MX2012010231A - Bomba de refrigeracion mecanica ajustable. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable para un motor de combustión interna. La bomba (10) comprende una rueda (14) de rotor de bomba con una entrada axial. La rueda (14) de rotor de bomba bombea un refrigerante en sentido radial hacia fuera. La bomba comprende numerosos álabes (40) de estátor de bomba variables que están dispuestos de forma pivotante en sentido radial hacia fuera de, y concéntricamente con, la rueda (14) de rotor de bomba. Se proporciona un anillo (32) de control que pivota de forma simultánea los álabes (40) cuando se gira el anillo (32) de control. El anillo (32) de control se gira mediante un accionador, haciendo de este modo que pivoten los álabes (40) entre una posición abierta y una cerrada. Un cuerpo (12) de alojamiento de bomba soporta los álabes (40) de estátor de bomba y el anillo (32) de control. De acuerdo con la invención, los álabes (40) de estátor de bomba y el anillo (32) de control están montados de forma retenida en un armazón (18) de soporte de álabes estático separado que se monta en el cuerpo (12) de alojamiento de bomba.

Description

BOMBA DE REFRIGERANTE MECÁNICA AJUSTABLE Campo de la Invención La presente invención se refiere a una bomba de refrigerante mecánica ajustable para un motor de combustión interna .

Antecedentes de la Invención La demanda de refrigerante de un motor de combustión depende de muchos factores, tal como, por ejemplo, la temperatura de motor, la temperatura ambiente, la potencia de motor efectiva, etc. Una bomba de refrigerante mecánica se acciona directamente por el motor de combustión interna, de tal modo que la velocidad de rotación de la bomba es estrictamente proporcional a la velocidad de rotación del motor de combustión. Como consecuencia, la bomba de refrigerante mecánica no considera la demanda de refrigerante del motor de combustión.

Por lo tanto, se fabrican unas bombas de refrigerante mecánicas más sofisticadas ajustables mediante unos tipos diferentes de mecanismos de válvula. En el documento WO 2007/025375 A2, una bomba de refrigerante mecánica ajustable se dota de unos álabes de estátor de bomba pivotables que rodean la rueda de rotor de bomba. Los álabes de estátor forman una válvula de entrada, de tal modo que el refrigerante fluye a través de la válvula de entrada abierta antes de que éste se bombee mediante la rueda de rotor de bomba hacia dentro en sentido radial. Cuando los álabes de estátor se encuentran en la posición cerrada y la rueda de rotor está girando con una alta velocidad, puede tener lugar una cavitación, lo que da lugar a efectos no deseables.

Los álabes de estátor se montan de forma pivotante axialmente entre dos anillos de montaje y se hace que pivoten mediante un anillo de control separado que rodea un anillo de montaje. Durante el procedimiento de montaje, el anillo de control puede desprenderse del anillo de montaje siempre que los anillos de montaje y el anillo de control no estén fijados al cuerpo de alojamiento de bomba. Cuando el anillo de control se desprende, tiene que volver a montarse el anillo de control con cada álabe de estátor individual, lo que es un procedimiento que consume mucho tiempo.

Sumario de la Invención Es un objeto de la invención la provisión de una bomba de refrigerante mecánica ajustable con una calidad de cavitación mejorada y con un procedimiento de montaje mej orado .

El presente objeto se soluciona, de acuerdo con la invención, con las características de la reivindicación 1.

Descripción de las Figuras de la Invención Lo siguiente es una descripción detallada de la invención con referencia a las figuras, en los que: la figura 1 muestra una sección transversal longitudinal de una bomba de refrigerante mecánica ajustable, la figura 2 muestra una vista desde arriba de la bomba de refrigerante abierta de la figura 1, la figura 3 muestra un detalle de la bomba de la figura 1 en sección transversal, la figura 4 muestra una vista en perspectiva de un armazón de soporte de álabes de la bomba de refrigerante de la figura 1, la figura 5 muestra un álabe de estátor de bomba variable de la bomba de refrigerante de la figura 1, la figura 6 muestra un primer anillo de armazón del armazón de soporte de álabes de la figura 4, la figura 7 muestra un segundo anillo de armazón del armazón de soporte de álabes de la figura 4, la figura 8 muestra un perno de conexión axial del armazón de soporte de álabes de la figura 4, y la figura 9 muestra un anillo de control del armazón de soporte de álabes de la figura 4.

