ES2641252T3 - Rotor ventilador de un vehículo de motor con cinta protectora reforzada - Google Patents

Rotor ventilador de un vehículo de motor con cinta protectora reforzada Download PDF

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Abstract

Rotor ventilador (2) para un ventilador (34) de un vehículo de motor, en particular para un ventilador principal de un motor de combustión, con un anillo exterior(10), donde el anillo exterior (10) tiene una sección transversal anular básicamente en forma de L y forma una rama radial (14) y una rama axial (12), y donde la rama radial (14) tiene una prolongación o un ensanchamiento de la sección transversal (16) por el lateral del extremo libre, que se caracteriza por que

Description

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DESCRIPCION
Rotor ventilador de un vehnculo de motor con cinta protectora reforzada
La presente invencion hace referencia a un ventilador de un vehnculo de motor, en particular a un ventilador principal de un motor de combustion interno, con un rotor ventilador que comprende un anillo exterior conforme al concepto general de la reivindicacion 1. Un ventilador de este tipo se conoce por ejemplo de la DE 31 37 114 A1.
Las composiciones para el sellado de recipientes basadas en un polfmero elastico como el caucho de estireno- butadieno (SBR) y el caucho de estireno-butadieno carboxilado (CSBR) son bien conocidas en el sector. Para conseguir una resistencia aceptable en agua, una resistencia a la extrusion y un rendimiento en la union de los recipientes, dichas composiciones incluyen a menudo un agente reticulante como un peroxido o un compuesto de zinc, con el objetivo de formar una estructura reticulada en el componente elastico. Dichas composiciones para el sellado tambien incluyen habitualmente un material de relleno y un material adhesivo. Ejemplos de dichas composiciones para el sellado se divulgan en la patente americana US 4.189.418, en la WO 82/02721, EP 0182674, US 5.747,579 y WO 2008/157217. Aunque algunas de las patentes mencionadas incluyen varias sflices entre una lista de materiales de relleno potenciales, se ha descubierto que la adicion de un sflice coloidal tfpico, que se estabiliza mediante capas dobles de electrones, hara que el latex de caucho se transforme en un gel, que actue como un sellante para recipientes, algo poco habitual.
Los vehnculos de motor con un motor de combustion tienen en funcionamiento un desarrollo notable de calor. Para mantener la temperatura de funcionamiento del motor de combustion se emplea normalmente un medio refrigerante, que debe enfriarse de nuevo. Esto ocurre por medio del aire refrigerante, que roza las aletas de refrigeracion, que se encuentran en el intercambio termico hacia el medio refrigerante. Puesto que en el caso de velocidades bajas del vehnculo de motor el viento que sirve como aire refrigerante no es suficiente para refrigerar el motor, de la DE 10 2004 034 733 A1 se sabe que en el enfriador que comprende las aletas de refrigeracion se fija un ventilador que produce una corriente de aire adicional.
Normalmente el cuerpo de la ranura presenta una escotadura redonda, dentro de la cual se situa un rotor ventilador del ventilador. La superficie en la que se encuentra el rotor ventilador es basicamente paralela al enfriador. Lo conveniente es fijar un motor electrico frontalmente por medio de un tornillo a un soporte ngido, de manera que la fijacion o el soporte se mantenga en el centro de la escotadura por medio de un puntal o travesano radial, tangencial o en forma de curva. Los travesanos estaran firmemente unidos al cuerpo de la ranura.
En la DE 10 2004 0005 028 A1 se ha descrito una fijacion alternativa, en la cual el motor se fija frontalmente a la fijacion. En la DE 10 2005 008 794 A1 se ha propuesto por el contrario un motor electrico, cuya carcasa se ha configurado independientemente.
La DE 10 2007 031 462 A1 informa sobre un rotor ventilador, cuyas aletas estan rodeadas por un anillo exterior en el lateral externo radial, que discurre para el aprovechamiento de una corriente de aire mejorada dentro de una muesca de la ranura. La distancia entre el rotor ventilador y la ranura se debe elegir grande debido probablemente a las tolerancias de acabado, para que se garantice un funcionamiento reglado. Otras construcciones preven impermeabilizar la hendidura del aire entre el rotor ventilador y el cuerpo de la ranura por medio de sellados de cepillos, lo que conduce a un desgaste elevado.
