ES2206631T3 - Ventilador. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN VENTILADOR FORMADO POR UNA RUEDA (1) UNIDA SIN POSIBILIDAD DE GIRO A UN SEMIEJE PROPULSOR (5) MEDIANTE UN ELEMENTO DE ARRASTRE (4). LA INVENCION PROPONE QUE EL ELEMENTO DE ARRASTRE (4) UNIDO SIN POSIBILIDAD DE GIRO AL SEMIEJE PROPULSOR (5) PRESENTE AL MENOS UNA SUPERFICIE DE APOYO RADIAL Y UNA SUPERFICIE DE APOYO AXIAL (7, 8) EN LAS QUE SE APOYE AL MENOS UNA SUPERFICIE DE APOYO AXIAL Y UNA SUPERFICIE DE APOYO RADIAL (23,2) DE LA RUEDA (1) DEL VENTILADOR.

Description

Ventilador.

Estado de la técnica

La invención parte de un ventilador, en el que un rodete de ventilador está conectado con un árbol por medio de un elemento de arrastre.

Se conoce por el documento DE 44 15 915 C1 un ventilador de este tipo. El ventilador está constituido por un rodete de ventilador y por un cubo de ventilador, en el que están montadas fijamente las aletas del ventilador. El rodete del ventilador está dispuesto sobre un árbol, que posee dos salientes de tope en la dirección del extremo libre del árbol, Sobre el segundo saliente de tope desde el extremo libre del árbol está fijado un disco de arrastre. El rodete de ventilador está acoplado suelto con el cubo de ventilador sobre el extremo del árbol y se asegura con un tornillo de retención, que está enroscado en el lado frontal del árbol. El rodete de ventilador posee un juego axial entre el primer saliente de tope desde el extremo del árbol y el tornillo de retención. El rodete de ventilador se puede girar sobre el árbol, de manera que el árbol no transmite directamente ningún par de torsión.

El par motor es transmitido desde el árbol sobre el rodete de ventilador a través del disco de arrastre, que está conectado a través de elementos de resorte o de amortiguación con el cubo del ventilador en el sentido de giro. Los elementos de amortiguación transmiten el par de torsión y tienen la finalidad de que el rodete de ventilador sea desacoplado de las vibraciones del árbol. No obstante, el desacoplamiento del ventilador de las vibraciones del árbol solamente se consigue cuando el rodete de ventilador está montado suelto, es decir, con juego axial y radial, sobre el árbol, ya que de lo contrario se transmiten las vibraciones a través de esta conexión.

Si el rodete de ventilador posee una masa centrífuga excéntrica o una excentricidad vertical o excentricidad axial, de manera que el rodete de ventilador lleva a cabo un movimiento de balanceo durante la rotación, entonces éste no puede ser reducido en una medida suficiente a través del asiento suelto del cubo del ventilador sobre el árbol. El rodete de ventilador se convierte por sí mismo en un excitador de vibraciones de alta frecuencia. Especialmente en los rodetes de ventilador grandes, en los que la amplitud del movimiento de balanceo se incremente en una medida considerable desde dentro hacia fuera según el conjunto de radios y, por lo tanto, se generan fuerzas grandes, esto puede conducir a que el cubo del ventilador se desvíe, el rodete de ventilador roce en la carcasa y se destruyan el ventilador y los componentes adyacentes. Por otra parte, el ventilador descrito posee una longitud de construcción muy grande debido a los elementos de amortiguación, que se encuentran entre el elemento de arrastre y el rodete de ventilador. Los elementos de amortiguación modifican, además, su comportamiento de amortiguación a diferentes temperaturas de funcionamiento, con lo que el ventilador tiene un comportamiento de funcionamiento diferente a diferentes temperaturas de funcionamiento.

Se conoce por el documento US 3.885.888 un ventilador para la generación de una corriente de aire de refrigeración, en el que el rodete de ventilador está conectado con un árbol de accionamiento a través de un elemento de arrastre. El elemento de arrastre del documento US 3.885.888 presenta cuatro brazos, que cubren una superficie de apoyo axial para el cubo del rodete de ventilador. En el punto de cruce de los cuatro brazos del elemento de arrastre está configurado un pivote de centrado en forma de cúpula, que encaja en un orificio correspondiente del cubo de ventilador configurado en forma de copa, de manera que en el caso del rodete de ventilador montado, éste se apoya tanto con una superficie de apoyo axial como también con una superficie de apoyo radial en el elemento de arrastre del árbol de accionamiento.

