ITMI20091864A1

ITMI20091864A1 - Dispositivo di controllo e azionamento di una pompa di ricircolo del fluido refrigerante di un veicolo e di una ventola di raffreddamento del detto fluido

Info

Publication number: ITMI20091864A1
Application number: IT001864A
Authority: IT
Inventors: Piercarlo Boffelli; Poli Erminio De; Fabio Natale
Original assignee: Baruffaldi Spa
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-04-28
Also published as: IT1397171B1

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo di controllo e azionamento di una pompa di ricircolo del fluido refrigerante di un veicolo e di una ventola di raffreddamento del detto fluido. E' nota nel settore della produzione di motori la necessitÃ di raffreddare gli stessi tramite ricircolazione di un fluido di raffreddamento, mosso tramite una corrispondente pompa di ricircolo la cui girante Ã ̈ azionata da un albero mosso da una puleggia e da una cinghia collegata all'albero motore.

E' anche noto che il ricircolo del fluido di raffreddamento deve essere effettuato con portata corrispondente alla effettiva necessitÃ di raffreddamento determinata dalle reali condizioni di utilizzo e dalla temperatura esterna al fine di non mantenere costantemente e inutilmente in rotazione dispositivi che assorbono potenza utile aumentando i consumi del veicolo.

Oltre a ciÃ² si richiede anche che sia analogamente controllata la rotazione della ventola che forza aria per il raffreddamento del detto fluido refrigerante .

Sono anche noti dispositivi di controllo delle dette rotazioni i quali agiscono su un alberino comune alla girante della pompa e alla ventola di raffreddamento; tal dispositivi seppure funzionali non prevedono tuttavia la possibilitÃ di determinare un sufficiente numero di differenti velocitÃ di rotazione delle due parti e in particolare non prevedono una condizione di folle di almeno una delle due, condizione che Ã ̈ invece necessaria per tutti gli utilizzi corrispondenti a periodi di clima freddo durante i quali il raffreddamento non Ã ̈ necessario e anzi ridurrebbe l'efficienza del motore.

Tali dispositivi sono ad esempio noti da EP 1 351 051 a nome della stessa attuale richiedente.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un dispositivo di comando dei mezzi di ricircolo di fluidi di raffreddamento di motori per veicoli e simili e della ventola di raffreddamento dei detti liquidi refrigeranti atto a determinare variazioni della velocitÃ di rotazione dei due elementi tali da risolvere i problemi della tecnica nota.

Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale dispositivo sia di contenuti ingombri, particolarmente in senso assiale e di facile ed economica produzione ed assemblaggio e facilmente installabile anche su gruppi motore giÃ esistenti senza necessitÃ di eccessivi adattamenti speciali. Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un dispositivo di controllo e azionamento di una pompa di ricircolo del fluido refrigerante di un veicolo e di una ventola di raffreddamento del detto fluido secondo le caratteristiche di rivendicazione 1.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell'oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 : una vista in sezione secondo un piano verticale assiale di una prima forma di attuazione del dispositivo di comando secondo il presente trovato;

in figura 2 : una vista in sezione secondo un piano verticale assiale di una seconda forma di attuazione del dispositivo di comando secondo il presente trovato;

in figura 3 : una vista in sezione secondo un piano verticale assiale di una terza forma di attuazione del dispositivo di comando secondo il presente trovato e

in figura 4 : una vista in sezione secondo un piano verticale assiale di una quarta forma di attuazione del dispositivo di comando secondo il presente trovato.

Come illustrato in fig.1 e assunte per sola comoditÃ di descrizione e senza significato limitativo una coppia di riferimento con direzioni rispettivamente longitudinale/assiale X-X, e trasversale/radiale Y-Y nonchÃ© una parte anteriore corrispondente alla parte di accoppiamento con la ventola di raffreddamento e una parte posteriore opposta alla precedente la girante 101 di una pompa 100 di ricircolo del fluido di raffreddamento di veicoli e simili Ã ̈ montata ad una prima estremitÃ di un albero 1 supportato da un gruppo fisso 10 comprendente il corpo 102 della pompa solidale al basamento 10 stesso del motore del veicolo.

Sull'albero 101 Ã ̈ anche applicata una guarnizione 101b di tenuta e, in corrispondenza della estremitÃ opposta a quella della girante 101 anche una ventola 200, atta a forzare aria sul radiatore (non illustrato) di contenimento del fluido mosso dalla pompa 100 per ottenere un raffreddamento del fluido stesso.

Detta ventola 200 Ã ̈ schematizzata con le pale 201 e un disco 202, di supporto delle stesse, montato sull'albero 1 con interposizione di un cuscinetto 202a in modo da risultare folle rispetto all'albero stesso.

