IT201800007844A1 - Gruppo pompa con elemento giacca - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un gruppo pompa per un impianto di raffreddamento motore di un veicolo. In particolare, tale impianto di raffreddamento è specifico per il raffreddamento del un motore, ad esempio, ma non necessariamente, a combustione interna, del veicolo. Nello stato della tecnica sono note molteplici forme di realizzazione di gruppi pompa per un impianto di raffreddamento motore che si distinguono tra loro per dimensioni e tipologia di azionamento.

Nello specifico, il gruppo pompa oggetto della presente invenzione, si colloca in tale contesto, presentando un azionamento di tipo elettrico. In altre parole, il gruppo pompa oggetto della presente invenzione, comprende almeno un motore elettrico che comanda la movimentazione rotatoria della girante in esso compreso comandando quindi il movimento del liquido di raffreddamento che fluisce nell’impianto di raffreddamento a cui il gruppo pompa è fluidicamente collegabile.

Sono note una molteplicità di soluzioni tecniche di gruppi pompa comprendenti un azionamento elettrico nelle quali è stato affrontato il problema principale di tale tipologia di gruppi pompa, ossia la necessità di raffreddare in maniera efficace il motore elettrico e la sua relativa componentistica.

In particolare sono note forme di realizzazione di gruppi pompa nei quali è sfruttato il liquido di raffreddamento presente nella camera dove è alloggiata la girante per raffreddare anche il motore elettrico e la sua relativa componentistica.

Di contro tali forme di realizzazione si presentano di complessa struttura a causa del fatto che devono essere previsti, a partire da detta camera girante, appositi condotti e aperture attraverso i quali fluisce detto liquido di raffreddamento.

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un gruppo pompa per un impianto di raffreddamento motore di un veicolo che presenti un efficace raffreddamento dell’azionamento elettrico ed in particolare del suo motore elettrico, ovviando alla suddetta problematica. Tale scopo è raggiunto da un gruppo pompa in accordo con la rivendicazione 1. Le rivendicazioni da questa dipendenti si riferiscono a varianti di realizzazione preferite, aventi ulteriori aspetti vantaggiosi.

L’oggetto della presente invenzione è di seguito descritto nel dettaglio, con l’ausilio delle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 illustra una vista in prospettiva di un gruppo pompa oggetto della presente invenzione, in accordo con una possibile forma di realizzazione;

- la figura 2 mostra una vista in sezione del gruppo pompa di cui alla figura 1;

- le figure 3a e 3b rappresentano rispettivamente una vista in prospettiva a parti separate dall’alto e una vista in prospettiva dal basso del gruppo pompa di cui alla figura 1;

- la figura 4 mostra una vista laterale a parti separate del gruppo pompa di cui alla figura 1;

- la figura 5 illustra una vista laterale in sezione del gruppo pompa di cui alla figura 4.

Nelle tavole suddette, con il numero di riferimento 1 si è contraddistinto, nella sua totalità, un gruppo pompa per un impianto di raffreddamento motore di un veicolo, preferibilmente per il raffreddamento del motore, ad esempio combustione interna.

Il gruppo pompa 1 oggetto della presente invenzione si estende preferibilmente in lunghezza rispetto ad un asse X-X.

Il gruppo pompa 1 oggetto della presente invenzione comprende una girante 2 ruotabile rispetto a detto asse X-X. In altre parole, detta girante 2 ha centro di rotazione che giace su detto asse X-X.

Preferibilmente, la girante 2 è del tipo radiale essendo appositamente conformata per eseguire un’azione di aspirazione del liquido di raffreddamento preferibilmente in direzione assiale e per eseguire un’azione di spinta preferibilmente in direziona radiale.

Secondo la presente invenzione, inoltre, il gruppo pompa 1 comprende un albero di comando 3 che si estende in lunghezza lungo l’asse X-X. Preferibilmente, detto albero di comando 3 comprende una estremità girante 322 sulla quale è solidalmente montata la girante 2.

