la dirección principal de extensión. También es concebible una forma de sección transversal rectangular o trapezoidal de manera abombada.

Además, en este contexto, por la extensión en la dirección radial se debería entender que la dirección principal de extensión del elemento de contacto se realiza en la dirección radial. Sin embargo, también es concebible y conveniente para el cumplimiento de la función que determinadas secciones del elemento de contacto se extiendan proporcionalmente en la dirección axial. En este sentido, únicamente es esencial para la invención que el elemento de contacto presente una extensión principal en la dirección radial.

En la invención, la rueda de ventilador agarrota la primera sección del elemento de contacto con el rotor sin posibilidad de giro. A tal fin, la rueda de ventilador se conecta al rotor sin posibilidad de giro, mediante lo cual se arriostra el elemento de contacto dispuesto entre el rotor y la rueda de ventilador. A este respecto, la rueda de ventilador actúa en el sentido de un medio de sujeción sobre el elemento de contacto y presiona el elemento de contacto contra el rotor. El arrastre de fuerza proporcionado de este modo evita una torsión del elemento de contacto durante el funcionamiento. Debe mencionarse en este punto, sin embargo, que por una conexión sin posibilidad de giro únicamente se puede entender una conexión esencialmente sin posibilidad de giro. De este modo, por ejemplo, es concebible que, cuando se pone en marcha el rotor, el elemento de contacto presente una fase de plano inclinado y solamente esté conectado al rotor sin posibilidad de giro cuando durante el funcionamiento rodado.

Una construcción especialmente sencilla y robusta del elemento de contacto dentro del espacio constructivo de carcasa dado se puede implementar por que la segunda sección del elemento de contacto de acuerdo con la invención está configurada esencialmente en forma de V o de U, lindando una primera sección con la segunda sección en cada caso de forma radial.

Por el término "en forma de V" usado en la presente solicitud se puede entender una conformación de la segunda sección que es similar a la letra "v" del alfabeto alemán. En este sentido, las patas de la segunda sección en forma de V del elemento de contacto no tienen que discurrir en línea recta, ni tienen que converger para formar una punta. Únicamente es esencial para la invención que el área, central con respecto al eje de giro, de la segunda sección en forma de V esté dispuesta de manera distanciada en la dirección axial respecto a las áreas distales, en cada caso con respecto a al eje de giro, de la segunda sección en forma de V. Las primeras secciones lindan en cada caso de forma radial con las áreas en cada caso distales de la sección en forma de V.

Del mismo modo, por el término "en forma de U" se puede entender una forma de realización de la segunda sección, cuya forma es similar a la letra "u" del alfabeto alemán. En este caso, tampoco es crucial que las patas de la segunda sección en forma de U discurran en paralelo y se junten en una curvatura. También es esencial para la invención, en el caso de una forma de realización de este tipo, que el área central, con respecto al eje de giro, de la segunda sección en forma de U esté dispuesta de manera distanciada en la dirección axial respecto a las áreas en cada caso distales de la segunda sección en forma de U y las primeras secciones linden con la segunda sección en cada caso de forma radial. De esta manera, la distancia espacial axial entre la superficie frontal del árbol de motor se puede puentear de forma óptima y el elemento de contacto es capaz de aplicar una fuerza de apriete lo suficientemente grande para una puesta en contacto permanente con la superficie frontal del árbol de motor.

Preferentemente, la segunda sección presenta además un área de contacto esencialmente plana que se extiende en la dirección radial, descansando el área de contacto con deslizamiento sobre el árbol de motor.

Una fabricación y un manejo particularmente sencillos pueden resultar del hecho de que el elemento de contacto de acuerdo con la invención está configurado de una sola pieza, en particular como una pieza estampada o estampada y doblada. La forma de realización de una sola pieza del elemento de contacto presenta ventajas en términos de producción, así como de esfuerzo de montaje y de velocidad de montaje. El uso de la tecnología de estampado o bien estampado y doblado posibilita una producción económica del elemento de contacto a partir de un material de cinta en un proceso de fabricación económico y estable.

En comparación con los elementos de contacto fabricados de una sola pieza a partir de componentes del motor eléctrico o de la rueda de ventilador, un elemento de contacto de acuerdo con la invención de este tipo como componente adicional presenta la ventaja de que se puede fabricar a partir de un material diferente que esté diseñado de manera óptima para su función para compensar las diferencias de potencial, pudiendo adaptarse los requisitos de material de manera óptima a los regímenes de carga durante el funcionamiento.

En una forma de realización ventajosa del sistema de ventilador de acuerdo con la invención, el rotor presenta un asiento de cojinete cilíndrico, que se extiende en la dirección axial, dispuesto centralmente con respecto al árbol de motor, engranando el elemento de contacto de acuerdo con la invención en el asiento de cojinete. Un asiento de cojinete de este tipo está diseñado para alojar el cojinete del rotor, de manera que el rotor y la rueda de ventilador estén montados de forma giratoria y su posición esté inmovilizada tanto radial como axialmente. Preferentemente, el asiento de cojinete cilíndrico o bien en forma de anillo está configurado como escotadura o muesca en la carcasa de rotor, de manera que el asiento de cojinete se puede configurar por medio de embutición profunda simple o bien en un procedimiento de moldeo por inyección.

