ES2286621T3 - Bomba de refrigerante, especialmente bomba de refrigerante electrica refrigerada hidraulicamente con valvula de distribucion integrada asi como procedimiento para la misma. - Google Patents
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Abstract
REIVINDICACIONES 1. Bomba (1) de refrigerante, para un circuito (2) de refrigerante que presenta al menos un circuito (4) de radiador y un circuito (8) de derivación de un motor (10) de combustión interna de un vehículo, con: - una carcasa (14) de bomba de refrigerante, que presenta un empalme (22) de aspiración para la entrada (ZK) desde el radiador (6), un empalme (24) de derivación para la entrada (ZB) desde el circuito (8) de derivación y un empalme (34) de presión para la alimentación (ZM) del refrigerante al motor (10) del vehículo, - un electromotor (26) de bomba de refrigerante dispuesto en la carcasa (14) de bomba de refrigerante, alrededor de cuya carcasa (28) de motor circula el refrigerante, y que a través de un árbol (30) de bomba acciona un rotor (32) de bomba, y - una válvula (40) de distribución integrada en la carcasa (14) de bomba de refrigerante, caracterizada porque - el empalme (22) de aspiración está dispuesto en la zona (42) del extremo (44) del motor (26) de bomba opuesto al rotor (32) de bomba, - el empalme (24) de derivación está dispuesto en una zona (42) que se encuentra aguas abajo del empalme (22) de aspiración, - el empalme (34) de presión está dispuesto en una zona (42) que se encuentra aguas abajo del empalme (24) de derivación, y - sólo el refrigerante (KZK) que puede aspirarse a través del empalme (22) de aspiración como entrada (ZK) desde el radiador (6) puede guiarse por el motor (26) de bomba en un flujo (50) de camisa, a través de un canal (56) de flujo delimitado especialmente por la pared (52) externa de la cáscara (28) de motor de bomba y la pared (54) interna de la carcasa (14) de bomba enfrentada y/o la pared (60) interna de la válvula (40) de distribución enfrentada.
Description
Bomba de refrigerante, especialmente bomba de
refrigerante eléctrica refrigerada hidráulicamente con válvula de
distribución integrada así como procedimiento para la misma.
La presente invención se refiere a una bomba de
refrigerante según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a
un procedimiento para la misma según el preámbulo de la
reivindicación 22.
Las investigaciones más recientes sobre el
consumo de combustible de motores de combustión de vehículos
muestran que una gestión térmica realizada de manera consecuente en
un motor de combustión de vehículo moderno puede llevar a un ahorro
de combustible de aproximadamente un 3 a un 5%. La gestión térmica
implica por tanto aquellas medidas que llevan al funcionamiento
energético y termomecánico óptimo de un motor de combustión. Para
ello es necesario un control activo de las corrientes térmicas y
por tanto de la distribución de la temperatura en el
motor.
motor.
Por ello es necesaria también una regulación
precisa del caudal de refrigerante y de la temperatura del
refrigerante empleado. De manera correspondiente, en lugar de las
bombas de refrigerante convencionales, acopladas rígidamente a la
velocidad de los motores, aumento la utilización de bombas de
refrigerante cuya velocidad y por tanto su capacidad de transporte
puede regularse de manera variable.
Para ello el solicitante ha abordado una bomba
de refrigerante eléctrica a modo de ejemplo en la solicitud DE 100
47 387. Esta bomba de refrigerante eléctrica probada ha sido
perfeccionada de manera consecuente por el solicitante. Una bomba
de refrigerante eléctrica mejorada, construida a partir de la misma
con válvula de distribución integrada se describe en el documento
DE 102 07 653.
La bomba de refrigerante eléctrica abordada con
válvula de distribución integrada presenta una carcasa de bomba de
refrigerante que dispone de un empalme de aspiración para la entrada
al radiador, un empalme de derivación para la entrada desde el
circuito de derivación y un empalme de compresión para la entrada o
la recirculación del refrigerante hacia el motor del vehículo. En
la carcasa de bomba de refrigerante está dispuesto un electromotor
de bomba de refrigerante, por cuya carcasa del motor fluye el
refrigerante en circulación. El motor de la bomba acciona un rotor
de bomba a través de un árbol de bomba para hacer circular el
refrigerante. Empalmes de aspiración y empalmes de derivación están
integrados aguas arriba de la válvula de distribución integrada en
la carcasa de bomba de refrigerante en la entrada a la bomba, de
manera que con la válvula de distribución abierta tiene lugar una
mezcla de refrigerante más frío procedente del radiador y
refrigerante caliente procedente directamente del motor del
vehículo aspirada por el rotor de bomba y que pasa por el motor de
la bomba hacia el empalme de presión situado aguas abajo para la
entrada o la recirculación de esta mezcla de refrigerante hacia el
motor del vehículo.
Aunque esta bomba de refrigerante eléctrica con
válvula de distribución integrada ya ha demostrado buenos
resultados, las últimas investigaciones del solicitante han
demostrado que los componentes eléctricos y/o electrónicos
incorporados en la bomba de refrigerante, a pesar del flujo de la
mezcla de refrigerante en circulación por la carcasa del
electromotor, pueden estar sometidos al menos temporalmente a una
carga térmica extremadamente alta.
Así, por ejemplo, la temperatura máxima del
refrigerante refrigerado por el radiador, situado en su salida y
que fluye desde allí hacia la bomba es de 113ºC. Este valor superior
deseado se ha establecido por los fabricantes de vehículos para el
diseño de radiadores de vehículos. Con esto debe garantizarse que
durante el funcionamiento de un vehículo, incluso en regiones
extremadamente calientes, como por ejemplo en desiertos, se dispone
de refrigerante refrigerado para el motor del vehículo en una gama
de temperatura, el cual se alimenta al motor con una temperatura de
entrada máxima de 113ºC, con un rango de temperatura permanente de
al menos 7ºC a 17ºC hasta un valor límite superior máximo permitido
para los refrigerantes convencionales de 120ºC hasta como máximo
130ºC puede admitir todavía suficiente calor del motor de combustión
y conducirlo al radiador.
De manera correspondiente, la temperatura del
refrigerante extraído del motor puede alcanzar fácilmente los 120ºC
o en casos desfavorables incluso más, es decir hasta 130ºC.
Además, en los motores de combustión modernos
está previsto un circuito cortocircuitado o circuito de derivación
con el que el refrigerante calentado procedente del motor puede
reconducirse directamente al motor a través de la bomba de
refrigerante. Con ello debe reducirse en total por ejemplo en el
caso de un arranque en frío la fase de calentamiento del motor,
debe lograrse un calentamiento rápido de la camisa del cilindro tras
el arranque en frío y debe permitirse una regulación de la
temperatura tribológica óptima.
Las bombas de refrigerante incorporan
componentes electrónicos y eléctricos, como por ejemplo el
electromotor, que acciona el rotor de bomba o las unidades
electrónicas, sensores, convertidores o circuitos reguladores, que
permiten un control y/o regulación de la velocidad del motor, la
capacidad de bombeo, la posición de la válvula u otras funciones,
presentan una tolerancia limitada a las temperaturas y por tanto no
pueden someterse a temperaturas ilimitadamente altas. Los
componentes asequibles a un precio razonable, admitidos en la
construcción de vehículos y disponibles en un número de piezas
suficiente, pueden funcionar parcialmente como máximo sólo hasta
120ºC. Además existe el peligro de la rápida destrucción por calor
de tales componentes eléctricos y/o electrónicos. Por consiguiente,
por ejemplo en el caso de una circulación del refrigerante del
circuito de derivación calentado posiblemente hasta 130ºC a través
de la bomba de refrigerante no puede excluirse que los componentes
eléctricos y/o electrónicos de la bomba de refrigerante se sometan a
una carga térmica que lleve a un fallo de estos componentes.
No por último, las dos posiciones de conmutación
de una válvula de distribución de 3/2 vías, tal como por ejemplo en
la bomba de refrigerante eléctrica abordada en el documento DE 102
07 653, se consideran en parte insuficientes en la industria
automovilística para casos de aplicación amplios.
Por consiguiente, es objetivo de la presente
invención proponer evitando las desventajas anteriormente
mencionadas una bomba de refrigerante eléctrica refrigerada
hidráulicamente con válvula de derivación integrada, con la que no
exista peligro alguno de un sobrecalentamiento de los componentes
electrónicos y/o eléctricos incorporados en la misma. Además, un
objetivo de la presente invención es indicar un procedimiento
adecuado para ello.
Este objetivo se alcanza desde el punto de vista
de la técnica de dispositivos mediante las características de la
reivindicación 1, así como desde el punto de vista de la técnica de
procedimientos mediante las características de la reivindicación
22.
En este sentido, partiendo de la bomba de
refrigerante eléctrica descrita en el documento DE 102 07 653 con
válvula de distribución integrada, se propone una bomba de
refrigerante de este tipo perfeccionada. La nueva bomba de
refrigerante propuesta para un circuito de refrigerante de un motor
de combustión de vehículo, que presenta al menos un circuito de
radiador y un circuito de derivación, dispone de una carcasa de
bomba de refrigerante, que presenta un empalme de aspiración para
la entrada desde el radiador, un empalme de derivación para la
entrada desde el circuito de derivación y un empalme de presión para
la alimentación del refrigerante del motor del vehículo.
Adicionalmente, la bomba de refrigerante dispone de un electromotor
de bomba de refrigerante dispuesto en la carcasa de bomba de
refrigerante, por cuya carcasa de motor circula el refrigerante y
que a través de un árbol de bomba acciona un rotor de bomba.
Además, la bomba de refrigerante presenta una válvula de
distribución integrada en la carcasa de bomba de refrigerante.