In accordo con la presente invenzione, il gruppo pompa 1 comprende un motore elettrico 4 adatto a comandare in rotazione l’albero di comando 3.

Il motore elettrico 4 comprende un rotore 41 e uno statore 42. In accordo con una forma preferita di realizzazione, il rotore 41 e lo statore 42 sono disposti concentricamente rispetto all’asse X-X.

In accordo con la presente invenzione, il rotore 41 è solidalmente montato, ad esempio calettato, su detto albero di comando 3: alla rotazione comandata elettronicamente del rotore 41 corrisponde la rotazione dell’albero di comando 3 e a sua volta della girante 2. In accordo con la presente invenzione, inoltre, il gruppo pompa 1 comprende un corpo pompa 5, nel quale sono alloggiati i suddetti componenti.

Il corpo pompa 5 comprende una porzione motore 6 di alloggio del motore elettrico 4.

In particolare, la porzione motore 6 comprende un involucro motore 7 nel quale è prevista una camera motore 74 nella quale è alloggiato il motore elettrico 4.

L’involucro motore 7 comprende pareti laterali 71 e una parete di fondo 72 che definiscono internamente una camera motore 74.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, le pareti laterali 71 sono sostanzialmente parallele all’asse X-X. Preferibilmente, le pareti laterali 71 si estendono circolarmente attorno all’asse X-X. Secondo una forma preferita di realizzazione, lo statore 42 è appositamente conformato per alloggiare nella camera motore 74, preferibilmente impegnando le pareti laterali involucro 71. In altre parole, lo statore 42 ha dimensione radiale sostanzialmente complementare alle pareti intere dell’involucro motore 7 che definiscono la camera motore 74.

Secondo una forma preferita di realizzazione, la parete di fondo 72 si estende sostanzialmente ortogonale all’asse X-X.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, l’involucro motore 7 comprende anche un piatto di chiusura 73, adatto a chiudere la camera motore 74, preferibilmente a tenuta, venendo posizionato in una posizione assiale opposta alla parete di fondo 72.

Preferibilmente, detto piatto di chiusura 73 presenta un’apertura di passaggio 730 attraverso la quale si estende l’albero di comando 3.

In accordo con la presente invenzione, inoltre, la porzione motore 6 comprende anche un elemento giacca 8 posizionato sull’involucro motore 7.

Secondo una forma preferita di realizzazione, l’elemento giacca 8 è calzabile assialmente sull’involucro motore 7.

In accordo con una ulteriore forma preferita di realizzazione, l’elemento giacca 8 è ricavato di pezzo sull’involucro motore 7.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, l’elemento giacca 8 è appositamente adatto ad impegnare l’involucro motore 7 per permetterne una regolazione della temperatura, in particolare un abbassamento della temperatura, nella camera motore 74.

In accordo con la presente invenzione, l’elemento giacca 8 comprende pareti laterali giacca 81.

Secondo la presente invenzione, le pareti laterali involucro 71 e le pareti laterali giacca 81 definiscono una camera di raffreddamento motore elettrico 60 fluidicamente collegabile con dei condotti ausiliari di raffreddamento nei quali e scorre liquido di raffreddamento.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, la camera di raffreddamento motore elettrico 60 è fluidicamente connessa all’impianto di raffreddamento nel quale scorre il liquido di raffreddamento movimentato dalla girante 2.

In accordo con altre forme preferite di realizzazione, la camera di raffreddamento motore elettrico 60 è fluidicamente connessa ad un ulteriore impianto di raffreddamento nel quale scorre il liquido di raffreddamento differente da quello movimentato dalla girante 2. In altre parole, il gruppo pompa 1 oggetto della presente invenzione è fluidicamente collegabile ad un impianto di raffreddamento “ausiliario” del veicolo in maniera tale che il liquido di raffreddamento che scorre in detto impianto ausiliario scorre nella camera di raffreddamento motore elettrico 60.

