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1. MXPA/a/2000/007472 - MOTOR VEHICLE ALTERNATOR WITH INTERPOLAR MAGNETS

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ ES ]
UN ALTERNADOR PARA VEHÍCULO AUTOMOTOR CON IMANES
INTERPOLARES

MEMORIA DESCRIPTIVA

La presente invención se refiere en general a máquinas giratorias del tipo que comprenden un estator y un rotor, tal como alternadores para vehículo automotor.
Se sabe que un rotor de alternador comprende dos placas que llevan mutuamente piezas polares o garras intercaladas. Imanes permanentes están dispuestos en los espacios entre las piezas polares adyacentes, siendo llevados por bandas de soporte que pasan debajo de las piezas polares. Ese rotor tiene la desventaja de que el espacio ocupado por las bandas reduce el volumen disponible dentro del rotor debajo de las piezas polares. Además, requiere que los imanes sean colocados en su lugar antes de ensamblar las placas, y eso puede ser difícil o delicado dependiendo de cómo está organizada la línea de ensamble.
Un objeto de la invención es proveer un alternador de un tipo diferente que haga posible incrementar el volumen interno del rotor.
Para alcanzar este objeto, la invención provee un alternador de vehículo que comprende un rotor que tiene piezas polares intercaladas, imanes permanentes dispuestos entre las piezas polares y al menos una banda de soporte con imán, en la banda o cada banda se extiende sobre una cara externa circunferencial de las piezas polares.
Así, los segmentos de la banda o de cada banda contigua a las piezas polares (las cuales generalmente son más largas que los segmentos contiguos a los imanes) no corroen el volumen interno del rotor. Además, esta disposición hace posible en la mayoria de los casos, que la banda o cada banda y los imanes se coloquen en su lugar después de que las piezas polares han sido intercaladas al ensamblar las placas.
De manera ventajosa, la banda o cada banda se extiende sobre una cara externa circunferencial de los imanes.
Esto incrementa además el volumen disponible dentro del rotor. Además, siempre es posible colocar los ¡manes en su lugar después de que las piezas polares han sido intercaladas, por ejemplo, al doblar la(s) banda(s) alrededor del eje del rotor.
Ventajosamente, la banda o cada banda ocupa una vuelta completa alrededor del eje del rotor.
De manera favorable, las piezas polares presentan ranuras respectivas para recibir la banda o cada banda.
Esto evita incrementar el tamaño del rotor en el espacio de aire.
De manera ventajosa, la ranura tiene una dimensión radial en relación con el eje del rotor, el cual es mayor que la dimensión correspondiente de la banda asociada.
De esta forma, la banda no corroe el diámetro interno del rotor.

Ventajosamente, la ranura está contigua al bisel o a una cara extrema axial de las piezas polares en relación con el eje del rotor.
De manera favorable, la banda o cada banda presenta segmentos de soporte contiguos a los imanes y segmentos intermedios que se extienden entre los imanes y de un ancho paralelo al eje del rotor que es inferior al ancho correspondiente de los segmentos de soporte.
Esto ahorra material en los segmentos intermedios sin dañar la calidad del soporte de los imanes en los segmentos de soporte.
De manera ventajosa, los imanes están adheridos a la(s) banda(s).
La invención provee además un método para fabricar un alternador, método el cual incluye una etapa para ensamblar un rotor, la cual comprende los pasos que consisten en:
intercalar piezas polares; y
ajustar al menos una banda que lleve imanes permanentes sobre una cara externa circunferencial de las piezas polares para colocar los ¡manes entre las piezas polares.
Ventajosamente, la banda o cada banda se coloca en su lugar al ser enrollada en las piezas polares alrededor del eje del rotor.
Otras características y ventajas de la invención aparecen posteriormente a partir de la siguiente descripción de una modalidad preferida dada a manera de ejemplo no limitativo. En los dibujos anexos:

