ITMI960092A1 - Disposizione per equilibrare un'unita' di soffiante dell'aria azionata elettricamente - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Stato della tecnica

L’invenzione parte da .una disposizione per equilibrare una unità di soffiante dellLaria azionata elettricamente, formata.sostanzialmente da ima soffiante radiale preferibilmente monostadio e da un motore a corrente continua, azionante dettasoffiante, ad alto numero di giri, realizzato,in .modalità costruttiva a rotore esterno, commutato elettronicamente, del genere definitonella rivendicazione introduttiva della rivendicazione 1

In una nota unità di soffiante dell’aria, funzionante elettricamente .(DE-4307798 A1), per la quale si tratta sostanzialmente di una valvola di combinazione, la soffiante, impiegata specialmente come unità di soffiante dell'aria secondariaper insuffli re aria supplementare nel canale del gas di .scarico di un motore endotermico, viene azionata da un motore a corrente continua. Il motore a corrente continua è dotato di un collettore di spazzole. Poiché,una unii tà di soffiante di questo genere, specialmente nell* impiego come pompa dell'aria secondaria, opera con elevatissimo numero di giri, è considerevole l 'usura di .spazzole e collettore· Avarie possono portare a danni considerevoli e risultare.assai costose. Inoltre in seguito,ad inevitabile usura delle spazzole collettore è limitata la.durata.utile della soffianti Un ulteriore.punto di vista per questa nota soffiante è la realizzazione delmotore e.ella soffi ante. Al riguardo il rotore, dotato di un collettore, del motore a corrente.continua è.montato su un. .lalbero. Questo albero sporge ampiamente oltre il rotore. Su questa parte sporgente dell'albero sono diisposte le giraiti di ventilatore. Pertanto motore e . Isoffiante sono disposti l'uno accanto all'altra e dottati di una corrispondente considerevole lunghezza costruttiva.

Per una migliore comprensione.verrà quindi fornito brevemente un dettaglio in merito alla definizione della unità di soffiante di aria secondaria. Sono noti due metodi per aumentare l'effetto del catalizzatore regolabile, e..precisamente il riciclo del gas di scarico e l'adduzione di aria secondaria. I metodi minimizzano lo sviluppo di ossidi di azoto rispettivamente riducono il tenore di monossidi di carbonio e idrocarburi, prima che il gasdi scarico pervenga nel catalizzatore. Con l'adduzione di curia secondaria viene addotta aria fresca al canale del gas di scarico, il più possibile poco a valle del motore, il motore endotermico, per eliminare i composti idrocarburici sviluppati durante la combustione e il monossido di carbonio. Di conseguenza si ottieni una post-combustione dei gas di scarico a temperatura di oltre 600°C. Inoltre al catalizzatore con questa aggiuntiva operazione di combustione viene addotto calore. Ciò è particolarmente importante per "l'avviamento a freddo", in cui si utilizza una.miscela relativamente grassa, per cui vengono aumentate automaticamente le percentuali di CO eHC in una misura più che proporzionale. Con l'adduzione di aria secondaria nei gas di scarico caldi si mette in moto praticamente una post-combustione, durante la quale vengono post-ossidati rispettivamente post-combusti i monossidi di carbonio degli idrocarburi non bruciati nel motore. Però l'adduzione dell'aria secondaria ha anche un ulteriore effetto. Il catalizzatore regolato funziona ottimalmente e soltanto a partire da una determinata temperatura di esercizio. Questa fase di funzionamento a caldo può durare un certo tempo, mentre l'autoveicolo percorre molti chilometri. La post-combu stione mediante un sistema di adduzione dell'aria secondaria fa aumentare specialmente in questa fase di funzionamento a caldo la temperatura dei gas di scarico, Temperature più alte fanno così intervenire rapidamente il catalizzatore regolato e questo può pertanto soddisfare anticipatamente al suo compito di eliminare sostanze nocive.

L’unità di soffiante dell'aria precedentemente descritta, nota, funzionante elettricamente è pertanto soggetta ad usura e di modalità costruttiva relativamente ingombrante . Ciò in primo luogo comporta costi considerevoli e d'altro canto grande ingombro.

