ITMI20130096A1 - Gruppo di comando a giunto viscostatico e frizione elettromagnetica per l'azionamento in rotazione di una ventola di veicoli - Google Patents

Description

Forma oggetto del presente trovato un gruppo di comando della rotazione di una ventola di veicoli comprendente un giunto viscostatico e una frizione elettromagnetica di innesto/disinnesto del giunto viscostatico .

E' nota nella tecnica di raffreddamento dei liquidi refrigeranti contenuti nei radiatori di autoveicoli, la necessità di forzare aria sul radiatore stesso, al fine di ottenere una più 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, rilevando la temperatura del fluido, invia un segnale di azionamento al gruppo di comando che pone in rotazione la ventola. Più in dettaglio si richiede che una ventola per autoveicolo possa ruotare:

a velocità pari rispetto a quella dell'albero di trasmissione ,

a velocità diversa rispetto a quella dell'albero di trasmissione, ovvero:

minore, per raffreddamenti in condizioni di bassa temperatura esterna, oppure

maggiore, corrispondentemente a temperature esterne più elevate o all'uso in condizioni gravose che determinano il surriscaldamento del motore,

a velocità nulla, ovvero con ventola che non ruota affatto e si mantiene in condizioni di folle rispetto all'albero di trasmissione, per temperature particolarmente basse alle quali l'ulteriore raffreddamento à ̈ inutile o addirittura dannoso; tale condizione di fermo totale della ventola, essendo sempre più determinante nell'ambito delle politiche di riduzione dei consumi dei veicoli, particolarmente di grosse dimensioni e destinati ad elevate percorrenze quali camion, autocarri, autoarticolati e simili.

E' anche noto che il controllo e la modulazione della velocità di rotazione delle ventole possono essere ottenute tramite giunti di tipo viscostatico .

Sebbene funzionali tali giunti viscostatici noti presentano, tuttavia, l’inconveniente di non consentire la richiesta condizione di fermo totale della ventola quando il raffreddamento non à ̈ richiesto, in quanto i fluidi viscosi tendono a mantenere comunque in rotazione i cuscinetti di supporto del giunto e quindi a trascinare in rotazione anche la ventola.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un gruppo di comando della rotazione della ventola di veicoli, che consenta di far girare quest'ultima con un numero di giri determinabile in funzione della effettiva necessità di raffreddamento del motore, il quale gruppo sia atto a mantenere la ventola in condizione di fermo totale quando il raffreddamento non à ̈ richiesto, risultando anche di dimensioni compatte e formato da un ridotto numero di parti costose.

Nell'ambito di tale problema si richiede anche che il gruppo di comando possa essere dotato di mezzi atti a garantire una rotazione di sicurezza (cosiddetta fail-safe) 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 gruppo di comando della rotazione di una ventola secondo le caratteristiche della 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 gruppo di comando di una ventola secondo il presente trovato montato su un albero fisso;

in figura 2 : una sezione assiale schematica di una seconda forma di attuazione del gruppo secondo il presente trovato montato su un albero rotante;

in figura 3 : una sezione assiale schematica di una variante di attuazione del gruppo di fig. 2 e

in figura 4 : una sezione assiale schematica di una variante di attuazione dei cuscinetti di supporto del gruppo di fig. 2.

Come illustrato in fig.l e assunta per semplicità di descrizione e senza carattere limitativo una direzione longitudinale X-X, corrispondente o parallela all'asse di rotazione della ventola, una parte anteriore corrispondente al lato ventola e una parte posteriore opposta alla precedente, la ventola 1 di raffreddamento à ̈ resa solidale ad un giunto 10 di tipo a fluido viscoso interposto tra la ventola 1 stessa e l'albero motore schematizzato con un asse 2.

Il giunto viscostatico 10, di per sé convenzionale, non viene descritto né illustrato in dettaglio, se non per una flangia 3 solidale alla parte rotorica del giunto viscostatico, sporgente verso l'esterno dalla parte posteriore del giunto 10 stesso e collegata ad un dispositivo di innesto/disinnesto 20 del giunto viscostatico.