En este contexto, por el término "engranar" se puede entender que el elemento de contacto, en el estado montado, sobresale en la dirección axial hacia el espacio formado por el asiento de cojinete.

Preferentemente, las primeras secciones presentan en cada caso un extremo libre, estando fijado el extremo libre a la rueda de ventilador. En este contexto, por el término "fijar" se puede entender que el elemento de contacto está colocado de forma imperdible en la rueda de ventilador, de manera que el elemento de contacto se mantiene en la rueda de ventilador durante el montaje y se puede montar sin posibilidad de giro en el rotor como una unidad común. Una introducción de forma imperdible de este tipo posibilita un manejo y montaje sencillos y rápidos del sistema de ventilador de acuerdo con la invención.

En una forma de realización ventajosa, en la rueda de ventilador puede estar dispuesto un elemento de engrane que corresponde al asiento de cojinete, el cual, en el estado montado, engrana en el asiento de cojinete. Esto tiene la ventaja de que la rueda de ventilador se puede centrar con especial facilidad, de manera que la rueda de ventilador se puede alinear exactamente en la dirección del eje de giro y, por lo tanto, presenta menos susceptibilidad al ruido y menos desequilibrio.

Preferentemente, los extremos libres de las primeras secciones se presionan en el elemento de engrane, pudiendo entenderse por el término presionado, en este contexto, una introducción de forma imperdible, de manera que el elemento de contacto no se caiga de la rueda de ventilador o bien del elemento de engrane durante el montaje cuando se expone a la fuerza de gravedad. También es concebible que el elemento de engrane presente al menos un nervio, doblándose los extremos libres de las primeras secciones en la depresión formada por el al menos un nervio en el sentido de una pestaña flexible.

En una forma de realización especialmente ventajosa adicional del sistema de ventilador de acuerdo con la invención, en la segunda sección del elemento de contacto se conforma un contacto deslizante que se extiende en la dirección axial. A través de la configuración de un contacto deslizante, se puede minimizar la superficie de contacto entre la superficie frontal del árbol de motor y el elemento de contacto. Esto puede repercutir de manera positiva, en particular, en la minimización de ruido y las pérdidas por fricción. A través de la extensión del contacto deslizante en la dirección axial, se puede garantizar la pre-tensión requerida para la correspondiente fuerza de apriete en la dirección axial.

Preferentemente, el contacto deslizante está configurado de manera abombada. Una forma de realización abombada de este tipo del área de apoyo se puede fabricar de una manera especialmente sencilla y económica por medio de la conformación plástica por tracción y compresión del elemento de contacto en forma de cinta. En el contexto de la presente invención, por el término abombado se puede entender cualquier contorno de superficie que presente un abombado o bien curvatura. Un contorno abombado de este tipo se puede formar, por ejemplo, por un resalto que presente una forma convexa o bien semiesférica.

El efecto de la fricción minimizada se puede aprovechar de una manera especialmente preferente en una forma de realización adicional por que la superficie frontal del árbol de motor del sistema de ventilador de acuerdo con la invención está configurada de forma que termina en punta en la dirección del eje de giro. A través de la superficie frontal que termina en punta se reduce la superficie de apoyo del elemento de contacto en el árbol, mediante lo cual se puede minimizar la fricción.

Una forma de realización de este tipo del sistema de ventilador de acuerdo con la invención con una superficie frontal que termina en punta del árbol de motor y/o un contacto deslizante dispuesto en la segunda sección del elemento de contacto puede posibilitar un centrado sencillo y preciso del elemento de contacto, mediante lo cual se minimizan las velocidades relativas entre el elemento de contacto y el árbol de motor en el área del contacto deslizante.

Preferentemente, el elemento de contacto está configurado para desviar radiación perturbadora electromagnética. De esta manera, se puede reducir la emisión de la radiación perturbadora desfavorable.

Dibujo

En las figuras están representados esquemáticamente ejemplos de realización de la invención y se explican con más detalle en la siguiente descripción. Muestran:

la figura 1 una representación esquemática de un sistema de ventilador de acuerdo con la invención,

la figura 2 un fragmento del sistema de ventilador de acuerdo con la invención de acuerdo con la figura 1, la figura 3 una primera forma de realización del elemento de contacto de acuerdo con la invención en una representación en perspectiva,

la figura 4 una segunda forma de realización del elemento de contacto de acuerdo con la invención en una representación en perspectiva,

la figura 5 una representación en perspectiva de una forma de realización de una rueda de ventilador de acuerdo con la invención,

la figura 2 una representación esquemática de una forma de realización de un sistema de ventilador de acuerdo con la invención.

