ITMI20090560A1

ITMI20090560A1 - Dispositivo a innesto ad attrito e giunti di foucault per la trasmissione del moto a ventole di raffreddamento del motore di veicoli

Info

Publication number: ITMI20090560A1
Application number: IT000560A
Authority: IT
Inventors: Piercarlo Boffelli
Original assignee: Baruffaldi Spa
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-10-08
Also published as: IT1393556B1

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo a cinque velocitÃ per la trasmissione del moto a ventole di raffreddamento del liquido refrigerante di veicoli.

E' nota nella tecnica di raffreddamento dei liquidi refrigeranti contenuti nei radiatori di autoveicoli, la necessitÃ di forzare aria sul radiatore stesso, al fine di ottenere una piÃ¹ rapida dissipazione di calore dal liquido verso l'esterno, detto flusso di aria forzata essendo ottenuto ponendo in rotazione una ventola, normalmente montata sull'albero della pompa dell'acqua, o sull'albero motore, o su un albero rinviato e fisso, portante una puleggia che prende moto da una cinghia azionata dall'albero motore. E' anche noto che detta ventola deve essere posta in rotazione solamente al raggiungimento di una certa prefissata temperatura dell'acqua, rilevata tramite un termostato che aziona una frizione elettromagnetica la cui chiusura provoca l'avvio in rotazione della ventola.

PiÃ¹ in dettaglio si richiede che una ventola per autoveicolo possa ruotare:

- a velocitÃ ridotta rispetto a quella dell'albero motore per raffreddamenti in condizioni di bassa temperatura esterna,

- a velocitÃ pari o addirittura maggiori di quella dell'albero motore corrispondentemente a temperature esterne piÃ¹ elevate o all'uso in condizioni gravose che determinano il surriscaldamento del motore,

a velocitÃ nulla, ovvero con ventola che non ruota affatto e si mantiene in condizioni di folle rispetto all'albero motore, per temperature particolarmente basse alle quali l'ulteriore raffreddamento Ã ̈ inutile o addirittura dannoso.

Nel tentativo di ottenere tali comportamenti sono stati realizzati degli innesti di tipo misto con frizioni ad attrito a comando elettromagnetico e giunti a trascinamento basati sullo sfruttamento di correnti parassite generate dalla rotazione di un elemento conduttore in vicinanza di magneti permanenti, i quali, seppure funzionali, risultano i limitate prestazioni, di assemblaggio complesso. Oltre a ciÃ² i dispositivi noti non prevedono la possibilitÃ di mantenere una seppur lenta rotazione della ventola (fail safe) nel caso di rottura e/o interruzione completa dell'alimentazione alle bobine delle frizioni come si verifica ad esempio in caso di totale assenza di corrente.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un dispositivo di trasmissione del moto di rotazione ad una ventola di raffreddamento del liquido refrigerante di autoveicoli, che consenta di far girare la ventola con un numero di giri diverso da quello dell'albero motore e determinabile in funzione della effettiva necessitÃ di raffreddamento del motore, il quale dispositivo risulti di dimensioni compatte e formato da un ridotto numero per l'effetto da ottenere.

Nell'ambito di tale problema, risulta anche conveniente che il dispositivo sia atto a garantire una rotazione di sicurezza della ventola anche in caso di guasto dei relativi dispositivi di alimentazione e controllo.

Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un dispositivo di trasmissione del moto ad una ventola di raffreddamento del liquido refrigerante di un autoveicolo, secondo le caratteristiche di rivendicazione 1.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione del trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati nei quali si mostra :

in figura 1 :una sezione assiale schematica di una prima forma di attuazione del dispositivo di trasmissione del moto alla ventola secondo il presente trovato e

in figura 2 : una sezione assiale schematica di una seconda forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato.

Come illustrato in fig. 1, la ventola 1 di raffreddamento Ã ̈ vincolata ad una flangia la, di supporto, disposta su un cuscinetto 1b montato su un cannotto 20a esteso nella direzione longitudinale X-X, assunta per comoditÃ di descrizione, coassiale con l'asse di rotazione del dispositivo .

