ES2236398T3 - Dispositivo de calentamiento para un conducto y procedimiento de construccion. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de calentamiento (2) para una conducción de fluidos (5), en particular para la purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, con un elemento calentador (3) y con un dispositivo de sujeción (4) por el que se puede fijar el elemento calentador a la conducción de fluidos, caracterizado porque el dispositivo de sujeción presenta un resalte (9) en el que se puede alojar el dispositivo de calentamiento y que está configurado para su inserción en un pozo (20) que a su vez tiene una pared (14, 20¿, 30) de la conducción de fluidos (5) que limita con el espacio interior (15) de la conducción de fluidos (5).

Description

Dispositivo de calentamiento para un conducto y procedimiento de construcción.

La invención se refiere a un dispositivo de calentamiento para una conducción de fluidos, en particular para la purga de aire del cárter del cigüeñal de una máquina de combustión interna, con un elemento calentador y con un dispositivo de sujeción por el que se puede fijar el elemento calentador a la conducción de fluidos. La invención se refiere también a una conducción de fluidos para el alojamiento de un dispositivo de calentamiento de este tipo, y también a un módulo de calentamiento con una conducción de fluidos y un dispositivo de calentamiento colocado en el mismo. Finalmente, la invención se refiere también a un procedimiento para la fabricación del dispositivo de calentamiento mencionado al principio.

En las modernas máquinas de combustión interna están previstas purgas de aire para el cárter del cigüeñal, en el cual están alojados el mecanismo de manivela con el cigüeñal, con las bielas y con los pistones, así como los cilindros. En el lado de los cilindros el cárter está sellado por una o varias culatas, y por debajo se suele agregar al cárter una cubeta de aceite.

Cuando la máquina de combustión interna está funcionando el cárter se llena hasta la culata con vapores de aceite y gases, que se escapan del espacio de combustión de los cilindros pasando junto a los aros del pistón. Estos vapores de aceite y gases se conocen también como gases blow-by. El movimiento de bombeo de los pistones somete a presión a los gases blow-by. Dado que los vapores de aceite y los gases producidos en el cárter contienen grandes cantidades de hidrocarburos contaminantes para el medio ambiente, conviene adoptar medidas que impidan un escape de los vapores de aceite y gases del cárter.

Con este propósito es habitual la disposición de purgas de aire del cárter, que comunican el espacio interior del cárter con los conductos de aspiración de aire de la máquina de combustión interna, de modo que los gases blow-by son aspirados del cárter y quemados junto con el aire fresco.

No obstante, si el aire fresco y los gases blow-by procedentes del cárter presentan temperaturas muy diferentes, en la zona donde se mezclan se pueden producir condensaciones y precipitaciones que obturan la purga de aire del cárter.

Particularmente en los motores de automóviles, y con los arranques en frío en invierno, aparecen diferencias de temperatura marcadas entre el aire frío aspirado por una parte y los gases blow-by por otra parte, procedentes del cárter y calentados rápidamente con el bloque motor, lo que en algunos casos puede producir la formación de hielo o la obstrucción de la abertura de la conducción de fluidos de la purga de aire del cárter. En caso de una obstrucción de la purga de aire del cárter se crea una presión elevada en el cárter, que puede extraer el aceite lubricante de las juntas situadas en el cigüeñal o en la cubeta de aceite, o bien del orificio de la varilla del nivel de aceite. Además los pistones deberán efectuar un trabajo más intenso contra la presión elevada en el cárter, lo que conlleva un descenso en el grado de eficacia de la máquina de combustión interna.

La condensación de los gases y la precipitación de ingredientes de la mezcla a temperaturas exteriores bajas se evita, en el estado actual de la técnica, mediante dispositivos de calentamiento en las conducciones destinadas a la purga de aire del cárter. Dispositivos de calentamiento de este tipo se conocen, por ejemplo, por las patentes DE-A-2432782, US-A-4.922.882, US-A-5.970.962, US-A-6.062.206, JP-AA-10231543, JP-AA-10121937 y EP-A-1164264.

En la purga de aire del cárter de la patente DE-A-2432782 se puede calentar mediante electricidad el punto de desembocadura de la conducción de purga de aire en el sistema de aspiración. Para ello se utiliza un dispositivo de calentamiento formado por una sección de tubo metálico con una resistencia del dispositivo de caldeo eléctrica dispuesta en sentido coaxial a su superficie de revestimiento. Para calentar se utiliza un arrollamiento de alambre de calefacción que se encuentra en un núcleo de bobina. La principal desventaja del dispositivo de calentamiento de la patente DE-A-2432782 es la cantidad de espacio que ocupa, que hace casi imposible su utilización en motores modernos. Además el dispositivo de calentamiento de la patente DE-A-2432782 resulta difícil de montar y en caso de avería resulta difícil recambiarlo.

La patente US-A-4.922.882 trata de un sistema de purga de aire del cárter que se calienta mediante el sistema de refrigeración del motor de combustión interna. Para ello está previsto un conducto anular que rodea la conducción de purga de aire en la zona de acometida de los gases del cárter en el conducto de aspiración del motor. El conducto anular se calienta mediante el sistema de refrigeración con temperaturas exteriores muy frías.

