MX2011002167A - Dispositivo para unir un intercambiador de calor con aspas, en particular para automoviles. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de sujeción (20) para un intercambiador de calor que tiene un bloque de aletas (18) con dos caras principales opuestas (24, 26) conectadas mediante una cara de extremo (28), y en la cual las dos caras principales incluyen ranuras respectivas (30, 32) formadas por muescas en dichas aletas; el dispositivo consiste en una abrazadera generalmente en forma de U con dos ramificaciones (34, 36) conectadas por un fondo, y dispuestas para cubrir el bloque de aletas (18) en una posición de inserción en la que las dos ramificaciones (34, 36) se soportan contra las dos caras principales (24, 16) del bloque de aletas (18) y el fondo (38) contra la cara de extremo (28) del bloque de aletas, las dos ramificaciones (34, 36) incluyen terminales respectivas (40, 42) que sobresalen hacia la parte interior y son capaces de insertarse en las muescas respectivas (30, 32) para soportar el dispositivo en el bloque de aletas mediante una acción de retención; el dispositivo de sujeción puede utilizarse para unir un accesorio en un intercambiador de calor.

Description

DISPOSITIVO PARA UNIR UN INTERCAMBIADOR DE CALOR CON ASPAS. EN PARTICULAR PARA AUTOMÓVILES MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un campo de intercambiadores de calor, particularmente para vehículos de motor.

Se refiere más específicamente a un dispositivo de sujeción previsto para un intercambiador de calor del tipo que tiene aletas planas.

Los intercambiadores de calor del tipo ensamblado mecánicamente equipados con cajas de retorno, por ejemplo hechas de plástico y cuyo núcleo consiste en tubos prensados a un bloque de aletas ya se conocen.

Un intercambiador de calor, particularmente para un vehículo de motor, puede estar equipado con uno o más accesorios, por ejemplo un ventilador del motor, un revestimiento del ventilador del motor, una terminal antivibraciones, etc.

Una solución conocida para este accesorio es que esté unido a por lo menos una de las cajas de retorno del intercambiador de calor.

También se conoce en la práctica para este accesorio que esté fijo directamente al núcleo, es decir al bloque con aletas. De este modo, una solución conocida, como se enseña por ejemplo mediante la publicación FR 2730 009, incluye fijar un ventilador del motor directamente al núcleo utilizando tornillos de sujeción que pasan a través del núcleo entre los tubos encajonando las aletas.

Ya que estos tornillos tienen que pasar entre los tubos, el espacio de estos tubos no debe disminuir debajo de un valor mínimo, generalmente de 12 mm, para que no haya riesgo de que los tubos se dañen durante el ajuste, y especialmente el tensado de los tornillos con las arandelas anexas.

Otra solución conocida es utilizar un dispositivo de sujeción formado de dos partes que agarran o sujetan a presión juntos, tapando el bloque de aletas y sujetando las aletas, deformando éstas últimas. Esta solución conocida también tiene desventajas. Primero, el dispositivo de sujeción implica el ensamblado de dos componentes diferentes. Segundo, el ajuste de este dispositivo lleva a la deformación de las aletas, esto para el detrimento del desempeño térmico del intercambiador.

Es un objetivo particular de la invención superar las desventajas antes mencionadas.

Para esta finalidad, la invención propone un dispositivo de sujeción para un intercarmbiador de calor que tiene un bloque de aletas que presenta dos caras principales opuestas conectadas mediante una cara de extremo y en la cual las dos caras principales tienen ranuras respectivas formadas por las muescas de las aletas.

De acuerdo con la invención, este dispositivo de sujeción está formado en la forma de una abrazadera en la forma general de una U que presenta dos ramificaciones unidas por un fondo y dispuestas para tapar el bloque de aletas en una posición de acoplamiento en la que las dos ramificaciones respectivamente están contra las dos caras principales del bloque de aletas, y el fondo contra la cara de extremo del bloque de aletas, las dos ramificaciones tienen sus respectivas aletas que sobresalen hacia el interior y están listas para el acoplamiento en las ranuras respectivas para que el dispositivo se sostenga en el bloque de aletas mediante la sujeción con pasador.

De este modo, la invención hace buen uso del hecho de que hay muescas en las aletas plantas y que juntas forman ranuras.