I problemi con ciò connessi sono risolt:. conformemente alla disposizione in base alla precedente domanda di brevetto R-27519 della Richiedente Questa soluzione consiste essenzialmente nel fatto che si utilizza un motore EC ad alto numero di giri insieme ad un vetilatore radiale. Il contenuto di questa domanda di brevetto contribuisce alla miglio comprensione della presente invenzione.

In seguito all'alto numero di giri nomi naie, che può essere di circa 30.000 giri al minuto) al rotore sono imposti requisiti estremamente eleva in relazione alla qualità di equilibratura. Da esistenti soffianti dell'aria secondaria è generalmente nota l'equilibratura di giranti di ventilatore mediante esportazione di materiale in corrispondenza delle lamiere di copertura della girante di ventilatore. D'altro canto è divenuta nota l'operazione di incorporamento a pressione di sfere in una cava per compensare il peso durante l'equilibratura,

. Per l'equilibratura è problematico il fatto che il .rotore è diesecuzione assai differente in zone provocanti lo squilibrio.

In primo luogo si tratta della girante del ventilatore e in secondo luogo della parte.rotante del trasduttore elettromeccanico del motore a corrente-continua. Inoltre a causa della piccola lunghezza dell'albero, sul quale sono montati motore e girante di ventilato— re, èdifficile, rispettivamente quasi impossibile equilibrare il rotore separatamente in un alloggiamento di equilibratura, mediante azionamento esterno.

Vantaggi dell'invenzione

La disposizione secondo l'invenzione per equilibrare una unità,di soffiante dell'aria, azionata elettricamente, con le caratteristiche della rivendicazione 1 presenta il vantaggio della equlibratura completa dell'unità di soffiante .dell'aria nello stato assemblato , con vantaggiosa combinazione di.due procedimenti di equilibratura., laddove ciò viene effettuato ad un numero di giri che non porta a danni all' unità di soffiante dell'aria.non ancora equilibrata. Il motore di azionamento dell'unità di soffiante dell aria opportunamente viene utilizzato come dispositivo di azionamento di equilibratura.

Secondo l'invenzione ciò si ottiene per il fatto che è previsto un dispositivo di equilibra tura, in cui è inseribilee contattabile elettricamente l'unità completamente montata di soffiante dell' aria, senza coperchio della cassa. Il dispositivo di equilibratlira è dotato di un dispositivo dicomando per il motore dell'unità di soffiante dell'aria nonché di un dispositivo per cortocircuitare l'elettronica del motore dell'unità stessa di soffiante delibarla, Per l'azionamento della parte da equilibrare dell'unità di soffiante dell'aria se ne utilizza il trasduttore elettromeccanico comandato a tale scopo dal dispositivo di comando previsto nel dispositivo di equilibratura. L’operazione di equilibratura viene effettuata essenzialmente in due piani di compensazione, che sono reciprocamente distanziati assialmente e paralleli fra di loro.Ciò avviale in primo luogonel piano della soffiante radiale con possibile asportazione di materiale, e ha luogo d'altro canto nel piano di compensazione che si trova di fronte nella zona del lato frontale del rotore esterno (lato frontale del magnete anulare), con possibile applicazione di materiale.

Con gli accorgimenti illustrati nelle ulteriori rivendicazioni sono possibili vantaggiosi ulteriori sviluppi e perfezionamenti della disposizione indicata nella rivendicazione 1, per l'equilibratura di una unità di soffiante dell'aria funzionante elettricamente

In esecuzione vantaggiosa dell'invenzione l'operazione di equilibratura ha luogo ad un numero di giri inferiore al numero di giri nominale del motore EC dell'unità di soffiante dell'aria Conformemente ad un uIteriore sviluppo particolarmente opportuno il motore EC realizzato in modalità costruttiva a rotore esterno, funziona con un numero di giri nominale di circa 30.000 giri al minuto.