En los dispositivos de calentamiento más desarrollados de las patentes US-A-5.970.962 y US-A-6.062.206 se utiliza un elemento calentador PTC (positive temperature coefficient) en lugar de un alambre de calefacción. El elemento calentador está unido por termoconducción con un disipador térmico que rodea la abertura de la purga de aire del cárter. El disipador térmico y el elemento calentador están integrados en un tapón que forma a la vez la abertura de la purga de aire del cárter. El espacio ocupado por los dispositivos de las patentes US-A-5.970.962 y US-A-6.062.206 es ciertamente menor que el que ocupa el dispositivo de calentamiento de la DE-A-2432782, si bien el coste de fabricación de los mismos y el difícil acceso a la máquina de combustión interna con fines de mantenimiento suponen una desventaja.

En la patente JP-AA-10231543 se muestra un dispositivo de calentamiento en el que se utiliza una pieza metálica de irradiación térmica en un orificio de paso de una tubería. En el otro extremo de la pieza de irradiación térmica se fija estanco al agua un asiento de montaje a un asiento de montaje en el lado de la tubería. La pieza cilíndrica de irradiación térmica sobresale hacia la zona de corriente y transmite el calor desde el dispositivo de calentamiento directamente sobre el fluido en la tubería.

La patente JP-AA-10121937 se refiere a un dispositivo de caldeo para un gas blow-by por medio de una válvula PCV [positive crankcase ventilation]. La carcasa de la válvula PCV se calienta mediante un tubo flexible calefactor sujeto por un resorte de lámina.

En la patente EP-A-1164264 los elementos de PTC se pegan en la conducción de fluidos para la purga de aire del cárter mediante un pegamento de silicona no conductor de electricidad, y después del montaje se recubren de plástico mediante extrusión. De esta forma se consigue una configuración compacta con independencia de la configuración de la conducción de fluidos. No obstante el dispositivo de calentamiento de la EP-A-1164264 se puede mejorar en lo que respecta a los trabajos de mantenimiento.

Teniendo en cuenta los inconvenientes de los dispositivos de calentamiento conocidos en el estado actual de la técnica, la invención se plantea como objetivo el mejorar un dispositivo de calentamiento para conducciones de fluido, en particular para purgas de aire del cárter de máquinas de combustión interna, de tal modo que se puedan montar en una configuración compacta y facilitando los trabajos de mantenimiento.

Para un dispositivo de calentamiento del tipo mencionado al principio este objetivo se resuelve por cuanto que el dispositivo de sujeción presenta un resalte en el que se puede alojar el dispositivo de calentamiento y porque está configurado para su inserción en un pozo de una pared exterior de la conducción de fluidos, pozo que discurre básicamente paralelo al radio.

Esta solución es sencilla desde el punto de vista constructivo y permite la colocación del dispositivo de calentamiento sobre la conducción de fluidos con ahorro de espacio, mediante un sencillo encaje del elemento calentador en el pozo de la pared exterior. Esta solución simplifica además el montaje y el mantenimiento, pues basta con introducir el elemento calentador, junto con el dispositivo de sujeción, en la escotadura, o bien extraerlo de dicha escotadura.

En una configuración ventajosa la sujeción segura, y separable de forma repetida con fines de mantenimiento, del dispositivo de calentamiento en la conducción de fluidos se consigue de tal modo que el dispositivo de sujeción presenta un tramo de apriete elástico configurado para su aplicación, al menos por tramos, sobre la pared exterior de la conducción de fluidos. Además entre el resalte y el tramo de apriete puede configurarse un vaciado en el que se puede alojar, al menos por tramos, la pared exterior de la conducción de fluidos. Este vaciado permite la colocación del dispositivo de calentamiento sobre la conducción de fluidos con ahorro de espacio.

Como alternativa se puede prever también que el propio pozo esté provisto de un resalte o un rebaje que sirva para el enganche con el dispositivo de sujeción.

La sección transversal del pozo en dirección básicamente perpendicular a la dirección de inserción del resalte se puede configurar en forma de un polígono, preferiblemente de un rectángulo. Un lado plano del polígono puede orientarse aquí en dirección al espacio interior de la conducción de fluidos, garantizando así la transmisión de calor a través de una superficie grande. El resalte puede presentar una sección transversal en correspondencia con el pozo. Adicionalmente el pozo y/o el resalte pueden presentar elementos de codificación que permitan la introducción del resalte en el pozo sólo en la posición de montaje.

Según una configuración ventajosa el elemento calentador puede estar ya premontado en el dispositivo de sujeción, de modo que el dispositivo de calentamiento se configura como una unidad modular. Una unidad modular de este tipo premontada se puede manejar durante el montaje con mucha mayor facilidad que los componentes por separado, para montarlos precisamente en el pozo. Asimismo se facilita el recambio del dispositivo de calentamiento durante las inspecciones.

Con la utilización de un elemento calentador de PTC se pueden conseguir configuraciones más pequeñas y con una vida útil más larga. El elemento de PTC puede disponerse entre dos placas de contacto conductoras de electricidad, unidas a los polos de una fuente de corriente. Las placas de contacto pueden prolongarse en una única pieza en contactos de conexión con un conector de enchufe, de manera que se puede prescindir de un tendido costoso de cables eléctricos intermedios. A través de un conector de enchufe de este tipo se puede conectar una fuente de corriente exterior, por ejemplo la batería de un vehículo, para la alimentación eléctrica del elemento calentador.

El conector de enchufe puede estar configurado por el dispositivo de sujeción en una única pieza. Con este propósito el dispositivo de sujeción se puede fabricar preferentemente como pieza moldeada por inyección. Se puede prescindir de un aislamiento adicional, con un coste importante, de los cables eléctricos del conector de enchufe respecto del elemento calentador si el dispositivo de sujeción está fabricado en un material aislante de la electricidad, por ejemplo plástico. De esta manera los cables que van desde el elemento calentador al conector de enchufe se pueden tender directamente en el dispositivo de sujeción sin capa protectora aislante.

