ES2331386T3 - Rueda de alabes. - Google Patents
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Abstract
Rueda de álabes (1) de chapa metálica para la implementación en bombas de refrigerante de automóviles con álabes (3) entallados y ajustados en un disco y segmentos de discos de base permanentes (4), dispuestos cerca de estos entre los álabes entallados (3), caracterizada porque la rueda de álabes (1), provista de, al menos, dos elementos de rueda de álabes diferentes, conectados entre sí de manera permanente para formar álabes (3) completamente entallados y ajustados, que se encuentran dispuestos entre sí para formar un "hueco" con sus respectivos segmentos de discos de base (4) y, de esta forma, conforman un disco de base común (2), con lo que en uno de estos elementos de rueda de álabe, el disco de cubo (5), se encuentra dispuesto de manera central un casquillo de cubo (6) y en el otro/los otros elementos de rueda de álabe, el/los disco/s perforados (7), también se encuentra dispuesto de manera central una perforación del alojamiento del casquillo del cubo (8), que se puede insertar en el revestimiento exterior del casquillo del cubo (6).
Description
Rueda de álabes.
La presente invención hace referencia a una
rueda de álabes de chapa metálica para la implementación en bombas
de refrigerante de automóviles.
Ruedas de álabes pequeñas de metal se fabrican,
por ejemplo, como pieza de fundición de precisión en el moldeo a la
cera perdida o como fundición colada en moldes de arena.
Estas formas de construcción requieren
forzosamente altos costos de fabricación. Además, en el caso de las
piezas en bruto fabricadas como pieza de fundición, las
posibilidades técnicas para la limpieza o el pulido de las
superficies de fundición en el interior de la rueda móvil se
encuentran fuertemente limitadas, de manera que en las formas de
cons-
trucción así fabricadas forzosamente se encuentra limitada la calidad de la superficie de álabes que se puede lograr.
trucción así fabricadas forzosamente se encuentra limitada la calidad de la superficie de álabes que se puede lograr.
A consecuencia de una rugosidad superficial
residual, dependiente de los costos de fabricación admisibles en
cada caso, la eficiencia de transmisión que se puede lograr se ve
influenciada negativamente.
Por ello, la implementación a escala industrial
de ruedas de álabes de este tipo, por ejemplo en la construcción de
bombas de refrigerante, motores y/o automóviles se encuentra
limitada (especialmente debido a la costosa fabricación).
En el estado actual del arte, a menudo se
utilizan también ruedas de álabes abiertas, formadas de chapa
metálica, cuyos álabes se encuentran entallados en el disco de
base.
Adicionalmente, estas formas de construcción se
encuentran provistas, según el tipo de construcción, con un disco
de base y/o un disco de recubrimiento.
La desventaja principal de estas formas de
construcción consiste en que, en el caso de los álabes entallados
en el disco de base, la altura máxima de aleta entallada en cada
caso depende forzosamente de la cantidad de álabes de la rueda
móvil, y es limitada por esta.
Ya que la capacidad de transmisión depende de la
cantidad de aletas y de la altura de las aletas, en estas formas de
construcción la capacidad de transmisión forzosamente se encuentra
limitada.
El documento WO 2005/103499 A, que es
considerado el estado actual del arte más próximo, revela las
características del concepto genérico de la reivindicación 1.
Por ello, a través de la forma de construcción
presentada en la DE 1 628 210 A, por ejemplo, se intentó eliminar
esta desventaja esencial antes mencionada de las ruedas de álabes de
chapa metálica con los álabes entallados a partir del disco de
base.
Esta rueda de álabe radial de chapa metálica
descrita en la DE 1 628 210 A, implementada como rueda de
turboventilador, con un disco de base y un disco de recubrimiento,
y dispuestos entre éstos, distribuidos de manera uniforme en el
perímetro, álabes, es ensamblada a partir de unidades de hoja del
mismo tipo, en forma de U y conformadas de chapa, con lo que las
unidades de hoja individuales se componen siempre de un álabe con
segmentos de pared superior e inferior dispuestos en las
mismas.
Cada uno de estos elementos de hoja se superpone
al elemento de hoja adyacente con una parte de la pared superior e
inferior, y en el área de esta superposición se encuentra ensamblado
con el elemento de hoja adyacente a través de elementos de
conexión.
Una desventaja considerable de esta forma de
construcción es que también esta forma de construcción es intensiva
en la fabricación.