Tra la girante 101 della pompa e le pale 201 della ventola 200 di raffreddamento Ã ̈ interposto il dispositivo di controllo e comando secondo il presente trovato che comprende sostanzialmente un primo 300 e un secondo 400 innesto ad attrito tra loro concentrici, e un giunto 500 del tipo a correnti parassite o di Foucault azionato dal primo innesto 300 ad attrito.

I due innesti ad attrito prevedono un comune rotore 200 in forma di "E rovesciato", montato folle sul corpo 102 con interposizione di un cuscinetto 201; il rotore 200 presenta una estensione assiale 202 radialmente esterna, conformata secondo una puleggia 202a atta all'accoppiamento con una cinghia 203 di trasmissione del moto preso da un albero collegato/coincidente con l'albero motore del veicolo.

Il rotore 200 presenta inoltre aperture assiali 204 atte ad interrompere le linee di flusso del campo elettromagnetico al fine di forzare le stesse secondo percorsi preferenziali come risulterÃ meglio evidente nel seguito.

Secondo una prima forma di attuazione (fig.1)

+) il primo innesto 300 ad attrito comprende un primo elettromagnete 310 fisso al basamento 10 e inserito in una prima sede 210 del rotore 200 ; l'elettromagnete 300 Ã ̈ formato da due avvolgimenti indipendenti atti a determinare l'eccitazione dell'elettromagnete su differenti valori della corrente alimentata;

+) in posizione radialmente coincidente all'elettromagnete e assialmente da parte opposta al rotore sono disposte una prima ancora 321 collegata tramite una membrana elastica 321a al supporto 202 della ventola 200, detta membrana essendo elasticamente deformabile in senso assiale ma radialmente rigida per consentire una traslazione dell'ancora 210 verso/da il rotore, ma impedire la rotazione relativa rispetto al supporto della ventola.

Una seconda ancora 322 radialmente piÃ¹ interna alla prima e collegata tramite una ulteriore membrana elastica 322a ad una flangia 510 montata folle sull'albero 1 tramite interposizione di un cuscinetto 510a e costituente il supporto di magneti permanenti 511 formanti la prima parte del giunto di Focault 500, la cui altra parte Ã ̈ costituita da elementi conduttori 512 inseriti nel supporto 202 della ventola.

+) il secondo innesto 400 comprende a sua volta un secondo elettromagnete 410 inserito nella seconda sede 220 del rotore 200 e una corrispondente ancora 420 assialmente disposta da parte opposta al rotore stesso e collegata tramite una relativa flangia elastica 420a all'albero 1.

Con tale configurazione il funzionamento del dispositivo Ã ̈ il seguente:

a) con primo 310 e secondo 410 elettromagnete disattivati tutte e tre le rispettive ancore 321,322,420 sono staccate dal rotore 200 e la ventola 201 resta in folle mentre la girante 101 della pompa 100 Ã ̈ ferma non essendo l'albero 1 collegato ad alcun azionamento in rotazione;

bl) eccitando il primo 310 elettromagnete con una prima quantitÃ di corrente si richiama la seconda ancora 322 la quale pone in rotazione la parte motrice 510 del giunto di Focault 500 che, trasmettendo il moto senza contatto, introduce uno slittamento relativo tra la parte motrice 510 e la parte condotta 512 determinando una velocitÃ della ventola ridotta rispetto a quella del rotore 200 conseguente al dimensionamento del giunto 500 stesso;

b2) eccitando il primo elettromagnete 310 con una seconda quantitÃ di corrente maggiore della prima vengono richiamate entrambe le ancore 321+322 contro il rotore 20 determinando una rotazione della ventola 201 con velocitÃ di rotazione pari a quella del rotore 200;

c) eccitando il solo elettromagnete 410 si richiama l'ancora 420 collegata all'albero 1 ponendo in rotazione la girante 101 della pompa con velocitÃ di rotazione pari a quella del rotore 200.

d) eccitando i due elettromagneti 310 e 410 contemporaneamente, si porranno in rotazione sia la ventola 201 con velocitÃ determinata dal richiamo dell'una 322 o di entrambe le ancore 321+322 sia la girante 101 della pompa.

Risulta pertanto come il dispositivo di trasmissione del moto secondo il trovato consenta di ottenere cinque velocitÃ di rotazione ripartite tra la ventola e la pompa e in particolare una condizione di folle della ventola e/o della pompa. Come illustrato in figura 2 si prevede anche che tra il rotore 200 e l'albero 1 sia interposto un ulteriore giunto 600 a correnti parassite la cui parte motrice Ã ̈ formata da magneti permanenti 610 Ã ̈ solidale al rotore 200 stesso mentre la parte condotta 620 Ã ̈ solidale ad un supporto 423 dell'ancora 420 di azionamento della pompa 100.