Più in dettaglio (fig.l), detto dispositivo di innesto/disinnesto 20 à ̈ costituito da una frizione elettromagnetica che comprende:

+) un supporto 21 fisso ad un basamento 4 e coassiale all'asse longitudinale X-X, il quale presenta una estensione diametrale conformata secondo un'armatura 24 al cui interno à ̈ alloggiato un elettromagnete 23;

+) un parte motrice costituita da un rotore 25 la cui superficie anulare esterna à ̈ conformata secondo una puleggia 25a atta all'accoppiamento con una cinghia 2a di presa del moto dall'albero 2; detto rotore 25 à ̈ assialmente interposto tra l'elettromagnete 23, atto a generare un flusso magnetico di richiamo, e

+) un'ancora 22 solidale alla parte posteriore di un disco 26 la cui parte opposta, anteriore, à ̈ collegata alla flangia 3 del giunto viscostatico; il collegamento tra l'ancora 22 e il disco 26 à ̈ attuato tramite una membrana elastica 22a, elasticamente deformabile in senso assiale, ma radialmente rigida per consentire una traslazione dell'ancora 22 verso/da il rotore 25, ma impedire la rotazione relativa rispetto al disco 26 che à ̈ convenientemente montato folle sul supporto 21 tramite un relativo cuscinetto 26a.

Come illustrato in fig.2 si prevede anche che la frizione elettromagnetica 120 del gruppo di comando della ventola 1 possa essere montata su un albero 121 rotante, che può essere lo stesso albero motore collegato anche ad una puleggia 5 di azionamento di dispositivi ausiliari del veicolo.

In tale forma di attuazione si prevede che l'albero rotante 121 sia di adeguate dimensioni e quindi atto a supportare l'intera frizione 120, la cui armatura fissa 124 - al cui interno à ̈ alloggiato l'elettromagnete 23 - à ̈ concentricamente montata sull'anello esterno di un cuscinetto 124a il cui anello interno à ̈ calettato sull'albero rotante 121; convenientemente l'armatura 124 à ̈ fissata tramite elementi assiali 124b a parti fisse della struttura al fine di impedirne la indesiderata rotazione.

In questa forma di attuazione:

+) la parte motrice della frizione à ̈ costituita dall'ancora 122 collegata all'albero rotante 121 tramite una membrana elastica 122a analogamente a quanto già sopra descritto in relazione alla fig.

1; mentre

+) la parte condotta 126 collegata alla flangia 3 del giunto viscostatico 10 à ̈ solidale ad un rotore 125 interposto tra l'elettromagnete 23 e l'ancora 122 e portato dall'anello esterno di un cuscinetto 126a il cui anello interno à ̈ calettato su una relativa sede dell'armatura fissa 124,

In fig. 3 à ̈ illustrata una ulteriore forma di attuazione del gruppo secondo il trovato che costituisce una variante della soluzione di fig.2. In tal caso si prevede che l'albero rotante 121 di azionamento della parte motrice costituita dall'ancora 122 sia di ridotte dimensioni - ad esempio l'alberino della pompa dell'acqua del veicolo - e quindi non in grado di supportare l'intera frizione 220; in tali condizioni si prevede che l'armatura 224 presenti un braccio 224b atto ad essere vincolato al basamento 4 e a portare la frizione 220 analogamente a quanto già descritto in relazione alla fig.2.

In tale variante viene conseguentemente eliminato il cuscinetto 124a che nella forma di attuazione di fig. 2 sosteneva la frizione 120.

In tutte le forme di attuazione descritte il giunto viscostatico 10 à ̈ quindi collegato tramite la flangia 3 ad un elemento motore 22,125 che, in caso di distacco della frizione elettromagnetica 20,120,220, à ̈ mantenuto fermo in rotazione, risultando pertanto in grado di mantenere a sua volta fermo in rotazione il giunto viscostatico e quindi la ventola 1, garantendo quella condizione di fermo ventola, cosiddetta di full stop, richiesta per ridurre i consumi dovuti alla indesiderata rotazione della ventola che si verificano con i normali giunti viscostatici, anche nel caso di frizione montata su un albero rotante anziché su un albero fisso.

Il giunto viscostatico assicura poi in modo convenzionale la modulazione della velocità secondo le effettive necessità di raffreddamento determinate dalle effettive condizioni di esercizio e dalle temperature esterne.

Gli esempi di attuazione del gruppo secondo il trovato sopra illustrati e descritti, prevedono un funzionamento dì tipo diretto della frizione secondo il quale l'attivazione dell'elettromagnete 23 determina il richiamo dell'ancora e quindi la trasmissione del moto; sebbene non illustrato si prevede tuttavia che la frizione elettromagnetica possa essere opportunamente dotata di magneti permanenti atti a determinare un funzionamento indiretto della stessa secondo il quale il richiamo dell'ancora e quindi la trasmissione del moto à ̈ comunque garantita dai magneti stessi, mentre l'eccitazione comandata dell'elettromagnete determina l'annullamento del flusso magnetico dei magneti permanenti e quindi il distacco dell'ancora e l'interruzione della trasmissione.