La figura 1 es en parte una vista lateral y en parte una vista transversal axial del rotor de un alternador de la invención sin las bandas;
La figura 2 es una vista elevada de bandas para el rotor de la figura 1 ;
La figura 3 es una vista análoga a la figura 2 que muestra los imanes sobre las bandas;
La figura 4 es una vista de las bandas y los imanes en sección sobre el plano IV-IV de la figura 3;
La figura 5 es una vista extrema axial del paso en el cual las bandas se doblan sobre el rotor;
La figura 6 es una vista transversal axial fragmentada que muestra un detalle del rotor de la figura 1 que lleva las bandas;
La figura 7 es una vista esquemática que muestra la orientación general de las caras de los imanes; y
Las figuras 8 y 9 muestran dos modalidades de los imanes.
Con referencia a las figuras 1 y 5, en la presente modalidad de la invención, el rotor 2 de un alternador de vehículo automotor comprende una flecha 4 de eje 6 y dos placas polares 8 y 10 cada una teniendo una pared central plana 1 1 en forma de un disco sobre el eje 6. La placa 8 a la izquierda de la figura 1 está diseñada para ser adyacente a un colector del alternador, a diferencia de la otra placa 10 a la derecha.
De manera convencional, cada placa 8 y 10 tiene piezas polares 12, cada una generalmente en forma de un triángulo plano que extiende paralelo al eje 6. En cada placa, las piezas polares 12 se extienden desde la pared central 1 1 con la punta de cada pieza polar extendiéndose hacia la otra placa, y todas ellas extendiéndose en la misma dirección. En cada placa, las piezas polares están espaciadas una de la otra para definir espacios entre ellas para recibir piezas polares respectivas de la otra placa, de modo que las piezas polares de las dos placas estén mutuamente intercaladas. Cada placa 8, 10 tiene un bisel 14, en este caso, a 45° en relación con el eje 6, en la unión entre una cara extrema axial 16 de las piezas polares 12 que se extienden perpendicularmente a eje 6 y una cara externa circunferencial 18 de las piezas polares que se extienden paralelas al eje 6.
Sobre la cara externa circunferencial 18 de las piezas polares, está provista una ranura en forma de L 20 contigua al bisel 14, que tiene un costado horizontal 22 paralelo a la cara externa 18 y al eje 6, y un costado rectilíneo 24 perpendicular al mismo. El costado rectilíneo 24 tiene una altura H la cual corresponde a la profundidad de la ranura en una dirección que se extiende radialmente al eje. El costado horizontal 22 es de un ancho L, correspondiente al ancho de la ranura paralela al eje.
Con referencia a las figuras 2 a 4, el rotor tiene al menos una banda de aleta prolongada 26, y en este caso tiene dos bandas; y con referencia a las figuras 3, 4, 7, 8 y 9, también tiene imanes permanentes 28. Los imanes son idénticos uno con el otro. Generalmente, están en forma de un paralelepípedo rectangular que se prolonga en una de sus dimensiones. Las cuatro caras prolongadas 30 del paralelepípedo que se extienden en paralelo a dicha dimensión, forman una sección rectangular, sin embargo, las caras extremas 24 del paralelepípedo, las cuales son paralelas una a la otra, están inclinadas en relación con dichas dimensiones. Así, la forma es la de un paralelepípedo rectangular, excepto que las caras extremas se inclinan en relación con el eje longitudinal. Con referencia a las figuras 7, 8 y 9, cada imán 28 puede tener dos biseles longitudinales 36 para formar una parte superior de ancho reducido, opuesta a una parte inferior 38 del imán, o para tener una sección transversal que esté redondeada en las inmediaciones de la parte superior.
