ITBS20100122A1 - Pompa di raffreddamento con innesto - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione una pompa meccanica di raffreddamento, in particolare per uso automobilistico.

E' ben noto come la pompa di raffreddamento sia il componente principale del circuito di raffreddamento per motori termici, soprattutto nell'ambito dei veicoli. Vi à ̈ dunque grande attenzione alla corretta progettazione di tali componenti e al miglioramento continuo delle loro prestazioni.

In particolare, molta cura à ̈ prestata alla regolazione della portata della pompa in funzione delle condizioni di lavoro del motore termico, in modo che la portata possa variare secondo le esigenze di dissipazione termica del motore, mantenendo nel contempo un funzionamento ottimale nelle altre condizioni di lavoro.

Esistono soluzioni in cui tale regolazione avviene tramite l'impiego di valvole di parzializzazione, come per la pompa descritta nel documento PCT/IT2009/000269, a nome della Richiedente.

Talvolta, tuttavia, Ã ̈ utile l'utilizzo di sistemi di regolazione elettrici, che, ad esempio, hanno tempi di risposta inferiori.

Esistono, tal proposito, pompe meccaniche di raffreddamento provviste di un dispositivo di innesto elettromagnetico posto fra la puleggia e l'albero della pompa.

Tuttavia, tali soluzioni, evidenziano sovente problemi di affidabilità e di progettazione dei componenti del dispositivo di innesto, soprattutto legati agli ingombri.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una pompa meccanica di raffreddamento, in particolare per autoveicoli, che soddisfi le suddette esigenze e superi gli inconvenienti di cui si à ̈ detto con riferimento all'arte nota.

Tale scopo à ̈ raggiunto da una pompa di raffreddamento realizzata in accordo con la rivendicazione 1.

Le caratteristiche ed i vantaggi della pompa di raffreddamento secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:

- la figura 1 mostra una vista assonometrica in sezione di una pompa di raffreddamento secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 mostra la pompa della figura 1 a parti separate;

- la figura 3 illustra una vista in sezione della pompa della figura 1, in una configurazione attiva di funzionamento;

- la figura 4 illustra una vista in sezione della pompa della figura 1, in una configurazione inattiva di non funzionamento;

- la figura 5a rappresenta una vista assonometrica di un dispositivo di impegno della pompa secondo la presente invenzione, in accordo con una forma di realizzazione;

- la figura 5b rappresenta una sezione longitudinale del dispositivo di impegno della figura 5a;

- la figura 6 mostra una vista assonometrica in sezione di un dispositivo di attivazione della pompa secondo la presente invenzione, in accordo con una forma di realizzazione; e

- la figura 7 illustra una vista in sezione di una pompa secondo la presente invenzione, in accordo con una ulteriore forma di realizzazione.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, una pompa di raffreddamento 1 ad azionamento meccanico, in particolare per veicoli, comprende un corpo pompa 2, in genere realizzato in u unico pezzo, provvisto di un vano interno passante comprendente un vano albero 4a e un vano principale 4b, in successione, da una parte all'altra del corpo 2.

La pompa 1 comprende inoltre un albero 6 alloggiato nel vano interno del corpo 2, rotante attorno ad un asse di rotazione Z, sporgente anteriormente a sbalzo nel vano principale 4b, supportato da cuscinetti di rotolamento o di strisciamento nel vano albero 4a e tale da fuoriuscire posteriormente dal vano albero 4a.

La pompa 1 à ̈ inoltre collegata ad una puleggia 8, fissata coassialmente all'albero 6, all'estremità che fuoriesce posteriormente dal vano albero 4a, con la quale à ̈ impegnabile una cinghia o una catena per la rotazione dell'albero.

La pompa 1 comprende inoltre una girante 10, supportata in maniera ruotabile dal corpo pompa 2, coassiale all'asse di rotazione Z dell'albero 6.

Preferibilmente, la girante 10 comprende un corpo girante in un unico pezzo.

Ad esempio, il corpo girante comprende:

- una gonna 14 anulare, radialmente spaziata dall'asse di rotazione Z, avente estensione assiale tale da sovrapporsi almeno parzialmente al tratto di albero 6 sporgente nel vano principale 4b;

- una calotta 16 che chiude frontalmente la gonna 14; - una pluralità di palette 18, sporgenti assialmente e/o radialmente dalla calotta 16, per operare sul liquido di raffreddamento.

Preferibilmente, la calotta 16 prevede internamente, ossia rivolta verso il vano principale 4b, una superficie di impegno 16a anulare, ad esempio in forma di corona circolare coassiale all'asse di rotazione Z e giacente su un piano ortogonale all'asse di rotazione Z, oppure, in una variante di realizzazione, in forma di superficie troncoconica coassiale all'asse di rotazione Z.

Preferibilmente, il corpo pompa 2 comprende una parete di supporto girante 20 anulare, spaziata radialmente dalla gonna 14 della girante, almeno parzialmente sovrapposta assialmente a questa.

Inoltre, la pompa 1 comprende mezzi di supporto in rotolamento della girante, adatti a supportare la girante per consentirne la rotazione.