En este sentido se propone por primera vez que
el empalme de aspiración esté dispuesto en la zona del extremo del
motor de bomba opuesto al rotor de bomba. Adicionalmente se propone
por primera vez que el empalme de derivación esté dispuesto en una
zona que se encuentra aguas abajo del empalme de aspiración,
especialmente después del motor de bomba. Además se propone que el
empalme de presión esté dispuesto en una zona que se encuentra
aguas abajo del empalme de derivación, especialmente después de o en
una zona alrededor del rotor de bomba; finalmente se propone por
primera vez que sólo el refrigerante que puede aspirarse para la
entrada directamente desde el radiador a través del empalme de
aspiración, puede pasar por el motor de la bomba en un flujo de
camisa, a través de un canal de flujo delimitado preferiblemente por
la pared externa de la carcasa del motor de la bomba y la pared
interna de la carcasa de bomba enfrentada y/o la pared interna de la
válvula de distribución enfrentada, de manera que éste así como los
demás componentes electrónicos y/o eléctricos pueden enfriarse por
tanto de manera óptima.
Con la bomba de refrigerante según la invención,
a diferencia de las bombas de refrigerante eléctricas conocidas con
válvula de distribución integrada, se invierte por primera vez la
dirección de flujo a través de la bomba, es decir, el refrigerante
refrigerado procedente del radiador, especialmente un refrigerante
líquido a base de agua, se alimenta a la bomba por así decirlo
desde atrás. Con ello el refrigerante frío procedente de radiador
fluye en primer lugar pasando por el motor de la bomba, absorbe su
calor y lo enfría por tanto reduciéndolo hasta temperaturas de
funcionamiento admitidas, que sean tolerables sin problemas por el
electromotor, antes de que el refrigerante procedente del radiador
se mezcle dado el caso con el refrigerante caliente alimentado por
el circuito de derivación y esta mezcla de refrigerante que se
acelera o se hace circular por el rotor de bomba se evacúe o se
recircule a través del empalme de presión hacia el motor del
vehículo
Con esto pueden encontrar aplicación en la bomba
de refrigerante de manera ventajosa componentes electrónicos y/o
partes componentes eléctricas cuya tolerancia a la temperatura se
limite a un rango límite de aproximadamente 115ºC hasta 120ºC.
Puesto que debido a que la temperatura máxima del refrigerante
procedente del radiador es de 113ºC, se excluye fundamentalmente
por primera vez un sobrecalentamiento de estos componentes y/o
partes componentes.
Con esto se garantiza incluso con un
funcionamiento de un vehículo en regiones calientes, como por
ejemplo en desiertos, debido a la temperatura del radiador máxima
establecida por la industria automovilística, un eliminación de
calor suficiente del motor del vehículo, sin tener que temer en la
bomba de refrigerante una superación del límite de temperatura
crítica de 120ºC para algunos componentes, de manera que es posible
en última instancia de manera ventajosa prever para la bomba de
refrigerante eléctrica incluso componentes electrónicos o
componentes eléctricos con los que existe peligro de destrucción por
calor no sólo a partir de 120ºC, sino que por ejemplo los que sólo
pueden hacerse funcionar de manera fiable hasta como máximo 115ºC.
Con esto pueden incorporarse esencialmente componentes más
favorables.
La bomba de refrigerante según la invención se
caracteriza además por su robustez mejorada, un campo de aplicación
ampliado y costes de fabricación claramente reducidos. La bomba de
refrigerante eléctrica refrigerada hidráulicamente o mediante
refrigerante según la invención es, en comparación con las
soluciones conocidas que se encuentran en el mercado, una
alternativa económica y especialmente fiable.
Además, por primera vez pueden emplearse
electromotores más grandes o más potentes. Estos producen
ciertamente a menudo una mayor carga térmica que, sin embargo,
debido a las cantidades de refrigerante frías disponibles siempre
según la invención en el electromotor, puede evacuarse sin
problemas. El límite de potencia estimado hasta ahora en la
construcción de bombas de refrigerante de vehículos como insuperable
con una absorción de potencia máxima de 500 W con una tensión de la
batería de 12 V ya no supone por tanto por primera vez una barrera
insuperable.
Los perfeccionamientos ventajosos de la
invención se deducen de las características de las reivindicaciones
dependientes.
En una forma de realización preferida está
previsto que al refrigerante procedente del circuito del radiador
se le pueda mezclar el refrigerante que puede aspirarse por el
empalme de derivación del circuito de derivación después del motor
de la bomba a través de la válvula de distribución. Para ello está
dispuesta una boca del empalme de derivación que puede abrirse y
volverse a cerrar con la válvula de distribución en una zona aguas
arriba del rotor de bomba, de manera que la mezcla de refrigerante
de refrigerante refrigerado procedente del radiador y de
refrigerante calentado procedente de la derivación puede acelerarse
o hacerse circular conjuntamente por el rotor de bomba. En este
sentido está previsto en una forma de realización preferida
adicional que la boca de la válvula de distribución se sitúe en una
zona entre el rotor de bomba y el extremo situado aguas abajo del
canal de flujo.
Con esto se garantiza que el refrigerante
refrigerado procedente del radiador esté disponible inalterado o
sin mezclar totalmente para el motor de la bomba para su
enfriamiento y, dado el caso, también para el enfriamiento de los
componentes eléctricos y/o electrónicos adicionales dispuestos en la
zona del motor de la bomba. Además se garantiza adicionalmente que
una aportación de calor por el refrigerante calentado procedente del
circuito de derivación al refrigerante refrigerado procedente del
circuito del radiador tiene lugar tan sólo después del electromotor
de la bomba de refrigerante y por tanto puede ajustarse o regularse
de forma encauzada una temperatura de mezcla deseada o requerida
por la gestión del motor sin perjudicar un enfriamiento óptimo del
motor de la bomba.
En una forma de realización preferida adicional
está previsto que el motor de bomba y el árbol de bomba estén
dispuestos coaxialmente al eje longitudinal de la carcasa de bomba.
Aunque pueden concebirse alternativas constructivas en las que el
árbol de bomba esté dispuesto coaxialmente al eje longitudinal del
motor de la bomba, este conjunto constructivo se dispone sin
embargo de manera asimétrica o excéntrica en la carcasa de bomba,
que pueden llevar posiblemente a ventajas en los costes con la
fabricación de la carcasa. No obstante, se prefieren las variantes
concéntricas o coaxiales porque se construyen esencialmente de
manera más sencilla debido a que las simetrías pueden realizarse
constructivamente de manera más sencilla y en cuanto a la técnica
de fluidos ofrecen las mayores ventajas así como representan
supuestamente en cuanto a la técnica de costes la solución más
favorable.
En una forma de realización preferida adicional
está previsto que el canal de flujo que está delimitado por la
pared externa de la carcasa de motor que comprende el motor de bomba
y la pared interna de la carcasa de bomba enfrentada presenta una
sección transversal anular. A través de este canal de flujo anular,
partiendo del extremo del motor de bomba opuesto al rotor de bomba,
el refrigerante que puede aspirarse a través de la entrada
refrigerado por el radiador puede pasar por el motor de bomba en un
flujo de camisa que rodea la carcasa de motor de manera anular. Con
esto de manera ventajosa puede evacuarse de manera uniforme por
todos lados el calor creado por el electromotor. Con esto se
excluye un calentamiento que aparece de manera puntual o
parcialmente superficial o los denominados "hot spots". Con
esto se garantiza un funcionamiento fiable de manera permanente con
temperaturas soportables para el motor de bomba.
Según una forma de realización preferida
adicional está previsto que el canal de flujo presente una sección
transversal constante en la dirección de flujo. Con esto tiene lugar
desde el extremo del motor de bomba que se encuentra aguas abajo
hasta el rotor de bomba una constricción del diámetro predominante
en el extremo del canal de flujo hasta el diámetro del empalme de
presión. Por tanto se indica una variante especialmente favorable
en cuanto a la técnica de fluidos. El refrigerante frío aspirado por
el radiador con la bomba de refrigerante puede fluir con sección
transversal permanente sin ningún tipo de pérdida de flujo pasando
por el motor de bomba, enfriar éste de forma óptima al mismo tiempo
y entonces, a través de la constricción en el extremo del canal de
flujo, alimentarse al empalme de presión aspirado o acelerado por el
rotor de bomba, teniendo lugar de este modo al mismo tiempo
mediante la constricción una concentración del caudal total hacia
el rotor de bomba y además tiene lugar una aceleración del
refrigerante según la mecánica de fluidos. Además, de manera
ventajosa se evitan pérdidas de presión así como se excluyen
turbulencias no deseadas.
En una forma de realización adicional preferida,
la válvula de distribución puede conmutarse de forma continua desde
una posición cerrada "derivación cerrada" a una posición
abierta "derivación abierta".
Con esto no sólo se aprovechan las ventajas de
la válvula de 3/2 vías conocida por el documento DE 102 07 653,
sino que estas ventajas se amplían por la capacidad de regulación
continua de la válvula. Con esto puede ajustarse cualquier relación
de mezcla de temperaturas deseada o requerida por la gestión térmica
para el motor del vehículo del refrigerante frío y el refrigerante
de derivación caliente. La gestión del motor o la gestión térmica
del vehículo pueden ajustar por tanto activamente condiciones de
funcionamiento óptimas para el motor.
En una forma de realización adicional preferida,
la válvula de distribución está configurada como una corredera de
válvula que puede desplazarse en la dirección longitudinal de la
bomba de refrigerante. En una forma de realización especialmente
preferida, la corredera de válvula está configurada en este sentido
como manguito cilíndrico. Éste puede estar fabricado por ejemplo de
metal. Alternativamente puede concebirse que la corredera de
válvula se construya también de plástico o similar. En este sentido
pueden emplearse plásticos a los que también se recurre por ejemplo
para la fabricación de la carcasa de bomba de refrigerante.
La carcasa de bomba de refrigerante así como la
corredera de válvula pueden fabricarse de manera favorable por
ejemplo en procedimientos de moldeo por inyección de plástico. En
este caso no es necesario ventajosamente un procesamiento posterior
de estos componentes.
La válvula de distribución equipada con una
corredera de válvula ofrece la ventaja adicional de una posición
segura frente a fallos, de manera que el acceso al radiador en caso
de avería de la válvula está abierto en cualquier caso. Además se
caracteriza por una presión diferencial la más pequeña posible, que
en el caso ideal tiende a cero. En la corredera de válvula no
aparece por tanto además preferiblemente ninguna caída de la
presión, lo que lleva en última instancia a que para conectar o
accionar la válvula sea suficiente ya una potencia de conexión muy
pequeña.