Descripción

La figura 1 muestra un sistema de ventilador 10 con un motor eléctrico 12 y una rueda de ventilador 14. La rueda de ventilador 14 presenta una pluralidad de palas de ventilador, las cuales están diseñadas para transportar aire de refrigeración durante la rotación de la rueda de ventilador 14. El motor eléctrico 12, mostrado en la figura 1, configurado a modo de ejemplo como inducido exterior, del sistema de ventilador 10 presenta una parte estacionaria, el estator 16, y una parte giratoria, el rotor 18. Un motor eléctrico del tipo de un motor de inducido exterior, tal como está representado a modo de ejemplo en la figura 1, se caracteriza por que la parte radialmente interna está estacionaria durante el funcionamiento, mientras que la parte radialmente exterior rota. En el estator 16 está dispuesta una pluralidad de devanados 20. El rotor 18 a su vez presenta imanes 22. Si la corriente fluye a través de los devanados 20, entonces el campo magnético del estator 16 impele el rotor 18.

Cabe señalar que el sistema de ventilador 10, en particular el motor eléctrico 12 en la figura 1, solo está representado esquemáticamente, puesto que la estructura y funcionalidad de un motor eléctrico 12 adecuado son suficientemente conocidas por el estado de la técnica, de manera que en este caso, con el fin de la concisión y simplicidad de la descripción, se prescinde de una descripción detallada del sistema de ventilador 10. Además, cabe señalar que el motor eléctrico 12 del sistema de ventilador 10 está representado como un motor de inducido exterior únicamente a modo de ejemplo y no para restringir la invención, puesto que la invención también se puede emplear en el caso de un motor de inducido interior.

Los devanados 18 de los motores eléctricos 12 se alimentan por regla general con señales moduladas por duración de impulsos durante el funcionamiento, que pueden originar campos perturbadores. En este sentido, la radiación perturbadora electromagnética se produce por regla general en los devanados 20 o los imanes 22. A partir de los devanados 20 o de los imanes 22, la radiación perturbadora puede dar como resultado una perturbación de otros sistemas y componentes electrónicos, los cuales están dispuestos en el entorno del sistema de ventilador 10. Además de influir en los componentes del entorno por el motor eléctrico 12, la radiación perturbadora del entorno también puede perjudicar la funcionalidad del sistema de ventilador 10 de manera inversa. Por eso, el motor eléctrico 12 de acuerdo con la invención debería apantallar los devanados 20 y los imanes 22 en la medida de lo posible en todas las direcciones.

En el caso de un motor eléctrico 12 del tipo de un inducido exterior, tal como está representado en la figura 1, un apantallamiento de este tipo se puede conseguir, entre otras cosas, por medio de un rotor 18 dispuesto lo más cerca posible del estator 16. Tal como se puede reconocer claramente en la figura 1, el rotor 18 está configurado esencialmente forma de copa. En este sentido, esta realización en forma de copa del rotor 18 forma un apantallamiento para los devanados 20 y los imanes 22, los cuales están dispuestos dentro del rotor 18 en forma de copa. A tal fin, el rotor 18 en forma de copa presenta una primera sección 24 que se extiende en dirección radial. Esta primera sección 24 del rotor 18 forma el fondo del rotor 18 en forma de copa. Además de la primera sección 24, que se extiende en la dirección radial, del rotor 18, el rotor 18 presenta una segunda sección 26, la cual está dispuesta en el borde exterior del rotor 18 y forma una pared lateral cilíndrica circunferencial del rotor 18.

El área abierta del rotor 18 opuesta al fondo 24 del rotor 18 en forma de copa, tal como se puede reconocer claramente en la figura 1, está apantallada por un soporte de motor 28. La disposición del rotor 18 en forma de copa así como del soporte de motor 28 que funciona como tapa da como resultado un espacio esencialmente cerrado para los imanes 20 y los devanados 22, el cual está apantallado en todas las direcciones por superficies eléctricamente conductoras.

En el caso de la forma de realización mostrada en la figura 1, el árbol de motor 30 está conectado sin posibilidad de giro al soporte de motor 28 o bien al estator 16. Una conexión sin posibilidad de giro de este tipo se puede proporcionar en particular por la inserción el árbol de motor 30 en el soporte de motor 28. Tal como está representado en la figura 1, el árbol de motor 30 presenta un extremo 32 firmemente sujeto, un extremo libre 34 y un eje de giro 36, alrededor del cual el rotor 18 con la rueda de ventilador 14 y el estator 16 están montados de manera giratoria el uno respecto al otro.

Tal como está representado en la figura 1, el eje de giro 36 discurre en el sentido de una línea recta imaginaria que se extiende hacia el infinito, en particular centralmente a través del árbol de motor 30 y corresponde al eje central del árbol de motor 30. Para el montaje giratorio del rotor 18 con respecto al estator 16 alrededor del eje de giro 36, en el rotor 18, en su lado orientado hacia el árbol de motor 30, está dispuesto un asiento de cojinete 40 cilíndrico, el cual se extiende en la dirección axial. En el interior del asiento de cojinete 40 del rotor 18 está dispuesto un cojinete 42. Tal como está representado en la figura 1, el cojinete 42 presenta dos rodamientos 44, 46, asentándose ambos rodamientos 44, 46 con su respectivo anillo exterior 50 en el asiento de cojinete 40 del rotor y con su correspondiente anillo interior 48 sin posibilidad de giro en el árbol de motor 30.