Las dos bandas 26 se extienden paralelas una a la otra con sus caras principales en un mismo plano. Los imanes 28 están dispuestos con sus partes inferiores 38 sobre las bandas para que las caras extremas 34 de los imanes estén paralelas a la dirección longitudinal de las bandas 26. Consecuentemente, el eje longitudinal de cada imán 28 está inclinado en relación con la dirección longitudinal de las bandas. Además, los imanes 28 están hechos de modo que el ángulo de inclinación de sus caras extremas 34 sea constante en términos absolutos, pero que alterne entre ser asociado con un lado y el otro. Así, existen dos grupos de imanes 28 referidos en la presente como imanes "izquierdos" e imanes "derechos", los cuales están organizados de manera alterna a lo largo de las bandas 26 para alternar los ángulos de inclinación de los ejes de los imanes. Como resultado, los ¡manes 28 forman una configuración de zigzag. Los ¡manes permanentes 28 están polarizados para que los polos idénticos, Norte o Sur, asociados con las caras laterales longitudinales de los ¡manes, queden de frente uno al otro entre pares consecutivos de ¡manes.
Los imanes están dispuestos sobre la misma cara de las bandas, con las partes inferiores 38 de los imanes adyacentes a las bandas 26, mientras que las partes superiores de los mismos permanecen a una distancia de las bandas. Las bandas 26 tienen segmentos intermedios 40 que se extienden a través de los espacios entre los ¡manes 28 cuando son apreciados en vista plana. Todos estos segmentos 40 son del mismo ancho ]. Entre los segmentos, las bandas tienen proyecciones 42 que soportan los ¡manes 28 y que se extienden desde los segmentos de soporte 43 de la banda, los cuales están ubicados entre los segmentos intermedios 40. Las extensiones 42 tienen bordes extremos respectivos 44 que se extienden paralelos a uno de los bordes de los segmentos intermedios 40, y bordes laterales que se inclinan en el mismo ángulo que los imanes 28. Las proyecciones 42 se proyectan desde ese lado de cada banda la cual queda de frente a la otra banda, de modo que el ancho s de cada segmento de soporte 43 es mayor al ancho \ de los segmentos intermedios 40. Los imanes 28 están dispuestos con sus porciones extremas axiales extendidas sobre las extensiones 42, formando así puentes ente las bandas 26. Estos están fijos a las mismas mediante adhesivo. Las bandas 26 son de espesor e que es menor a la altura H de las ranuras 20. El ancho \ de los segmentos intermedios 40 es menor al ancho L de las ranuras 20. Las bandas 26 son idénticas entre sí y están dispuestas quedando de frente una a la otra con un cierto desplazamiento longitudinal, como se puede apreciar en la figura 2, antes de recibir los imanes.
Para fabricar el rotor, las diferentes partes visibles en la figura 1 se ensamblan juntas y en particular, la flecha 6 y las placas 8 y 10 con las piezas polares 12 intercaladas.
Para que el rotor pueda recibir las bandas 26 y los imanes 28, los cuales están ensamblados a las mismas, como se muestra en las figuras 3 y 4, un extremo libre 46 de cada banda 26 está fijo al rotor, con dichos extremos ocupando las ranuras respectivas 20 y con las bandas 26 extendidas, por ejemplo, sobre un soporte plano 47, para que sea rectilíneo y en un mismo plano con las ranuras, es decir, perpendicular a un plano que es radial en relación con el eje 6. Las bandas 28 se proyectan desde ese lado de la banda 26 que queda de frente al rotor. Esto es suficiente para hacer girar las bandas 26 de modo circunferencial sobre el rotor para que las bandas ocupen las ranuras 20, por ejemplo, al hacer girar el rotor a lo largo del soporte 47 sobre las bandas. Los imanes están colocados sobre las bandas de modo que sean después insertados, empezando con sus partes superiores, en los espacios entre las piezas polares adyacentes 12. Las bandas 26 son de una longitud tal que cada banda hace una vuelta completa alrededor del eje 6 del rotor. El giro se termina colocando los extremos de las bandas en una relación exacta de extremo a extremo y en un mismo plano. Entonces, los extremos se doblan juntos.

Las bandas se pueden fijar al rotor mediante adhesivo, mediante soldadura fuerte o mediante soldadura por puntos.
De este modo, se obtiene un rotor en el cual las bandas 26 se extienden sobre una cara externa circunferencial 18 de las piezas polares 12 y sobre las partes inferiores 38 de los imanes, los cuales se han convertido en las caras circunferencialmente externas de los mismos.
Las bandas están hechas de un material no magnético al ser cortadas de una lámina. A manera de ejemplo, la altura L de las ranuras 20 puede situarse en la escala de 0.3 mm a 2 mm, y el ancho L de las mismas puede situarse en la escala de 2 mm a 5 mm.