Descripción Detallada de la Invención La bomba de refrigerante mecánica ajustable se dota de una rueda de rotor de bomba con una entrada axial y una salida radial. La rueda de rotor bombea el refrigerante en sentido radial hacia fuera, es decir desde el centro en sentido radial hacia el exterior. Un conjunto de álabes de estátor de bomba variables se dispone en un circulo, siendo el circulo concéntrico con, y en sentido radial hacia fuera de, la rueda de rotor de bomba, de tal modo que los álabes de estátor de bomba forman una válvula de salida de tipo anular, no una válvula de entrada. La presente disposición de la válvula formada por los álabes de estátor de bomba evita la cavitación cuando los álabes de estátor se encuentran en una posición cerrada, minimizando de este modo el flujo de refrigerante incluso a unas altas velocidades de rotación.

Se proporciona un armazón de soporte de alabes estático separado, en el cual están montados todos los álabes de estátor de bomba, asi como el anillo de control, de forma retenida, es decir, que no puede soltarse. Antes de que se monte el armazón de soporte de álabes en el cuerpo de alojamiento de bomba, los álabes de estátor de bomba, asi como el anillo de control, se montan previamente de forma no desmontable en el armazón de soporte de álabes. Ni los álabes de estátor de bomba ni el anillo de control pueden desprenderse del armazón de soporte de álabes cuando el armazón está montado en el cuerpo de alojamiento de bomba. Esto facilita el montaje de la bomba de refrigerante y evita de forma fiable cualquier nuevo montaje, que consumiría mucho tiempo, del anillo de control y los álabes de estátor.

De acuerdo con una realización preferente de la invención, el armazón de soporte de álabes comprende un primer anillo de armazón y un segundo anillo de armazón. El anillo de control se monta axialmente entre el segundo anillo de armazón y los álabes. Los álabes de estátor y el anillo de control están intercalados entre los dos anillos de armazón. Este conjunto garantiza que el anillo de control esté fijado al armazón de soporte de álabes y no pueda desprenderse hasta que el armazón de soporte de álabes se monte en el cuerpo de alojamiento de bomba.

Preferentemente, el segundo anillo de armazón se dota de unos resaltes de guiado axial en cooperación con unas aberturas de guiado respectivas del anillo de control, de tal modo que se permite la rotación del anillo de control y el anillo de control no puede moverse en sentido radial con respecto al segundo anillo de armazón. Es evidente por sí mismo que las aberturas de guiado pueden proporcionarse alternativamente en el segundo anillo de armazón y los resaltes en el anillo de control.

De acuerdo con una realización preferente de la invención, los dos anillos de armazón están conectados de forma rígida uno a otro mediante al menos dos, preferentemente mediante tres tornillos de conexión axial.

Los dos anillos de armazón y los tornillos de conexión forman de manera conjunta el armazón de soporte de álabes, el cual es una plataforma para los álabes de estátor de bomba y el anillo de control.

Preferentemente, el anillo de control se dota de un orificio largo para cada perno de conexión que sobresale a través del mismo. Los orificios largos tienen una orientación coaxial circular. El anillo de control se guía mediante los tornillos de conexión, de tal modo que el anillo de control puede girar dentro de un ángulo de rotación definido.

De acuerdo con una realización preferente, los manguitos separadores de conexión se dotan de una perforación axial. El tornillo de conexión sobresale a través de la perforación axial del manguito, que define una distancia axial constante de los dos anillos de armazón.

De acuerdo con una realización preferente, los álabes de estátor de bomba se dotan de un pasador de pivote axial. El pasador de pivote se encuentra en el eje de pivote de los álabes de estátor y se asienta en unas perforaciones de pivote respectivas del primer anillo de armazón.

Preferentemente, los álabes de estátor de bomba se dotan de un pasador de accionamiento axial que sobresale hacia unos orificios largos de accionamiento respectivos del anillo de control. La orientación de los orificios largos de accionamiento no es coaxialmente circular, de tal modo que la rotación del anillo de control da lugar a un movimiento de pivote síncrono de todos los álabes de estátor. Moviendo el anillo de control, los álabes de estátor se mueven a la posición cerrada o la abierta. En la posición cerrada, los álabes de estátor se solapan entre sí en sus extremos frontal y posterior tangenciales, para cerrar completamente la salida radial de la rueda de rotor de bomba.

En las figuras 1 y 2, se muestra una bomba 10 de refrigerante mecánica ajustable, la cual está configurada típicamente para proporcionar refrigerante para un motor de combustión interna de camión.

La bomba de refrigerante 10 comprende un alojamiento 11 que se compone de dos cuerpos 12, 13 de alojamiento de bomba de metal. La figura 2 muestra una vista desde arriba del alojamiento de bomba abierto que muestra un cuerpo 12 de alojamiento de bomba en el que se proporcionan un armazón 18 de soporte de álabes y una rueda 14 de rotor de bomba separados.