Para facilitar el montaje del elemento calentador en la conducción de fluidos y evitar daños durante el proceso de montaje, el dispositivo de sujeción puede presentar al menos un elemento de conducción, que permite conducir el dispositivo de sujeción en la dirección de inserción durante su inserción en el pozo.

Según la invención la conducción de fluidos se adapta mediante medidas de construcción a la utilización del dispositivo de calefacción según una de las configuraciones anteriores. Para ello la conducción de fluidos puede estar provisto de un tramo de conducción de forma básicamente tubular, rodeado de una pared exterior. Para alojar el resalte del dispositivo de sujeción y el elemento calentador del dispositivo de calefacción está previsto un pozo, del cual al menos una pared del pozo limita con el espacio interior de la conducción de fluidos, y en el cual se puede alojar un elemento calentador y un dispositivo de sujeción. El pozo se puede extender básicamente en paralelo al radio o en la dirección longitudinal de la conducción de fluidos en la pared exterior. Se puede prescindir de una estanqueización costosa del pozo frente al espacio interior de la conducción de fluidos si el pozo está separado del espacio interior de la conducción de fluidos por la pared exterior.

El pozo puede estar moldeado entre una superficie interior dirigida hacia el espacio interior de la conducción de fluidos y una superficie exterior de la pared exterior orientada hacia fuera. De este modo se consigue, debido al menor espesor de la pared, una mejor transmisión del calor desde el pozo hacia el espacio interior de la conducción de fluidos.

Las paredes del pozo pueden formar un resalte que sobresale hacia el espacio interior de la conducción de fluidos y que está rodeado por el fluido durante el funcionamiento. De esta manera tiene lugar una transmisión de calor hacia el fluido en ambos lados del elemento calentador introducido en el pozo.

El resalte puede estar también prolongado formando un tabique, de modo que el espacio interior de la conducción de fluidos está dividido en dos zonas de flujo básicamente separadas, que discurren a ambos lados del pozo. También con esta configuración se logra envolver con flujo las paredes del pozo.

Para evitar un debilitamiento mecánico de la pared exterior de la conducción de fluidos a través del pozo, manteniendo al mismo tiempo un tamaño de construcción pequeño, la superficie interior de la pared exterior dirigida hacia el espacio interior de la conducción de fluidos puede presentar un tramo básicamente plano. En la zona del tramo plano aumenta el espesor de la pared exterior en una conducción de fluidos con una sección transversal de corriente por lo demás circular, sin que se incremente el diámetro exterior de la conducción de fluidos.

Además la pared exterior presenta como mínimo un elemento de conducción a través del cual se conduce el dispositivo de calentamiento en una dirección de inserción durante el montaje o durante la extracción. Un elemento de conducción de este tipo impide el deslizamiento del dispositivo de calentamiento sobre la conducción de fluidos. En el dispositivo de calefacción puede estar previsto al menos un elemento de conducción correspondiente, que colabore con el elemento de conducción, al menos uno, de la conducción de fluidos. Como elemento de conducción resulta posible, por ejemplo, una ranura que se extiende en la dirección del pozo.

Para conseguir una buena transmisión del calor entre el elemento calentador y la pared exterior de la conducción de fluidos supone una ventaja el hecho de que el contacto entre el elemento calentador y la pared exterior de la conducción de fluidos sea el mejor posible y tenga una superficie grande. Este contacto se puede conseguir, por ejemplo, mediante un elemento de resorte que presione el elemento calentador contra la pared exterior. Un elemento de resorte de este tipo puede estar alojado en el dispositivo de sujeción y apoyarse en éste una vez efectuado el montaje. En la configuración como unidad de módulo el elemento de resorte puede estar igualmente premontado.

Como alternativa, o en adición a la compresión del elemento calentador debida al elemento de resorte, el elemento calentador puede presionar contra la pared exterior como consecuencia de una deformación plástica de la conducción de fluidos y del pozo contra la pared exterior. Una deformación plástica controlada y limitada localmente se consigue mediante zonas de debilitamiento en la pared exterior, en las cuales se reduce la resistencia mecánica frente al entorno. Una zona de debilitamiento de este tipo provoca la concentración de la deformación en su entorno.

El efecto de la deformación plástica se puede limitar sobre todo al pozo si la zona de debilitamiento se ha dispuesto en la zona del pozo, en especial solapándose con el pozo en sentido radial.

Aquí supone una ventaja el aprovechamiento de los elementos de conducción en una doble función como zonas de debilitamiento.

Para distribuir por toda la sección transversal de corriente de la conducción de fluidos la energía calorífica irradiada por el elemento calentador, la conducción de fluidos puede estar fabricado en un material metálico termoconductor, por ejemplo de tubos de aluminio o de cobre, o bien de tubos compuestos de aleaciones de aluminio o de cobre.

El dispositivo de calentamiento según la invención y la conducción de fluidos, adaptado en correspondencia, pueden suministrarse como conjunto de piezas para el posterior equipamiento de máquinas de combustión interna.

Una vez montado el dispositivo de calentamiento según la invención y la conducción de fluidos según la invención forman un módulo de calefacción que se puede montar en una purga de aire del cárter.

A continuación se explica la invención a modo de ejemplo, con ayuda de formas de realización que hacen referencia a los dibujos. Para los componentes iguales o parecidos se utilizan aquí los mismos números de referencia. Los elementos diferentes en las distintas formas de realización se pueden combinar unos con otros a voluntad.