Además, con formas de construcción más pequeñas,
debido a la superposición forzosa, aumentan las vías de pérdida y
la eficiencia de transmisión de la rueda de álabes montada de la
forma antes descrita, desciende claramente.
Sin embargo, si como elementos de conexión no
sólo se utilizan uniones de remaches o tornillos, sino que también
se implementan, por ejemplo, uniones por soldadura (por ejemplo en
ruedas de álabes pequeñas), es decir que estas piezas de chapa muy
pequeñas son soldadas entre sí para formar una rueda de álabes, el
costo de fabricación forzosamente se multiplica, ya que con la
soldadura entre sí de estas muchas piezas de chapa individuales
forzosamente se genera una "deformación", que no sólo
influencia de manera negativa las propiedades de concentricidad,
sino que además tiene efectos negativos en relación a la técnica de
flujo y, entre otras cosas, también reduce claramente la eficiencia
de transmisión.
Debido a la "deformación" también se
requieren adicionalmente trabajos posteriores para garantizar el
juego de la junta en relación a la carcasa, de manera que la
fabricación de ruedas móviles pequeñas de este tipo siempre es muy
costosa.
Es por ello, que las formas de construcción de
este tipo en ningún caso se utilizan como ruedas móviles en bombas
de refrigerante de automóviles.
Ya que en esta forma de construcción antes
mencionada, en caso de necesidad también se encuentra previsto que
esta pueda ser realizada con hojas curvadas en dirección axial, los
costos de fabricación de la misma aumentan considerablemente (en
estas formas de construcción especiales de ruedas de álabes con
hojas curvadas tridimensionalmente y provistas de pared superior y
pared inferior), con lo que además las desventajas antes
mencionadas se presentan aún más.
De la DE 25 35 196 A1 se conoce, además, un
impulsor radial, ensamblado a partir de segmentos de rueda en
dirección horizontal circular, provisto con ranuras y nervaduras en
las juntas y mantenido unido en el área de estas juntas mediante
grapas.
La principal desventaja de esta forma de
construcción es que también esta forma de construcción es intensiva
en la fabricación, con lo que debido a las grapas, forzosamente
necesarias, también aquí aumentan forzosamente las vías de pérdida
por las formas de construcción más pequeñas, y con ello disminuye
claramente la eficiencia.
Por ello, esta forma de construcción no puede
ser implementada en ningún caso como rueda móvil en bombas de
refrigerante.
De la DE 26 02 136 A1 se conoce, además, una
construcción de soldadura de segmentos de chapa premoldeados para
la fabricación de álabes de bombas radiales.
En este caso piezas de chapa planas, con forma
de Z en la sección transversal, son soldadas a un cubo cortado del
tubo y, además, unidas entre sí a lo largo de sus bordes superiores
e inferiores.
También esta forma de ejecución es inadecuada
para la fabricación de ruedas de bombas pequeñas, para el uso, por
ejemplo, en bombas de refrigerante, que de manera forzosa deben ser
fabricadas a partir de piezas de chapa muy pequeñas soldadas entre
sí, ya que durante la soldadura de estas pequeñas piezas de chapa
(de los álabes entre sí/pero también frente al cubo) siempre se
produce una deformación que, como ya se explicó, tendría efectos
negativos en la técnica de flujo y forzosamente requiere de trabajos
posteriores para garantizar una eficiencia aceptable.
Simultáneamente, los trabajos de soldadura
necesarios para la unión de los conjuntos también provocan
desajustes de equilibrio en la rueda soldada y requieren de otros
trabajos posteriores, de manera que en la forma de construcción de
una rueda de álabes de metal presentada en la DE 26 02 136 A1 se
pueden fabricar ruedas de álabes pequeñas para bombas de
refrigerante solamente con un costo de fabricación y montaje muy
alto.
De la DE 33 43 752 C2 se conoce, además, una
rueda móvil abierta para máquinas de flujo, que se encuentra
fabricada por soldadura y, así como la construcción por soldadura
antes mencionada de una rueda de álabes, se compone de segmentos de
rueda móvil.
También en esta forma de construcción los
segmentos de rueda móvil que portan un álabe siempre se encuentran
soldados a un cubo común.
Pero también esta forma de construcción es
inadecuada para la implementación como rueda de álabes en bombas de
refrigerante de automóviles, ya que los trabajos de soldadura
necesarios para la unión de los conjuntos (así como en la forma de
construcción antes mencionada) conducen, por un lado, a una
deformación de la rueda de álabes, y, simultáneamente, a desajustes
de equilibrio en la rueda soldada.