Si se pone en marcha el motor eléctrico 12, entonces se pone en rotación el rotor 18. Para arrastrar la rueda de ventilador 14, esta está fijada sin posibilidad de giro en el rotor 18. Tal como está indicado esquemáticamente en la figura 1, para ello la primera sección 24 del rotor 18 se puede conectar a la rueda de ventilador 14 a través de una conexión de tornillo 54. Sin embargo, también son concebibles otros medios de fijación.

Para evitar que el rotor 18 asuma la función de una antena de alta frecuencia y empeore, dado el caso, el problema de perturbación, el rotor 14 se debe poner en contacto con un potencial de tierra 52.

Para poner en contacto el rotor 18 con el potencial de tierra 52, el rotor 18 se debe conectar al árbol de motor 30 de una manera eléctricamente conductora, que a su vez se ha introducido a presión en el soporte de motor 28 y está constituido en sí mismo de un material eléctricamente conductor y, por lo tanto, descansa sobre el potencial de tierra 52. Un acoplamiento de este tipo entre el rotor 18 y el árbol de motor 30 por regla general no se puede proporcionar a través de los propios rodamientos 44, 46, incluyendo sus respectivas cubiertas de rodamiento, puesto que estos presentan un espacio de rodamiento lleno de aceite, que tiene como consecuencia que no se puede proporcionar ninguna conexión óhmica lo suficientemente estable.

No obstante, para proporcionar una conexión óhmica lo suficientemente estable entre el rotor 18 y el árbol de motor 30, en la rueda de ventilador 12 está fijado un elemento de contacto 56 hecho de un material eléctricamente conductor. En el estado montado, tal como está representado en la figura 1, el elemento de contacto 56 descansa estableciendo contacto eléctrico sobre el rotor 18 y la superficie frontal 58 del árbol de motor 30.

Para poner en contacto los dos componentes (el rotor 18 y el árbol de motor 30), el elemento de contacto 56, tal como está representado en la figura 1, presenta dos secciones 60, 62. En este sentido, la primera sección 60 del elemento de contacto está conectada sin posibilidad de giro a la primera sección 24 del rotor 18; la segunda sección 62 descansa con deslizamiento sobre la superficie frontal 58 del árbol de motor 30.

Tal como se puede reconocer claramente en la figura 1, los componentes rotor 18 y rueda de ventilador 14 aprisionan, en el estado montado, la primera sección 60 del elemento de contacto 56 en forma de cinta en el sentido de una conexión de apriete entre ellos. La conexión de apriete entre la rueda de ventilador 14 y el elemento de contacto 56 se aplica por medio de una conexión de tornillo 54. Las fuerzas de tornillo generan una fuerza normal y una fuerza tangencial o bien de fricción sobre el elemento de contacto 56, de manera que el elemento de contacto 56 descansa sin posibilidad de giro sobre el rotor 18 y se crea una conexión óhmica estable entre el elemento de contacto 56 y el rotor 18.

Tal como está representado en la figura 1, el elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención presenta en sus primeras secciones 60 en cada caso un extremo libre 64. Estos extremos libres 64 están fijados de forma imperdible a la rueda de ventilador 14. En el caso de la forma de realización representada en la figura 1, los extremos libres 64 de las primeras secciones 60 se sujetan con clips a tal fin en las correspondientes ranuras de alojamiento 66 de la rueda de ventilador 14. Sin embargo, cabe mencionar expresamente en este punto que un sistema de ventilador 10 de acuerdo con la invención no está limitado a una forma de realización de este tipo con un elemento de contacto 56 sujeto con clips. De este modo, cualquier forma de realización en la cual el elemento de contacto 56 se fije de forma imperdible a la rueda de ventilador en una primera etapa de montaje es concebible y suficiente para el cumplimiento de la función.

Durante el montaje, el elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención se instala con su segunda sección 62 bajo una pre-tensión definida, de manera que la segunda sección 62 del elemento de contacto 56 se presiona en la dirección axial sobre la superficie frontal 58 del árbol de motor 30 con una fuerza de apriete suficiente para el cumplimiento de la función. En otras palabras, el elemento de contacto 56 actúa en el sentido de un resorte, el cual aplica una fuerza de retroceso sobre la superficie frontal 58.

La figura 1 muestra un elemento de contacto 56 configurado de una sola pieza, el cual está configurado en particular como una pieza estampada y doblada. Cabe mencionar en este punto, sin embargo, que el elemento de contacto 56 no está limitado a una forma de realización de este tipo representada en la figura 1. De este modo, por ejemplo, también son concebibles formas de realización en las cuales la primera y la segunda sección 60, 62 se producen en dos partes y se conectan la una a la otra en una etapa de fabricación adicional.