La invencion tiene el cometido de presentar un ventilador especialmente adecuado asf como un rotor ventilador pertinente.
El cometido del rotor ventilador se resuelve mediante la invencion por medio de las caractensticas de la reivindicacion 1. Las configuraciones preferidas son el objeto de las reivindicaciones a las que aqrn se hace referencia. El cometido correspondiente del ventilador se resuelve conforme a la invencion mediante las caractensticas de la reivindicacion 6.
El ventilador, que se indica especialmente como ventilador principal de un motor de combustion se ha configurado de manera que comprende un rotor ventilador, que se destina a un movimiento de rotacion preferiblemente gracias a un motor electrico convencional. Sin embargo tambien se podna pensar que el motor de combustion, que directa o indirectamente sirve para el funcionamiento del vehnculo de motor, acciona propiamente el rotor ventilador, por ejemplo, por medio de un mecanismo o una correa. El rotor ventilador consta de una serie de aletas de ventilador, por medio de las cuales se produce una corriente de aire en un movimiento de rotacion del rotor ventilador. Desde el punto de vista periferico las aletas del ventilador estan unidas por medio de un anillo exterior, de manera que el anillo exterior presenta una seccion transversal anular en forma de L.
La seccion transversal anular esta formada basicamente a partir de una rama axial y una rama radial, a la cual estan unidas las aletas del ventilador. La rama axial discurre en particular en paralelo al eje de rotacion del rotor ventilador y rodea en forma cilmdrica las aletas del ventilador. La rama radial discurre basicamente en angulo recto respecto a la rama axial y en particular en una direccion radial al eje de rotacion. Lo mas conveniente es que la rama radial este
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unida por un lateral con la rama axial. Por el lado del extremo libre, es decir en el lateral opuesto a la rama axial de la rama radial, donde el extremo libre se encuentra mas lejos de la rama radial, preferiblemente del eje de rotacion, que el extremo situado mas cerca de la rama axial, la rama radial presenta un ensanchamiento transversal. El ensanchamiento transversal conduce a una estabilidad mejorada de la rama radial, de manera que en un movimiento de rotacion del rotor ventilador la rama radial presenta comparativamente escasas vibraciones. Se intentan evitar los ruidos perturbadores y las masas centnfugas excentricas. Ademas una mejor estabilidad de la rama radial conduce a una deformacion menor de la misma en la direccion del eje de rotacion durante el funcionamiento del ventilador.
Preferiblemente el lateral de la rama radial que se aleja de la rama axial es plano y consecuentemente el ensanchamiento transversal es tal que el lateral de la rama radial que se acerca a la rama axial presenta un abultamiento por el lado del extremo libre. Por ejemplo, el ensanchamiento transversal es en forma de angulo recto o triangular. Lo mas conveniente es que el ensanchamiento transversal se moldee en la rama radial y sea especialmente de una sola pieza. En particular el rotor ventilador se fabrica a base de plastico de una sola pieza. El ensanchamiento transversal equivale pues a un acodamiento en un extremo libre de la rama radial.
Lo mas conveniente es que el incremento transversal discurra por la periferia basicamente. En otras palabras en cualquier seccion a lo largo del eje de rotacion del rotor ventilador a traves del anillo exterior existe un incremento de la seccion transversal de la rama radial. En particular, este incremento de seccion es constante. Se podna pensar sin embargo que el incremento de la seccion transversal se ha configurado no de forma circular sino interrumpida varias veces segun el tipo de puas o dientes. Como consecuencia de ello la rama radial presenta unicamente el incremento de seccion en determinadas secciones a lo largo del eje de rotacion.. Los dientes pueden disponerse de forma irregular por la circunferencia del anillo exterior. La distancia entre las puas o dientes puede variar. Pero tambien es posible una distancia constante entre los dientes.