Il cannotto 20a Ã ̈ solidale in rotazione ad un rotore 131 azionato da una cinghia 3 agente su una puleggia 3a solidale al rotore e collegata all'albero motore (non illustrato); detto rotore 131 costituisce l'elemento rotante di un primo innesto 100 comprendente un elettromagnete 132 anulare, fisso, concentrico al rotore 131, e montato sull'anello esterno di un cuscinetto 11 interposto tra il rotore 131 e una flangia fissa 12 di supporto, solidale al basamento 10 del motore; l'elettromagnete 132 Ã ̈ elettricamente collegato ad un termostato (non illustrato) ad esempio della temperatura del fluido di raffreddamento.

Da parte opposta all'elettromagnete 132 rispetto al rotore 131, Ã ̈ disposta un'ancora 133 che Ã ̈ collegata al supporto la della ventola 1, tramite un elemento elastico 133a atto a consentire movimenti assiali dell'ancora 133, ma ad impedire la rotazione relativa tra ancora e supporto.

Sul cannotto 20a sono anche montati due ulteriori innesti rispettivamente 200 e 300 a correnti parassite per la trasmissione del moto alla ventola 1.

PiÃ¹ in dettaglio sul cannotto 20a Ã ̈ montata la prima parte 220 motrice di un secondo innesto 200 la cui altra parte 210 condotta Ã ̈ solidale al supporto la della ventola 1.

Detta prima parte 220 motrice dell'innesto 200 comprende un anello 221, in materiale conduttivo, integrale con un supporto 221a che Ã ̈ in materiale amagnetico, quale, ad esempio, alluminio pressofuso .

La seconda parte 210 condotta dell'innesto Ã ̈ formata da un anello 213 di contenimento, in materiale amagnetico, che porta dei magneti permanenti 214.

Con tale configurazione, la prima parte 210 del primo innesto costituisce la parte di generazione del moto dell'innesto 200 stesso che, tramite l'interazione tra l'anello conduttivo 221 e i magneti permanenti 214, determina il generarsi di correnti di Foucault con concatenamento a induzione con la parte 210 condotta, che viene trascinata in rotazione ponendo in rotazione il supporto la e quindi la ventola 1.

Il primo innesto 200 Ã ̈ comandato in rotazione tramite una relativa prima frizione elettromagnetica 230 la quale comprende:

- un elettromagnete 232, fisso, montato su un cuscinetto 232a calettato sul cannotto 20a, l'elettromagnete Ã ̈ bloccato alla rotazione tramite relativi mezzi di bloccaggio 232b ed elettricamente collegato alla centralina di controllo del veicolo; - un rotore 231 collegato al cannotto 20a dal quale Ã ̈ azionato in rotazione;

un'ancora 233 disposta da parte opposta all'elettromagnete 232 rispetto al rotore 231 e collegata tramite un rinvio 233c ad un disco 215 di supporto della parte rotorica 220 dell'innesto 200; tra l'ancora 233 e il rinvio 233c disco 215 Ã ̈ interposto un elemento elastico 233a atto a consentire a consentire la traslazione nei due sensi della direzione longitudinale dell'ancora 233, ma ad impedire la rotazione relativa tra le due parti.

Concentricamente al primo innesto 200 di Foucault Ã ̈ disposto un secondo innesto 300 a correnti parassite comprendente una relativa prima parte 320 motrice e una seconda parte 310 condotta solidale al supporto la della ventola 1.

Detta prima parte 320 motrice del secondo innesto 300 comprende un anello 321, in materiale conduttivo, integrato in un supporto 321a, in materiale amagnetico, quale, ad esempio, alluminio pressofuso;

la seconda parte 310 condotta dell'innesto 300 Ã ̈ formata da un anello 313 di contenimento, in materiale amagnetico, nell'esempio di figura coincidente con l'anello 213 del primo innesto 200, che porta dei magneti permanenti 314 e integrale con il supporto la.

Con tale configurazione, la prima parte 310 motrice del secondo innesto 300 costituisce la parte di generazione del moto dell'innesto stesso che, tramite l'interazione tra anello 321 e i magneti permanenti 314, determina il generarsi di correnti di Foucault con concatenamento a induzione che trascina in rotazione il supporto la e quindi la ventola 1.