Secondo la presente invenzione, il gruppo pompa 1 oggetto della presente invenzione è adatto a raffreddare per convezione il motore elettrico 4, ed in generale la camera di motore 74.

Secondo una forma preferita di realizzazione, le pareti laterali giacca 81 comprendono una bocca di ingresso 811, attraverso la quale fluisce liquido di raffreddamento in ingresso alla camera di raffreddamento motore elettrico 60, e una bocca di uscita 812 attraverso la quale fluisce liquido di raffreddamento in uscita dalla camera di raffreddamento motore elettrico 60. Preferibilmente, la bocca di ingresso 811 e la bocca di uscita 812 sono posizionate ad altezze assiali differenti: preferibilmente, la bocca di ingresso 811 è collocata assialmente in una posizione più alta (con gruppo pompa alloggiato nel veicolo) rispetto alla posizione assiale della bocca di uscita 812.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, le pareti laterali involucro 71, sul lato esterno, comprendono almeno una cava di raffreddamento 710 che definisce almeno una porzione della camera di raffreddamento motore elettrico 60.

Secondo una forma preferita di realizzazione, le pareti laterali involucro 71, sul lato esterno, comprendono una cava di raffreddamento 710 che si estende in maniera elicoidale rispetto all’asse X-X.

In altre parole, nella cava di raffreddamento 710 è adatto a scorrere liquido di raffreddamento. Preferibilmente, il liquido di raffreddamento scorre quindi a serpentina nella cava di raffreddamento 710. Secondo una variante di realizzazione, le pareti laterali giacca 81 sul lato interno, comprendono almeno una cava di raffreddamento che definisce almeno una porzione della camera di raffreddamento motore elettrico 60. Preferibilmente detta cava di raffreddamento si estende in maniera elicoidale rispetto all’asse X-X analogamente alla forma di realizzazione in cui la cava di raffreddamento è ricavata sulle pareti laterali involucro 71.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, l’elemento giacca 8 è calzabile assialmente sull’involucro motore 7 avendo una forma complementare a detto involucro motore 7: il diametro esterno delle pareti laterali involucro 71 corrisponde con il diametro interno delle pareti laterali involucro 81. In altre parole, nell’impegno reciproco tra involucro motore 7 e elemento giacca 8 detta cava di raffreddamento 710 è chiusa.

Nella variante di realizzazione in cui elemento giacca 8 e involucro motore 7 sono un unico componente, la cava di raffreddamento è un “condotto di raffreddamento laterali” direttamente ricavato internamente a detti componenti; preferibilmente detto condotto di raffreddamento ha andamento elicoidale.

Secondo una forma preferita di realizzazione, la parete di fondo 72 comprende condotti di raffreddamento 726 fluidicamente connessi con la camera di raffreddamento motore elettrico 60. In questo modo, il liquido di raffreddamento del circuito di raffreddamento ausiliario scorre anche in detti condotti di raffreddamento 726. Secondo una forma preferita di realizzazione, il gruppo pompa 1 comprende una unità elettronica di comando 10 adatta a comandare l’azionamento del motore elettrico 4. Preferibilmente, detta unità elettronica di comando 10 comprende una scheda elettronica comando collegata al motore elettrico 4 ed in particolare allo statore 42. In accordo con una forma preferita di realizzazione, l’unità elettronica di comando 10 è montata su detta parete di fondo 72. Preferibilmente, il corpo pompa 5 comprende anche una porzione di comando 15 nella quale è alloggiata detta elettronica di comando 10. Preferibilmente, la porzione di comando 15 è montata sulla pozione motore 6, preferibilmente sporgendo dalla parete di fondo 72. Preferibilmente, la porzione di comando 15 è raffreddata dai condotti di raffreddamento 726 ricavati nella parete di fondo 72.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, il corpo pompa 5 comprende inoltre una porzione girante 9 comprendo una camera girante 92 fluidicamente collegabile all’impianto di raffreddamento motore del veicolo in maniera tale da ricevere l’liquido di raffreddamento in aspirazione e movimentarla in mandata.