La rama radial pasa por encima de la rama axial, de manera que en la zona de transicion el anillo exterior consta de un estrechamiento de seccion transversal, que se presenta por ejemplo en forma de canaleta. En particular, en caso de que el anillo exterior sea de una sola pieza y se fabrique en caliente, por ejemplo en un proceso de fundicion por inyeccion, el anillo exterior tiende durante su enfriamiento a una deformacion no deseada, que se conoce tambien como estiraje. En el caso de un anillo exterior con una seccion en forma de L sin estrechamiento de la seccion se arquearan ambas ramas una sobre la otra, lo que conduce a una disminucion no deseada del angulo entre ambas ramas. El estrechamiento o disminucion de la seccion transversal sirve para influir de forma positiva en el estiraje, para que este no tenga lugar o sea al menos comparativamente pequeno en el caso de un enfriamiento predominantemente uniforme. Por tanto durante el enfriado el angulo entre ambas ramas y la forma del anillo exterior se mantienen basicamente constantes. De acuerdo con la invencion, la rama radial presenta, en particular, el lateral de la rama radial dirigido hacia la rama axial, una disminucion o estrechamiento de su seccion transversal.
El estrechamiento de la seccion transversal se encuentra en la rama radial a modo de canaleta. Entre el estrechamiento de la seccion transversal y el incremento de la seccion transversal de la rama radial existe una zona que tiene una seccion perpendicular. Por tanto la rama radial tiene al menos tres zonas con distintas secciones, de manera que las secciones transversales se reducen por sus extremos libres en la zona mas proxima de la rama axial. El lateral de la rama radial alejado de la rama radial es especialmente plano.
En una configuracion preferida de la invencion el ventilador tiene una ranura o muesca con un cuerpo de ranura y un aro de la ranura. Por aro o anillo de la ranura se entiende una cavidad dentro del cuerpo de la ranura, de manera que la cavidad tiene forma anular dentro del cuerpo de la muesca. Dentro de este aro o anillo descansa al menos una rama radial, que discurre preferiblemente en paralelo a la superficie del cuerpo de la ranura. A lo largo de una corriente de aire producida por el ventilador se encuentra la rama radial principalmente por delante de la rama axial.
En particular, por medio del engrosamiento de la seccion transversal de la rama radial se llena parcialmente una hendidura de aire que aparece entre la ranura y el rotor ventilador. Debido a una estabilidad incrementada de la rama radial y por tanto a una deformacion reducida durante el funcionamiento del ventilador se pueden elegir distancias comparativamente inferiores entre la ranura y el rotor ventilador, lo que conduce a una hendidura o rendija de aire comparativamente pequena. De ese modo se hace circular la corriente de aire por el anillo exterior y se forman escasas perdidas de corriente de aire entre el anillo exterior y la ranura en forma del llamado aire de fuga. Por tanto por medio del ventilador se dispone de una corriente de aire comparativamente efectiva.
A continuacion se muestran ejemplos de la invencion en las figuras siguientes:
Figura 1 un rotor ventilador en perspectiva con un anillo exterior,
Figura 2 una configuracion alternativa del anillo exterior en forma de L, en perspectiva, a modo de recorte
Figura 3 el rotor ventilador dentro de una ranura en una representacion en corte,
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Figura 4 un recorte IV de la figura 3 a una escala ampliada con el anillo exterior parcialmente dispuesto
en un aro de la ranura.
Cada una de las piezas o partes correspondientes se identifican con los mismos numeros de referencia en todas las figuras.
En la figura 1 se ha representado en perspectiva un rotor ventilador que es de plastico de una sola pieza, en especial de poliamida. El rotor ventilador 2 se calienta intensamente durante su fabricacion. Por ejemplo el rotor ventilador 2 se comprime, se funde o bien se fabrica en un proceso de fundicion por inyeccion. Alrededor de una cabeza o pieza central 4 se disponen una serie de aletas del ventilador 6. A la pieza central 4 puede unirse un motor electrico 8 (fig. 3), que esta conectado funcionalmente al rotor ventilador 2. Las aletas del ventilador 6 se han creado respectivamente de manera que en un movimiento de rotacion del rotor ventilador 2 alrededor del eje central 4 a lo largo de un eje de rotacion x se produce una corriente de aire a lo largo del eje de rotacion x por medio del motor electrico 8. Las aletas del ventilador 6 estan rodeadas por un anillo exterior 10, que sirve entre otras cosas para la estabilizacion de las aletas del ventilador 6 durante el movimiento de rotacion. Por medio del anillo exterior 10 se conduce la corriente de aire y se mejoran las propiedades aerodinamicas del rotor ventilador 2.