Conformemente ad un'altra esecuzione pariticolarmente vantaggiosa dell'invenzione il rotore cel motore EC è riunito insieme alla girante del ventilatore radiale in modo da formare un gruppo costruttivo non separabile, che è fissato ad una estremità dell' albero rotorico. Entrambe in questa forma costruttiva preferita formano il rotore da equilibrare dell'unità di soffiante dell' aria.

In un'ulteriore esecuzione vantaggiosa dell'invenzione è particolarmente opportuno che sia prevista una boccola, che collega la cassa polare _ del rotore del motore EC insieme alla girante di ventilatore, come gruppo costruttivo non separabile con l 'albero rotorico, e che questa boccola dal lato frontale sia eseguita arrotondata con una curvatura, in_ modo tale che si ottiene una guida della corrente , uniforme con poche perdite, allfentrata dell'aria della girante di ventilatore.

Conformemente ad una ulteriore esecuzio— ne vantaggiosa dell'invenzione nel primo piano di compensazione viene effettuata l'asportazione di materiale su una o su entrambe delle due lamiere di copertura della girante di ventilatore. In opportuno ulteriore sviluppo nel secondo piano di compensazione viene effettuata l'applicazione di materiale sulla piarete frontale del rotore esterno, preferibilmente in una cava ivi prevista.

In ulteriore sviluppo particolarmente vantaggioso di esecuzione dell'invenzione è previsto che pesi di compensazione, ad esempio nella forma di sfere, vengono applicati, specialmente introdotti a pressione nella cava sulla parete frontale del rotore esterno, oppure che mediante altre tecniche, come incollatura, stampaggio a caldo o stampaggio mediante ultrasuoni ,vengano applicati pesi di compensazione di massa.sufficiente e di forma adeguaianell'ambito del lato frontale del rotore estern o. Un'ulteriore possibilità .vantaggiosa sta nel fatto che viene applicato mastice di equilibratura·

La disposizione secondo l'invenzione è caratteri zzata in maniera particolarmente vantaggiosa dal fatto che essa è impiegabile specialmente per equilibrare una unità di soffiante dell'aria funzionante elettricamente, come specialmente unità di soffiante dell 'aria secondaria per l'impiego per l'insufflaggio di aria supplementare in dispositivi, come ad esempio il canale del gas di scarico di un motore endotermica, contenente un motore a corrente continua, senza spazzole, a commutazione elettronica, ad alto.numero di giri un cosiddetto motore EC ed un ventilatore radiale·.

Disegno

L 'invenzione èillustrata dettagliaiamente in base ad un esempio di realizzazione rappresentato nel disegno, nella seguente descrizione·

In particolare :

la figura 1 schematicamente mostra,uno schema a blocchi della disposizione secondo l'invenzione per equiiibrare una unità di soffiante dell'aria azionata elettricamente,

la figura 2 in vista dall'alto, con cassa rappresentata tratteggiata, mostra una unità di soffia te dell'aria da equilibrare, e

la figura 3 in vista .laterale lungo la linea 23-23 dalla figura 2, con cassa rappresentata tratteggiata, mostra l'unità di soffiante dell'aria da equilibrare.

Descrizione dell'esempio di realizzazione

Nella rappresentazione schematica corrispondentemente alla figura 1 sono rappresentati una unità di soffiante dell'aria da equilibrare 1 e un dispositivo di equilibratura 2 conformemente alla presente invenzione. L'unità di soffiante dell'aria 1 conformemente all'esempio di realizzazione preferito contiene un motore a corrente continua senza spazzole, ad alto numero di giri, a commutazione elettroniea un cosiddetto motore EC, di cui, all'interno dell’unità 1di soffiante dell'aria presentata tratteggiata in figura 1, sono visibili due avvolgimenti statorici 3, 4, un rotore 5 dotato di magneti permanenti ed un sistema di comando 10 del motore. Il si sterna di comando 10 del motore tramite morsetti di connessione 6 e 7 viene collegato con ipoli positivi e negativi di una tensione di alimentazione Ubatt. Ad un morsetto di connessione 8. l'entrata di comando.

al sistema di comando 10 del motore dall'esterno vengono addotti segnali di comando_per inserire e disinserire l'unità 1 di soffiante dell'aria. Il sistema di comando stesso 10 del motore produce l'alimentazione, necessaria per il funzionamento desiderato, degli avvolgimenti 3 e 4 con impulsi di corrente. Per il collegamento dell'unità 1 di soffiante dell'aria con il dispositivo di equilibratura 2 per l'operazione di equilibratura il polo positivo 6mediante una staffa di cortocircuito 9 viene collegato direttamente con il morsetto di connessione 8. Ciò può essere realizzato per mezzo di un connettore a innesto di particolare conformazione.