Ad esempio, detti mezzi di supporto in rotolamento comprendono un cuscinetto 30, alloggiato fra la parete di supporto girante 20 e la gonna 14. Preferibilmente, il cuscinetto 30 Ã ̈ a tenuta di liquido fra l'anello interno (fissato alla gonna 14 della girante) e l'anello esterno (supportato dalla parete di supporto girante 20), almeno dal lato palette.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione (figura 7), la pompa 1 comprende una tenuta 100, ad esempio a strisciamento o a labirinto, posta fra l'esterno ed il vano principale 4b. Ad esempio la tenuta 100 Ã ̈ affiancata al cuscinetto 30, verso l'esterno.

In tal modo, il vano principale 4b del corpo pompa à ̈ stagno rispetto all'ambiente esterno alla girante, in cui si trova il liquido di raffreddamento.

La pompa 1 comprende inoltre un gruppo di innesto adatto a svincolare in rotazione, a comando, la girante 10 dall'albero 6, alloggiato nel vano principale 4b del corpo pompa 2.

Il gruppo di innesto comprende un dispositivo di impegno 40 comprendente una piastra di contatto 42 avente una superficie di contatto 42a, disposta su un piano ortogonale all'asse di rotazione Z, rivolta verso la girante 10, ed in particolare affacciata alla superficie di impegno 16a della gonna 16 della girante.

Preferibilmente, la superficie di contatto 42a prevede materiale d'attrito; preferibilmente, l'intera piastra di contatto 42 Ã ̈ realizzata in materiale d'attrito.

Ulteriormente, il dispositivo di impegno 40 comprende un corpo di supporto 44 comprendente un mozzo 46 fissato coassialmente all'albero 6, ed in particolare al tratto di questo sporgente nel vano principale 4b, ed una corona 48, collegata al mozzo, ad esempio tramite razze, sporgente radialmente da questo.

Almeno nella porzione che si sovrappone radialmente alla piastra di impegno 42, la corona 48 Ã ̈ spaziata assialmente da questa.

Preferibilmente, inoltre, la corona 48 ha estensione radiale pari a quella della piastra di impegno 42.

Inoltre, il dispositivo di impegno 40 comprende una piastra elastica 50, interposta fra la piastra di impegno 42 e la corona 48 del corpo di supporto 46.

La piastra elastica 50 à ̈ solidale al corpo di supporto 46 del dispositivo di impegno 40, ed à ̈ in particolare fissata al mozzo 48 di questo, ad esempio tramite elementi filettati 52.

Pertanto, la piastra elastica 50 presenta una regione fissa 50a, corrispondente sostanzialmente alla regione fissata al mozzo 46, praticamente indeformabile, ed una regione deformabile 50b, che si estende radialmente dalla regione fissa 50a, deformabile in modo più accentuato della regione fissa.

In particolare, la regione deformabile 50b à ̈ fissata alla piastra di impegno 42 ed una deformazione assiale di detta regione deformabile 50b, provoca un arretramento assiale di detta piastra deformabile 42 rispetto alla condizione di riposo.

Almeno nella porzione che si sovrappone radialmente alla regione deformabile 50b della piastra elastica 50, la corona 48 Ã ̈ spaziata assialmente da questa.

Preferibilmente, la piastra elastica 50 Ã ̈ realizzata in un sol pezzo, ad esempio in acciaio.

Preferibilmente, inoltre, la piastra elastica ha forma trilobata ed à ̈ fornita di finestrature 54 per agevolarne la deformazione.

Il dispositivo di impegno 40 Ã ̈ magneticamente reattivo; in altre parole, sotto l'azione di un campo magnetico che genera un'azione di attrazione assiale, la regione deformabile della piastra elastica si deforma, facendo arretrare assialmente la piastra di impegno rispetto alla posizione assunta nella configurazione attiva di funzionamento.

A tal fine, la piastra di impegno e/o la piastra elastica sono realizzate in materiale ferromagnetico o con inserti in materiale ferromagnetico, preferibilmente acciaio.

Ulteriormente, il gruppo di innesto comprende un dispositivo di attivazione 70 adatto a generare elettricamente un campo magnetico adatto ad attivare il dispositivo di impegno 40.

Il dispositivo di attivazione 70 comprende un elettromagnete costituito, ad esempio, da un'armatura esterna 72, un'armatura interna 74 ed un avvolgimento in rame 76 disposto fra le armature.

Il dispositivo di attivazione 70 Ã ̈ alloggiato nel vano principale 4b del corpo pompa 2, coassialmente all'albero 2, che lo attraversa, fissato al corpo pompa 2, ossia non trascinabile in rotazione dall'albero.

Inoltre, il dispositivo di attivazione 70 Ã ̈ preferibilmente disposto da parte opposta alla girante rispetto al dispositivo di impegno 40, ossia in modo che la piastra di impegno 42 si trovi fra la regione di impegno 16a della girante e la bobina 76.