De hecho, en la práctica se sabe producir aletas cuyos dos extremos están cada uno equipados con un par de muescas opuestas, cuyo propósito es alinear o catalogar las aletas cuando el núcleo del intercambiador de calor está siendo ensamblado.

Por lo tanto, cuando estas aletas están alineadas y tienen los tubos que pasan a través de ellas, las muecas definen ranuras opuestas y estas ranuras servirán para sostener el dispositivo de sujeción de la invención.

En la invención, el dispositivo está en la forma de una abrazadera en forma de U y tapa uno de los extremos del núcleo. La presencia de los seguros sobre las dos ramificaciones permite que estos seguros se acoplen en las ranuras formadas por las muescas en las aletas para sostener el dispositivo sobre el bloque de aletas. Ya que las ranuras se extienden sobre la longitud total del bloque de aletas, en una dirección paralela a los tubos, significa que el dispositivo de sujeción puede instalarse en una posición elegida a lo largo de la longitud del bloque de aletas.

Esta solución es ventajosa ya que permite que el dispositivo se una incluso en ¡ntercambiadores de calor que tienen un espacio entre los tubos muy pequeño.

Además, el ajuste del dispositivo de sujeción no conduce a ninguna deformación de las aletas.

En una modalidad ventajosa de la invención, uno de los seguros es un seguro rígido soportado por una primera ramificación, mientras que el otro es un seguro flexible soportado por una segunda ramificación y se regresa elásticamente al interior de la abrazadera en forma de U.

De esta forma, el dispositivo está acoplado, el seguro rígido se acopla en una de las ranuras, mientras que el seguro flexible se deforma elásticamente lejos y después regresa a su posición inicial para acoplarse en la otra ranura, así inmoviliza el dispositivo en una posición elegida a lo largo del núcleo, es decir a lo largo del bloque de aletas.

Otro aspecto de la invención se refiere a un intercarmbiador de calor que tiene un bloque de aletas que presenta dos caras principales opuestas conectadas mediante una cara de extremo y en la cual las dos caras principales tienen ranuras respectivas formadas por las muescas de las aletas.

Este intercambiador de calor está equipado con por lo menos un dispositivo de sujeción de acuerdo con la invención y con un accesorio unido utilizando este o estos dispositivos de sujeción.

En la siguiente descripción detallada, la cual se da a manera únicamente de ejemplo, se hace referencia a los dibujos anexos en los cuales: - la figura 1 es una vista frontal parcial de un intercambiador de calor, cuyo núcleo comprende un bloque de aletas a través de cuyos tubos pasa, este intercambiador de calor está equipado con dos dispositivos de sujeción de acuerdo con la invención que puede utilizarse para unir un accesorio; - la figura 2 es una vista parcial en sección transversal de un extremo de un bloque de aletas equipado con un dispositivo de sujeción de acuerdo con la invención, en esta posición de acoplamiento; - las figuras 3 y 4 son dos vistas en perspectiva que muestran el dispositivo de sujeción en su posición de acoplamiento. - la figura 5 es una vista similar a la figura 2 que muestra el dispositivo de sujeción en el procedimiento de ensamblado; y - la figura 6 es una vista similar a la figura 5, una vez que el dispositivo de sujeción se ha ensamblado en su posición de acoplamiento.

La figura 1 muestra un intercambiador de calor 10 de un tipo ensamblado mecánicamente el cual, por ejemplo, es un radiador de enfriamiento de motor del vehículo de motor. El intercambiador de calor 10 comprende dos cajas de retorno opuestas 12, por ejemplo hechas de plástico, entre las cuales se extiende un núcleo 14 formado por tubos mutuamente paralelos 18 los cuales, en sus respectivos extremos, se abren en las cajas de retorno 12. El núcleo 14 además comprende un bloque de aletas 18. Los tubos pasan a través de aberturas respectivas en las aletas y están prensados a estas aletas en una manera conocida. Las aletas son aletas planas de forma general rectangular que consisten en hojas delgadas de una aleación de metal, generalmente una aleación de aluminio.

Como puede observarse en la figura 1 , dos dispositivos de sujeción 20 de acuerdo con la invención tapan el núcleo para servir para unir un accesorio 22, por ejemplo un revestimiento del ventilador del motor. Este accesorio 22 puede estar fijo a otro extremo del núcleo mediante uno o más dispositivos de sujeción similares o alternativamente por otros medios.