Este efecto positivo se refuerza aún más porque
la corredera de válvula, debido a la dirección de movimiento
situada en paralelo a la dirección del flujo principal del
refrigerante procedente del radiador que fluye pasando por el motor
de bomba y por la corredera de válvula, presenta pérdidas de
fricción o movimiento especialmente pequeñas.
Una ventaja adicional de la corredera de válvula
es que ésta puede configurarse sin ninguna fuga. Por el contrario,
en el caso de válvulas de corredera giratorias, debido a la parte
movida transversalmente a la dirección del flujo principal, no se
puede excluir totalmente una fuga.
Además, la bomba de refrigerante según la
invención ofrece la ventaja adicional de que una capacidad
volumétrica reducida de la bomba es suficiente ya para lograr un
caudal de refrigerante deseado. Con esto pueden emplearse también
motores de bomba con una absorción de potencia eléctrica
reducida.
Además, la bomba de refrigerante según la
invención ofrece la ventaja adicional de que con la posición de la
válvula "radiador abierto" no aparece ninguna reducción de la
sección transversal de transporte de manera que también por este
motivo es suficiente una capacidad de transporte reducida para la
circulación del refrigerante, de manera que la bomba eléctrica
también puede fabricarse por ello con un absorción de potencia más
reducida en comparación con bombas eléctricas habituales en el
mercado.
En una forma de realización preferida adicional,
la corredera de válvula puede desplazarse de manera accionada por
fuerza mediante un accionador, como por ejemplo un electroimán de
mando, un elemento de material de dilatación, un elemento de
presión hidrostático o similar. Accionadores similares se
caracterizan por una tendencia al desgaste muy reducida, ofrecen
una vida útil grande o ciclos de conexión especialmente altos y
están disponibles de forma económica. Además, tales accionadores
funcionan de manera extremadamente fiable y en gran medida no son
propensos a los fallos.
Según una forma de realización preferida
adicional, la corredera de válvula presenta en la zona de
alimentación del refrigerante guiado desde el circuito de
derivación a través del empalme de derivación una junta dirigida
radialmente hacia dentro, que en el estado cerrado de la válvula de
distribución cierra su boca mediante un asiento de válvula
obturador contra un asiento de obturación anular de la carcasa de
bomba.
La junta puede ser por ejemplo una junta
elastomérica. El soporte de asiento anular garantiza un cierre
hermético absoluto. Se excluyen fugas secundarias. Una constricción
de la vía del distribuidor, independientemente de si la válvula de
distribución se encuentra ahora en la posición "derivación
cerrada" o en la posición "derivación abierta", se excluye
incluso en caso de posiciones intermedias. Con esto se indica una
variante de válvula especialmente favorable hidrodinámicamente.
Además, un manguito cilíndrico puede obturarse de manera
especialmente sencilla en una carcasa cilíndrica, de modo que
también por este motivo se excluyen fugas secundarias.
Una ventaja adicional de la corredera de válvula
configurada como manguito cilíndrico es su cinemática relativamente
sencilla, de manera que un movimiento de mando puede realizarse sin
problemas en la dirección longitudinal. Esto ofrece la ventaja
adicional de que se realiza una mezcla continua de derivación y
entrada a través de un movimiento lineal sencillo, concretamente un
desplazamiento longitudinal, de manera que aparece una relación más
directa, especialmente más lineal entre la posición de la válvula o
la abertura de la boca y la relación de mezcla así como la posición
actual de la corredera de válvula, que puede reproducirse de manera
correspondiente en cuanto a la técnica de regulación de manera
sencilla o sin un esfuerzo especial.
En una forma de realización preferida adicional,
la superficie de la junta orientada radialmente hacia dentro
presenta un contorno correspondiente al contorno opuesto de la
carcasa del motor. Con esto el flujo de refrigerante puede fluir de
manera óptima, especialmente laminar, a través de la sección del
canal de flujo configurado así. Se evitan pérdidas de flujo. Se
excluyen remolinos.
Según una forma de realización preferida
adicional, el electroimán de mando de la corredera de válvula
presenta un inducido que está formado por el manguito cilíndrico de
la corredera de válvula. Con esto se utiliza la corredera de
válvula de manera ventajosa de manera doble. Por un lado es parte
componente de la válvula y por otro lado es al mismo tiempo un
componente del electroimán de mando. Esto ayuda a reducir
adicionalmente lo costes y aumenta la fiabilidad debido a la
variedad de piezas reducida. Así, esta función doble puede
facilitarse de manera especialmente favorable mediante una
corredera de válvula configurada en metal. Alternativamente una
corredera de válvula hecha de plástico también puede disponer en
partes de secciones metálicas que sirven como inducido.
Por consiguiente, en una forma de realización
preferida adicional está previsto que el electroimán de mando
presenta un soporte de bobina dispuesto en la carcasa de bomba, que
rodea el inducido. El inducido formado por el manguito de válvula
puede estar rodeado totalmente por el soporte de bobina. El soporte
de bobina puede por tanto actuar conjuntamente con el inducido de
manera óptima y moverlo ya con fuerzas magnéticas pequeñas, de
manera que con ello el manguito de válvula pueda arrastrarse hacia
delante y hacia atrás en la dirección longitudinal de manera
relativamente sencilla en comparación con las válvulas
convencionales. En este sentido puede guiarse herméticamente el
manguito de válvula de forma cilíndrica radialmente hacia fuera
contra el imán con juntas de barra o similares, de manera que
tampoco puede aparecer en esta posición ninguna fuga secundaria.
Por tanto se indica una forma de realización especialmente económica
de una variante de válvula de distribución fiable, regulable de
forma continua.
En una forma de realización preferida adicional
está previsto que, aguas abajo después del empalme de derivación y
todavía antes del rotor de bomba, un reflujo, por ejemplo para un
circuito de calefacción, un intercambiador de calor de aceite para
engranajes, un intercambiador de calor de aceite lubricante, un
circuito de refrigeración de bloque de cilindros separado o
similares, desemboque en la carcasa de la bomba. Con esto pueden
captarse de manera ventajosa conjuntamente otros circuitos
secundarios que se añaden al circuito de refrigerante o la gestión
térmica del motor de la bomba de refrigerante eléctrica según la
invención, y las cantidades de refrigerante que fluyen en el mismo
se transportan conjuntamente por la bomba de refrigerante. En este
sentido, un reflujo de este tipo sin válvula puede acoplarse
directamente a la carcasa de la bomba o, en caso necesario,
presentar una válvula para su regulación encauzada, con lo cual
entonces de manera ventajosa la válvula de distribución
anteriormente comentada puede aplicarse de manera adaptada.
En una forma de realización preferida adicional,
la carcasa de la bomba está configurada en dos piezas. Esto permite
una construcción simplificada de la bomba de refrigerante eléctrica.
Se facilita su montaje. En este sentido está previsto en una forma
de realización preferida adicional que el electroimán de mando
presente contactos de bobina orientados en la dirección
longitudinal, que de manera ventajosa pueden ponerse en contacto, a
ensamblar ambas piezas de la carcasa a través de contactos
correlativos, con un dispositivo de regulación incorporado en la
otra pieza de la carcasa, tal como por ejemplo una CPU, una unidad
de regulación o similar. Esto simplifica el montaje
adicionalmente.
No por último, en una forma de realización
preferida adicional, está previsto que además del accionamiento del
rotor de bomba mediante el electromotor de bomba refrigerante, esté
prevista una rueda de accionamiento dispuesta coaxialmente al árbol
de bomba por fuera de la carcasa de la bomba, la cual está acoplada
al árbol de bomba a través de una rueda libre. Con esto, la bomba
de refrigerante puede accionarse de forma primaria mecánicamente a
través de una polea para correa o similar que se encuentra fuera de
la carcasa de la bomba. La polea para correa está desacoplada del
árbol de bomba según la técnica de accionamiento a través de una
rueda libre. En estado parado y con una velocidad baja, un motor de
bajo coste puede asumir el accionamiento de la bomba con velocidad
constante. A mayores velocidades, la polea para correa supera
entonces al electromotor. Esto ofrece además la ventaja de que
también puede utilizarse en redes de aborde con potencia eléctrica
más pequeña la bomba de refrigerante según la invención. Esta
alternativa es esencialmente más económica con respecto a los
costosos motores de accionamiento sin escobillas. Una potencia de
bomba que garantiza el volumen básico necesario está garantizada
por tanto también en caso de avería del electromotor.
Finalmente, en una forma de realización
preferida adicional está previsto que la válvula de distribución o
su corredera de válvula pueda accionarse o conectarse
hidráulicamente con un elemento de material de dilatación.
Para ello está previsto que el elemento de
material de dilatación es0té configurado a modo de ejemplo como
elemento de cera, cuya variación en volumen debido a una
modificación de la temperatura predominante en el refrigerante que
fluye por el mismo lleva a una variación del volumen en un medio de
transmisión separado adyacente, por ejemplo una mezcla de
agua/glicol que puede utilizarse también como refrigerante. Este
medio de transmisión separado está separado del elemento de cera
por ejemplo mediante una membrana flexible. La variación de volumen
en el medio de transmisión se transmite a través de conductos,
orificios de unión o canales de unión correspondientes a un espacio
cilíndrico de la corredera de válvula, de manera que ésta puede
activarse hidráulicamente. Una fuerza de retorno puede aplicarse
con un muelle o similar a la corredera de válvula.
En este sentido, en otra forma de realización
preferida está previsto que el elemento de material de dilatación
está formado por cera, cuyo punto de fusión se sitúa en
aproximadamente 85ºC. Su variación de volumen en función de la
temperatura puede entonces transmitirse a través de un refrigerante
separado y conductos de unión asociados a la corredera de válvula
accionable hidráulicamente.