In tale configurazione l'eccitazione dell'elettromagnete 410 determina la rotazione della girante 101 con velocitÃ pari a quella del rotore 200 mentre in condizioni di elettromagnete 410 diseccitato il rotore aziona la parte motrice del giunto di Foucault che trascina in rotazione l'albero 1 con una velocitÃ ridotta rispetto a quella del rotore stesso.

Nelle figg. 3 e 4 sono illustrate ulteriori forme di attuazione del dispositivo secondo il trovato analoghe a quelle giÃ descritte in relazione alle figg. 1 e 2 rispettivamente.

Nelle configurazioni di figg. 3 e 4 si prevede tuttavia 1 'inserimento di un magnete permanente rispettivamente 710 e 720 tra gli elettromagneti 310 e 410 per attuare un funzionamento cosiddetto "fail safe" in accordo al quale in condizioni di elettromagneti 310 e/o 410 disattivati, il rispettivo magnete 710,720 Ã ̈ in grado di attrarre le rispettive ancore 321,322,420 garantendo una rotazione della ventola 301 e della girante 101 della pompa anche in caso di guasto all'impianto elettrico che non consentisse il controllo degli elettromagneti .

BenchÃ© descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l'ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 Dispositivo di controllo della rotazione dell'albero (1) di azionamento di una girante (101) di una pompa di raffreddamento (100) e/o di una ventola (201) montata folle sullo stesso albero (1), detto dispositivo comprendendo un primo (300) e un secondo (400) innesto ad attrito tra loro concentrici, e un giunto (500) a correnti parassite o di Foucault, in cui +) il primo innesto (300) ad attrito comprende un primo elettromagnete (310) fisso, un rotore (200), una prima (321) e una seconda (322) ancora, tra loro concentriche e assialmente disposta da parte opposta al rotore (200) stesso, detta prima ancora (321) essendo collegata alla ventola (201); +) un secondo innesto (400) comprendente un secondo elettromagnete (410) concentrico al primo elettromagnete (310), lo stesso rotore (200) del primo innesto (300) e una corrispondente terza ancora (420) assialmente disposta da parte opposta V al rotore stesso e collegata all'albero (1), caratterizzato dal fatto che detto giunto (500) a correnti parassite o di Foucault Ã ̈ interposto tra il primo innesto (300) e la ventola (101) e dal fatto che detto primo elettromagnete (300) Ã ̈ eccitato da una prima ridotta o da una seconda aumentata quantitÃ di corrente rispettivamente atte a richiamare la sola prima ancora (321) o entrambe la prima (321) e la seconda (322) ancora del primo innesto (300).
2. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto primo elettromagnete (310) Ã ̈ formato da due avvolgimenti indipendenti atti a determinare l'eccitazione dell'elettromagnete su differenti valori della corrente alimentata.
3. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto rotore (200) comune Ã ̈ in forma di "E rovesciato", montato folle sul corpo (102) con interposizione di un cuscinetto (201).
4. Dispositivo secondo rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detto rotore (200) presenta una estensione assiale (202) radialmente esterna, conformata secondo una puleggia (202a) atta all'accoppiamento con una cinghia (203) di trasmissione del moto e presenta aperture assiali (204) atte ad interrompere le linee di flusso del campo elettromagnetico al fine di forzare le stesse secondo percorsi preferenziali.
5 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto giunto di Focault (500) comprende una parte motrice formata da una flangia (510) montata folle sull'albero (1) tramite interposizione di un cuscinetto (510a) e portante magneti permanenti (511), e una parte condotta costituita da elementi conduttori (512) inseriti nel supporto (202) della ventola (201).
6. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta parte motrice (510) del giunto di Focault Ã ̈ collegata alla seconda ancora (322) del primo innesto (300) ad attrito tramite una membrana elastica (322a).
7. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che tra il rotore (200) e l'albero (1) Ã ̈ interposto un ulteriore giunto (600) a correnti parassite la cui parte motrice Ã ̈ formata da magneti permanenti (610) solidali al rotore (200) stesso e la parte condotta (620) Ã ̈ solidale ad un supporto (423) dell'ancora (420) di azionamento della pompa (100).
8. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende almeno un primo (710) magnete permanente accoppiato all'elettromagnete (310) del primo innesto (300) e atto a determinare un funzionamento "fail safe" per la ventola (201).
9. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende almeno un secondo magnete (720) permanente accoppiato all'elettromagnete (410) del secondo innesto (400) e atto a determinare un funzionamento "fail safe" per la pompa (101).