Il secondo innesto 300 di Foucault Ã ̈ comandato da una relativa frizione elettromagnetica 330 comprendente un elettromagnete 332 fisso, elettricamente collegato alla centralina di controllo, un rotore 331, nell'esempio ottenuto tramite un allargamento radiale del rotore 231 del primo innesto 200.

Da parte opposta all'elettromagnete 332 rispetto al rotore 331, Ã ̈ disposta un'ancora 333 che Ã ̈ collegata al supporto 321a della parte 320 del secondo innesto 300 di Foucault.

Il collegamento tra ancora 333 e supporto 321a Ã ̈ realizzato con l'interposizione di un elemento elastico 333a atto a consentire movimenti assiali dell'ancora 333, ma ad impedire la rotazione relativa tra ancora e supporto.

Al fine di ridurre gli ingombri assiali si prevede che le due frizioni 230 e 330 siano tra loro concentriche cosÃ¬ come i due innesti 200 e 300 a correnti parassite.

Nella stessa fig.l Ã ̈ anche illustrata, con linea a tratti, la eventuale presenza di un magnete permanente 600 interposto tra il secondo elettromagnete 634 e la prima ancora 233.

In tale configurazione il dispositivo attua anche la condizione di sicurezza denominata "Fail Safe" in quanto in condizioni di funzionamento normale la corrente alimentata al secondo elettromagnete 632 determina la neutralizzazione del campo magnetico di richiamo dell'ancora 233, mentre in caso di mancanza totale di corrente il magnete 600 Ã ̈ comunque in grado di richiamare la prima ancora 233 e garantire una rotazione lenta della ventola 1 che fornisce un seppur minimo raffreddamento del liquido del motore.

In fig.2 Ã ̈ illustrato un esempio di attuazione in variante del dispositivo secondo il trovato in cui l'intero gruppo Ã ̈ montato su un albero 1020a mosso in rotazione da una puleggia 1003a azionata da una cinghia 3 come nel caso precedente; si prevede tuttavia che l'albero 1020a possa essere coassiale e azionato dall'albero motore non illustrato.

In tal caso si prevede che sull'albero 1020a sia calettato un cuscinetto 1011 di supporto di una flangia 1012 al cui interno sono concentricamente montati i tre elettromagneti 132,232,332 dei rispettivi innesti 100 ad attrito e 200,300 a correnti parassite.

Frontalmente a detta flangia 1012 Ã ̈ disposto il rotore 1131 solidale all'albero 1020a con il quale ruota costituendo l'unico rotore per i 3 innesti 100,200,300 che comprendono:

- una relativa prima ancora 133 collegata al supporto 1001a della ventola 1 rotante su un cuscinetto 1001b calettato sull'albero 1020a;

- un'ancora 333 radialmente piÃ¹ interna collegata al supporto 321 della parte motrice 310 del secondo innesto di Foucault 300, supporto che Ã ̈ montato sul cuscinetto 334 calettato su un cannotto sagomato 334a interposto tra l'albero motore 1020a e la ralla esterna del cuscinetto 235 del primo innesto 200;

- un'ancora 233 solidale al supporto 221a del primo innesto di Foucault 200 attraverso lo stesso cannotto sagomato 334a del detto cuscinetto 334. Le rimanenti parti degli innesti sono equivalenti a quelle giÃ descritte e quindi la descrizione non viene ripetuta.

Con entrambe le configurazioni sopra descritte Ã ̈ possibile ottenere almeno cinque differenti velocitÃ di rotazione della ventola 1 e precisamente :

a) in condizioni di elettromagneti 132,232,332 tutti diseccitati, nessun moto Ã ̈ trasmesso alla ventola 1 che rimane in folle;

b) in condizioni di elettromagnete 132 eccitato ed elettromagneti 232,332 diseccitati l'ancora 133 del primo innesto 100 viene richiamata sul rotore 131 e fa ruotare la ventola 1 con la stessa velocitÃ del rotore stesso (vel.max);

c) in condizioni di elettromagnete 132 diseccitato, elettromagnete 232 eccitato ed elettromagnete 332 diseccitato, viene richiamata l'ancora 233 del primo innesto 200 di Foucault comandando in rotazione la parte motrice 220 del primo giunto di Focault stesso che pone in rotazione la ventola 1 con una prima velocitÃ ridotta rispetto a quella diretta a causa dello slittamento relativo fra la parte motrice 220 e la parte condotta 210 del giunto di Foucault;