Debido a los trabajos posteriores forzosamente
necesarios, también en esta forma de construcción se aumentan
claramente los costos de fabricación.
Es por ello objeto de la presente invención,
desarrollar una rueda de álabes de chapa metálica para la
implementación en bombas de refrigerante de automóviles, que no
presente las desventajas antes mencionadas del estado actual del
arte, y que especialmente en relación a una gran cantidad de álabes
disponga también de una gran altura de aletas de álabe y de esta
manera garantice una capacidad de transmisión alta, y que
simultáneamente presente buenas propiedades de concentricidad sin
trabajos posteriores y además garantice, sin trabajos posteriores,
un juego de la junta óptimo en relación a la carcasa, y que se pueda
fabricar de manera sencilla y económica, tanto en una forma de
construcción abierta (sin disco de recubrimiento) como también en
una forma de construcción cerrada (con disco de recubrimiento) y
simultáneamente se caracterice por una alta eficiencia de
transmisión.
Conforme a la invención este objeto es resuelto
por una rueda de álabes de chapa metálica para la implementación en
bombas de refrigerante de automóviles, conforme a las
características de la reivindicación principal de la invención.
Ejecuciones ventajosas y detalles de la
invención resultan de las reivindicaciones secundarias, así como de
la siguiente descripción del ejemplo de ejecución conforme a la
invención en relación a los dibujos.
\newpage
A continuación la presente invención es
explicada con más detalle con ayuda de un ejemplo de ejecución y en
relación con diez dibujos.
Estos muestran
Figura 1: una representación espacial de la
rueda de álabes conforme a la invención 1 en la forma de
construcción con un disco de recubrimiento 12, un disco de base
arqueado 2 y álabes curvados tridimensionalmente 3, en estado
completamente ensamblado;
Figura 2: la vista desde arriba sobre la forma
de construcción de la rueda de álabes conforme a la invención 1
representada en la figura 1;
Figura 3: la rueda de álabes conforme a la
invención en corte A-A de acuerdo a la figura 2;
Figura 4: la rueda de álabes 1 conforme a la
invención de acuerdo a la figura 1, en una vista desde abajo;
Figura 5: el disco de cubo 5 conforme a la
invención de acuerdo a la representación conforme a la figura 1, en
una vista desde arriba;
Figura 6: el disco de cubo 5 conforme a la
invención en corte B-B de acuerdo a la figura 5;
Figura 7: el disco perforado 7 conforme a la
invención de acuerdo a la representación conforme a la figura 1, en
una vista desde arriba;
Figura 8: el disco perforado 7 conforme a la
invención en corte C-C de acuerdo a la figura 7;
Figura 9: el disco de recubrimiento 12 conforme
a la invención de acuerdo a la representación conforme al a figura
1, en una vista desde arriba;
Figura 10: el disco de recubrimiento 12
conforme a la invención en corte D-D de acuerdo a la
figura 9.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra una representación espacial
de la rueda de álabes conforme a la invención 1 en la forma de
construcción con un disco de recubrimiento 12, un disco de base
arqueado 2 y álabes curvados tridimensionalmente 3, en estado
completamente ensamblado.
Esta rueda de álabes 1 fabricada de chapa
metálica se encuentra prevista para la implementación en bombas de
refrigerante de automóviles, y en la forma de construcción aquí
presentada se compone de dos elementos de rueda de álabes,
conectados entre sí de manera permanente para formar álabes 3
entallados y ajustados, que se encuentran dispuestos entre sí para
formar un "hueco" con sus respectivos segmentos de discos de
base 4, de manera que ambos elementos de rueda de álabes conforman
juntos un disco de base 2.
En uno de los elementos de rueda de álabes, el
disco de cubo 5, se encuentra dispuesto de manera central un
casquillo de cubo 6 y en el otro de los dos elementos de rueda de
álabe, el disco perforado 7, también se encuentra dispuesto de
manera central una perforación del alojamiento del casquillo del
cubo 8, que se puede insertar en el revestimiento exterior del
casquillo del cubo 6.
De esta manera, la forma de construcción
conforme a la invención permite, que además de muchos álabes en la
rueda de álabes 1 también se pueda realizar simultáneamente una
altura de aletas de álabes grande, de manera que mediante la
solución conforme a la invención se pueda garantizar una gran
capacidad de transmisión.
