BR112021007159A2

BR112021007159A2 - bomba de refrigeração de encaixe com arruela de vedação para a minimização de uma folga de vedação

Info

Publication number: BR112021007159A2
Application number: BR112021007159-8A
Authority: BR
Inventors: Franz Pawellek
Original assignee: Nidec Gpm Gmbh
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-07-20
Also published as: DE102018125904A1; CN113242937A; US20210381520A1; WO2020078621A1; DE102018125904B4

Abstract

BOMBA DE REFRIGERAÇÃO DE ENCAIXE COM ARRUELA DE VEDAÇÃO PARA A MINIMIZAÇÃO DE UMA FOLGA DE VEDAÇÃO. A presente invenção refere-se a uma bomba de refrigeração de encaixe (1) para veículos automotores, apresentando uma roda de aletas (30), a qual está circundada por um alojamento de bomba (30), em que a roda de aletas (30) é acionável em torno de um eixo longitudinal (100) por meio de um eixo de bomba (2), o qual atravessa o alojamento de bomba (3), e em que, entre o eixo de bomba (2) e o alojamento de bomba (3), está prevista uma vedação (4) para vedação do alojamento de bomba (3) que conduz agente refrigerante, em que o alojamento de bomba (3) apresenta cúpulas de retenção (12), sobre as quais está fixada uma arruela de vedação (16), a qual ajusta uma folga de vedação (19) entre a entrada de bomba com inclinação de pressão e a roda de aletas aberta (30).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “BOMBA

DE REFRIGERAÇÃO DE ENCAIXE COM ARRUELA DE VEDAÇÃO PARA A MINIMIZAÇÃO DE UMA FOLGA DE VEDAÇÃO”.

[1] A presente invenção refere-se a uma bomba de refrigeração de encaixe para veículos automotores com as características do preâm- bulo da reivindicação 1.

[2] Em motores de combustão interna refrigerados a água geral- mente são usadas bombas de refrigeração configuradas como bombas centrífugas, cujos eixos de mancal são acionados diretamente pelo eixo de manivela do motor, por exemplo, por meio de acionamento por cor- reia. É conhecido realizar tais bombas de refrigeração como bombas de encaixe, sem alojamento espiral próprio. Neste caso, a folga de vedação essencial para o rendimento volumétrico na roda de aletas é definida através de um contracontorno correspondente no motor. São usadas então rodas de aletas fechadas com disco de cobertura. Através de adi- ção das tolerâncias de fabricação de bomba e contracontorno resultam, via de regra, alturas de folga de vedação grandes, as quais levam a considerável redução do rendimento volumétrico.

[3] É objetivo da invenção prover uma bomba de refrigeração de encaixe para veículos automotores, a qual apresente um bom rendi- mento volumétrico independentemente das tolerâncias de fabricação.

[4] Este objetivo é alcançado por uma bomba de refrigeração de encaixe para veículos automotores com as características da reivindica- ção 1.

[5] Portanto, está prevista uma bomba de refrigeração de en- caixe para veículos automotores apresentando uma roda de aletas, a qual está circundada por um alojamento de bomba, em que a roda de aletas é acionável em torno de um eixo longitudinal por meio de um eixo de bomba, e o eixo de bomba atravessa o alojamento de bomba, e em que, entre o eixo de bomba e o alojamento de bomba, está prevista uma vedação do alojamento de bomba que conduz agente refrigerante, e em que o alojamento de bomba apresenta cúpulas de retenção, sobre as quais este fixada uma arruela de vedação, a qual ajusta a folga de ve- dação entre um afluxo de bomba com inclinação de pressão e a roda de aletas aberta. A folga de vedação é ajustável no lado da bomba através do uso da arruela de vedação e, portanto, independentemente das tole- râncias de fabricação. A roda de aletas pode estar aberta, uma vez que se usa uma arruela de vedação. Uma roda de aletas aberta é mais eco- nômica.

[6] Preferivelmente a arruela de vedação está disposta concen- tricamente ao eixo de bomba e configurada como anel de vedação.

[7] É preferido que a arruela de vedação esteja abobadada para dentro a partir da roda de aletas e apresente uma forma correspondente à conformação da roda de aletas.

[8] Preferivelmente está previsto um motor elétrico, o qual aci- ona o eixo de bomba.

[9] Em uma modalidade preferida, a arruela de vedação está fi- xada na cúpula de retenção por meio de pinos de retenção. Preferivel- mente estão previstos pelo menos duas cúpulas de retenção, as quais estão dispostas distribuídas uniformemente na direção circunferencial ao eixo longitudinal.

[10] É vantajoso que a cúpula de retenção se alinhe com uma borda do alojamento de bomba na direção longitudinal e, assim, não fique saliente.

[11] Em uma modalidade preferida, a arruela de vedação apre- senta um lábio de vedação.