In altre parole, nella camera girante 92 è alloggiata la girante 2, e detta camera girante 92 presenta una o più aperture fluidiche di ingresso e una o più aperture fluidiche di uscita fluidicamente connesse con l’impianto di raffreddamento motore.

Secondo una forma preferita di realizzazione, porzione girante 9 e porzione motore 5 sono reciprocamente separate a tenuta. Preferibilmente, anche porzione motore 5 e porzione di comando 15 sono reciprocamente separate a tenuta.

In accordo con la presente invenzione, in cui porzione girante 9 e porzione motore 5 sono due distinti componenti, tra loro operativamente connessi mediante appositi mezzi di fissaggio (ad esempio mediante viti). In altre parole, porzione girante 9 e porzione motore 5 sono due gusci reciprocamente separati per il contenimento dei rispettivi componenti.

Secondo una forma preferita di realizzazione, l’albero di comando 3 comprende un semialbero motore 31 alloggiato nella porzione motore 5 e un semialbero girante 32 alloggiato nella porzione girante 9; preferibilmente, detto semialbero girante 32 comprende l’estremità girante 322 sulla quale la girante 2 è connessa.

Preferibilmente, il motore elettrico 4 ed in particolare il rotore 41, è montato solidalmente al semialbero motore 31.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, il semialbero motore 31 e il semialbero girante 32 sono tra loro operativamente collegabili in maniera tale che l’azione rotatoria subita dal semialbero motore 31 è trasmessa al semialbero girante 32 e quindi alla girante 2.

Preferibilmente, il semialbero motore 31 e il semialbero girate 32 hanno rispettive estremità di impegno mediante le quali è ottenuto l’accoppiamento rotazionale tra i due semialberi. Preferibilmente, le due estremità di impegno sono rispettivamente unite tra loro mediante il principio di funzionamento ed accoppiamento del giunto Oldham. In particolare, è garantito l’accoppiamento tra i due semialberi anche quando questi non sono perfettamente allineati tra loro, risolvendo efficacemente l’eventuale scarico di forze di taglio o flessione sui due semialberi.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, il semialbero motore 31 è supportato in rotazione (ad esempio mediante uno o più gruppi cuscinetto) dalla porzione motore 6 del corpo pompa 5, preferibilmente lungo l’asse X-X.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, il semialbero girante 32 è supportato in rotazione (ad esempio mediante uno o più gruppi cuscinetto) dalla porzione girante 9 del corpo pompa 5, preferibilmente lungo l’asse X-X.

Secondo una forma preferita di realizzazione, la camera motore 74 è chiusa a tenuta contenendo un predefinito quantitativo di olio di raffreddamento che bagna il motore elettrico 4. Preferibilmente, detto olio di raffreddamento è movimentato dall’azione rotatoria del rotore 41. Allo stesso tempo detto olio di raffreddamento è anche adatto a lubrificare i cuscinetti di supporto contenuti in detta camera motore 74.

Sono anche realizzabili forme di realizzazione alternative di gruppo pompa 1. Ad esempio, sono realizzabili forme di realizzazione in cui il gruppo pompa 1 si presenta con un azionamento duale, ossia sia elettrico che meccanico. In altre parole, l’albero di comando 3 si estende in lunghezza oltre la parete di fondo 72 e presenta una estremità per l’azionamento meccanico. Su detta estremità è previsto il posizionamento di un organo di comando meccanico come ad esempio una puleggia elettromagnetica.

Anche il gruppo pompa 1 ad azionamento duale presenta il suddetto elemento giacca 8 e presenta la possibilità di ottenere un raffreddamento comandato della porzione motore 6 in accordo con quanto sopra descritto.