Según una forma de realización preferida
adicional, el elemento de material de dilatación hecho de cera
debería estar dispuesto en una zona adyacente al empalme de presión
en la carcasa de la bomba. Puede lindar en este caso con una pared
interior metálica dispuesta radialmente dentro del elemento de
material de dilatación, que puede estar configurada por ejemplo
como camisa cilíndrica metálica, con el refrigerante que fluye por
la misma. El elemento de material de dilatación puede estar separado
con una membrana dispuesta fuera del mismo del refrigerante
separado asociado de tal manera que una variación de volumen del
elemento de material de dilatación en función de la temperatura
puede transmitirse al refrigerante. El refrigerante separado puede
a su vez desplazarse a través de los conductos de unión a un espacio
cilíndrico de la corredera de válvula accionable con ello
hidráulicamente.
En cuanto a la técnica de procedimiento, el
objetivo se alcanza mediante las características de la
reivindicación 22.
En este sentido se propone un procedimiento para
el transporte de refrigerante con una bomba de refrigerante para un
circuito de refrigerante que presenta al menos un circuito de
radiador y un circuito de derivación de un motor de combustión de
vehículo. El procedimiento presenta las siguientes etapas: a)
alimentar el refrigerante desde el radiador a la bomba de
refrigerante mediante un empalme de aspiración de la carcasa de la
bomba de refrigerante, b) alimentar el refrigerante desde el
circuito de derivación a la bomba de refrigerante mediante un
empalme de derivación, c) hacer recircular el refrigerante desde la
bomba de refrigerante hacia el motor del vehículo mediante un
empalme de presión, d) hacer circular el refrigerante con un rotor
de bomba, que se acciona por un electromotor de bomba refrigerante
a través de un árbol de bomba, circulando el refrigerante por el
motor, e) ajustar la relación de mezcla de los flujos de
refrigerante que circulan a través de la bomba de refrigerante con
una válvula de distribución integrada en la carcasa de la bomba de
refrigerante.
En el presente documento se propone por primera
vez alimentar el refrigerante procedente desde el radiador a través
del empalme de aspiración en la zona del extremo opuesto del rotor
de bomba del motor de bomba, alimentándose el refrigerante
procedente de la derivación a través del empalme de derivación a una
zona situada aguas abajo del empalme de aspiración, y extrayéndose
el refrigerante a través del empalme de presión en una zona situada
aguas abajo del empalme de derivación. En este sentido, sólo el
refrigerante transportado desde el radiador mediante el empalme de
aspiración debe guiarse pasando por el motor de bomba en un flujo de
camisa a través de un canal de flujo delimitado especialmente por
la pared exterior de la carcasa del motor de bomba y la pared
interior de la carcasa la bomba enfrentada y/o la pared interior de
la válvula de distribución enfrentada.
Con esto es posible de manera ventajosa una
refrigeración efectiva y fiable del motor de bomba. Además, con el
procedimiento también pueden lograrse las ventajas ya comentadas
anteriormente.
Con la bomba de refrigerante según la invención
tiene lugar la determinación de la temperatura del refrigerante
mezclado en la salida de la carcasa de la bomba que conduce al motor
del vehículo, es decir en la zona del empalme de presión. Con ello
se garantiza que al motor del vehículo siempre se alimenta una
cantidad suficiente de refrigerante a la temperatura necesaria. En
este sentido se regulan la cantidad y la temperatura del
refrigerante que fluye hacia el motor a través del empalme de
presión en función de la temperatura y la cantidad del refrigerante
caliente alimentado desde la derivación, el refrigerante enfriado
alimentado desde el radiador a la entrada, la cantidad calorífica
introducida por el electromotor y, dado el caso, un reflujo de
calefacción u otro reflujo, tal como por ejemplo de un refrigerante
adicional calentado alimentado desde un intercambiador de aceite
lubricante o a un circuito de refrigeración de bloque de cilindros.
Por consiguiente, la CPU o unidad de regulación puede emitir
instrucciones o señales de tensión al soporte de bobinas y al motor
de bomba, de manera que el ajuste de válvula deseado o necesario se
ajusta de manera continua y se llega a una velocidad de motor
consultada. Una variante adaptada o miniaturizada de manera
correspondiente de la válvula de corredera puede aplicarse en este
caso para la regulación del reflujo de una calefacción, un
intercambiador de calor de aceite de engranajes o similar.
Con la bomba de refrigerante según la invención
se amplia la carcasa de bomba de refrigerante a la función de
válvula. Con esto se aumenta la funcionalidad de la bomba de
refrigerante y al mismo tiempo se reduce el coste constructivo, lo
que lleva a un coste reducido en el montaje y, en última instancia,
a un precio menor. En esto la configuración dividida de la carcasa
ayuda a reducir los costes, ya que debido a la división de la
carcasa es posible un ensamblaje más sencillo de los componentes
individuales.
El rotor de bomba dispuesto en el árbol de bomba
aguas abajo en la dirección de flujo después del motor de bomba
presenta por ejemplo un rotor y una rueda guía. El principio
aplicado en este caso corresponde al principio de la bomba axial ya
demostrado, tal como se comercializa con éxito por el solicitante.
El estrecho espacio de funcionamiento requerido se procesa en este
sentido en una fijación, de manera que la precisión necesaria está
garantizada y no es necesario un procesamiento posterior.
El control de la bomba de refrigerante según la
invención está diseñado de manera que incluso con un circuito de
refrigerante cerrado, es decir, con un circuito de derivación
abierto, no se corre el riesgo de un sobrecalentamiento del
electromotor. El refrigerante enfriado procedente del radiador se
encuentra en la posición de válvula "derivación abierta" y
"circuito de radiador cerrado" hasta el extremo de la carcasa
del motor de bomba situado aguas abajo y rodea el motor de bomba o
su carcasa. Con esto, el refrigerante puede incluso en el peor de
los casos como máximo a 113ºC absorber siempre un intervalo de
temperatura de al menos 7ºC de calor, hasta que se alcanzan 120ºC y
se corre el riesgo de una destrucción por calor de los componentes.
En este caso, la unidad de regulación de la bomba se encarga de que
no pueda llegarse a este caso. Si se corriera el riesgo de un
sobrecalentamiento con esta posición de conexión, la unidad de
regulación se encarga de que la válvula pase durante poco tiempo a
una posición "entrada desde el radiador abierta" y
"derivación cerrada", de que el refrigerante conveniente fluya
durante poco tiempo y de que entonces la válvula vuelva a su
posición inicial, de manera que después de nuevo el refrigerante
fresco totalmente enfriado del radiador rodee la bomba eléctrica y
la refrigere. Por consiguiente, incluso con un arranque en frío y la
posición de conexión "derivación abierta" presente durante
algún tiempo, que se selecciona para mantener la fase de
calentamiento del motor de combustión del vehículo lo más corta
posible, no se teme ningún riesgo de los componentes
electrónicos.
Debido a la variante de la válvula de asiento de
corredera son posibles todas las mezclas. La válvula de asiento de
corredera puede ajustarse de manera continua. No aparece ningún
espacio de movimiento que sólo se obturarían de forma deficiente.
El anillo de obturación, que puede ser por ejemplo un anillo de
obturación elastomérico, se apoya axialmente en el asiento de
obturación de la carcasa en la posición "derivación cerrada".
De manera correspondiente, el anillo de obturación elastomérico se
apoya de forma invertida con una posición "entrada desde el
radiador cerrada" cerrándose herméticamente contra la carcasa del
electromotor. No aparecen en este caso espacios de movimiento. Se
excluyen fugas secundarias.
El electroimán está alojado con respecto al
manguito de válvula con juntas de barra con función de separación.
Con esto se excluyen también fugas secundarias.
El manguito de válvula se tensa previamente
mediante resorte por ejemplo o se solicita con medios alternativos
con una fuerza básica, de manera que en el caso de un defecto
electrónico la válvula pasa automáticamente a una posición
"entrada desde el radiador abierta" y "derivación
cerrada". Con esto se garantiza una posición de seguridad frente
a fallos, que se encarga de que no pueda sobrecalentarse el motor
del vehículo.
La carcasa del motor de bomba puede fabricarse
de metal, por ejemplo de aluminio o de otro metal noble, que sea
especialmente buen conductor de calor. Con esto se garantiza una
eliminación óptima de calor del motor de bomba accionado
eléctricamente hacia este refrigerante en circulación.
Con la variante de bomba de refrigerante
preferida en este caso, la derivación y el reflujo de calefacción
se alimentan en la zona crítica de temperatura radial o
tangencialmente desde fuera hacia el centro de la bomba.
La invención anteriormente descrita se explicará
a continuación más detalladamente en ejemplos de realización con
ayuda de las figuras del dibujo. Muestran:
la figura 1, en un diseño esquemático
simplificado, una asociación de los circuitos de refrigerante con el
uso a modo de ejemplo de la bomba de refrigerante eléctrica con
válvula de distribución integrada;
la figura 2, un corte longitudinal a través de
una forma de realización a modo de ejemplo de la bomba de
refrigerante, con la válvula de distribución en la posición
"derivación cerrada" o "entrada desde el radiador
abierta";
la figura 3, la forma de realización de la bomba
de refrigerante mostrada en la figura 2 de nuevo en corte
longitudinal con la posición de válvula "derivación parcialmente
abierta" o "entrada desde el radiador parcialmente
cerrada";
la figura 4, la variante de bomba de
refrigerante mostrada en las figura 2 y 3 con la posición de válvula
"entrada desde el radiador cerrada" o "derivación
abierta";
la figura 5, un corte a través de la bomba de
refrigerante mostrada en la figura 4 a lo largo de la línea de
corte B-B;
la figura 6, una vista en 3D de la bomba
mostrada en las figuras 2 a 5;
la figura 7, un corte longitudinal a través de
una variante adicional de la bomba;
la figura 8, una vista en 3D de la variante
adicional según la figura 7;
la figura 9, una variante adicional de la bomba
de refrigerante mostrada en las figuras 1 a 8 con un accionamiento
de la válvula de distribución a través de un elemento de material de
dilatación, mostrado en corte longitudinal;
la figura 10, un fragmento ampliado de la
sección longitudinal mostrada en la figura 9 a lo largo de la línea
de corte A-A de la misma; y
la figura 11, una vista tridimensional de esta
variante de bomba de refrigerante desde fuera.