La figura 2 muestra el elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención de forma análoga a la figura 1 en una representación ampliada. Tal como se ha descrito anteriormente, el elemento de contacto 56 está configurado como un elemento en forma de cinta, el cual se extiende esencialmente en la dirección radial, es decir, en una dirección en perpendicular respecto al eje de giro 36 imaginario. Tal como se puede reconocer además en la figura 2, el elemento de contacto 56 en forma de cinta descansa con sus dos primeras secciones 60 en cada caso sobre la superficie frontal 65 de la primera sección 24 y puentea el espacio interior 68, el cual se encierra por el asiento de cojinete 40 cilíndrico.

Tal como está representado en la figura 2, la superficie frontal 58 del árbol de motor 30 y la superficie frontal 65 de la primera sección 24 del rotor 18 están distanciadas la una respecto a la otra en la dirección axial por una distancia axial 70. En este sentido, el árbol de motor 30 termina con su extremo libre 34 en el espacio interior 68 del asiento de cojinete 40 cilíndrico. Para puentear la distancia axial 70, la segunda sección 62 está configurada esencialmente en forma de V. De esta manera, el elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención puede puentear la distancia axial 70 y descansar tanto sobre la superficie frontal 65 del rotor 18 como sobre la superficie frontal 58 del árbol de motor 30.

En este punto, sin embargo, cabe mencionar en detalle que también son concebibles otras formas de realización de la segunda sección 62 del elemento de contacto 56, las cuales están configuradas para puentear la distancia axial 70. De este modo, por ejemplo, también es concebible que la segunda sección 62 esté configurada en forma de U y descanse con deslizamiento con su punto axialmente más bajo sobre la superficie frontal 58 del árbol de motor 30. En este sentido, únicamente es esencial para la invención que el elemento de contacto 56 se ponga en contacto tanto con el rotor 18 como con el árbol de motor 30.

Aparte de eso, un sistema de ventilador 10 de acuerdo con la invención no está limitado a un elemento de contacto 56 de este tipo, el cual descansa sobre la superficie frontal 65 de la primera sección 24 del rotor 18. De este modo, por ejemplo, también es concebible que el elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención se ponga en contacto radialmente con el rotor 18, por ejemplo, en el asiento de cojinete 40 cilíndrico, o el elemento de contacto 56 en forma de cinta para el posicionamiento óptimo y para la compensación de las diferencias de potencial en la curvatura 72 descanse entre la primera sección 24 del rotor 18 y el asiento de cojinete 40.

En particular, en el caso de una forma de realización, tal como está descrito en la figura 5, con un elemento de engrane 84, que corresponde al asiento de cojinete 40, el cual está dispuesto en la rueda de ventilador 14, un elemento de contacto 56, que en el estado montado descansa sobre la curvatura 72 del rotor 18, se puede agarrotar por la rueda de ventilador 14 con el elemento de engrane 84 correspondiente.

Tal como ya se ha explicado, una primera sección 60 linda con la segunda sección 62 en cada caso de forma radial. En el estado montado, esta primera sección 60 descansa sobre el rotor 18 sin posibilidad de giro en un área de apoyo 82 (representada en la figura 3). Aparte de eso, las primeras secciones 60 presentan en cada caso extremos libres 64. Estos extremos libres 64 están fijados a la rueda de ventilador 14. En este sentido, es esencial para la invención que el elemento de contacto 56 se fije de forma imperdible a la rueda de ventilador 14 en una primera etapa de fabricación y luego se coloque en el rotor 18 junto con la rueda de ventilador 14 como una unidad en una segunda etapa de fabricación de tal manera que el elemento de contacto 56 descanse sin posibilidad de giro en el rotor 18 y de manera giratoria en el árbol de motor 30.

En el caso de la forma de realización representada en la figura 2, los extremos libres 64 de las primeras secciones 60 del elemento de contacto 56 están doblados con el fin de la fijación imperdible en la rueda de ventilador 14, de manera que se extienden en la dirección axial. En este sentido, los extremos libres 64 engranan en ranuras de alojamiento 66 en la rueda de ventilador 14. Para la sujeción imperdible, los extremos libres 64 presentan en cada caso un resalto 74, el cual sobresale radialmente en un escalón 76 correspondiente de las ranuras de alojamiento 66, de manera que el elemento de contacto 56 se sujeta con clips con sus extremos libres 64 en la entalladura 65 durante el montaje. El destalonamiento en la dirección radial entre el escalón 76 y el resalto 74 moldeado en la dirección radial de los extremos libres 64 forma un arrastre de forma correspondiente durante el montaje, de manera que el elemento de contacto 56 no puede caer fuera de la rueda de ventilador 14 en la dirección axial.

En el caso de la forma de realización representada en la figura 2, los resaltos 74 de los extremos libres 64 están configurados como elementos abombados o bien elementos en forma de canal. De acuerdo con la invención, sin embargo, los resaltos 74 de este tipo no están limitados a una forma de realización abombada de este tipo. También son concebibles formas de realización que sean adecuadas para entrar en un arrastre de forma correspondiente con el escalón 76 o bien las ranuras de alojamiento 66 y engranar en el escalón 76 correspondiente en la dirección radial.