Ahora se hace referencia a la figura 2. El bloque de aletas 18 presenta dos caras principales opuestas 24 y 26, las cuales son paralelas entre sí y están conectadas por una cara de extremo 28. Las caras principales 24 y 26 tienen ranuras respectivas 30 y 32 formadas por muescas de las aletas. Estas muescas se producen en una manera conocida por sí misma para formar puntos de referencia que sirvan para catalogar o alinear las aletas durante el procedimiento de ensamblado del núcleo. Como ya se mencionó, la invención hace uso del hecho de que estas muescas existen al asignarles una nueva función.

El dispositivo de sujeción 20 se produce en la forma de una abrazadera en la forma general de una U, presentando dos ramificaciones 34 y 36 unidas por un fondo 38. Esta abrazadera está dispuesta para tapar el bloque de aletas 18 en una posición de acoplamiento en la que las ramificaciones 34 y 36 respectivamente están contra las caras principales 24 y 26 del bloque de aletas. En esta posición de acoplamiento, el fondo 38 está contra la cara de extremo 28 del bloque de aletas.

El dispositivo 20 se sostiene en esta posición de acoplamiento mediante dos seguros 40 y 42 que sobresalen hacia el interior de la forma en U y están listas para acoplarse en las ranuras respectivas 30 y 32 para proveer retención por medio de una sujeción con pasador o una sujeción a presión.

Como se verá más adelante, el seguro 40 es un seguro rígido soportado por una primera ramificación en U, concretamente la ramificación 36, mientras que el segundo seguro es un seguro flexible 42 soportado por una segunda ramificación, concretamente la ramificación 36 y este seguro se regresa elásticamente al interior de la abrazadera en forma de U.

El seguro rígido 40 se extiende en el lado interior de la primera ramificación cerca de una región de conexión 44 de la ramificación 34 al fondo 38 y este seguro se produce como una pieza con una primera ramificación, con ninguna posibilidad de movimiento en relación al mismo.

El seguro flexible 42 se extiende en el lado interior de la ramificación 36 cerca de otra región de conexión 46 de la ramificación 36 al extremo 38. Este seguro flexible 42 está soportado por una pestaña deformable 48 (figuras 4, 5 y 6) cortadas en el espesor de la ramificación 36. Esta pestaña se regresa elásticamente hacia el lado interior de la segunda ramificación.

El dispositivo de sujeción 20 se produce en una sola pieza, ventajosamente al moldear un plástico, preferiblemente un plástico rígido o semi-rígido. A manera de ejemplo de un material adecuado, se debe mencionar una poliamida reforzada con fibra de vidrio.

El dispositivo 20 tiene dimensiones adecuadas para aquellas del bloque de aletas, es decir que la distancia que separa las dos ramificaciones necesita ser una función del espesor del núcleo y por lo tanto, del ancho de la cara de extremo 28. De la misma manera, los seguros 40 y 42 tienen que adaptarse a las dimensiones de las muescas y la posición de estos seguros en relación con el fondo 38 considera la distancia de las muescas 30 y 32 desde la cara de extremo 28 del bloque de aletas.

La pestaña deformable 48 se corta en el espesor del borde 36 como puede observarse mejor en las figuras 4, 5 y 6. Esta pestaña deformable 48 está delimitada por un corte en forma de U 50 (figura 4) que tiene un lado de extremo 52 adyacente al seguro flexible 42 y dos lados opuestos 54. El lado de extremo 52 es recto y generalmente es paralelo al fondo 38. Contribuye a la limitación de un extremo de la pestaña a lo largo de la cual se coloca el seguro flexible 42. Los dos lados opuestos 54 del corte se conectan en ángulos rectos a los lados de extremo 52. Son rectos y generalmente paralelos entre sí.

Los dos lados opuestos 54 se extienden desde un lado del extremo 52 en lo que respecta a un borde deformable 56 que forma una bisagra y están mostrada esquemáticamente por medio de una línea de eje XX en la figura 4. Este borde deformable, el cual es paralelo al lado de extremo 52 y que es opuesto a este lado de extremo forma así una bisagra. El lado de extremo 52 está localizado cerca del fondo 38 del dispositivo, mientras que el borde deformable de articulación 56 va en una región intermedia de la ramificación 36 que esté entre la región de conexión 46 y el extremo de la ramificación 36.

Las ramificaciones 34 y 36 tienen extremos libres respectivos 58 y 60 que delimitan una cara abierta de la abrazadera en forma de U, como se puede observar más particularmente en las figuras 2, 5 y 6.