Las figuras muestran:

Fig. 1 una primera forma de realización de la invención, que incluye un dispositivo de sujeción, un elemento calentador y una conducción de fluidos en una vista despiezada;

Fig. 2 la forma de realización de la figura 1 una vez montada en una vista en planta;

Fig. 3 la forma de realización de la figura 1 una vez montada en una vista lateral;

Fig. 4 la forma de realización de la figura 1 una vez montada en una vista por el lado frontal;

Fig. 5 una vista a lo largo del plano V-V de la figura 3;

Fig. 6 una segunda forma de realización de la invención en una vista por el lado frontal;

Fig. 7 una vista de la forma de realización de la figura 6 en una vista en planta;

Fig. 8 la forma de realización de la figura 6 en una sección a lo largo del plano VIII-VIII de la figura 9;

Fig. 9 la forma de realización de la figura 6 en una vista a lo largo del plano de la sección IX-IX de la figura 8;

Fig. 10 una conducción de fluidos en una tercera forma de realización de la invención en una vista en perspectiva;

Fig. 11 la conducción de fluidos de la figura 10 en otra vista en perspectiva;

Fig. 12 la conducción de fluidos de la figura 10 en una sección longitudinal transversal a un tabique;

Fig. 13 la conducción de fluidos de la figura 10 en una sección longitudinal en un plano perpendicular al plano de la sección longitudinal de la figura 12.

En primer lugar se explica la estructura de una primera forma de realización de un módulo de calefacción según la invención para una purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, con ayuda de la representación despiezada de la figura 1.

El módulo de calefacción 1 presenta un dispositivo de calentamiento 2, que incluye un elemento calentador 3 y un dispositivo de sujeción 4. En el módulo de calefacción 1 se incluye además una conducción de fluidos 5, al que se puede fijar el dispositivo de calefacción 2.

En la forma de realización según la figura 1 el elemento de calefacción 3 está configurado como un elemento calentador 7 de PTC dispuesto entre dos placas de contacto 6a, 6b. Cada una de las placas de contacto 6a, 6b asientan formando una sola pieza sobre laminillas de contacto 8a y 8b, que están dobladas 90º en relación con el plano de la respectiva placa de contacto 6a, 6b.

El dispositivo de sujeción 4 presenta un resalte 9 de forma puntiaguda, en el cual se puede alojar (no reconocible en la figura 1) el elemento calentador 3. Además el dispositivo de sujeción 4 presenta un tramo de apriete 10, separado del resalte 9 por un vaciado 11. En la forma de realización de la figura 1 el tramo de apriete 10 está configurado como una lengüeta elástica que cede en la dirección del resalte 9. Sin embargo, también puede estar configurado como dispositivo de enganche en otro punto, por ejemplo en el resalte 9.

En la forma de realización de la figura 1 el tramo de apriete 10 se extiende en forma de segmento circular por encima del resalte 9. En la zona del tramo de apriete 10 está previsto como mínimo un elemento de conducción 12. En la forma de realización de la figura 1 están previstos dos elementos de conducción 12. El elemento de conducción 12 está configurado aquí como un abombamiento que se extiende en dirección al resalte 9, alargado y orientado en dirección al resalte 9.

Finalmente, el dispositivo de sujeción 4 presenta un tramo de conexión de enchufe 13 que se puede unir a un conector de enchufe (no representado en la figura 1) para la alimentación eléctrica del elemento calentador 3.

Como se puede observar en la figura 1, el dispositivo de sujeción 4 está fabricado como una pieza de molde en la cual están configurados en una sola pieza el resalte 9, el tramo de apriete 10 y el vaciado 11. El dispositivo de sujeción 4 puede fabricarse en particular mediante moldeo por inyección. Como material para el dispositivo de sujeción 4 está previsto un material aislante de la electricidad, como por ejemplo un plástico.

La conducción de fluidos 5 está configurado básicamente en forma de tubo y presenta una pared exterior 14 que rodea un espacio interior 15 en el que fluyen los gases procedentes, por ejemplo, de un cárter. En los dos extremos de la pieza de conducción de fluidos 5 situados en dirección longitudinal se dispone un tramo de sujeción 16, con el que se puede unir la pieza de conducción de fluidos 5 a una máquina de combustión interna.

La superficie interior 17 de la pared exterior 14, dirigida hacia el espacio interior 15, forma en una zona una superficie plana 18, de modo que entre la superficie 18 y la superficie exterior 19 de la pared exterior 14 se forma una zona con mayor espesor de pared.

En la pared exterior 14, entre la superficie interior 17 y la superficie exterior 19 de forma básicamente cilíndrica circular, se extiende un pozo 20 dimensionado de tal manera que permite alojar el resalte 9 del dispositivo de sujeción 4 con el elemento calentador 3 introducido. En la forma de realización de las figuras 1 a 6 las paredes del pozo 20' están formadas por la pared exterior 14.

El pozo 20 presenta, en la dirección transversal a la dirección de montaje M, una sección transversal poligonal, donde un lado plano del polígono está dirigido hacia el espacio interior 15. El elemento calentador 3, básicamente en forma de placa, se encuentra contiguo a este lado plano. El resalte 9 presenta una sección transversal en correspondencia con la sección transversal del pozo 20, por ejemplo una sección transversal rectangular como en la forma de realización de las figuras 1 a 6.