Tal como se puede reconocer claramente en la figura 2, la segunda sección 62 en forma de V presenta un área de contacto 78 esencialmente plana que se extiende en la dirección radial, descansando el área de contacto 78 con deslizamiento sobre el árbol de motor 30.

Para minimizar la fricción entre la segunda sección 62 del elemento de contacto 56 y la superficie frontal 58 del árbol de motor 30 y para proporcionar una desviación y, acompañado de ello, una fuerza de retroceso suficientemente grande de la segunda sección 62 del elemento de contacto 56, en el centro del área de contacto 78 está moldeado un resalto adicional como contacto deslizante 80. Por lo tanto, en el estado montado, únicamente el contacto deslizante 80 se pone en contacto con la superficie frontal 58 del árbol de motor 30.

En el caso de la forma de realización representada en la figura 2, el contacto deslizante 80 está configurado como un elemento abombado en la dirección axial, en particular como un elemento semiesférico, de manera que la superficie de apoyo del elemento de contacto 56 en la superficie frontal 58 se minimiza por el apoyo únicamente puntiforme. De acuerdo con la invención, sin embargo, un contacto deslizante 80 de este tipo no se limita a una forma de realización semiesférica tal como se muestra en la figura 2. También son concebibles otras formas que terminan en punta, que son adecuadas para poner en contacto en el lado frontal axialmente la superficie frontal 58 en un área de apoyo lo más pequeña posible.

Las siguientes figuras 3 y 4 muestran en cada caso una representación en perspectiva de un elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra el elemento de contacto 56 en forma de cinta de forma análoga a las figuras 1 y 2. Primeras secciones 60 en cada caso en ambos lados lindan con la segunda sección 62, esencialmente en forma de V, dispuesta centralmente. Estas primeras secciones 60 están configuradas para descansar sobre la superficie frontal 65 del rotor 18 en el estado montado. La dirección principal de extensión del elemento de contacto 56, tal como está representado en la figura 3, se extiende en la dirección radial. Para la fijación imperdible del elemento de contacto 56 en la rueda de ventilador 14, en cada caso los extremos libres 64 se desvían 90° desde la dirección radial principal de extensión. A este respecto, en el estado montado, los extremos libres 64 engranan en las correspondientes ranuras de alojamiento 66 en la rueda de ventilador 14.

En los extremos libres 64, tal como se puede reconocer claramente en la figura 3, están colocados resaltos 74, los cuales a su vez se extienden en dirección radial. En el estado sujeto con clips, estos resaltos 74 forman un arrastre de forma con un escalón 76 moldeado en las ranuras de alojamiento 66 (representado en la figura 2).

Tal como se puede reconocer asimismo claramente en la figura 3, el elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención presenta en el centro un área de contacto 78 plana que se extiende en la dirección radial. En el centro del área de contacto 78, un resalto que se extiende en la dirección axial está moldeado como un contacto deslizante 80. En el caso de la forma de realización mostrada en la figura 3, el contacto deslizante 80 presenta un contorno semiesférico.

Tal como ya se ha explicado, en el estado montado, el elemento de contacto 56 descansa tanto con deslizamiento sobre el árbol de motor 30 como sin posibilidad de giro sobre el rotor 18. A tal fin, las primeras secciones 60 presentan en cada caso un elemento de apoyo 82, el cual está moldeado sobre la respectiva primera sección 60 y está configurado preferentemente de manera abombada o bien en forma de canal. Por lo tanto, en el estado montado, tal como ya se ha descrito anteriormente, la rueda de ventilador 14 agarrota las primeras secciones 60 del elemento de contacto 56 con el rotor 18, o bien la superficie frontal 65 del rotor 18. A este respecto, el elemento de apoyo 82 correspondiente se presiona sobre el rotor 18, mediante lo cual se puede proporcionar una conexión óhmica estable entre el rotor 18 y el elemento de contacto 56.

La figura 4 muestra una forma de realización adicional de un elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención, el cual se fija en una primera etapa de fabricación en la rueda de ventilador 14 y en una segunda etapa de fabricación se conecta al motor eléctrico 12 junto con la rueda de ventilador 14 sin posibilidad de giro de tal manera que el elemento de contacto 56 descansa con sus primeras secciones 60 sin posibilidad de giro sobre el rotor 18 y se pone en contacto con su segunda sección 62 con deslizamiento sobre el árbol de motor 30.

Tal como se puede reconocer en la figura 4, el elemento de contacto 56 presenta dos unidades esencialmente en forma de cinta de manera análoga a la figura 3, las cuales están puestas la una encima de la otra en forma de cruz. Partiendo de la segunda sección 62 dispuesta en el centro, la cual, en el estado montado, descansa con deslizamiento sobre el árbol de motor 30, cuatro primeras secciones 60 se extienden en la dirección radial. De forma análoga a la figura 3, el elemento de contacto 56 de la figura 4 también presenta un área de contacto 78 plana, dispuesta centralmente, que se extiende en dirección radial. En el centro del área de contacto 78 está moldeado asimismo un contacto deslizante 80 que se extiende en la dirección axial, el cual está representado cubierto en la figura 4 debido a la perspectiva seleccionada.