En la figura 1 se muestra en una representación
esquemáticamente simplificada una asociación a modo de ejemplo de
circuitos - cuadro de conexiones en una gestión térmica de motor de
vehículo con la bomba de refrigerante tratada anteriormente. La
bomba 1 de refrigerante eléctrica está integrada en un circuito 2 de
refrigerante. El circuito 2 de refrigerante presenta un circuito 4
de radiador, que pasa a través de un radiador 6. El circuito 2 de
refrigerante presenta además un circuito cortocircuitado o circuito
8 de derivación, que cortocircuita el motor 10 directamente en la
bomba 1 de refrigerante. Adicionalmente se muestra a modo de ejemplo
un circuito 12 de calentamiento desde el motor 10 a través de una
calefacción 13 hasta la bomba 1 de refrigerante eléctrica de vuelta
al motor 10. Pueden concebirse otros circuitos secundarios, tales
como por ejemplo un circuito secundario de refrigerante para un
intercambiador de calor de aceite de engranajes, para un
intercambiador de calor de aceite lubricante, un circuito de bloque
de motor separado y de circuito de culata o similar, aunque en la
presente memoria no se representan con más detalle.
La bomba 1 de refrigerante eléctrica con válvula
de distribución integrada transporta el refrigerante aspirado por
el motor 10 en el circuito 4 de refrigerante a través del radiador 6
de vuelta al motor 10 o la hace circular. La bomba 1 de
refrigerante eléctrica transporta además el refrigerante que circula
en el circuito 8 cortocircuitado. Finalmente, la bomba 1 de
refrigerante también hace circular el refrigerante que circula en el
circuito 12 de calentamiento.
La bomba 1 de refrigerante eléctrica mostrada
con un símbolo en la figura 1 de manera esquemáticamente
simplificada con válvula de distribución integrada está explicada
adicionalmente en detalle en diferentes variantes en las figuras 2
a 8.
La figura 2 muestra a este respecto una primera
forma de realización a modo de ejemplo de una bomba 1 de
refrigerante en una sección longitudinal. En esta forma de
realización la carcasa 14 de bomba de refrigerante está dividida en
dos. Está compuesta por una primera parte 16 de carcasa y una
segunda parte 18 de carcasa. Ambas partes 16 y 18 de carcasa están
unidas entre sí de forma estanca y fija con una abrazadera,
abrazadera de sujeción o garra 20 anular. La carcasa 14 también
puede realizarse de tres o más piezas o también de una pieza con
una tapa.
El refrigerante KZK procedente del radiador 6 en
el circuito 4 de refrigerante se alimenta a la carcasa 14 de bomba
a través del empalme 22 de aspiración. Esto se simboliza con la
flecha ZK que indica desde el radiador 6 hasta la carcasa 14 de
bomba.
El refrigerante procedente del circuito 8
cortocircuitado o de derivación a través de la entrada ZB
simbolizada por una flecha, calentado por el motor 10 del vehículo
se alimenta a través del empalme 24 de derivación a la carcasa 14
de bomba.
En la carcasa 14 de bomba de refrigerante está
dispuesto un electromotor 26 de bomba de refrigerante. Para
refrigerar el electromotor 26 el refrigerante que pasa circula a
través de su carcasa 28 de motor. El motor 26 de bomba acciona a
través de un árbol 30 de bomba un rotor 32 de bomba. En la variante
aquí mostrada el rotor 32 de bomba, el árbol 30 de bomba y el motor
26 de bomba están dispuestos coaxialmente con respecto al eje X
longitudinal de la carcasa 14 de bomba.
El refrigerante que hace circular o acelera el
rotor 32 de bomba se transporta para la alimentación ZM del
refrigerante simbolizada con otra flecha al motor 10 del vehículo a
través de un empalme 34 de presión.
En la forma de realización mostrada la bomba 1
de refrigerante presenta adicionalmente al a rotor 32 una rueda 36
guía dispuesta también en el empalme 34 de presión.
Además se muestra a modo de ejemplo un reflujo
38 de calentamiento, a través del que es posible la alimentación ZH
simbolizada de nuevo con una flecha del refrigerante desde el
circuito 12 de calentamiento para su circulación a través de la
bomba 1.
En la carcasa 14 de bomba de refrigerante está
integrada una válvula 40 de distribución que puede ajustarse de
manera continua. La válvula de distribución puede adoptar la
posición de "derivación cerrada" o "alimentación desde el
radiador abierta" mostrada en este caso en la figura 2. Puede
pasarse desde esta posición de forma continua a través de una
posición de "derivación parcialmente abierta" y "alimentación
desde el radiador parcialmente abierta" (véase la figura 3)
hasta una posición de "derivación abierta" o "alimentación
desde el radiador cerrada" (véase la figura 4) y de nuevo volver
recircularse.
El empalme 22 de aspiración está dispuesto en
una zona 42 situada aguas arriba, que se encuentra en una zona del
extremo 44 opuesto al rotor 32 de bomba del motor 26 de bomba. El
empalme 24 de derivación está dispuesto además en una zona 46
situada aguas abajo del empalme 22 de aspiración. Además el empalme
34 de presión está dispuesto en una zona 48 situada aguas abajo del
empalme 24 de derivación.
Con ello se garantiza que sólo el refrigerante
KZK, que se aspira mediante la alimentación ZK de empalme de
aspiración desde el radiador 6, se pasa por el motor 26 de bomba en
un flujo 50 de camisa. El flujo 50 de camisa se delimita a este
respecto en primer lugar por un lado por la pared 52 externa de la
carcasa 28 de motor de bomba y por el otro, por la pared 54 interna
de la carcasa 14 de bomba enfrentada formando un canal 56 de flujo.
El canal 56 de flujo se delimita entonces en el transcurso siguiente
del flujo radialmente hacia fuera por la pared interna o superficie
60 interna de válvula 40 de distribución dirigida hacia la pared 52
externa de la carcasa 28 de bomba, que se conecta en la dirección de
flujo en la zona del punto de unión de las dos partes 16 y 18 de
carcasa a la pared 54 interna de carcasa.
La forma de realización a modo de ejemplo
mostrada en la figura 2 en una sección longitudinal de una bomba 1
de refrigerante eléctrica refrigerada hidráulicamente con válvula 40
de distribución integrada está mostrada en las figuras 3 y 4 de
nuevo en una sección longitudinal, mostrando la figura 3 una
posición parcialmente abierta de la válvula 40 de distribución y la
figura 4, otra posición de la válvula 40 de distribución, en la que
la entrada del radiador ZK está cerrada y al entrada de la
derivación ZB está completamente abierta.
El refrigerante KZK procedente del circuito 4 de
refrigerante, que se hace circular con la bomba 1 de refrigerante
se añade al refrigerante KZB transportado a través del empalme 24 de
derivación, que sale del circuito 8 de derivación, a través de la
válvula 40 de distribución. A este respecto una abertura 62 del
empalme 24 de derivación que puede abrirse y volver a cerrarse con
la válvula 40 de distribución está dispuesta en la zona 46 aguas
arriba antes del rotor 32 de bomba.
En la variante representada en este caso la
abertura 62 está situada entre el rotor 32 de bomba o entre el
reflujo 38 de calentamiento y el extremo 64 situado aguas abajo del
canal 56 de flujo.
Tal como se deriva más claramente por la figura
5, la entrada ZB del circuito 8 de derivación y la entrada ZH del
circuito 12 de calentamiento están dispuestas en el mismo plano,
coaxialmente al eje Y, de forma opuestamente radial al eje X
longitudinal que discurre perpendicularmente al plano del dibujo. De
manera alternativa los empalmes correspondientes pueden conectarse
también tangencialmente a la carcasa 14. Esto depende en primera
línea del espacio de montaje disponible en el espacio del motor para
la bomba 1 así como de la posición de las cargas y descargas.
Además por la figura 5 en relación con las
figuras 2 a 4 se deduce de forma especialmente óptima que en el
caso de la variante mostrada en este caso el motor 26 de bomba, el
árbol 30 de bomba, el rotor 32 de bomba, la rueda 36 de guía y la
carcasa 14 de bomba están dispuestos entre sí de manera coaxial con
respecto al eje X longitudinal.
El canal 56 de flujo delimitado por la pared 54
interna de la carcasa 14 de bomba y/o por la pared 60 interna de la
válvula 40 de distribución por un lado y por la pared 52 externa del
motor 26 de bomba, por otro, está configurado de manera anular en
una forma de realización especialmente preferida o presenta una
sección transversal anular. Con ello se define un flujo 56 de
camisa que encierra la carcasa 28 de motor de forma anular, que
fluye por el motor 26 de bomba y con ello lo refrigera de manera
óptima.
El canal 56 de flujo presenta a este respecto
una sección 66 transversal constante en la dirección de flujo.
Desde el extremo 64 situado aguas abajo del canal 56 de flujo o
desde el extremo 68 situado aguas abajo del motor 26 de bomba hasta
el rotor 32 de bomba se produce una constricción continua o continua
del diámetro que predomina en el extremo del canal 56 de flujo
hasta el diámetro 70 interno del empalme 34 de presión.
La válvula 40 de distribución está configurada
como una corredera 72 de válvula que puede desplazarse en la
dirección X longitudinal de la bomba 1 de refrigerante, que en la
variante representada en este caso está formada completamente en su
construcción como manguito cilíndrico. La corredera 72 de válvula
esta tensada previamente por medio de un muelle 73 u otro elemento
generador de fuerza adecuado, de modo que en caso de un fallo del
control de válvula la válvula 40 de distribución se pasa
automáticamente por la fuerza elástica del muelle 73 a una posición
a prueba de fallos de "entrada desde el radiador abierta".
La corredera 72 de válvula se utiliza
adicionalmente a su función de válvula simultáneamente como inducido
74 de un electroimán 76 de mando que activa la corredera 72 de
válvula. La corredera 72 de válvula está guiada en su lado situado
radialmente externo por medio de juntas 77 de vástago con función de
retirada y está obturada contra la carcasa 14 o contra los otros
componentes contiguos.