Secondo una forma di realizzazione, la pompa 1 comprende inoltre un cuscinetto secondario 90, il cui anello esterno à ̈ supportato dal corpo pompa 2, all'interno del vano principale 4b, e l'anello interno à ̈ impegnabile con la corona 48 del dispositivo di impegno 70, per supportarlo in rotazione.

In una configurazione attiva o di funzionamento, il dispositivo di attivazione 70 Ã ̈ disattivato, ossia non riceve una alimentazione elettrica tale da generare un campo magnetico sufficiente allo spostamento della piastra di impegno 42 (figura 3).

In detta configurazione, il dispositivo di impegno 40 Ã ̈ impegnato con la girante 10.

In particolare, la piastra 42 Ã ̈ a riscontro della regione di impegno 16a della calotta 16 della girante, spinta verso la girante dall'azione esercitata dalla piastra elastica 50.

La girante 10, la piastra di impegno 42 e l'albero 6 sono pertanto solidali in rotazione, così che alla rotazione dell'albero 6 imposta dalla puleggia 8, corrisponde una rotazione della girante 10.

In una configurazione inattiva o di non funzionamento, il dispositivo di attivazione 70 Ã ̈ attivato, ossia riceve una alimentazione elettrica tale da generare un campo magnetico sufficiente all'arretramento della piastra di impegno 42 (figura 4).

In detta configurazione, il dispositivo di impegno 40 Ã ̈ disimpegnato dalla girante 10. In particolare, la piastra 42 Ã ̈ sganciata della regione di impegno 16a della calotta 16 della girante.

Pertanto, la rotazione dell'albero 6 non trascina in rotazione la girante.

Il dispositivo di attivazione 70 Ã ̈ comandato da mezzi di controllo che, ad esempio, alimentano elettricamente il dispositivo di attivazione 70 in modo da attivarsi e disattivarsi secondo una desiderata successione temporale, in modo da seguire le esigenze di raffreddamento del motore termico.

Innovativamente, la pompa secondo la presente invenzione consente di regolare il raffreddamento del motore secondo le esigenze di raffreddamento dovute alle condizioni di impiego con tempi di risposta molto ridotti.

Vantaggiosamente, inoltre, la pompa manifesta una notevole affidabilità, anche per quanto riguarda il dispositivo di impegno, e dimensioni ridotte.

Ciò à ̈ principalmente dovuto al fatto che il gruppo di innesto à ̈ alloggiato nel vano principale della pompa ed à ̈ quindi soggetto a sforzi ridotti rispetto alle soluzioni che prevedono dispositivi di innesto fra la puleggia e l'albero.

Vantaggiosamente, inoltre, la pompa manifesta una inerzia in fase di innesto minore che nelle analoghe soluzioni dell'arte nota.

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

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pompa di raffreddamento (1), ad esempio pompa meccanica, per un motore a combustione interna di un veicolo a motore, in particolare un autoveicolo, comprendente: - un corpo pompa (2) provvisto internamente di un vano principale (4b); - un albero (6) con asse di rotazione (Z), sporgente nel vano principale (4b) del corpo pompa (2), destinato ad essere movimentato in rotazione per attivare la pompa; - una girante (10) supportata in maniera ruotabile dal corpo pompa (2); - un gruppo di innesto adatto a vincolare/svincolare in rotazione la girante (10) dall'albero (6), alloggiato nel vano principale (4b) del corpo pompa (2).
2. 2. Pompa secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo di innesto à ̈ elettromagnetico.
3. 3. Pompa secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il gruppo di innesto comprende un dispositivo di impegno (40) adatto a rendere solidali in rotazione meccanicamente la girante e l'albero.
4. 4. Pompa secondo la rivendicazione 3, in cui il dispositivo di impegno à ̈ magneticamente reattivo, disimpegnando la girante e l'albero quando investito da un predeterminato campo magnetico.
5. 5. Pompa secondo la rivendicazione 4, in cui il dispositivo di impegno comprende una piastra di impegno (42) avente una superficie di impegno (42a) rivolta verso la girante (10) in materiale d'attrito.
6. 6. Pompa secondo la rivendicazione 5, in cui la piastra di impegno à ̈ realizzata in materiale ferromagnetico o con inserti in materiale ferromagnetico, ad esempio acciaio.
7. 7. Pompa secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il dispositivo di impegno (40) comprende una piastra elastica (50) fissata all'albero (6) in una regione fissa (50a) e operante sulla piastra di guida (42) in una regione (50b) deformabile elasticamente sotto l'influenza di detto campo magnetico.
8. 8. Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il gruppo di innesto comprende un dispositivo di attivazione elettromagnetico adatto a generare un campo magnetico quando alimentato elettricamente.
9. 9. Pompa secondo la rivendicazione 8, in cui il dispositivo di attivazione à ̈ supportato dal corpo pompa, fissato nel vano principale (4b).
10. 10. Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la girante (10) Ã ̈ supportata dal corpo pompa (2) tramite un cuscinetto di rotolamento (30).
11. 11. Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il vano principale (4b) Ã ̈ a tenuta rispetto all'ambiente esterno alla girante.