Como se puede observar en la figura 1, el pozo 20 se abre básicamente en dirección paralela al radio, esto es, desplazado del plano medio de la conducción de fluidos 3 en sentido transversal a la prolongación longitudinal de la conducción de fluidos. En la forma de realización de la figura 1 el pozo 20 está dispuesto además entre la superficie plana 18 de la superficie interior 17 y la superficie exterior 19 en la zona de mayor espesor de pared, y se extiende en paralelo a la superficie plana 18.

Solapándose en dirección radial con el pozo 20 está prevista al menos una zona de debilitamiento 21 en la superficie exterior 19 de la pared exterior 14. Como se puede observar en la figura 1, la forma de realización allí reproducida presenta dos zonas de debilitamiento 21.

Las dos zonas de debilitamiento 21 están dispuestas de tal modo que colaboran con los elementos de conducción 12 del dispositivo de sujeción 4 y conducen el dispositivo de sujeción 4 durante la inserción del resalte 9 en la escotadura 20. Para ello en la forma de realización de la figura 1 las zonas de debilitamiento 21 están configuradas como ranuras que se extienden en paralelo al radio y en paralelo a la superficie plana 18.

La conducción de fluidos 5 está fabricado en un material termoconductor, como por ejemplo aluminio, cobre, una aleación de aluminio o una aleación de cobre.

A continuación se explica, con ayuda de las figuras 2 a 5, la disposición del dispositivo de calefacción 2 y de la conducción de fluidos 5 en el módulo de calentamiento 1 montado.

Para montar el módulo de calentamiento se introduce primero el elemento calentador 3 en un rebaje del resalte 9, de modo que el elemento calentador 3 y el dispositivo de sujeción 4 forman una unidad de módulo que se introduce en el pozo 20 de la conducción de fluidos 5 en una dirección de montaje M. Como se puede observar en la figura 2, con el elemento calentador 3 y el dispositivo de sujeción 4 montados, los tramos de contacto 8a, 8b continúan hasta el tramo de conexión de enchufe 13, donde pueden establecer contacto con un enchufe (no representado).

La dirección de montaje M, en la que el dispositivo de calentamiento 2 se introduce en la conducción de fluidos 5, discurre en la dirección del pozo 20, esto es, básicamente en sentido transversal a la dirección de la corriente de fluido en la conducción de fluidos 5.

Dado que la dirección de montaje M, y por tanto también la dirección de un posible desmontaje, discurre en sentido transversal a la dirección de corriente S y, por tanto, transversal a la prolongación longitudinal de la conducción de fluidos 5, el montaje y desmontaje del dispositivo de sujeción 4 resulta posible también en una conducción de fluidos montado de forma permanente, por ejemplo en un bloque motor o en otros tramos de la conducción.

En el módulo de calefacción 1 ya montado el tramo de apriete 10 se encuentra con su superficie dirigida al resalte 9 contigua a la superficie exterior 19 de la pieza de conducción de fluidos, como se puede observar en la figura 4. El tramo de apriete 10 se extiende aquí alrededor del contorno de la conducción de fluidos 5 de tal modo que, durante la inserción del resalte 9 en el pozo 20, experimenta una presión deformante hacia fuera y, en la posición final de inserción plena, un retorno elástico que engancha el dispositivo de sujeción 4 en el elemento de fluido 5. Los elementos de conducción 12, 21 del dispositivo de calefacción 2 y de la conducción de fluidos 5 encajan entre sí y conducen el dispositivo de calefacción 2 en la dirección de montaje M de tal modo que el dispositivo de calefacción 2 no se puede deslizar o inclinar.

En la figura 3 se puede observar que los elementos de conducción 12 del dispositivo de calefacción 2 se extienden a ambos lados del tramo de conexión de enchufe 13. De esta forma el módulo de calentamiento 1 se puede agarrar, por ejemplo con unos alicates, y deformar mediante compresión. Los elementos de conducción 21 de la conducción de fluidos 5, que sirven al mismo tiempo de zonas de debilitamiento, concentran la deformación plástica en la zona del pozo, de modo que el resalte 9, con el elemento calentador 3 alojado en él, se comprime en el pozo 20. La compresión garantiza un contacto estable y en superficie grande del elemento calentador 3 con la conducción de fluidos 5, y por tanto una buena transmisión del calor.

Esto se puede observar con especial claridad con ayuda de la representación en sección de la figura 5. Al ejercerse una fuerza F sobre los elementos de conducción 12 el elemento calentador 3, alojado en un rebaje del resalte 9, recibe en el pozo 20 la presión contra la pared exterior 14 de la conducción de fluidos 5.

Además en la figura 5 se puede observar que el tramo de la pared de conducción 14 situado entre el pozo 20 y la superficie exterior 19 de la conducción de fluidos 5 está alojado en el vaciado 11 situado entre el resalte 9 y el tramo de apriete 10. Dado que el tramo de apriete 10 engancha por detrás la pared exterior 14 en la dirección de montaje M, el dispositivo de calentamiento 2 está asegurado por unión positiva frente a un alejamiento no previsto de la conducción de fluidos 5.

En la representación en sección de la figura 5 se puede observar además que los tramos de contacto 8a, 8b se extienden a través del dispositivo de sujeción 4 en dirección al tramo de conexión de enchufe 13.

Dado que el pozo 20 termina en la pared exterior 14 y está separado del espacio interior 15 de la conducción de fluidos 5 por la pared exterior 14, no se adoptan medidas para estanqueizar el tramo de conexión de enchufe 13 frente al espacio interior 15.