De manera análoga a la forma de realización del elemento de contacto 56 de la figura 3, las cuatro primeras secciones 62 presentan en cada caso un extremo libre 64 doblado con un resalto 74 en forma de canal para la fijación en el rotor. Tal como ya se ha explicado, en el estado montado, el elemento de contacto 56 descansa tanto con deslizamiento sobre el árbol de motor 30 como sin posibilidad de giro sobre el rotor 18. A tal fin, las cuatro primeras secciones 60 presentan en cada caso un elemento de apoyo 82, los cuales están moldeados sobre las en cada caso primeras secciones 60 y están configurados preferentemente de manera abombada o bien en forma de canal. Por lo tanto, en el estado montado, tal como ya se ha explicado, la rueda de ventilador 14 agarrota las cuatro primeras secciones 60 del elemento de contacto 56 con el rotor 18, o bien la superficie frontal 65 del rotor 18. A este respecto, los cuatro elementos de apoyo 82 se presionan sobre el rotor 18, mediante lo cual se puede proporcionar una conexión óhmica estable entre el rotor 18 y el elemento de contacto 56. A través del uso de cuatro áreas de apoyo 82, la superficie de contacto se puede aumentar para mejorar la conexión óhmica.

Cabe señalar en este punto que el número de las primeras secciones 62 se puede variar según se desee. De este modo, por ejemplo, por medio de un aumento adicional del número de primeras secciones 62, se puede ampliar la superficie de apoyo.

La figura 5 muestra un fragmento de una representación en perspectiva de una forma de realización adicional de la rueda de ventilador 14. En la figura 5 está representado el lado orientado hacia el motor eléctrico 12 en el estado montado y muestra el fragmento de la rueda de ventilador 14 dispuesto en el centro en el área del árbol de motor 30.

Tal como se puede reconocer en la figura 5, en la rueda de ventilador 14 está dispuesto un elemento de engrane 84 anular, el cual, en el estado montado, se extiende en la dirección axial, es decir, en la dirección del árbol de motor 30. Este elemento de engrane 84 circunferencial, en forma de collar, engrana en el asiento de cojinete 40 del rotor 18 en el estado montado. Preferentemente, a este respecto, la superficie exterior 86 del elemento de engrane 84 descansa sobre la pared que se extiende en la dirección axial del asiento de cojinete 40 en el sentido de una conexión eje-cubo y, por lo tanto, forma una conexión en arrastre de fuerza y en arrastre de forma entre el rotor 18 y la rueda de ventilador 14. Un elemento de engrane 84 de este tipo posibilita un centrado exacto de la rueda de ventilador 14.

Tal como está representado en la figura 5, el elemento de engrane 84 presenta varios nervios 88, que están alineados en paralelo respecto al eje de giro 36 de la rueda de ventilador 14 o bien del rotor 18. Los nervios 88 están distribuidos uniformemente en la dirección circunferencial alrededor del eje de giro 36 en la rueda de ventilador 14. También es concebible una disposición desigual. Los nervios 88 están conectados en una sección superior por medio de una sección anular 90. Por ello, la sección anular 90 se ocupa de una estabilización axial de los nervios 88. Como alternativa, la sección anular 90 también puede estar configurada como una sección parcialmente anular 90 y puede conectar solo una parte de los nervios 88 en cada caso los unos a los otros. En la forma de realización, los nervios 88 están configurados y alineados de manera parcialmente anular en la dirección circunferencial. Aparte de eso, se extienden en la dirección axial en paralelo respecto al eje de giro 36. Sin embargo, también son concebibles otras secciones transversales, tales como triangular, rectangular o circular. Los nervios que se extienden en la dirección axial lindan en la dirección circunferencial en cada caso con una depresión 92 entre ellos. En una forma de realización adicional del sistema de ventilador 10 de acuerdo con la invención, los extremos libres 64 del elemento de contacto 56 en forma de cinta se pueden introducir a presión en estas depresiones 92 y, por lo tanto, conectarse a la rueda de ventilador 14 de manera imperdible.

Preferentemente, la profundidad radial de las depresiones 92 está dimensionada de tal manera que el elemento de contacto en forma de cinta incrustado termine a ras o con exceso con la superficie exterior 86 del elemento de engrane 84, de manera que el elemento de contacto 56 se presione en el asiento de cojinete 40 en el estado montado. Por medio de la presión superficial aplicada de este modo entre los extremos libres 64 del elemento de contacto 56 y el asiento de cojinete 40 del rotor 18, se puede proporcionar una conexión óhmica estable para la compensación de las diferencias de potencial entre el rotor 18 y el estator 16.

Cabe mencionar en este punto que el número y la forma de los nervios 88 representados en este caso se pueden variar según se desee. Además, también es concebible que los extremos libres 64 del elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención sobresalgan en la dirección axial más allá de la depresión 92, de manera que el elemento de contacto 56 de acuerdo con la invención se apriete contra la curvatura 72 del rotor 18 en el estado montado.