Debido a la disposición conforme a la invención,
centrada entre sí de dos elementos de rueda de álabes que en si
mismos ya son "concéntricos", se encuentran garantizadas
propiedades de concentricidad óptimas sin trabajos posteriores.
Simultáneamente con la disposición conforme a la
invención antes mencionada se garantiza un juego de junta óptimo
frente a la carcasa, sin trabajos posteriores.
La rueda de álabes conforme a la invención,
formado por los elementos de ruedas de álabes, el disco de cubo 5 y
el disco perforado 7 se puede fabricar, además, siempre de manera
sencilla y económica.
En relación a la utilización de chapas de acero
embutidas se garantiza, además, una alta calidad de superficie de
álabes, de manera que la rueda de álabes 1 construida conforme a la
invención (provista de muchos álabes altos, que en la unión de sus
elementos no tiende a la deformación) se caracteriza por una alta
eficiencia de transmisión.
Es esencial, además, que en el borde del cubo
del disco de cubo 5, entre los segmentos de discos de base 4, se
encuentran dispuestas, en cada caso varias correas de conexión
9.
Para simplificar la fabricación, en los
segmentos de discos de base 4 del disco de cubo 5, como también en
los segmentos de disco de base 4 del disco perforado 7, se
encuentran dispuestos elementos de posicionamiento 10, aquí en
forma de perforaciones.
Estos sirven para un posicionamiento exacto de
ambos conjuntos, por ejemplo en un dispositivo de soldadura por
puntos.
A través de esta, por ejemplo, ambos elementos
de rueda de álabe conforme a la invención pueden ser soldados entre
sí en el área de los segmentos de disco de base 4 que se superponen,
así como en el área de la superposición de los segmentos de discos
de base 4 con las correas de conexión 9.
Debido a la forma de construcción en forma de
disco conforme a la invención de los dos elementos de rueda de
álabes unidos entre sí por soldadura de puntos en el área interna
simultáneamente se evita, además, una deformación de la rueda de
álabes así conformada 1.
En la figura 2 se representa la vista desde
arriba de la forma de construcción presentada en la figura 1 de la
rueda de álabes conforme a la invención, formada por un disco de
cubo 5 y un disco perforado 7 con un disco de recubrimiento 12.
La figura 3 muestra la rueda de álabes conforme
a la invención en corte A-A conforme a la figura 2,
con el disco de recubrimiento 12 soldada por puntos a los cantos
superiores 11 de los álabes 3 de la rueda de álabes 1.
La figura 3 muestra, que las correas de conexión
9 se encuentran aproximadamente en el mismo nivel de los segmentos
de disco de base 4 dispuestos en el disco de cubo 5, y de esta
manera forman, además de una transición favorable para el flujo, un
apoyo óptimo para los segmentos de disco de base 4 del disco
perforado 7, y simultáneamente posibilitan una unión por soldadura
de puntos óptima de ambos elementos de rueda de álabes.
Esta figura 3 también muestra, que el disco de
base común formado por los elementos de rueda de álabe se encuentra
formado de manera arqueada, y que los álabes 3 siempre se encuentran
conformados curvados en forma tridimensional.
En la figura 4 se representa la rueda de álabes
conforme a la invención de acuerdo a la figura 1, en una vista
desde abajo, con el casquillo de cubo 6 dispuesto en el disco de
cubo 5 y la perforación del alojamiento 8 dispuesto en el disco
perforado 7.
La figura 5 muestra, como pieza individual, al
disco de cubo conforme a la invención 5, conforme a la
representación de acuerdo a la figura 1, en una vista desde arriba
de los segmentos de disco de base 4 dispuestos en el mismo, los
álabes 3 entallados a partir del disco de base y las correas de
conexión 9 dispuestas entre los segmentos de disco de base 4 (es
decir cada segmento de disco de base 4 y el álabe 3 del segmento de
disco de base adyacente en cada
caso).
caso).
En la figura 6 se representa ahora este disco de
cubo conforme a la invención 5 en corte B-B,
conforme a la figura 5, con el casquillo de cubo 6 dispuesto en el
disco de cubo 5.
Esta representación muestra también, que las
correas de conexión 9 se encuentran, aproximadamente, en el nivel
de los segmentos de discos de base 4, dispuestos en el disco de cubo
5.