Debido a su configuración en una sola pieza el dispositivo de sujeción 4 forma una carcasa tanto para el elemento calentador 3 como para el tramo de conexión de enchufe 13.

Aunque en la forma de realización representada anteriormente el tramo de conexión de enchufe 13 se extiende básicamente en perpendicular a la dirección de montaje M, se puede prever también, en una variante, un tramo de conexión de enchufe que se extienda en la dirección de montaje M. No obstante, en este caso la fuerza de tracción para soltar el conector de enchufe actúa en la dirección de montaje M, lo que podría provocar un aflojamiento o incluso la separación del dispositivo de calentamiento 2.

Además, en lugar de la deformación plástica de la pared exterior 14 en la zona del pozo 20, o adicionalmente a ésta, se puede prever un elemento de resorte mediante el cual el elemento calentador 3, situado en el pozo 20, es presionado contra la pared exterior 14 en la dirección del espacio interior 15. Un resorte de este tipo se puede disponer, por ejemplo, entre el elemento calentador 3 y el resalte 9. Para ahorrar componentes adicionales el elemento de resorte puede estar formado por la placa de contacto 6b dispuesta entre elemento de PTC 7 y el resalte 9.

Por otra parte se puede prescindir de la chapa de contacto 6a contigua a la conducción de fluidos 5 si la conducción de fluidos 5 sirve de contacto para el elemento calentador de PTC.

La conducción de fluidos puede presentar cualquier sección transversal de corriente, y cualquier forma de sección transversal exterior.

En las figuras 6 a 9 se muestra otro ejemplo de realización de un dispositivo de calentamiento 2 conforme a la invención, que una vez montado forma con la conducción de fluidos 5 un módulo de calentamiento 1 y que se puede colocar igualmente en la conducción de fluidos 5 como unidad de módulo premontada. Por motivos de sencillez a continuación se explican sólo las diferencias con respecto al ejemplo de realización de las figuras 1 a 5.

A diferencia del ejemplo de realización de las figuras 1 a 5 el pozo 20 no se extiende entre el espacio interior 15 y la pared exterior 19 de la conducción de fluidos 5, sino que está dispuesto dentro de un resalte 25 que sobresale hacia el espacio interior 15 en paralelo al radio o en sentido radial, de modo que las paredes del pozo 20' conducen la corriente de fluido durante el funcionamiento. El resalte 9 del dispositivo de sujeción 4 está introducido en el resalte 20. El resalte puede estar configurado también como tabique, como se explica más abajo con ayuda de otro ejemplo de realización.

La fijación del elemento de sujeción 2 en la conducción de fluidos 5 se puede efectuar, de forma similar al ejemplo de realización de las figuras 1 a 5, mediante tramos de apriete 10, que enganchan desde ambos lados la conducción de fluidos 5 como se puede observar en las figuras 6 a 9.

Por lo demás la estructura del módulo de calentamiento de las figuras 6 a 9 corresponde básicamente a la estructura del ejemplo de realización de las figuras 1 a 5.

En las figuras 10 a 13 se muestra otro ejemplo de realización de una conducción de fluidos 5 que se puede ensamblar, formando igualmente un módulo de calentamiento, con un dispositivo de calentamiento no representado en estas figuras por razones de sencillez en la exposición.

A diferencia de los ejemplos de realización anteriores la conducción de fluidos 5 está configurado, en la forma de realización de las figuras 10 a 13, como una pieza acodada en la que la corriente de fluido se desvía en un ángulo \alpha predeterminado, aquí 90º. Cabe también la posibilidad de otros ángulos.

Por otra parte, en el ejemplo de realización de las figuras 10 a 13 el espacio interior de la pieza de conducción de fluidos 5 está dividido en dos zonas de corriente 31, 32 por un tabique 30.

Las dos zonas de corriente 31, 32 se extienden en la dirección longitudinal L de la conducción de fluidos 5, desde los orificios 33, 34, situados en el lado de la admisión hasta un fondo 36. En la zona del fondo 36 desembocan, en sentido transversal a la dirección longitudinal L de la conducción de fluidos 5, los orificios de salida 37, 38.

Como se puede observar sobre todo en la figura 12, un pozo que se extiende en la dirección longitudinal L de la conducción de fluidos, en el tabique 30, desemboca en el fondo 36 de la conducción de fluidos 5. El pozo 20 está configurado para alojar un dispositivo de calentamiento 2, de modo que en él se apoye un elemento calentador de PTC. Las paredes del pozo 20' forman el tabique 30 y conducen la corriente de fluido durante el funcionamiento.

El pozo 20 se abre en la dirección longitudinal L de la conducción de fluidos, de modo que la dirección de montaje M, en la cual un dispositivo de calentamiento se introduce en la conducción de fluidos 5, discurre en paralelo a la dirección longitudinal L.

Además, la conducción de fluidos 5 está provisto de un collarín 39, que divide la conducción de fluidos 5 en una primera zona 40, que se puede introducir de forma hermética en un tubo 44 (véase figura 12) o en una manguera, y una segunda zona 42. En la zona de los orificios de salida 37, 38 la segunda zona 41 está provista de un tramo de admisión 43, en el cual otro tubo 44 u otra manguera se pueden unir de forma hermética con los orificios de salida 37, 38.