La figura 6 muestra una forma de realización adicional del sistema de ventilador 10 de acuerdo con la invención. La figura 6 corresponde a la forma de realización de acuerdo con la figura 1 con la diferencia de que la superficie frontal 58 del árbol de motor 30 está configurada de forma que termina en punta en la dirección de extensión del eje de giro 36. En otras palabras, el árbol de motor 30 presenta, en su extremo libre 34, una forma cónica o bien troncocónica. Por medio del diseño de una superficie frontal 58 que termina en punta simétricamente respecto al eje de giro 36, se puede garantizar un centrado con tolerancias precisas del elemento de contacto 56, mediante lo cual se han minimizado las velocidades relativas entre el elemento de contacto 56 y el árbol de motor 30 en el área de apoyo.

Además de una superficie frontal 58 que termina en punta, rotacionalmente simétrica, tal como está representado en la figura 6, en la cual la superficie frontal 58 se ha biselado para formar una parte esencial, también son concebibles y suficientes para el cumplimiento de la función formas que terminan en punta adicionales, tales como, por ejemplo, una superficie frontal 58 abombada o semicircular.

Cabe señalar que, en cuanto a los ejemplos de realización mostrados en las figuras y en la descripción, es posible una amplia gama de posibles combinaciones de las características individuales entre sí. De este modo, por ejemplo, el diseño de la superficie frontal y/o del resalto adyacente se puede adaptar a las velocidades relativas, coeficientes de fricción y chirridos admisibles. El diseño del elemento de contacto como un componente de una sola pieza o bien de dos piezas también se puede adaptar a los requisitos del producto, tales como, por ejemplo, los costes del componente o la capacidad de retroadaptación de un sistema existente.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de ventilador (10) con un motor eléctrico (12), presentando el motor eléctrico (12) un rotor (18) y estando montado el rotor (18) de manera giratoria alrededor de un árbol de motor (30), el cual presenta una superficie frontal (58), estando dispuesta una rueda de ventilador (14) sin posibilidad de giro en el rotor (18), caracterizado por que en la rueda de ventilador (14) está fijado un elemento de contacto (56), el cual está configurado, en el estado montado, para descansar sobre la superficie frontal (58) del árbol de motor (30) y el rotor (18) estableciendo contacto eléctrico, presentando el elemento de contacto (56) una primera y una segunda sección (60, 62), estando conectada la primera sección (60) sin posibilidad de giro al rotor (18) y descansando la segunda sección (62) de manera giratoria sobre la superficie frontal (58) del árbol de motor (30), y agarrotando la rueda de ventilador (14) sin posibilidad de giro la primera sección (60) con el rotor (18).

2. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la segunda sección (62) presiona en la dirección axial con una fuerza de pre-tensión en la superficie frontal (58) del árbol de motor (30).

3. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de contacto (56) está configurado en forma de cinta y se extiende en dirección radial.

4. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la segunda sección (62) está configurada esencialmente en forma de V o de U y una primera sección (60) linda con la segunda sección (62) en cada caso de forma radial.

5. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la segunda sección (62) presenta un área de contacto (78) esencialmente plana que se extiende en la dirección radial, descansando el área de contacto (78) con deslizamiento sobre el árbol de motor (30).

6. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de contacto (56) está configurado de una sola pieza, en particular como pieza estampada y doblada.

7. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el rotor (18) presenta un asiento de cojinete (40) cilíndrico, que se extiende en la dirección axial, dispuesto centralmente con respecto al árbol de motor (30), engranando el elemento de contacto (56) en el asiento de cojinete (40).

8. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las primeras secciones (60) presentan en cada caso un extremo libre (64), estando fijado el extremo libre (64) a la rueda de ventilador (14).

9. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones 7 o 9, caracterizado por que en la rueda de ventilador (14) está dispuesto un elemento de engrane (84) que corresponde al asiento de cojinete (40), engranando el elemento de engrane (84), en el estado montado, en el asiento de cojinete (40).

10. Sistema de ventilador (10) según la reivindicación 9, caracterizado por que que los extremos libres (64) de las primeras secciones (60) están presionados en el elemento de engrane (84).

11. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la segunda sección (62) del elemento de contacto (56) está conformado un contacto deslizante (80) que se extiende en la dirección axial.

12. 13. Sistema de ventilador (10) según la reivindicación 12, caracterizado por que el contacto deslizante (80) está configurado de manera abombada.

13. Sistema de ventilador (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la superficie frontal (58) del árbol de motor (30) está configurada de manera que termine en punta en la dirección axial.

14. Procedimiento para la producción de un sistema de ventilador (10) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 13, con las siguientes etapas de procedimiento:

- fijación de un elemento de contacto (56) en una rueda de ventilador (14)

- acoplamiento sin posibilidad de giro de la rueda de ventilador (14) a un rotor (18), agarrotándose el elemento de contacto (56) esencialmente sin posibilidad de giro con el rotor (18) y descansando el elemento de contacto (56) de manera giratoria sobre una superficie frontal (58) de un árbol de motor (30).