Innovativamente, il gruppo pompa oggetto della presente invenzione soddisfa le esigenze di raffreddamento del motore elettrico e superando gli inconvenienti appartenenti alle soluzioni facenti parte dello stato della tecnica di cui si è detto.

Vantaggiosamente, il gruppo pompa oggetto della presente invenzione presenta un raffreddamento del motore elettrico comandato ed efficiente.

Vantaggiosamente, è sfruttato un apposito liquido di raffreddamento per il raffreddamento dell’azionamento elettrico del gruppo pompa. Vantaggiosamente, detto liquido di raffreddamento è quello in circolo nell’impianto di raffreddamento è regolato dalla rotazione della girante stessa. Vantaggiosamente, detto liquido di raffreddamento circola in un altro impianto previsto nel veicolo, Vantaggiosamente il flusso di liquido di raffreddamento gestito in movimentazione dalla girante è specificatamente destinato al raffreddamento del motore del veicolo (motore a combustione interna e/o elettrico), e non è destinato nemmeno in parte a raffreddare il motore elettrico del gruppo pompa stesso.

Vantaggiosamente, il gruppo pompa ha una forma e dimensioni semplici e compatte. Vantaggiosamente, il raffreddamento del motore elettrico è ottenuto senza necessitare di stravolgimenti dimensionali o geometrici del gruppo pompa. Lo stesso motore elettrico operando in condizioni, e temperatura, ottimali, è adatto ad avere dimensioni compatte e contenute.

Vantaggiosamente, il gruppo pompa distingue totalmente la porzione girante (o idraulica) dalla porzione motore (o di comando). In questo modo sono separate anche le rispettive problematiche che sono circoscritte ai rispettivi componenti che sono quindi progettabili ad hoc.

Vantaggiosamente, quindi, la porzione motore, e quindi la componentistica elettrica del gruppo pompa è totalmente asciutta e non bagnata dall’liquido di raffreddamento movimentata dalla girante.

Vantaggiosamente, i due semialberi sono reciprocamente impegnati in maniera semplice e intuitiva. Vantaggiosamente i due semialberi sono progettabili in funzione delle rispettive sollecitazioni subite.

Vantaggiosamente, è prevedibile una forma di realizzazione di gruppo pompa duale che sfrutta pienamente i vantaggi di cui sopra.