El anillo exterior 10 tiene una seccion en forma de L con una rama radial 12 y una rama axial 14. La rama axial 12 es paralela al eje de rotacion x y esta conectada a las alas del ventilador 6. La rama radial 14 forma un angulo recto con la rama axial 12 y se extiende desde la pieza central 4 en el centro del rotor ventilador 2 en un sentido radial y hacia fuera. En este sentido la distancia de la rama radial 14 es basicamente mayor que la de la rama axial 12 desde la pieza central 4. Por el lado del extremo libre la rama radial tiene un aumento de la seccion transversal 16 en forma de un acodamiento. El incremento de la seccion 16 se ha configurado totalmente circular. En otras palabras, en caso de que este aumento de la seccion 16 se despegara de la rama radial 14 se obtendna un aro cerrado. Por medio del aumento de la seccion 16 se estabiliza el borde externo de la rama axial 12 de manera que en el movimiento de rotacion del rotor ventilador 2 unicamente se producen vibraciones debiles o bien no existen apenas vibraciones de la rama radial 14. Ademas durante el movimiento de rotacion del rotor ventilador 2 la rama radial 14 sufre una torsion minima en la direccion del eje de rotacion x.
En la zona o seccion de transicion o paso 18 entre la rama radial 14 y la rama axial 12 el anillo exterior 10 tiene una disminucion de seccion 20 en forma de una canaleta. En caso de que el rotor ventilador 2 se enfne esta tiende a deformarse. Por medio de la disminucion de seccion 20 se puede contrarrestar esta deformacion de manera que el angulo entre la rama axial 12 y la rama radial 14 se mantenga constante durante el enfriamiento y por tanto despues del enfriamiento corresponda al angulo adecuado para la fabricacion del rotor ventilador 2. Entre la disminucion de la seccion 20 y el incremento de la seccion 16 queda un trozo de rama radial 14 que tiene una seccion normal 22.
La figura 2 tiene una configuracion alternativa del anillo exterior 10, en una perspectiva a modo de recorte, donde el anillo exterior 10 se ha cortado a lo largo de un plano siguiendo el eje de rotacion x. La disminucion de la seccion transversal 20 tiene por su parte una seccion transversal en forma de angulo recto y se ha introducido por completo en la rama radial 14. Por el contrario la seccion transversal de la rama axial 12 se mantiene constante. En la zona de transicion 18 entre la rama radial 14 y la rama axial 12 se ha redondeado el canto exterior.
Directamente en la disminucion de la seccion transversal 20 se extiende la zona de la rama radial 14 que tiene la seccion transversal normal 22. Esta es basicamente igual a la seccion transversal de la rama axial 12. En comparacion con el incremento de seccion transversal 16 representado en la figura 1 el incremento de la seccion 16 visualizado en la figura 2 no es circulatorio. El incremento de la seccion 16 se encuentra basicamente en determinadas zonas de la rama radial 14 a lo largo de la periferia del anillo exterior 10. De ese modo el incremento de la seccion 16 forma una serie de dientes 24, cuya distancia respectiva de unos a otros, tal como aqrn se indica, puede variar o ser constante. Asimismo es posible una variacion de la longitud de los dientes 24 a lo largo de la periferia, o en un sentido radial. De ese modo pueden corregirse desequilibrios del rotor del ventilador 2.
Tanto la disminucion de la seccion transversal 20 como el incremento de la seccion transversal 16 tienen lugar en el lateral dirigido hacia la rama axial 12 de la rama radial 14. De ese modo se obtiene una superficie plana, en el lateral de la rama radial 14, que se aleja de la rama axial 12.