En la modalidad ejemplar, los seguros 40 y 42 tienen perfiles similares en forma de dientes asimétricos. De esta manera, el seguro 42 comprende una cara inclinada 62 orientada hacia la abertura de la abrazadera en forma de U, como se define por sus extremos libres y una cara de retención 64 colocada en el lado inferior de la abrazadera en forma de U (figura 2). El seguro 42 tiene una forma similar.

Las ramificaciones 34 y 36 tienen formas especiales. Tienen primeras partes 66 y 68 respectivamente que se conectan en los ángulos rectos del fondo 38 y que por lo tanto, son sustancialmente paralelos entre sí. Estas dos primeras partes se extienden mediante las segundas partes respectivas 70 y 72 que convergen entre sí y terminan en los extremos libres 58 y 60. Debido a que estas dos segundas partes 70, 72 convergen entre sí, hacia los extremos libres, es decir hacia la abertura de la abrazadera, contribuyen al agarre ajustado de la abrazadera en el bloque de aletas.

Puede observarse que los extremos libres 58 y 60 son curvos en direcciones opuestas para hacer más sencillo el acoplamiento de la abrazadera en el bloque de aletas. Además, las partes 70 y 72 están provistas internamente con almohadillas de cojinete 74 y 76 que pueden verse mejor en las figuras 2 y 6. Estas almohadillas están colocadas orientadas unas a otras y colocadas cerca de los extremos libres 58 y 60. Su propósito es evitar cualquier cambio no deseado del dispositivo paralelo a la dirección de los tubos del núcleo. Ventajosamente tienen una estructura estriada para hacerles más sencillo colaborar con los bordes de las aletas.

En la modalidad mostrada, el dispositivo comprende una terminal de fijación 78 unida externamente a la abrazadera en forma de U. Aquí, esta terminal se proyecta desde la ramificación 34 en la región de conexión 44. Esta terminal también está equipada con una abertura 80, generalmente de forma oblonga, a través de la cual puede pasar un tornillo de sujeción o similar.

El dispositivo puede estar equipado con una o más terminales de fijación. La estructura y ubicación de la misma puede variar de acuerdo con el accesorio a fijarse al intercambiador de calor.

Para ensamblar el dispositivo de sujeción, el procedimiento es tal como se muestra en la figura 5. La cara abierta de la abrazadera está acoplada de tal manera que tapa el núcleo. Durante el acoplamiento, el seguro rígido 40 primero se deslizará a lo largo de la cara principal 24 en esa región de esta cara que yace entre la cara de extremo 28 y la muesca 30. Al mismo tiempo, el seguro flexible 42 se desliza a lo largo de la cara principal 26 en esa región de esta cara que yace entre la cara de extremo 28 y la muesca 32. Al hacerlo, el seguro flexible se mueve al lado como se muestra con la flecha F1 en las figuras 4 y 5. Específicamente, en la posición de reposo, la distancia que separa los dos seguros es menor al ancho de la cara de extremo 28. Mientras el movimiento continúa, el seguro 40 se acoplará en la ranura 30, mientras que el seguro 42 se acoplará en la ranura 32 a través del efecto elástico de la pestaña 48 como se muestra con la flecha F2 en la figura 6.

En la posición de total acoplamiento, los dos seguros están acoplados en las ranuras respectivas y el dispositivo se inmoviliza. La presencia de las almohadillas 74 y 76 evita cualquier deslizamiento no deseado del dispositivo en una dirección paralela a aquella de los tubos del núcleo.

Al tener un seguro que está fijo y uno que es flexible, y por lo tanto, deformable, significa que es posible evitar tener que dividir las ramificaciones durante el movimiento de acoplamiento.

De hecho, si los dos seguros fueran rígidos y estuvieran firmemente unidos a las ramificaciones, estas ramificaciones tendrían que dividirse considerablemente para permitir el acoplamiento con el riesgo asociado de que estas dos ramificaciones pierdan parte de su elasticidad.

Numerosas formas de modalidad de la invención son posibles, particularmente con respecto a las formas y dimensiones del dispositivo que se adaptará a aquellas del bloque de aletas afectado.

Como ya se mencionó, el dispositivo puede comprender una o más terminales diseñadas para unir un accesorio en particular.