La figura 7 muestra el segundo elemento de rueda
de álabe correspondiente, el disco perforado conforme a la
invención 7 en una vista desde arriba con las protuberancias de
soldadura 13, dispuestas en los segmentos de disco de base 4 en
cercanía de la perforación del alojamiento del casquillo del cubo 8
(para la soldadura por puntos con el disco de cubo). En la figura 8
el disco perforado conforme a la invención se encuentra representado
en corte CC de acuerdo a la figura 7, con el segmento de disco de
base arqueado 4 y el álabe curvado tridimensionalmente 3.
La figura 9 muestra el disco de recubrimiento 12
conforme a la invención, en la vista desde arriba.
En la figura 10 se representa el disco de
recubrimiento 12 conforme a la invención en corte
D-D de acuerdo a la figura 9.
Mediante la solución conforme a la invención se
ha logrado desarrollar una rueda de álabes de chapa metálica para
la implementación en bombas de refrigerante de automóviles, que
además de muchos álabes presenta una gran altura de aletas de
álabes, de esta manera garantiza una gran cantidad de transmisión, y
además, debido al diseño conforme a la invención presenta muy
buenas propiedades de concentricidad aún sin trabajos posteriores,
y además garantiza un juego de juntas óptimo frente a la carcasa sin
trabajos posteriores.
Simultáneamente, la rueda de álabes conforme a
la invención también se puede fabricar de manera sencilla y
económica en grandes series, tanto en una forma de construcción
abierta (sin tapa de recubrimientoa) como también en una forma de
construcción cerrada (con tapa de recubrimientoa).
Ya que debido al material empleado, la rueda de
álabes conforme a la invención dispone de una alta calidad de
superficie de álabes, en relación a la forma de construcción
conforme a la invención simultáneamente se garantiza una alta
eficiencia de transmisión.
- 1
- Rueda de álabe
- 2
- Disco de base
- 3
- Álabe
- 4
- Segmento de disco de base
- 5
- Disco de cubo
- 6
- Casquillo de cubo
- 7
- Disco perforado
- 8
- Perforación del alojamiento del casquillo de cubo
- 9
- Correa de conexión
- 10
- Segmento de posicionamiento
- 11
- Canto superior
- 12
- Disco de recubrimiento
- 13
- Protuberancia de soldadura
Claims (7)
1. Rueda de álabes (1) de chapa metálica para la
implementación en bombas de refrigerante de automóviles con álabes
(3) entallados y ajustados en un disco y segmentos de discos de base
permanentes (4), dispuestos cerca de estos entre los álabes
entallados (3), caracterizada porque la rueda de álabes (1),
provista de, al menos, dos elementos de rueda de álabes diferentes,
conectados entre sí de manera permanente para formar álabes (3)
completamente entallados y ajustados, que se encuentran dispuestos
entre sí para formar un "hueco" con sus respectivos segmentos
de discos de base (4) y, de esta forma, conforman un disco de base
común (2), con lo que en uno de estos elementos de rueda de álabe,
el disco de cubo (5), se encuentra dispuesto de manera central un
casquillo de cubo (6) y en el otro/los otros elementos de rueda de
álabe, el/los disco/s perforados (7), también se encuentra
dispuesto de manera central una perforación del alojamiento del
casquillo del cubo (8), que se puede insertar en el revestimiento
exterior del casquillo del cubo (6).
2. Rueda de álabes (1) conforme a la
reivindicación 1, caracterizada porque en el borde del cubo
del disco de cubo (5), entre los segmentos de discos de base (4),
en cada caso se encuentra dispuesta una/varias correas de conexión
(9).
3. Rueda de álabes (1) conforme a la
reivindicación 1 o 2, caracterizada porque en el disco de
cubos (5), como también en el/los discos/s perforados (7), se
encuentran dispuestos elementos de conexión y/o posicionamiento
(10).
4. Rueda de álabes (1) conforme a la
reivindicación 2, caracterizada porque las correas de
conexión (9) se encuentran, aproximadamente, en el nivel de los
segmentos de discos de base (4), dispuestos en el disco de cubo
(5).
5. Rueda de álabes (1) conforme a una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el los
cantos superiores (11) de los álabes (3) de la rueda de álabes (1)
se encuentra dispuesto un disco de recubrimiento (12).
6. Rueda de álabes (1) conforme a una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el disco de
base común (2), formado por los elementos de rueda de álabes, se
encuentra conformado de manera arqueada.
7. Rueda de álabes (1) conforme a una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los álabes
(3) se encuentra conformados de forma curvada en tres
dimensiones.
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