El electroimán 76 de mando presenta el inducido
74 anteriormente mencionado y un soporte 78 de bobina dispuesto en
la carcasa 14 de bomba, que encierra el inducido 74. El inducido 74
está formando por el manguito 72 cilíndrico de manera que éste está
fabricado de metal. El manguito 72 también puede estar fabricado de
plástico y presentar secciones metálicas que forman el inducido 74.
Sobre el soporte 78 de bobina está dispuesta la bobina 80
correspondiente. La bobina 80 está incluida a su vez en una culata
82 de hierro dispuesta radialmente fuera de la bobina. Radialmente
interna está integrada una culata 84 de hierro adicional configurada
de forma anular, dispuesta entre el soporte 78 de bobina y el
inducido 74, con influencia sobre las líneas características. Las
juntas 77 de vástago también están dispuestas entre el soporte 78
de bobina y la corredera 72 de válvula configurada como inducido 74,
conectándose una junta 77 de vástago directamente a la culata 84
magnética de hierro.
La corredera 72 de válvula presenta en la zona
de los empalmes 24 de derivación una junta 86 dirigida radialmente
hacia dentro. La junta 86 puede estar configurada como junta
elastomérica. También pueden utilizarse otros materiales de
obturación. La junta 86 cierra en una posición cerrada de
"derivación cerrada" de la válvula 40 de distribución con su
superficie 88 frontal plana anular, cuya normal de superficie
discurre paralela al eje X longitudinal, contra un asiento 90 de
obturación anular configurado de manera correspondiente de la
carcasa 14 de bomba con obturación. En una posición abierta de
"derivación abierta" que correspondientemente puede
denominarse también "entrada desde el radiador cerrada", la
junto 86 cierra con obturación con su punta 92 anular que indica
radialmente hacia dentro la entrada del radiador ZK en el extremo 68
del electromotor 26 en el extremo 64 del canal 56 de flujo contra
la carcasa 28 del motor o una carcasa 94 de árbol de bomba que se
conecta al mismo. Alternativamente a la junta 86 pueden concebirse
también otras variantes de obturación, con las que es posible un
cierre hermético en la dirección axial de la válvula 40 de
distribución contra la carcasa 14 y con las que es posible una
obturación estanca en la dirección radial de la válvula 40 de
distribución contra la carcasa 94 de árbol de bomba o la carcasa 28
de motor de bomba. Tales juntas 86 pueden presentar también más de
un asiento de obturación o uno o más labios de obturación o
similar.
El electroimán 76 de mando presenta contactos 96
de bobina orientados en la dirección X longitudinal o en paralelo
al eje X longitudinal. Estos contactos 96 de bobina están
correlacionados con contactos 98 correspondientes de un componente
electrónico integrado en la parte 18 de carcasa, como por ejemplo un
dispositivo 100 de regulación, una CPU o similar, de modo que el
dispositivo 100 de regulación y el electroimán 76 de mando pueden
ponerse en contacto entre sí directamente durante el montaje de las
dos partes 16 y 18 de carcasa sin ayuda adicional. En la parte 18
de carcasa está alojada además una unidad 102 de amplificación. Ésta
puede conectarse desde fuera a través de un enchufe 104 a circuitos
de regulación correspondientes.
La forma de realización a modo de ejemplo
mostrada en las figuras 2 a 5 de una bomba 1 de refrigerante está
ilustrada en la figura 6 en una vista tridimensional para el mejor
entendimiento de la asociación espacial de los empalmes o de los
componentes.
En las figuras 7 y 8 se muestra otra forma de
realización a modo de ejemplo de una bomba 1 de refrigerante. Los
mismos componentes o los componentes con la misma acción están
dotados con los mismos números de referencia, que ya se utilizaron
en las figuras 2 a 5.
La bomba 1 de refrigerante mostrada en la figura
7 dispone adicionalmente de una rueda 106 de accionamiento
dispuesta por fuera de la carcasa 14 de bomba para el accionamiento
del rotor 32 de bomba complementariamente al electromotor 26 de
refrigerante. La rueda 106 de accionamiento está orientada de forma
coaxial al árbol 30 de bomba y puede acoplarse mecánicamente con el
árbol 30 de bomba a través de una rueda 108 libre. El árbol 30 de
bomba presenta un cojinete 110 adicional en el extremo derecho de
esta ilustración de la parte 18 de carcasa. A través de la rueda
106 de accionamiento puede accionarse el rotor 32 de bomba de forma
complementaria al motor 26 eléctrico desde el exterior por ejemplo
a través de una correa o un piñón. Con ello la bomba 1 de
refrigerante puede accionarse de forma primariamente mecánica a
través de por ejemplo la rueda 106 de accionamiento configurada
como rueda de correa. Para ello la rueda 106 de accionamiento está
desacoplada a través de la rueda 110 libre del árbol 30 de bomba.
En reposo y con velocidades de giro bajas del motor de combustión
interna por ejemplo un electromotor de bajo costo adopta el
accionamiento de bomba con una velocidad de giro constante. Con
velocidades de giro superiores del motor de combustión interna la
rueda 106 de accionamiento supera al electromotor. Esta variante de
bomba también puede utilizarse en sistemas de alimentación de a
bordo con una potencia eléctrica reducida. Representa una
alternativa económica frente a los motores de accionamiento caros
sin escobillas. Una potencia de la bomba también está garantizada en
caso de fallo del electromotor.
La variante representada en una sección
longitudinal en la figura 7 de la bomba 1 de refrigerante se aclara
en la figura 8 en una vista tridimensional para un mejor
entendimiento de la asociación espacial de los componentes.
En las figuras 9 a 11 se representa una variante
adicional de una bomba 1 de refrigerante. La variante adicional
mostrada desde el exterior en la figura 9 en una sección
longitudinal y en la figura 10 en un fragmento ampliado así como en
la figura 11 en una vista tridimensional de una bomba 1 de
refrigerante corresponde desde el punto de vista de la construcción
fundamentalmente a la bomba 1 de refrigerante tratada en las figuras
1 a 6. Los mismos componentes o los componentes con la misma acción
están dotados con los mismos números de referencia para
simplificar.
Las modificaciones a modo de ejemplo con
respecto al accionamiento de la válvula 40 de distribución realizado
en este caso con más detalle mostradas en las figuras 9 a 11 a
través de un elemento 112 de material de dilatación también pueden
trasladarse de manera correspondiente a las variantes de bomba de
refrigerante mostradas en las figuras 1 a 6 así como en las figuras
7 y 8.
La alternativa mostrada en las figuras 9 a 11 de
un accionamiento de la válvula 40 de distribución a través de un
elemento 112 de material de dilatación aprovecha la modificación de
volumen del elemento 112 de material de dilatación en función de la
temperatura predominante en el empalme 34 de presión de la mezcla de
refrigerante que fluye a través del mismo. Como elemento 112 de
material de dilatación puede utilizarse en la variante representada
en este caso por ejemplo cera. La cera utilizada en este caso tiene
un punto de fusión en aproximadamente 85ºC. La cera se presenta en
estado frío como elementos 112 de cera solidificados. El elemento
112 de cera está asociado de manera cercana o es adyacente de
manera espacial a la salida de la bomba o el empalme 34 de presión.
A través de la camisa 114 interna metálica prevista para la
delimitación frente al refrigerante que fluye por allí experimenta
inmediatamente cualquier modificación de temperatura del
refrigerante ZM que sale hacia el motor. Las influencias de
temperatura desde el exterior se impiden mediante la acción aislante
de la carcasa 14 de bomba compuesta de plástico. En caso de
calentamiento o refrigeración del elemento 112 de material de
dilatación formado de cera se transmite la modificación de volumen
resultante a este respecto a través de una membrana 116 a un
refrigerante 120 o medio de transmisión almacenado en un espacio 118
de reserva. El refrigerante 120 puede ser por ejemplo una mezcla de
agua/glicol.
A través de orificios 122 y 124 de unión el
volumen diferencial generado a este respecto llega a una cámara 126
de cilindro de la corredera 72 de válvula de la válvula 40 de
distribución. Con ello se realiza una multiplicación hidráulica del
recorrido. El refrigerante 120 que fluye desde el espacio 118 de
reserva hacia el espacio 126 de cilindro al dilatarse la cera 112
mediante la curvatura de la membrana 116, o de manera
correspondiente el refrigerante 120 que fluye desde el espacio 126
de cilindro de vuelta hacia el espacio 118 de reserva en caso de
una refrigeración de la cera 112, provoca un desplazamiento de la
corredera 72 de válvula de la válvula 40 de distribución en una
dirección paralela al eje X longitudinal de la bomba 1 de
refrigerante.
El muelle 73 helicoidal mostrado en las formas
de realización según las figuras 1 a 8, que está prevista en ese
caso para garantizar una posición a prueba de fallos de la válvula
40 de distribución, se utiliza en la variante de válvula de
distribución representada en este caso ahora para conseguir una
función de cierre, y ya no se recurre más a la misma para generar
una posición a prueba de fallos. Tal como muestran las figuras 9 y
10, la corredera 72 de válvula se presenta en el estado relajado del
muelle 127 en una posición de "derivación abierta" o
"entrada desde el radiador cerrada". Un calentamiento del
elemento 112 de material de dilatación realizado de cera y la
dilatación de volumen de la cera resultante de ello lleva de forma
correspondiente a una curvatura de la membrana 116 y así a una
modificación del volumen del depósito 118 de reserva, por lo que
finalmente resulta un desplazamiento del refrigerante 120 desde el
depósito 118 de reserva al interior del espacio 126 de cilindro.
Este desplazamiento del refrigerante 120 al interior del espacio 126
de cilindro origina una fuerza, que actúa contra la fuerza elástica
del muelle 127 y así desplaza a la corredera 72 de válvula hacia
una posición de "derivación cerrada" o "entrada desde el
radiador abierta". El muelle 127 se ocupa correspondientemente
en caso de refrigeración del elemento 112 de material de dilatación
de la carrera de vuelta necesaria de la corredera 72 de válvula.
Puesto que se trata de un sistema cerrado, este proceso puede
repetirse todas las veces que se desee.