[12] A bomba de refrigeração de encaixe descrita anteriormente está prevista para montagem em uma perfuração de montagem de um bloco de motor de um motor de combustão interna de um veículo auto- motor.

[13] Além disso, um motor de combustão interna de um veículo automotor está previsto com um bloco de motor apresentando uma per- furação de montagem e com uma bomba de refrigeração de encaixe descrita anteriormente, a qual está fixada em um motor, em que o lábio de vedação veda uma folga que se encontra entre o lábio de vedação e o bloco de motor. Preferivelmente o bloco de motor apresenta um acesso à bomba. O bloco de motor pode compreender também um alo- jamento espiral. Preferivelmente o alojamento de bomba fica completa- mente fora do bloco de motor.

[14] Uma modalidade preferida da invenção é esclarecida mais detalhadamente a seguir com o auxílio da figura 1. A figura mostra um corte longitudinal através de uma bomba de refrigeração 1 ao longo de um eixo de bomba 2. Sobre o eixo de bomba 2 está disposta sem rota- ção uma roda de aletas 30, a qual está circundada por um alojamento de bomba 3. O eixo de bomba 2 atravessa o alojamento de bomba 3. Entre o eixo de bomba 2 e o alojamento de bomba 3 está disposta uma vedação de lábio para vedação do alojamento de bomba 3 que conduz agente de refrigeração. O eixo de bomba 2 é acionado preferivelmente por meio de um motor elétrico não representado para rotação em torno de um eixo longitudinal 100, o qual preferivelmente está configurado como rotor seco. A bomba de refrigeração 1 está configurada como bomba de encaixe, isto é, o alojamento de bomba 1 é ligado a um bloco de motor 5 de um motor de combustão interna de um veículo automotor através de interfaces 6. Uma entrada da bomba 7 e um canal espiral não representado encontram-se no bloco de motor 5. As interfaces 6 apresentam perfurações 8, 9 correspondentes de modo convencional, através das quais o bloco de motor 5 e o alojamento de bomba 3 são atarraxados entre si. O alojamento de bomba 3 está configurado subs- tancialmente em forma de caneca e apresenta uma borda 10 em que estão dispostas as interfaces 6. O eixo de bomba 2 sobressai à borda do alojamento de bomba 10 na direção longitudinal 100. O bloco de mo- tor 5 apresenta uma perfuração de montagem 11 na entrada 7. Uma extremidade próxima à roda de aletas do eixo de bomba 2 projeta-se para dentro da perfuração de montagem 11 na direção longitudinal. A própria roda de aletas 30 fica completamente fora do bloco de motor 5.

[15] Estão previstas cúpulas de retenção 12, as quais são parte do alojamento e se destacam de um piso do alojamento de bomba 13, no lado próximo à roda de aletas, e se estendem paralelamente ao eixo longitudinal 100. As cúpulas de retenção 12 estão dispostas distribuídas regularmente na direção circunferencial em torno do eixo longitudinal

100. Preferivelmente estão previstas pelo menos três cúpulas de reten- ção 12. As cúpulas de retenção 12 estão dispostas então na proximi- dade imediata da roda de aletas 30 ao longo do raio. Uma folga anular 14 está prevista entre a envoltória da roda de aletas e a envoltória das cúpulas de retenção, de modo que a roda de aletas 30 pode girar sem impedimento. As cúpulas de retenção se alinham, com seu lado frontal, de modo mais ou menos rente com a borda do alojamento de bomba 10. As cúpulas de retenção estão configuradas mais ou menos cilíndricas e apresentam uma perfuração central 15, a qual se estende ao longo do eixo longitudinal das cúpulas. Nos lados frontais das cúpulas de reten- ção 12 encosta uma arruela de vedação 16, a qual igualmente apre- senta perfurações 17, as quais correspondem àquelas das cúpulas de retenção, de modo que pinos de retenção 18 podem ser usados para fixar a arruela de vedação 16 nas cúpulas 12. A arruela de vedação16 apresenta um raio externo e um raio interno, em que o raio externo está dimensionado de tal modo, que a arruela encosta sobre as cúpulas 12 em superfície completa, mas praticamente não sobressaem a esta. A largura da arruela de vedação está definida como diferença entre raio externo e raio interno. A altura da arruela de vedação é a extensão da arruela de vedação paralela ao eixo longitudinal 100. A largura da arru- ela de vedação é então nitidamente maior do que a altura. A largura fica em uma faixa entre 10% e 30% do raio esterno, preferivelmente em uma faixa entre 1mm e 3mm. A arruela de vedação 16 está abaulada para fora na direção do eixo longitudinal 100, na direção do bloco de motor 5. A arruela de vedação 16 fica dentro da perfuração de montagem 11 na direção radial. Na direção radial, ela não vai além da perfuração de mon- tagem 11 ou da entrada 7 para fora na direção do centro. Na direção axial, a arruela de vedação 16 projeta-se na perfuração de montagem 11 em direção radial, de modo que a arruela de vedação 16 forma uma região de transição para o espaço de sucção que fica no bloco de motor