Il dispositivo di equilibratura 2 tramite itre contatti di controllo rispettivamente di connes-isione 201, 202, 203 è collegabile con corrispondent:. adatti punti di contatto 101, 102 e 103 con linee d:. uscita del sistema di comando 10 del motore portanti, agli avvolgimenti 3 e 4. Inoltre il dispositivo di equilibratura 2 è dotato di un dispositivo di comanlo non rappresentato separatamente, con l'ausilio del quale per l'operazione di equilibratura gli avvolgimenti 3 e 4 vengono alimentati con impulsi di correi te, affinchè il rotore 5 possaruotare in direzione della fre ccia w. Durante l'equilibratura pertanto il trasduttore elettromeccanico del motore EC.viene imipiegato per l'azionamento delle parti da equilibrare Il dispositivo di eguilibrattira 2 inoltre contiene un indicatore 25 per la posizione angolare del rotore 5, servente alla determinazione dell'angolo delle squilibrio.

Le figure 2 e 3 in vista dall'alto rispettivamente in sezione lungo la linea23 è rappresentata una forma di realizzazione particolare,preferita della unità 1 di soffiante dell'aria da equilibrare. Al riguardo la cassa 100 è indicata con linea a tratto e punto.

L'unità di soffiante 1 dell'aria eseguita compatta aspira aria tramite un bocchettone di aspirazione 31, comprime l'aria mediante una girante di ventilatore 32 in un ventilatore radiale monostadio, viene azionata dal motore 36 a corrente continua, senza spazzole, commutato elettronicamente ed ad alto numero di giri, e fornisce l'aria compressa tramite un canale a spirale 33 ad un bocchettone di pressione indicato con 34. L'unità 1 di soffiante dell' aria contiene un corpo di base 3.5,che è fatto di metallo ed è costituito preferibilmente come pezzo pressofuso di Al oppure Mg. Su questo corpo di base 35. sono disposti il motore 36 a corrente continua ed piastra circuitale 37 contenente il sistema di comando 10 del motore. Inoltre il corpo di base 35 contiene tre occhielli di fissaggio 38 eseguiti a guisa di flangia, con l'ausilio dei quali l'unità 1 di soffiante dell'aria può essere fissata, eventualmente tramite adatti elementi di disaccoppiamento ad esempio alla carrozzeria di un autoveicolo. L 'uni tà di soffiante dell'aria viene racchiusa dalla cassa indicata 100, che può essere parimenti fissata sul corpo di base 35, rispettivamente avvitata con questo

La piastra circuitale 37 contiene l'elettronìca di comando e di potenza, non rappresentata in dettaglio, del sistema di comando 10 del motore per co-· mandare il motore EC 36 e per il comando del numero di giri della portata dell'aria. Il motore a corrente continua 36 commutato elettronicanaite è realizzato in modalità costruttiva a rotore esterno. Il suo padco statorico lamellare 12 è calzato e fissato a pressione su un adatto alloggiamento del corpo di base 35. Su supporti 39 è supportato girevole un albero 29.