Come illustrato in figura 4, si prevede che i cuscinetti 124a e 126a (fig.2) rispettivamente interposti tra l'albero rotante 121 e l'armatura 124 e tra quest'ultima ed il rotore 125 possano essere sostituiti da un unico cuscinetto a gradini 1124.

Benché 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 (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Gruppo di comando della rotazione di una ventola (1) di veicoli, comprendente un giunto viscostatico (10,3) collegato alla ventola e una frizione elettromagnetica (20;120;220) di controllo del giunto viscostatico (10) interposta tra quest'ultimo e un albero di moto (2) e comprendente un elemento (26;126) di trasmissione del moto dalla parte motrice della frizione (20;120;220) al giunto viscostatico (10;3) caratterizzato dal fatto che detto elemento (22,26;122,126) di trasmissione del moto dalla frizione (20;120;220) al giunto viscostatico (10,3) à ̈ portato dall'anello esterno di un cuscinetto (26a;126a) il cui anello interno à ̈ calettato su un'armatura (24,124;224) fissa in rotazione .
2. 2 ) Gruppo di comando secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto giunto (10) comprende una flangia (3) solidale alla parte rotorica del giunto viscostatico (10), sporgente verso l'esterno dalla parte posteriore del giunto (10) stesso e collegata all'elemento (26,-126) di trasmissione del moto dalla frizione (20;120;220).
3. 3) Gruppo di comando secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la frizione elettromagnetica à ̈ montata su un supporto (21) fisso in rotazione.
4. 4 ) Gruppo di comando secondo rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detto Supporto (21) fisso presenta una estensione diametrale conformata secondo un'armatura (24) al cui interno à ̈ alloggiato un elettromagnete (23) atto a generare un flusso magnetico di richiamo per un ancora (22;122) della frizione.
5. 5) Gruppo di comando secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che parte motrice della frizione (20) comprende un rotore (25) assialmente interposto tra l'elettromagnete (23) e l'ancora (22) e la cui superficie anulare esterna à ̈ conformata secondo una puleggia (25a) atta all'accoppiamento con una cinghia (2a) di presa del moto dall'albero di moto (2).
6. 6) Gruppo di comando secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta ancora (22) Ã ̈ solidale, tramite una membrana elastica (22a), elasticamente deformabile in senso assiale, ma radialmente rigida, alla parte posteriore di un disco (26) la cui parte opposta, anteriore, Ã ̈ collegata alla flangia (3) del giunto viscostatico.
7. 7) Gruppo di comando secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la frizione elettromagnetica (120,-220) Ã ̈ montata su un albero (121) rotante, collegato ad una puleggia (5) a sua volta azionata da una cinghia (2a) di presa del moto dall'albero motore (2).
8. 8) Gruppo dì comando secondo rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che la parte motrice della frizione à ̈ costituita dall'ancora (122) collegata all'albero rotante (121) tramite una membrana elastica (122a).
9. 9) Gruppo di comando secondo rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che la parte condotta (126) della frizione (120,-220) collegata alla flangia (3) del giunto viscostatico (10) à ̈ solidale ad un rotore (125) interposto tra l'elettromagnete (23) e l'ancora (122) e portato dall'anello esterno di un cuscinetto (126a) il cui anello interno à ̈ calettato su una relativa sede di un'armatura fissa (124) al cui interno à ̈ alloggiato l'elettromagnete (23).
10. 10) Gruppo di comando secondo rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che l'armatura (124) Ã ̈ fissata tramite elementi assiali (124b) a parti fisse della struttura.
11. 11) Gruppo di comando secondo rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che comprende un'armatura (224) dotata di un braccio (224b) atto ad essere vincolato al basamento (4) e a portare la parte condotta della frizione (220) .
12. 12 ) Gruppo di comando secondo rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che la parte condotta (125,126) della frizione (220) à ̈ portata dall'anello esterno di un cuscinetto (126a) il cui anello interno à ̈ calettato su una relativa sede dell'armatura fìssa (224).
13. 13 ) Gruppo di comando secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende magneti permanenti atti a determinare un funzionamento indiretto della frizione elettromagnetica (20 ;120;20) atto ad attuare una condizione di failsafe .