La rueda 14 de rotor de bomba se dota de una abertura 20 de entrada axial que constituye una entrada axial para el refrigerante que fluye axialmente a su interior a partir de un bloque motor (que no se muestra) . La rueda 14 de rotor de bomba está conectada, y gira junto con, una rueda 16 de accionamiento que se acciona mediante una correa 24 de transmisión. La correa 24 de transmisión se acciona mediante el motor de combustión, de tal modo que la rueda 14 de rotor de bomba está girando con una velocidad de rotación que es proporcional a la velocidad de rotación del motor de combustión .

La rueda 14 de rotor de bomba se encuentra rodeada en sentido radial por el armazón 18 de soporte de álabes estático, el cual comprende un conjunto de numerosos álabes 40 de estátor de bomba variables que están dispuestos en un circulo coaxial y que pueden pivotarse alrededor de un eje de pivote axial, respectivamente, entre una posición abierta y una cerrada. Cuando los álabes 40 de estátor de bomba se encuentran en su posición abierta y el rotor 14 de bomba está girando, el refrigerante se bombea mediante el rotor 14 de bomba en sentido radial hacia fuera al interior de una voluta 22 de salida, y a partir de la voluta 22 de salida al interior de un canal 25 de salida. Cuando los álabes 40 de estátor de bomba se encuentran en la posición cerrada, éstos forman un anillo cerrado alrededor de la rueda 14 de bomba, de tal modo que el refrigerante no puede dejar la rueda 14 de bomba giratoria.

El armazón 18 de soporte de álabes se muestra en detalle en la figura 4. El armazón 18 de soporte de álabes comprende un primer anillo 28 de armazón, un segundo anillo 30 de armazón que está conectado de forma rígida y que no puede soltarse a una distancia axial constante del primer anillo 28 de armazón mediante tres tornillos 46 de conexión axial y unos manguitos 34 separadores con una perforación 50 de tornillo axial. Numerosos álabes 40 de estátor de bomba se disponen axialmente junto al primer anillo 28 de armazón, y un anillo 32 de control se dispone axialmente entre los álabes 40 de estátor de bomba y el segundo anillo 30 de armazón .

Cada álabe 40 de estátor de bomba se dota de un pasador 42 de pivote axial, un pasador 44 de guiado axial y un pasador 43 de accionamiento axial. El pasador 42 de pivote y el pasador 44 de guiado están axialmente alineados y definen el eje de pivote del álabe 40 de estátor de bomba. Los pasadores 42 de pivote de los álabes 40 se asientan en unas perforaciones 36 de pivote respectivas del primer anillo 28 de armazón. El pasador 44 de guiado axialmente opuesto se asienta en unos orificios 62 largos de guiado respectivos del anillo 32 de control. Los orificios 62 largos de guiado y los pasadores 44 de guiado soportan el álabe 40 de estátor con respecto a las fuerzas radiales. Los pasadores 44 de guiado pueden asentarse en unas perforaciones respectivas del segundo anillo 30 de armazón.

Cada pasador 43 de accionamiento de los álabes 40 de estátor sobresale hacia, y se guia mediante, unos orificios 64 largos de accionamiento respectivos del anillo 32 de control. La orientación de los orificios 64 largos de accionamiento no es coaxialmente circular, de tal modo que se hace que los álabes 40 de estátor de bomba pivoten entre una posición abierta y una posición cerrada cuando se gira el anillo 32 de control. El anillo 32 de control se dota de una perforación 68 de accionamiento a la que está conectada un accionador (que no se muestra) que es, por ejemplo, un motor de accionamiento eléctrico (que no se muestra) .

El segundo anillo 30 de armazón tiene el mismo diámetro exterior que el primer anillo 28 de armazón pero tiene un diámetro interior más pequeño. La sección de anillo exterior del segundo anillo 30 de armazón se dota de tres orificios 54 roscados en el interior de los cuales se roscan los tornillos de conexión. La sección de anillo interior del segundo anillo 30 de armazón, la cual sobresale hacia el interior, es una sección de anillo de montaje con tres perforaciones 56 de montaje. El segundo anillo 30 de armazón se dota de un rebaje 52 de accionador en el intervalo de movimiento de la perforación 68 de accionamiento del anillo 32 de control.

El procedimiento de montaje de bomba es según sigue: En primer lugar, se montan el armazón 18 de soporte de álabes estático y todos los componentes que van a montarse en el armazón 18. Los pasadores 42 de pivote de los álabes 40 se insertan en las perforaciones 36 de pivote respectivas del primer anillo 28 de armazón. A continuación, el anillo 32 de control se monta y los pasadores 44 de guiado y los pasadores 43 de accionamiento de los álabes 40 se insertan en los orificios 62, 64 largos respectivos. Finalmente, el segundo anillo 30 de armazón se acopla al anillo 32 de control, y el primer anillo 28 de armazón y el segundo anillo 30 de armazón se conectan de forma rígida mediante los manguitos 34 separadores y los tornillos 46 de conexión. Los pernos 34 de conexión están, por ejemplo, conectados con los anillos 28, 30 de armazón mediante atornillado.