Un aplicación preferida de la invención es aquella de radiadores de enfriamiento de vehículo de motor. El dispositivo puede entonces utilizarse para unir un ventilador del motor, un revestimiento del ventilador del motor, una terminal antivibraciones, etc.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1- Un dispositivo de sujeción para un intercambiador de calor (10) que tiene un bloque de aletas (18) que presenta dos caras principales opuestas (24, 26) conectadas mediante una cara de extremo (28) y en las cuales las dos caras principales tienen ranuras respectivas (30, 32) formadas por muescas de las aletas, en donde el dispositivo de sujeción (20) está formado en la forma de una abrazadera en la forma general de una U que presenta dos ramificaciones (34, 36) unidas por un fondo (38) y dispuestas para tapar el bloque de aletas (18) en una posición de acoplamiento en la que las dos ramificaciones (34, 36) respectivamente están contra las dos caras principales (24, 26) del bloque de aletas (18), y el fondo (38) contra la cara de extremo (28) del bloque de aletas, las dos ramificaciones (34, 36) tienen sus respectivas aletas (40, 42) que sobresalen hacia el interibr y están listas para el acoplamiento en las ranuras respectivas (30, 32) para que el dispositivo se sostenga en el bloque de aletas mediante la sujeción con pasador.

2.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque uno de los seguros es un seguro rígido (40) soportado por una primera ramificación (34), mientras que el otro es un seguro flexible (42) soportado por una segunda ramificación (36) y se regresa elásticamente al interior de la abrazadera en forma de U.

3. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el seguro rígido (40) se extiende en el lado interior de la primera ramificación (34) cerca de una región de conexión (44) de dicha primera ramificación (34) con un fondo (38), el seguro rígido (40) es de una sola pieza con la primera ramificación (34).

4. - El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado además porque el seguro flexible (42) se extiende en el lado interior de la segunda ramificación (36) cerca de una región de conexión (46) de dicha segunda ramificación (36) con un fondo (38), el seguro flexible (42) está soportado por una pestaña deformable (48) cortada en el espesor de la segunda ramificación (36) y se regresa elásticamente hacia el lado interior de la segunda ramificación.

5. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la pestaña deformable (48) está delimitada por un corte en forma de U (50) que tiene un lado de extremo (52) adyacente al seguro flexible (42) y dos lados opuestos (54), cada uno de los cuales se extiende desde dicho lado de extremo (52) en cuanto al borde deformable (56) que forma la bisagra (XX) que corre opuesta al lado de extremo (52).

6. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el borde deformable (56) que forma la bisagra corre en una región intermedia de la segunda ramificación (36) que está en algún lado entre la región de conexión (46) y un borde libre (60) de la segunda ramificación (36).

7. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque los seguros (40, 42) tienen un perfil asimétrico en forma de dientes delimitado por una cara inclinada (62) orientada hacia la abertura de la abrazadera en forma de U y por una cara de retención (64) en el lado inferior de la abrazadera en forma de U.

8. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque las ramificaciones (34, 36) tienen extremos libres respectivos (58, 60) que delimitan una cara abierta de la abrazadera en forma de U.

9. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque las ramificaciones (34, 36) tienen primeras partes (66, 68) que están conectadas en ángulos rectos al fondo (38) y se extienden mediante las segundas partes (70, 72) que convergen entre sí y terminan en los extremos libres respectivos (58, 60).

10. - El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado además porque los extremos libres (58, 60) son curvos en direcciones opuestas para hacer más sencillo el acoplamiento de la abrazadera en el bloque de aletas (18).

1 1.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado además porque las ramificaciones (34, 36) tienen almohadillas de cojinete (74, 76) colocadas orientadas entre si y localizadas cerca de los extremos extremos libres respectivos de estas ramificaciones.

12. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente por lo menos una terminal de fijación (78) unida externamente a la abrazadera en forma de U.

13. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 1 , caracterizado además porque se produce como una sola pieza al moldear un plástico.

14.- Un intercambiador de calor con un bloque de aletas (18) que presenta dos caras principales opuestas (24, 26) conectadas mediante una cara de extremo (28) y en la cual las dos caras principales (24, 26) tienen ranuras respectivas (30, 32) formadas por muescas de las aletas, en donde está equipada con por lo menos un dispositivo de sujeción (20) de una de las reivindicaciones 1 a 13 y con un accesorio (26) unido utilizando este/estos dispositivo(s) de sujeción.