d) in condizioni di elettromagnete 132 diseccitato, elettromagnete 232 diseccitato ed elettromagnete 332 eccitato, viene richiamata l'ancora 333 del secondo innesto 300 di Foucault comandando in rotazione la parte motrice 320 dello stesso che pone in rotazione la ventola 1 con una seconda velocitÃ ridotta rispetto a quella diretta a causa dello slittamento relativo fra la parte motrice 320 e la parte condotta 310 del giunto di Foucault;

e) in condizioni di elettromagnete 132 diseccitato, elettromagneti 232 e 332 entrambi eccitati, vengono richiamate entrambe le ancore 233,333 degli innesti di Foucault 200,300 che, sommando i loro effetti, determinano una terza velocitÃ ridotta rispetto a quella diretta a causa degli slittamenti relativi fra la rispettive parti motrici 220,320 e condotte 210,310 dei due giunti di Foucault.

Risulta pertanto come il dispositivo a doppia ancora secondo il trovato consenta di ottenere il richiesto funzionamento a piÃ¹ velocitÃ e folle con ridotti ingombri sia assiali che radiali e un ridotto numero di parti, consentendo inoltre di evitare l'uso di cuscinetti speciali con conseguente riduzione dei relativi costi di produzione, assemblaggio e manutenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di trasmissione del moto ad una ventola (1) di raffreddamento del liquido refrigerante di un autoveicolo, comprendente: mezzi (20a;1020a) di supporto sui quali la ventola (1) Ã ̈ montata tramite un relativo supporto (lb) folle; caratterizzato dal fatto che comprende un innesto elettromagnetico (100) ad attrito comprendente almeno un primo elettromagnete (132), un rotore (131,-1031) e un'ancora (133) collegata al supporto (lb) folle della ventola (1), un primo innesto (200) a correnti parassite di Foucault comandato da una relativa frizione elettromagnetica (230) comprendente un primo elettromagnete (232), un rotore (231) e un'ancora (233), un secondo innesto (300) a correnti parassite di Foucault comandato da una relativa frizione elettromagnetica (330) comprendente un primo elettromagnete (332), un rotore (331) e un'ancora (333) il dispositivo essendo atto a determinare almeno quattro differenti velocitÃ di rotazione e una condizione di folle della ventola (1).
2 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'innesto elettromagnetico ad attrito (100) e detti primo (200) e secondo (300) innesto di Foucault e le relative frizioni (230,330) di comando sono portati da un cannotto (20a) coassiale vincolato al rotore (131) della frizione ad attrito (100).
3 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'innesto ad attrito (100) e detti primo (200) e secondo (300) innesto di Foucault sono tra loro disassati nella direzione longitudinale
4. Dispositivo secondo rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detti primo (200) e secondo (300) innesto di Foucault sono tra loro concentrici.
5. Dispositivo secondo rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che dette prima (230) e seconda (330) frizione elettromagnetica di comando del rispettivo giunto di Foucault sono tra loro concentriche .
6. Dispositivo secondo rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detti primo (200) e secondo (300) innesto di Foucault presentano parte motrice (220,320) solidale alla rispettiva ancora (233,333) della frizione di comando (230,330) e parte condotta (210,310) solidale al supporto (la) della ventola (1).
7. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'innesto elettromagnetico ad attrito (100) e detti primo (200) e secondo (300) innesto di Foucault e le relative frizioni (230,330) di comando sono portati da un albero (1020a) coassiale.
8. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il rotore (131;1131) della frizione ad attrito (100;1100) Ã ̈ mosso in rotazione tramite una relativa puleggia (3;1003a) collegata all'albero motore tramite una cinghia (3) o direttamente dall'albero motore coassiale.
9. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'innesto elettromagnetico ad attrito (100) e detti primo (200) e secondo (300) innesto di Foucault sono tra loro concentrici.
10 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le frizioni (130,230,330) di comando degli innesti ad attrito (100) e di Foucault (200,300) sono tra loro concentriche.
11. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che tra l'elettromagnete e l'ancora di almeno uno dei due innesti di Focault Ã ̈ interposto un magnete permanente atto a determinare un funzionamento "fail safe".