E' chiaro che un tecnico del settore, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche al gruppo pompa tutte contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Inoltre, ciascuna variante descritta come appartenente ad una possibile forma di realizzazione è realizzabile indipendentemente dalle altre varianti descritte.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo pompa (1), per un impianto di raffreddamento motore di un veicolo, che si estende rispetto a un asse (X-X) e comprende: - una girante (2) ruotabile rispetto a detto asse (X-X) ed adatta a movimentare un quantitativo di liquido di raffreddamento nell’impianto di raffreddamento motore; - un albero di comando (3) che si estende in lunghezza lungo l’asse (X-X) comprendendo una estremità girante (322) sulla quale è solidalmente montata la girante (2); - un motore elettrico (4) è solidalmente montato su detto albero di comando (3) per comandarlo in rotazione; - un corpo pompa (5) che comprende una porzione motore (6) di alloggio del motore elettrico (4) comprendente: i) un involucro motore (7) che comprende pareti laterali (71) sostanzialmente parallele all’asse (X-X) e una parete di fondo (72) sostanzialmente ortogonale all’asse (X-X), in cui le pareti laterali involucro (71) e la parete di fondo (72) definiscono internamente una camera motore (74) nella quale è alloggiato il motore elettrico (4); ii) un elemento giacca (8) comprendente pareti laterali giacca (81), in cui pareti laterali involucro (71) e pareti laterali giacca (81) definiscono una camera di raffreddamento motore elettrico (60) nella quale scorre un liquido di raffreddamento.
2. 2. Gruppo pompa (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui le pareti laterali involucro (71), sul lato esterno, comprendono almeno una cava di raffreddamento (710) che definisce almeno una porzione della camera di raffreddamento motore elettrico (60).
3. 3. Gruppo pompa (1) in accordo con la rivendicazione 2, in cui detta cava di raffreddamento (710) si estende in maniera elicoidale rispetto all’asse (X-X).
4. 4. Gruppo pompa (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui le pareti laterali giacca (81) sul lato interno, comprendono almeno una cava di raffreddamento che definisce almeno una porzione della camera di raffreddamento motore elettrico (60), in cui preferibilmente detta cava di raffreddamento si estende in maniera elicoidale rispetto all’asse (X-X).
5. 5. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 3, cui l’elemento giacca (8) è calzabile assialmente sull’involucro motore (7) avendo una forma complementare a detto involucro motore (7), in maniera tale che il diametro esterno delle pareti laterali involucro (71) corrisponde con il diametro interno delle pareti laterali involucro (81).
6. 6. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui l’elemento giacca (8) è ricavato di pezzo sull’involucro motore (7).
7. 7. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la parete di fondo (72) comprende condotti di raffreddamento (726) fluidicamente connessi con la camera di raffreddamento motore elettrico (60) in maniera tale che il liquido di raffreddamento del circuito di raffreddamento ausiliario è adatto a scorrere anche in detti condotti di raffreddamento (726).
8. 8. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le pareti laterali giacca (81) comprendono una bocca di ingresso (811) attraverso la quale fluisce liquido di raffreddamento in ingresso alla camera di raffreddamento motore elettrico (60) e una bocca di uscita (812) attraverso la quale fluisce liquido di raffreddamento in uscita dalla camera di raffreddamento motore elettrico (60).
9. 9. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo pompa (5) comprende, inoltre, una porzione girante (9) comprendo una camera girante (92) fluidicamente collegabile all’impianto di raffreddamento motore del veicolo in maniera tale da ricevere un liquido di raffreddamento in aspirazione e movimentarlo in mandata.
10. 10. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione girante (9) e la porzione motore (5) sono due distinti componenti, tra loro operativamente connessi mediante appositi mezzi di fissaggio, in cui l’albero di comando (3) comprende un semialbero motore (31) alloggiato nella porzione motore (5) e un semialbero girante (32) alloggiato nella porzione girante (9) e comprendente l’estremità girante (322) sulla quale la girante 2 è connessa.
11. 11. Gruppo pompa (1) in accordo con la rivendicazione 10, in cui il semialbero motore (31) e semialbero girante (32) sono tra loro operativamente collegabili in maniera tale che l’azione rotatoria subita dal semialbero motore (31) è trasmessa al semialbero girante (32) e quindi alla girante (2).
12. 12. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il motore elettrico (4) comprende un rotore (41) montato sull’albero di comando (3) e uno statore (42), in cui detto statore (42) è appositamente conformato per alloggiare nella camera motore (74), preferibilmente impegnando le pareti laterali involucro (71).
13. 13. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la camera motore (74) è chiusa a tenuta contenendo un predefinito quantitativo di olio di raffreddamento che bagna il motore elettrico (4), preferibilmente movimentato dall’azione rotatoria del rotore (41) compreso nel motore elettrico (4).
14. 14. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’involucro motore (7) comprende anche un piatto di chiusura (73) adatto a chiudere la camera motore (74) in una posizione assiale opposta alla parete di fondo (72), presentando un’apertura di passaggio (730) attraverso la quale si estende l’albero di comando (3).
15. 15. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un azionamento meccanico di comando, in cui l’albero di comando (3) si estende in lunghezza attraverso la parete di fondo (72) e comprende una estremità meccanica opposta all’estremità girante (722), in cui su detta estremità meccanica è montata una puleggia di comando.
16. 16. Gruppo pompa (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, comprendente una unità elettronica di comando (10) adatta a comandare l’azionamento del motore elettrico (4), in cui detta unità elettronica di comando (10) è montata su detta parete di fondo (72).