La figura 3 muestra en una representacion en corte el rotor ventilador 2 a lo largo del plano de corte explicado en la figura 2. Por ejemplo, aqrn el incremento de la seccion 16 comparable al incremento de la seccion 16 representado en la figura 1 es totalmente circulatorio. Asimismo se visualiza un anillo de ranura 26 de una ranura 28 con un cuerpo de ranura 30. El anillo de ranura 26 define una cavidad dentro del cuerpo de la ranura 30, que discurre alrededor de una escotadura 32 dentro del cuerpo de la ranura 30, de manera que las aletas del ventilador 6 quedan dentro de la escotadura 32. La rama radial 14 descansa parcialmente dentro del anillo de la ranura 26, de forma que la cara plana de la rama radial 14 es basicamente paralela a la superficie del cuerpo de la ranura 30 y descansa sobre un plano que se extiende en la direccion radial y, de forma que el eje de rotacion x es perpendicular a este plano. La corriente de aire producida por el rotor ventilador 2 es desviada por medio de la ranura 28 a traves de la escotadura 32, de forma que la rama radial 14 se dispone a lo largo de la corriente de aire por delante de la rama axial 12. Debido a la gran estabilidad de la rama radial 14 a causa del ensanchamiento de la seccion transversal 16
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se puede elegir una distancia comparativamente pequena entre la ranura 28 y el rotor ventilador 2, sin que en un movimiento de rotacion del rotor ventilador 2 esta se deslice en la ranura 28. De ese modo la corriente de aire se desvfa de un modo comparativamente eficaz a traves de la ranura 28 y se producen pocas perdidas en forma de la conocida fuga de aire por el borde del rotor ventilador.
De un modo y forma no representados tanto la ranura 28 como el motor electrico 8 asf como tambien el rotor ventilador 2 son componentes de un ventilador 34 de un vehfculo de motor con un motor de combustion, que directamente, por ejemplo a traves de un mecanismo, o bien indirectamente, segun el tipo de mecanismo hforido mencionado, accionan el vehfculo de motor. Por medio del ventilador 34 se enfna directa o indirectamente el motor de combustion. El enfriamiento indirecto se produce de manera que el motor de combustion se enfna por medio de un lfquido refrigerante que se encuentra en un intercambiador termico con un refrigerante convencional. En el refrigerante se ha dispuesto el ventilador 34 en la ranura 28. La corriente de aire producida por el ventilador 34 circula por el refrigerador que la enfna.
Listado de referencia
2 Rotor ventilador
4 pieza central
6 aleta del ventilador
8 motor electrico
10 anillo exterior
12 rama axial
14 rama radial
16 incremento de la seccion transversal
18 paso o transicion
20 disminucion de la seccion transversal
22 seccion normal o perpendicular
24 diente
26 anillo de la ranura
28 ranura
30 cuerpo de la ranura
32 escotadura
34 ventilador
X eje de rotacion
Y direccion radial

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Rotor ventilador (2) para un ventilador (34) de un vetnculo de motor, en particular para un ventilador principal de un motor de combustion, con un anillo exterior(10), donde el anillo exterior (10) tiene una seccion transversal anular basicamente en forma de L y forma una rama radial (14) y una rama axial (12), y donde la rama radial (14) tiene una prolongacion o un ensanchamiento de la seccion transversal (16) por el lateral del extremo libre, que se caracteriza por que
  2. 2.
    - se ha introducido una reduccion de la seccion transversal (20) en el anillo exterior (10) en la region de una transicion (18) entre la rama radial (14) y la rama axial (12), y
    - la rama radial (14) presenta la reduccion de la seccion transversal (20) y una seccion de la rama con una seccion transversal normal (22), de forma que la seccion de la rama con la seccion transversal normal (22) se encuentra entre la reduccion de la seccion transversal (20) y la prolongacion de la seccion transversal (16).
  3. 3. Rotor del ventilador (2) conforme a la reivindicacion 1, que se caracteriza por que la prolongacion o el ensanchamiento de la seccion transversal (16) se ha disenado para ser basicamente circunferencial en su periferia.
  4. 4. Rotor del ventilador (2) conforme a la reivindicacion 1 o 2, que se caracteriza por que la prolongacion o el ensanchamiento de la seccion transversal (16) representa una curva en el extremo libre de la rama radial (14).
  5. 5. Rotor del ventilador (2) conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza por que la reduccion de la seccion transversal (20) tiene la forma de una acanaladura o canaleta.
  6. 6. Ventilador (34) con un rotor ventilador (2) conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza por una ranura o muesca (28) con un anillo de ranura (26), dentro de la cual descansa al menos parcialmente la rama radial (14), de manera que la rama radial (14) se dispone a lo largo de una corriente de aire producida por un ventilador (34) basicamente por delante de la rama axial.
  7. 7. Ventilador (34) con un rotor ventilador (2) conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
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