Después de que el armazón 18 de soporte de álabes se ha montado completamente, el armazón 18 de soporte de álabes se fija al cuerpo 12 de alojamiento de bomba mediante tres tornillos 70 de montaje que sobresalen a través de las perforaciones 56 de montaje respectivas del segundo anillo 30 de armazón. A continuación, se monta el mecanismo de accionamiento (que no se muestra) que incluye el motor de accionamiento eléctrico, y el mecanismo de accionamiento se conecta con la perforación 68 de accionamiento del anillo 32 de control.

Después de lo anterior, la rueda 14 de bomba y la rueda 16 de accionamiento se montan en el eje 26 de rotor. Finalmente, el otro cuerpo 13 de alojamiento de bomba se monta en el primer cuerpo 12 de alojamiento de bomba para cerrar el alojamiento 11 de bomba, mediante lo cual la rueda 14 de bomba se inserta en la abertura circular que se define mediante el armazón 18 de soporte de álabes.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable para un motor de combustión interna, que comprende una rueda (14) de rotor de bomba con una entrada axial, bombeando la rueda (14) de rotor de bomba un refrigerante en sentido radial hacia fuera, unos álabes (40) de estátor de bomba variables que están dispuestos de forma pivotante en sentido radial hacia fuera en un circulo concéntricamente con la rueda (14) de rotor de bomba, un anillo (32) de control que pivota de forma simultánea los álabes (40) cuando se gira el anillo (32) de control, un accionador que gira el anillo (32) de control, haciendo de este modo que pivoten los álabes (40) entre una posición abierta y una cerrada, y un cuerpo (12) de alojamiento de bomba que soporta los álabes (40) de estátor de bomba y el anillo (32) de control, en la que los álabes (40) de estátor de bomba y el anillo (32) de control están montados de forma retenida en un armazón (18) de soporte de álabes estático separado que se monta en el cuerpo (12) de alojamiento de bomba.

2. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable de la reivindicación 1, en la que el armazón (18) de soporte de álabes comprende un primer anillo (28) de armazón y un segundo anillo (30) de armazón, y el anillo (32) de control se monta axialmente entre el segundo anillo (30) de armazón y los álabes (40) de estátor de bomba.

3. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable de la reivindicación 2, en la que el segundo anillo (30) de armazón se dota de unos resaltes (56) de guiado axial en cooperación con unas aberturas de guiado respectivas del anillo (32) de control para permitir la rotación del anillo (32) de control.

4. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que los dos anillos (28, 30) de armazón están conectados de forma rígida uno a otro mediante al menos dos tornillos (46) de conexión axial .

5. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable de la reivindicación 4, en la que el anillo (32) de control se dota de un orificio (60) largo de fijación para cada tornillo (46) de conexión que sobresale a través del mismo.

6. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable de la reivindicación 4 o 5, en la que unos manguitos (34) separadores se dotan de una perforación (50) axial, y los tornillos (46) de conexión sobresalen a través de la perforación (50) axial, de tal modo que los dos anillos (28, 30) de armazón se mantienen a una distancia constante y fija uno de otro.

7. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que los álabes (40) de estátor de bomba se dotan de un pasador (42) de pivote axial, respectivamente, asentándose el pasador (42) de pivote en unas perforaciones (36) de pivote respectivas del primer anillo (28) de armazón.

8. Bomba (10) de refrigerante mecánica ajustable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que los álabes (40) de estátor de bomba se dotan de un pasador (43) de accionamiento axial, respectivamente, que sobresale hacia unos orificios (64) largos de accionamiento respectivos del anillo (32) de control, siendo la orientación de los orificios largos de accionamiento no coaxialmente circular. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una bomba (10) de refrigerante mecánica a ustable para un motor de combustión interna. La bomba (10) comprende una rueda (14) de rotor de bomba con una entrada axial. La rueda (14) de rotor de bomba bombea un refrigerante en sentido radial hacia fuera. La bomba comprende numerosos álabes (40) de estátor de bomba variables que están dispuestos de forma pivotante en sentido radial hacia fuera de, y concéntricamente con, la rueda (14) de rotor de bomba. Se proporciona un anillo (32) de control que pivota de forma simultánea los álabes (40) cuando se gira el anillo (32) de control. El anillo (32) de control se gira mediante un accionador, haciendo de este modo que pivoten los álabes (40) entre una posición abierta y una cerrada. Un cuerpo (12) de alojamiento de bomba soporta los álabes (40) de estátor de bomba y el anillo (32) de control. De acuerdo con la invención, los álabes (40) de estátor de bomba y el anillo (32) de control están montados de forma retenida en un armazón (18) de soporte de álabes estático separado que se monta en el cuerpo (12) de alojamiento de bomba.