El accionamiento de la válvula 40 de
distribución a través de un elemento 112 de material de dilatación
ofrece frente a un accionamiento electromagnético la ventaja
adicional de que puede ahorrarse un peso considerable. Porque un
accionamiento de la válvula 40 de distribución a través de un
electroimán 76, tal como muestran las figuras 1 a 8, significa un
peso adicional a través del electroimán 76. En este caso el elemento
112 de material de dilatación ligero en acción conjunta con la
corredera 72 de válvula configurada para un accionamiento
hidráulico puede constituir sus ventajas en cuanto al peso y en
parte también determinadas ventajas en cuanto al coste.
Además es posible asociar al elemento 112 de
material de dilatación elemento de refrigeración y/o de
calentamiento no representados con más detalle en este caso. Con
ello, dado el caso utilizando el dispositivo de regulación
existente o CPU 100, sensores de temperatura correspondientes y dado
el caso circuitos de regulación o similares, puede influirse
activamente en la dilatación del volumen del elemento 112 de
material de dilatación, para ajustar en caso necesario otros
estados de regulación de la válvula 40 de distribución, como los que
se obtendrían por sí mismos.
El refrigerante 120 puede introducirse a través
de una boca 130 de llenado que puede cerrarse con un tornillo 128
de cierre en la cámara 118 de reserva o en el sistema. El elemento
112 de material de dilatación realizado de cera es tan estable de
forma en estado frío, que al montar la bomba 1 puede incluirse
directamente como componente acabado. Anillos 132 de obturación o
similares sirven para obturar la corredera 72 de válvula frente a
la carcasa 14.
En la figura 10 puede reconocerse especialmente
bien cómo el muelle 127 forma un par de fuerzas con el elemento 112
de material de dilatación a través del medio 120 de transmisión y
genera una contrafuerza permanente hacia el elemento 112 de
material de dilatación. Para el elemento 112 de material de
dilatación puede utilizarse cera de material de dilatación habitual
en el mercado. El medio de transmisión o refrigerante 120 puede ser
una mezcla de agua/glicol. El sistema 134 hidráulico formado por el
espacio 118 de reserva lleno de refrigerante 120, los conductos 122
y 124 de unión y el espacio 126 de cilindro se introduce durante el
montaje de la bomba 1 de refrigerador a presión excesiva sin
formación de burbujas. El elemento 112 de material de dilatación
formado de cera se coloca durante el montaje de la bomba 1 en la
carcasa 14, y concretamente en el espacio 136 intermedio de la
camisa 114 de cilindro metálica, que limita el juego radial del
rotor 32 así como de la pared interna de la membrana 116
elastomérica, por tanto está delimitado herméticamente. La cera
tiene un punto de fusión de aproximadamente 85ºC. Una influencia de
la cera 112 es posible en principio a través de un elemento de
calentamiento y/o de refrigeración.
La variante de la bomba 1 de refrigerante
representada en la figura 9 en una sección longitudinal y en la
figura 10 en una sección parcial ampliada se aclara en la figura 11
en una vista tridimensional para un mejor entendimiento de la
asociación espacial de los componentes.
La realización constructiva del elemento de cera
está adaptada a las circunstancias constructivas de la bomba de
refrigerante. La válvula de distribución accionada finalmente de
manera hidráulica con el elemento de material de dilatación actúa
ventajosamente de manera similar a un termostato regulable
eléctricamente. Los componentes de un vehículo, que influyen en
consumo y emisión, se encuentran actualmente de una manera muy
especial en el punto de mira. Un termostato regulado por diagrama
característico es a este respecto un componente, que influye
positivamente en el consumo de combustible y la reducción de la
emisión. Los termostatos convencionales están ajustados a una
temperatura de apertura fija, que no puede modificarse. Con un
termostato de diagrama característico regulable eléctricamente
puede variarse la temperatura de apertura de una válvula en función
de diferentes parámetros, por ejemplo, la carga, velocidad de giro,
ángulo de encendido, temperatura externa, temperatura del aceite
del motor, velocidad de conducción, etc. Estas ventajas también se
consiguen con la válvula de distribución accionada de manera
hidráulica o electromagnética a través de un elemento de material
\hbox{de dilatación de la bomba de refrigerante según la
invención.}
El elemento de cera puede enfriarse o calentarse
adicionalmente dado el caso. Para el calentamiento puede utilizarse
una calefacción de barra no representada con más detalle. Ésta asume
el calentamiento del elemento de cera estando en contacto directo
con la cera. El calentamiento de la calefacción de barra puede tener
lugar por ejemplo a través de un alambre de resistencia enrollado
en un cuerpo de cerámica. De este modo sin calentamiento el
termostato así configurado puede ajustarse por ejemplo hasta una
temperatura de 110ºC. Mediante el calentamiento puede disminuirse
la temperatura por ejemplo hasta aproximadamente 70ºC. La
temperatura de apertura global se consigue así en cada caso a 15ºC
por encima de la temperatura de apertura normal. El tiempo de
reacción de los termostatos puede influirse mediante potencia de
caldeo, profundidad de inmersión de la calefacción de barra en el
elemento de cera, y el diseño superficial del elemento de cera.
Para poder probar la aplicación anteriormente
mencionada en la fase de desarrollo, el solicitante desarrolló un
sistema electrónico. Esto permite procesar todas las variables de
entrada, que se utilizan en la gestión del motor. A través de
enlaces correspondientes se activan a continuación las salidas
necesarias, por ejemplo a través de circuitos de regulación
correspondientes, el dispositivo de regulación o la CPU 100 o
similares. A este respecto los enlaces pueden programarse
libremente según el motor de combustión interna. En la utilización
en serie el programa puede depositarse por ejemplo en el sistema
electrónico del motor del motor de combustión interna
correspondiente. Entonces no se requiere un sistema electrónico por
separado.
La presente invención proporciona en primer
lugar una bomba de refrigerante para un circuito de refrigerante de
un motor de combustión interna de un vehículo, que presenta al menos
un circuito de radiador y un circuito de derivación. La carcasa de
bomba de refrigerante presenta un empalme de aspiración, un empalme
de derivación y un empalme de presión, así como un electromotor de
bomba de refrigerante dispuesto en la carcasa de bomba de
refrigerante, a través de cuya carcasa de motor circula el
refrigerante, y que acciona un rotor de bomba a través de un árbol
de bomba, así como una válvula de distribución integrada en la
carcasa de bomba de refrigerante. El empalme de aspiración está
dispuesto en primer lugar a este respecto en la zona del extremo
opuesto del motor de bomba al rotor de bomba. El empalme de
derivación está dispuesto además en una zona situada aguas abajo
del empalme de aspiración. El empalme de presión está dispuesto en
una zona situada aguas abajo del empalme de derivación. Sólo el
refrigerante, que puede aspirarse mediante la entrada del empalme de
aspiración por el radiador, debe poder pasar por el motor de bomba
en un flujo de camisa, a través de un canal de flujo delimitado por
la pared externa de la carcasa de motor de bomba y la pared interna
enfrentada de la carcasa de bomba y/o la pared interna enfrentada
de la válvula de distribución.
- 1
- bomba de refrigerante
- 2
- circuito de refrigerante
- 4
- circuito de radiador
- 6
- radiador
- 8
- circuito de derivación
- 10
- motor
- 12
- circuito de calentamiento
- 13
- calefacción
- 14
- carcasa de bomba
- 16
- primera parte de carcasa
- 18
- segunda parte de carcasa
- 20
- abrazadera, abrazadera de sujeción o garra
- 22
- empalme de aspiración
- 24
- empalme de derivación
- 26
- electromotor de bomba de refrigerante
- 28
- carcasa del motor
- 30
- árbol de bomba
- 32
- rotor de bomba
- 34
- empalme de presión
- 36
- rueda guía
- 38
- reflujo de calefacción
- 40
- válvula de distribución
- 42
- zona situada aguas arriba
- 44
- extremo situada aguas arriba del motor de bomba
- 46
- zona situada aguas abajo del empalme de aspiración
- 48
- zona situada aguas abajo del empalme de derivación
- 50
- flujo de camisa
- 52
- pared externa del motor de bomba
- 54
- pared interna del motor de bomba
- 56
- canal de flujo
58
- 60
- pared interna de la válvula de distribución
- 62
- abertura de la derivación
- 64
- extremo situado aguas abajo del canal de flujo
- 66
- sección transversal del canal de flujo
- 68
- extremo situado aguas debajo de la carcasa de motor de bomba
- 70
- diámetro interno de la empalme de presión
- 72
- válvula de distribución, configurada como corredera de válvula
- 73
- muelle helicoidal
- 74
- corredera de válvula configurada simultáneamente como inducido del imán de mando
- 76
- electroimán de mando
- 78
- soporte de bobina del electroimán de mando
- 80
- bobina del imán de mando
- 82
- culata de hierro, radialmente externa a la bobina, que comprende la misma
- 84
- culata de hierro con influencia en las líneas características, entre la bobina y el inducido
- 86
- junta de elastómero
- 88
- superficie frontal
- 90
- asiento de obturación, en la carcasa de bomba
- 92
- punta de obturación que indica radialmente hacia dentro
- 94
- carcasa de árbol de bomba
- 96
- contactos de bobina, orientados axialmente o en paralelo al eje X
- 100
- dispositivo de regulación o CPU
- 102
- unidad de amplificación
- 104
- enchufe
- 106
- rueda de accionamiento
- 108
- rueda libre
- 110
- cojinete de árbol
- 112
- elemento de material de dilatación, realizado de cera
- 114
- camisa interna metálica
- 116
- membrana
- 118
- volumen de reserva/espacio de reserva
- 120
- refrigerante
- 122
- orificio de unión
- 124
- orificio de unión
- 126
- espacio de cilindro
- 127
- muelle
- 128
- tornillo de cierre
- 130
- boca de llenado
- 132
- anillos de obturación
- 134
- sistema hidráulico
- 136
- espacio intermedio
Claims (22)
1. Bomba (1) de refrigerante, para un circuito
(2) de refrigerante que presenta al menos un circuito (4) de
radiador y un circuito (8) de derivación de un motor (10) de
combustión interna de un vehículo, con:
- una carcasa (14) de bomba de refrigerante, que
presenta un empalme (22) de aspiración para la entrada (ZK) desde
el radiador (6), un empalme (24) de derivación para la entrada (ZB)
desde el circuito (8) de derivación y un empalme (34) de presión
para la alimentación (ZM) del refrigerante al motor (10) del
vehículo,
- un electromotor (26) de bomba de refrigerante
dispuesto en la carcasa (14) de bomba de refrigerante, alrededor de
cuya carcasa (28) de motor circula el refrigerante, y que a través
de un árbol (30) de bomba acciona un rotor (32) de bomba, y
- una válvula (40) de distribución integrada en
la carcasa (14) de bomba de refrigerante,
caracterizada
porque
- el empalme (22) de aspiración está dispuesto
en la zona (42) del extremo (44) del motor (26) de bomba opuesto al
rotor (32) de bomba,
- el empalme (24) de derivación está dispuesto
en una zona (42) que se encuentra aguas abajo del empalme (22) de
aspiración,
- el empalme (34) de presión está dispuesto en
una zona (42) que se encuentra aguas abajo del empalme (24) de
derivación, y
- sólo el refrigerante (KZK) que puede aspirarse
a través del empalme (22) de aspiración como entrada (ZK) desde el
radiador (6) puede guiarse por el motor (26) de bomba en un flujo
(50) de camisa, a través de un canal (56) de flujo delimitado
especialmente por la pared (52) externa de la cáscara (28) de motor
de bomba y la pared (54) interna de la carcasa (14) de bomba
enfrentada y/o la pared (60) interna de la válvula (40) de
distribución enfrentada.