Sull 'estremità dell'albero 29 è fissata una.boccola rispettivanente mozzo 28, sul quale è fissata la girante 32 del ventilatore radiale monostadio e il rotore 5, Il rotore 5 del motore EC35, eseguito,in mo

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Disposizione per equilibrare una unità (1) di soffiante dell'aria, azionata elettricamente formata essenzialmente da una soffiante radiale (32) preferibilmente monostadio, e da un mote re a corrente continua (36), che la aziona,ad alto numero di giri, realizzato in modalità costruttiva a rotore esterno e commutato elettronicamente,cosiddetto motore EC, caratterizzata dal fatto che è previ un dispositivo di equilibratura(2), nonché dal fatto che in questo dispositivo di equilibratura (2) l'unità di soffiante dell'aria montata completa, senza coperchio (100) della cassa, è inseribile e contattabile elettricamente (101,102, 103 e 201,202, 203), nonchè dal fatto che il dispositivo di equilibratura (2)è dotato di un dispositivo di comando per il motore (36) dell'unità (1) di soffiante dell'aria, nonché di un dispositivo (9) per cortocircuitare l'elettronica (10) del motore dell'unita di soffiante dell'aria (1) stessa, inoltre dal fatto che per l'azionamento della patte (20) da equilibrare dell'unità (1) di soffiante dell aria si utilizza il suo trasduttore elettromeccanico (5, 12), che viene comandato a tale scopo dal dispositivo di comando previsto nel dispositivo di equilibràturaa (2), e inoltre dal fatto che l'operazione di equilibratura viene effettuata essenzialmente in due piani di compensazione.(21, 22j, che sono reciprocamente distanziati assialmente e fra di loro paralleli, una volta nel piano della soffiante radiale (32) con pos sibile asportazione di materiale, e d'altro canto nel piano di compensazione (22) situato di fronte nella , zona del lato frontale del rotore (5)esterno, con possibile applicazione di materiale.
2. 2. Disposizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'operazione di equilibratura ha luogo ad un numero di giri,inferiore al numero di giri nominale del motore EC36 dell'unità di soffiante dell'aria (1).
3. 3. Disposizione secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che il motore EC36 realizzati in modalità costruttiva a rotore esterno può essere fatto funzionare con un numero di giri nominale di circa 30.000 giri al minuto.
4. 4. Disposizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il rotore (5) del motore EC 36 insieme alla girante (32) del ventilatore radiale è riunito in modo da formare un gruppo costruttivo non separabile e fissato su una estremità dell'albero retorico (29).
5. 5., Disposizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che è prevista una boccola (28) che collega unacassa polare (17) del rotore (5) del motore EC 36 insieme alle girante 32 di ventilatore, come gruppo costruttivo non separabile con l'albero retorico (29) nonché dal fatto che questa boccola (28) frontalmente è eseguita arrotondata con una curvatura, in modo tale che si ottiene una guida della corrente, uniforme e senza perdite, in corrispondenza dell'entrata dell'aria della girante (32) di ventilatore.
6. 6. Disposizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che nel primo piano di compensazione (21) viene effettuata l'asportazione di materiale su una oppure entrambe delle due lamiera di copertura (-321,-322)della girante (32) di ventilatore.
7. 7-· Disposizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che nel, secondo piano di compensazione (22) viene effettuata l'applicazione di materiale sulla parete frontale del rotore esterno (5), preferibilmente in una cava (180) ivi prevista.
8. 8. Disposizione secondo la rivendicazioni 7, caratterizzata dal fatto che masse di compensazioine (181) ad esempio nella forma di sfere, vengono appli cate, in particolare introdotte a pressione nella cava (180), oppure dal fatto che mediante altre tecniche, come incollatura, stampaggio a caldo oppure stampaggio mediante ultrasuoni, pesi di compensazione di massa sufficiente e di forma adatta vengono applicati,nell'ambito del lato frontale del rotore esterno (5).
9. 9.Disposizione secondo la rivendicazione 7 oppure 8, caratterizzata dal fatto che viene iapplicato mastice di equilibratura.
10. 10. Disposizione secondo una.delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che essa.è utilizzabile specialmente per equilibrare una unità di soffiante dell'aria (1), funzionante elettricamente, come in particolare unità di soffiante dell'aria secondaria per l'impiego per insufflare aria supplementare in dispositivo,come ad esempio il canale del gas di scarico di un motore endotermico, contenente un motore a corrente continua (36) senza spazzole, commutato elettronicamente, ad alto numero di giri, cosiddetto motore EC,ed un ventilatore radiale (32).