5. A arruela de vedação 16 está disposta concentricamente ao eixo lon- gitudinal 100. Ela tem simetria de rotação. A forma da arruela 16 está adaptada à forma da roda de aletas 30 aberta, de modo que uma folga de vedação 19 que se encontra entre a roda de aletas 30 e a arruela de vedação 16 pode ser ajustada em uma medida mínima. Como a folga de vedação 19 é definida através da posição e da conformação da arru- ela de vedação 19 e da roda de aletas 30, o tamanho da folga de veda- ção 19 que se configura é independente das tolerâncias de fabricação da perfuração de montagem do bloco de motor 11. Entre a arruela de vedação 16 e a perfuração de montagem do bloco de montagem 11 pode-se configurar uma folga 20, a qual é vedada por um lábio de ve- dação 21. O lábio de vedação 21 está fixado na arruela de vedação 16 e está abaulado de dentro para for na direção radial a partir da arruela de vedação 16, de modo que ele encosta na perfuração de montagem 11 perpendicularmente ao eixo longitudinal 100. A arruela de vedação tem preferivelmente um colar, no qual a vedação de lábio está disposta por pressão ou vulcanização. De modo especialmente preferido, o lábio de vedação 21, visto na direção radial, está disposto por pressão ou vulcanização sobre o colar a partir de fora. O lábio de vedação 21 está configurado flexível e veda, através da diferença de pressão entre pres- são de bomba e pressão de entrada, a folga 20 entre arruela de veda- ção16 e bloco de motor 5. Preferivelmente a arruela de vedação está fabricada de aço.

[16] No estado de operação da bomba de refrigeração 1 o agente refrigerante flui axialmente através da entrada 7 que se encontra no bloco de motor 5 para a roda de aletas 30 e é conduzido para um canal não representado radialmente através das aletas. A vedação através da arruela de vedação 16 impede um refluxo.

[17] O uso da arruela de vedação 16 possibilita ainda o uso de rodas de aletas abertas, as quais são nitidamente mais econômicas na fabricação, uma vez que se pode dispensar um disco de cobertura adi- cional. O rendimento da bomba de encaixe pode ser elevado significati- vamente, de modo que, em lugar de um acionamento por correias, pode ser usado um motor elétrico separado como unidade de acionamento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Bomba de refrigeração de encaixe (1) para veículos auto- motores, apresentando uma roda de aletas aberta (30), a qual está cir- cundada por um alojamento de bomba (3), em que a roda de aletas aberta (30) é acionável por meio de um eixo de bomba (2) em torno de um eixo longitudinal (100) e o eixo de bomba (20) atravessa o aloja- mento (30), e em que, entre o eixo de bomba (2) e o alojamento de bomba (3), está prevista uma vedação (4) para vedação do alojamento de bomba que conduz agente refrigerante, caracterizada pelo fato de que o alojamento de bomba (3) apresenta cúpulas de retenção (12), so- bre as quais está fixada uma arruela de vedação (16), a qual ajusta uma folga de vedação (19) entre uma entrada da bomba com inclinação de pressão e a roda de aletas aberta (30).

2. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizada pelo fato de que a arruela de vedação (16) está disposta concentricamente ao eixo de bomba (2) e é um anel de veda- ção.

3. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com a reivin- dicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a arruela de vedação (16) está abaulada para dentro a partir da roda de aletas na direção radial e apresenta uma forma correspondente à conformação da roda de aletas (30).

4. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que está previsto um motor elétrico, o qual aciona o eixo de bomba (2).

5. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a arruela de vedação (16) está fixada nas abóbadas de retenção (12) por meio de pinos de retenção (18).

6. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que pelo menos três abóbadas de retenção (12) estão compreendidas, as quais estão dispostas distribuídas regularmente em relação ao eixo longitudinal na direção circunferencial.

7. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as abóbadas de retenção (12) ficam alinhadas com a borda do alo- jamento de bomba (10) na direção longitudinal (100).

8. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a arruela de vedação (16) apresenta um lábio de vedação (21).

9. Bomba de refrigeração de encaixe de acordo com qual- quer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que é para montagem em uma perfuração de montagem de um bloco de motor (5) de um motor de combustão interna de um veículo automo- tor.

10. Motor de combustão interna de um veículo automotor com um bloco de motor (5), apresentando uma perfuração de montagem (11) e com uma bomba de refrigeração de encaixe (1) como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que está fixado no bloco de motor (5), em que o lábio de vedação (21) veda uma folga (20) que se encontra entre arruela de vedação (16) e bloco de motor (5).

11. Motor de combustão interna de acordo com a reivindica- ção 10, caracterizado pelo fato de que o bloco de motor (5) apresenta uma entrada de bomba (7).

12. Motor de combustão interna de acordo com a reivindica- ção 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o alojamento de bomba (3) fica completamente fora do bloco de motor (5).