2. Bomba (1) de refrigerante según la
reivindicación 1, caracterizada porque al refrigerante (KZK)
que llega desde el circuito (4) de radiador puede añadírsele el
refrigerante (KZB) que puede aspirarse a través del empalme (24) de
derivación del circuito (8) de derivación a través de la válvula
(40) de distribución, estando dispuesta una abertura (62) del
empalme (24) de derivación que puede abrirse con la válvula (40) de
distribución y volver a cerrarse en una zona (42) aguas arriba del
rotor (32) de bomba.
3. Bomba (1) de refrigerante según la
reivindicación 2, caracterizada porque la abertura (62) de la
válvula (40) de distribución se encuentra en una zona (42) entre el
rotor (32) de bomba y el extremo (64) del canal (56) de flujo que
se encuentra aguas abajo.
4. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el motor (26) de
bomba y el árbol (30) de bomba están dispuestos de forma coaxial
con respecto al eje X longitudinal de la carcasa (14) de bomba.
5. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el canal (56) de
flujo delimitado por la pared (52) externa de la carcasa (28) de
motor que comprende el motor (26) de bomba y la pared (54) interna
de la carcasa (14) de bomba enfrentada y/o la pared interna (60) de
la válvula (40) de distribución enfrentada presenta una sección
transversal anular a través de la que el refrigerante (KZK), que
puede aspirarse a través del empalme (22) de aspiración para la
entrada (ZK) desde el radiador (6), puede pasar por el motor (26)
de bomba en un flujo (56) de camisa que encierra la carcasa (28) de
motor de manera anular.
6. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el canal (56) de
flujo presenta una sección (66) transversal constante en la
dirección de flujo, produciéndose desde el extremo (68) que se
encuentra aguas abajo del motor (26) de bomba hasta el rotor (32) de
bomba una constricción del diámetro que predomina en el extremo del
canal (56) de flujo hasta el diámetro (70) interno del empalme (34)
de presión.
7. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la válvula (40)
de distribución puede conmutarse de forma continua desde una
posición cerrada de "derivación cerrada" hacia una posición
abierta de "derivación abierta".
8. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la válvula (40)
de distribución es una corredera (72) de válvula que puede
desplazarse en la dirección X longitudinal de la bomba (1) de
refrigerante.
9. Bomba (1) de refrigerante según la
reivindicación 8, caracterizada porque la corredera de
válvula está configurada como manguito (72) cilíndrico.
10. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 8 ó 9, caracterizada porque la corredera
(72) de válvula puede desplazarse mediante un accionador, como por
ejemplo un electroimán (76) de mando, un elemento (112) de material
de dilatación, un elemento de presión hidrostático o similares.
11. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque la corredera
(72) de válvula presenta aguas abajo en la zona de la abertura (62)
una junta (86) circunferencial anular, radialmente interna, que en
estado cerrado de "derivación cerrada" de la válvula (40) de
distribución cierra con obturación su abertura (62) por medio de
una superficie (88) frontal contra un asiento (90) de obturación
anular de la carcasa (14) de bomba y/o en estado abierto de
"derivación abierta" cierra con obturación el canal (56) de
flujo por medio de un labio (92) de obturación que indica
radialmente hacia dentro contra la carcasa (28) de motor de bomba o
la carcasa (94) de árbol de bomba.
12. Bomba (1) de refrigerante según la
reivindicación 11, caracterizada porque la superficie de la
junta (86) que indica radialmente hacia dentro presenta un contorno
correspondiente al contorno opuesto de la carcasa (28) de motor o
de la carcasa (94) de árbol de bomba.
13. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 8 a 12, caracterizada porque el electroimán
(76) de mando de la corredera (72) de válvula presenta un inducido
(74), que está formado por el manguito cilíndrico de la corredera
(72) de válvula.
14. Bomba (1) de refrigerante según la
reivindicación 13, caracterizada porque el electroimán (76)
de mando presenta un soporte (78) de bobina dispuesto en la carcasa
(14) de bomba, que encierra al inducido (74).
15. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque aguas abajo
tras el empalme (24) de derivación y aún antes del rotor (32) de
bomba desemboca un reflujo (38), por ejemplo para un circuito de
calentamiento, un intercambiador de calor de aceite para engranajes,
un intercambiador de calor de aceite lubricante, un circuito
refrigerante de bloque de cilindros o similares, en la carcasa (14)
de bomba.
16. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la carcasa (14)
de bomba está construida por dos partes (16, 18).
17. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el electroimán
(76) de mando presenta contactos (96) de bobina orientados en la
dirección X longitudinal, que al ensamblar las dos partes (16, 18)
de carcasa pueden ponerse en contacto a través de contactos (98)
correlativos con un dispositivo (100) de regulación alojado en la
otra parte (18) de carcasa, como por ejemplo una CPU o similar.
18. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque adicionalmente
al accionamiento del rotor (32) de bomba por el electromotor (26) de
bomba de refrigerante está prevista una rueda (106) de
accionamiento dispuesta de forma coaxial con respecto al árbol (30)
de bomba por fuera de la carcasa (14) de bomba, que está acoplada a
través de una rueda (108) libre al árbol (30) de bomba.
19. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque el elemento
(112) de material de dilatación está en conexión funcional a través
de conductos (122, 124) de unión con la válvula (40) de
distribución de tal manera, que la válvula (40) de distribución
puede conectarse de manera hidráulica a través de una modificación
del volumen del elemento (112) de material de dilatación.
20. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque el elemento
(112) de material de dilatación está formado de cera, cuya
modificación del volumen dependiente de la temperatura puede
transmitirse a través de un refrigerante (120) separado y conductos
(122, 124) de unión hasta la corredera (72) de válvula que puede
accionarse de manera hidráulica.
21. Bomba (1) de refrigerante según una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque el elemento
(112) de material de dilatación formado de cera está dispuesto en
una zona contigua al empalme (34) de presión en la carcasa (14) de
bomba y está separado del refrigerante (120) separado, asociado por
medio de una membrana (116) de tal manera, que puede transmitirse
una modificación de volumen dependiente de la temperatura del
elemento (112) de material de dilatación al refrigerante (120), que
a su vez puede desplazarse a través de los conductos (122, 124) de
unión a un espacio (126) cilíndrico de la corredera (72) de válvula
que puede accionarse de manera hidráulica con ello.
22. Procedimiento para transportar refrigerante
con una bomba (1) de refrigerante para un circuito (2) de
refrigerante que presenta al menos un circuito (4) de radiador y un
circuito (8) de derivación de un motor (10) de combustión interna
de un vehículo, con las etapas de:
- alimentar el refrigerante desde el radiador
(6) hasta la bomba (1) de refrigerante a través de un empalme (22)
de aspiración de la carcasa (14) de bomba de refrigerante para la
entrada (ZK),
- alimentar el refrigerante desde el circuito
(8) de derivación hasta la bomba (1) de refrigerante a través de un
empalme (24) de derivación de la carcasa (14) de bomba de
refrigerante para la entrada (ZB),
- hacer recircular el refrigerante desde la
bomba (1) de refrigerante al motor (10) del vehículo a través de un
empalme (34) de presión para la recirculación (ZM) de
refrigerante,
- hacer circular el refrigerante (1) con un
rotor (32) de bomba dispuesto en la carcasa (14) de bomba de
refrigerante, que se acciona por un electromotor (26) de bomba de
refrigerante a través de un árbol (30) de bomba, circulando el
refrigerante por el motor (26),
- ajustar la proporción de mezcla de los flujos
de refrigerante que circulan a través de la bomba de refrigerante
con una válvula (40) de distribución integrada en la carcasa (14) de
bomba de refrigerante,
caracterizado
porque
- el refrigerante procedente del radiador (6) se
alimenta a través del empalme (22) de aspiración en la zona (42)
del extremo (44) del motor (26) de bomba opuesto al rotor (32) de
bomba,
- el refrigerante procedente de la derivación se
alimenta a través del empalme (24) de derivación en una zona (42)
que se encuentra aguas abajo del empalme (22) de aspiración,
- el refrigerante se extrae a través del empalme
(34) de presión en una zona (42) que se encuentra aguas abajo del
empalme (24) de derivación, y
- sólo el refrigerante (KZK) transportado a
través del empalme (22) de aspiración como entrada (ZK) desde el
radiador (6) pasa por el motor (26) de bomba en un flujo (50) de
camisa, a través de un canal (56) de flujo delimitado,
especialmente por la pared (52) externa de la carcasa (28) de motor
de bomba y la pared (54) interna de la carcasa (14) de bomba
enfrentada y/o la pared (60) interna de la válvula (40) de
distribución enfrentada.
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