En la figura 12 se muestra de forma esquemática la conducción de fluidos 5 una vez montado, con dos conducciones de fluido 41, 44. Como se puede observar en esta figura, el tramo de collarín sirve como superficie de tope para un conducto 41. Al mismo tiempo en la zona 40 está previsto un resalte de hermetización 45 que sobresale hacia fuera en dirección radial y colabora en la estanqueización con la superficie interior de la conducción 44. Para mejorar la estanqueidad de la unión entre la pieza de conducción de fluidos 5 y el conducto 44 está previsto otro saliente de hermetización 46, que se extiende desde el collarín 39 en la dirección longitudinal L, a distancia del resalte de hermetización 45 en la dirección de los orificios de admisión 33, 34.

Además se puede observar en la figura 13 que el segundo conducto 40 está unido al tramo de admisión 42 de la conducción de fluidos 5.

La superficie de admisión 46, que discurre en sentido oblicuo frente a la dirección longitudinal L facilita la introducción de la conducción de fluidos 5 en el conducto 44.

En los dos ejemplos de realización de las figuras 6 a 13 el pozo 20 sobresale para alojar el elemento calentador en la sección transversal de corriente, de modo que el elemento calentador conduce la corriente de los gases durante el funcionamiento. De esta manera se puede mejorar la transmisión de calor hacia el fluido.

Con la configuración en pozo, la zona interior del pozo 20 no está unida en transmisión de fluidos a la sección transversal de corriente de la conducción de fluidos 5, de forma que se puede prescindir de hermetizaciones costosas del dispositivo de calentamiento 2 frente a la sección transversal de corriente de la conducción de fluidos 5.

Todas las formas de realización representadas están previstas en particular para purgas de aire del cárter en las cuales se conducen gases blow-by desde el cárter hacia, por ejemplo, un conducto de admisión de aire de una máquina de combustión interna. No obstante, las formas de realización representadas y descritas se pueden utilizar básicamente en cualquier lugar donde se deban calentar fluidos en circulación. Estos fluidos pueden ser gases o líquidos.

Claims (40)

1. Dispositivo de calentamiento (2) para una conducción de fluidos (5), en particular para la purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, con un elemento calentador (3) y con un dispositivo de sujeción (4) por el que se puede fijar el elemento calentador a la conducción de fluidos, caracterizado porque el dispositivo de sujeción presenta un resalte (9) en el que se puede alojar el dispositivo de calentamiento y que está configurado para su inserción en un pozo (20) que a su vez tiene una pared (14, 20', 30) de la conducción de fluidos (5) que limita con el espacio interior (15) de la conducción de fluidos (5).

2. Dispositivo de calentamiento (2) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de sujeción presenta un tramo de apriete (10) elástico configurado para su aplicación, al menos por tramos sobre la pared exterior (14) de la conducción de fluidos.

3. Dispositivo de calentamiento (2) según la reivindicación 2, caracterizado por un vaciado (11) configurado entre el resalte (9) y el tramo de apriete (10), en el cual se puede alojar, al menos de forma por tramos la pared exterior (14) de la conducción de fluidos (5).

4. Dispositivo de calentamiento (2) según una de las reivindicaciones antes mencionadas, caracterizado porque el dispositivo de calentamiento (2) está configurado como una unidad de módulo en la que el elemento calentador (3) se encuentra premontado en el dispositivo de sujeción (4).

5. Dispositivo de calentamiento (2) según una de las reivindicaciones antes mencionadas, caracterizado porque el elemento calentador (3) está configurado básicamente en forma de placa.

6. Dispositivo de calentamiento (2) según una de las reivindicaciones antes mencionadas, caracterizado porque el resalte (9) presenta, en dirección básicamente transversal a la dirección del montaje, una sección transversal poligonal, donde una cara plana del polígono está dirigida hacia un espacio interior (15).

7. Dispositivo de calentamiento (2) según una de las reivindicaciones antes mencionadas, caracterizado porque el elemento calentador (3) incluye un elemento calentador de PTC (7).

8. Dispositivo de calentamiento (2) según la reivindicación 7, caracterizado porque el elemento de PTC (7) está dispuesto entre dos placas de contacto (6a, 6b) transmisoras de electricidad, que se prolongan en laminillas de contacto (8a, 8b) hacia una conexión de enchufe.

9. Dispositivo de calentamiento (2) según una de las reivindicaciones antes mencionadas, caracterizado porque el dispositivo de sujeción (4) presenta al menos un elemento de conducción (12), configurado para conducir el dispositivo de sujeción (4) en una dirección de inserción (M) durante su inserción en la conducción de fluidos (5).

10. Dispositivo de calentamiento (2) según una de las reivindicaciones antes mencionadas, caracterizado porque el dispositivo de sujeción (4) está fabricado en un plástico aislante de la electricidad.

11. Conjunto de piezas para un módulo de calefacción (1) para conducciones de fluido, en particular para la purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, con una conducción de fluidos (5) de forma básicamente tubular y con un dispositivo de calentamiento (2) que se puede fijar en la conducción de fluidos, caracterizado porque el dispositivo de calentamiento (2) está configurado según una de las reivindicaciones 1 a 8.

12. Conducción de fluidos (5), en particular para la purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, con un tramo de conducción de forma básicamente tubular, rodeado por una pared exterior (14), caracterizada por un pozo (20) una de cuyas paredes (14, 20', 30), al menos una, limita con el espacio interior (15, 31, 32) de la conducción de fluidos (5), y el elemento calentador y un dispositivo de sujeción mediante el cual se puede fijar el elemento calentador a la conducción de fluidos está configurado para alojarlo introduciéndolo.

13. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 12, caracterizada porque el pozo está configurado entre una superficie interior (15) dirigida hacia la conducción de fluidos (5) y una superficie exterior, orientada hacia fuera, de la pared exterior (14).

14. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 12 ó 13, caracterizada porque el pozo (20) está dispuesto en una zona en la que el espesor de la pared exterior (14) es mayor en relación con las zonas colindantes.

15. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque el pozo (20) se abre básicamente en dirección paralela al radio.

16. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada porque el pozo (20) se abre básicamente en la dirección longitudinal de la conducción de fluidos (5).

17. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizada porque las paredes del pozo se extienden hacia el espacio interior (15) de la conducción de fluidos y pueden conducir el fluido durante el funcionamiento.

18. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 17, caracterizada porque las paredes del pozo forman un resalte que sobresale hacia el espacio interior (15).

19. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 17, caracterizada porque las paredes del pozo configuran un tabique (32) que divide el espacio interior (15) de la pieza de conducción de fluidos en zonas de corriente básicamente separadas entre sí.

20. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizada porque el pozo (20) presenta, en dirección básicamente transversal a la dirección del montaje, una sección transversal poligonal, donde al menos una cara plana del polígono está dirigida hacia el espacio interior (15).

21. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 20, caracterizada porque la superficie interior, dirigida hacia la superficie interior de la conducción de fluidos, de la pared exterior (14) presenta un tramo (18) básicamente plano.

22. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 21, caracterizada porque la pared exterior (14) presenta al menos un elemento de conducción (21), a través del cual se puede conducir el dispositivo de calentamiento en una dirección de inserción (M).

23. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 22, caracterizada porque el dispositivo de conducción (21) incluye al menos una ranura.

24. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 23, caracterizada porque la pared exterior (14) presenta al menos una zona de debilitamiento (21) con la que se puede provocar una deformación del pozo (20), básicamente limitada localmente, durante la incidencia de la fuerza (F).

25. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 24, caracterizada porque la zona de debilitamiento (21) está configurada básicamente en forma de ranura.

26. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 24 ó 25, caracterizada porque la zona de debilitamiento (21) está configurada en la superficie exterior (19) de la pared exterior (14).

27. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 24 a 26, caracterizada porque la zona de debilitamiento (21) se solapa en dirección radial con el pozo (20).

28. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 27, caracterizada porque la conducción de fluidos (5) está fabricado en un material metálico con buena conductividad térmica.

29. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 28, caracterizada porque el pozo (20) está separado del espacio interior (15) de la conducción de fluidos por la pared exterior (14).

30. Conducción de fluidos (5) según una de las reivindicaciones 12 a 29, caracterizada porque la conducción de fluidos (5) está configurado como un elemento angular, en el cual se puede cambiar, durante el funcionamiento, la dirección de corriente del fluido en un ángulo predeterminado.

31. Conducción de fluidos (5) según la reivindicación 30, caracterizada porque el pozo (20) está dispuesto en una superficie frontal de la conducción de fluidos (5).

32. Conjunto de piezas para un módulo de calefacción para conducciones de fluido, en particular para la purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, con una conducción de fluidos de forma básicamente tubular y con un dispositivo de calentamiento que se puede fijar en la conducción de fluidos, caracterizado porque la conducción de fluidos (5) está configurado según una de las reivindicaciones 12 a 22.

33. Módulo de calefacción con una conducción de fluidos (5) que configura una pared exterior, en particular para la purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, y con un dispositivo de calentamiento (2) fijo a la conducción de fluidos (5), que incluye un elemento calentador (3) que actúa sobre la pared exterior (14) y un dispositivo de sujeción (4) que sujeta el elemento calentador (3) a la conducción de fluidos (5), caracterizado porque en la conducción de fluidos (5) está configurado un pozo (20) en el que están alojados el elemento calentador (3) y un resalte (9) del dispositivo de sujeción (4), una de cuyas paredes (14, 20', 30), al menos una, limita con el espacio interior (15, 31, 32) de la conducción de fluidos (5).

34. Módulo de calefacción (1) según la reivindicación 33, caracterizado porque el dispositivo de sujeción (4) está sujeto repetidamente, mediante unión positiva, a la conducción de fluidos (5).

35. Módulo de calefacción (1) según la reivindicación 33 ó 34, caracterizado porque el tramo de apriete está enclavado en la conducción de fluidos en la dirección en la que el resalte se introduce en el pozo.

36. Módulo de calefacción (1) según una de las reivindicaciones 33 a 35, caracterizado porque la pared exterior (14) está deformada plásticamente al menos en la zona del pozo (20).

37. Procedimiento para la fabricación de un módulo de calefacción para una conducción de fluidos, en particular para la purga de aire del cárter de una máquina de combustión interna, que comprende los pasos siguientes:

-

introducir un elemento calentador y un resalte de un dispositivo de sujeción en un pozo practicado en la pared exterior de la conducción de fluidos, pozo que limita con un espacio interior de la conducción de fluidos, donde el pozo presenta una pared que limita con el espacio interior;

-

alojar el elemento calentador en el dispositivo de calentamiento.

38. Procedimiento según la reivindicación 37, que comprende el paso siguiente:

-

inmovilizar el dispositivo de sujeción en la pared exterior.

39. Procedimiento según la reivindicación 37 ó 38, que comprende los pasos siguientes:

-

Montar previamente el elemento calentador y el dispositivo de sujeción formando una unidad de módulo;

-

Fijar la unidad de módulo en la conducción de fluidos.

40. Procedimiento según una de las reivindicaciones 37 a 39, que incluye el paso siguiente:

-

Deformar la conducción de fluidos con el elemento calentador introducido y comprimir simultáneamente el elemento calentador en el pozo.