El documento DE 33 39 075 A1 publica una fijación de un rodete de aletas de ventilador en un árbol del motor, en el que el rodete de aletas se fija en el pivote de un elemento de arrastre y se presiona en este caso al mismo tiempo el elemento de arrastre sobre el árbol del motor. El elemento de arrastre del documento DE 33 39 075 A1 está constituido por un casquillo de cubo ranurado, que se acopla sobre un árbol de accionamiento. El elemento de arrastre presenta pivotes, que se extienden en la dirección axial del árbol de accionamiento. Una región central del rodete de aletas de ventilador es acoplada sobre el elemento de arrastre de tal forma que los pivotes del elemento de arrastre son insertados a través de orificios correspondientes de la región central y al mismo tiempo se acopla un collar configurado centralizado en la región central sobre una región próxima al eje del elemento de arrastre y se asienta bajo ajuste a presión sobre el casquillo de cubo y presiona a éste contra el árbol de accionamiento.

Ventajas de la invención

Según la invención, el rodete de ventilador está fijado radialmente sobre el elemento de arrastre y axialmente por medio de superficies de apoyo definidas en el elemento de arrastre y en el rodete de ventilador propiamente dicho, con lo que se evita un movimiento de balanceo del rodete de ventilador. El rodete de ventilador está conectado de esta manera directamente con una masa mayor y no se puede convertir en el excitador de vibraciones de alta frecuencia. Además, a través de la disposición directa del rodete de ventilador sobre el elemento de arrastre, sin elementos intermedios, se consigue una longitud de construcción corta. El comportamiento de funcionamiento permanece constante a diferentes temperaturas de funcionamiento.

Puesto que el elemento de arrastre posee una superficie de apoyo radial, sobre la que se acopla en rodete de ventilador con una superficie de apoyo radial y está fijado radialmente, el rodete de ventilador y el elemento de arrastre poseen posiciones exactamente definidas entre sí. Se evita el juego que se produce, por ejemplo, cuando ambas partes están alojadas sobre el árbol con tolerancias diferentes y, por lo tanto, también la inestabilidad en el movimiento del ventilador.

Si se forma la superficie de apoyo radial sobre el elemento de arrastre a través de la periferia exterior del cubo del elemento de arrastre, entonces se posibilita una construcción sencilla, de longitud de construcción muy corta, con pocos componentes.

Por medio de nervaduras entre la superficie de apoyo radial del rodete de ventilador y el elemento de arrastre se dispone el rodete de ventilador exactamente en el centro, con lo que se consigue una alta estabilidad de marcha. Las nervaduras se pueden encontrar sobre la superficie de apoyo radial del rodete de ventilador o también sobre la superficie de apoyo radial del elemento de arrastre. Con preferencia se utilizan tres nervaduras, puesto que con más de tres nervaduras se excede la posición del rodete de ventilador sobre el elemento de arrastre.

De una manera ventajosa, el rodete de ventilador se fija axialmente sobre el elemento de arrastre con superficies de apoyo, que se encuentran en la región exterior del elemento de arrastre. En la región exterior del rodete de ventilador aparecen las máximas amplitudes de un movimiento de balanceo según el conjunto de radios y, por lo tanto, también las máximas fuerzas. Si se encuentran las superficies de apoyo axiales en la región más exterior del elemento de arrastre, entonces el brazo de palanca de la fuerza que actúa en la región exterior del rodete de ventilador con respecto al lugar de absorción de la fuerza es pequeño. El par de torsión efectivo se reduce de esta manera a un mínimo. De este modo, por una parte, se puede dimensionar más débil el elemento de arrastre y se puede reducir el movimiento de balanceo. También se pueden absorber de una manera efectiva las fuerzas mayores, especialmente en el caso de rodetes de ventilador grandes. A través de un elemento de arrastre dimensionado más débil, especialmente a través de un elemento de arrastre con tres brazos, se pueden ahorrar peso y costes. Debido a un peso reducido se reduce la influencia sobre el movimiento de rotación a través del elemento de arrastre y se necesita menos energía para el accionamiento.

Puesto que el elemento de arrastre está conectado fijo contra giro con el árbol a través de unión por aplicación de fuerza, por ejemplo con un asiento de apriete, asiento cónico, asiento retráctil o por medio de elementos de sujeción, cuñas, uniones con bridas, etc., se consigue una unión fija contra giro favorable en cuanto a los costes y que se puede fabricar fácilmente. Se consigue una exactitud alta en la alineación cuando el elemento de arrastre presenta en su cubo, por ejemplo, 3 nervaduras que, durante el acoplamiento, fijan el elemento de arrastre radialmente sobre el árbol y el elemento de arrastre está fijado y conectado fijo contra giro, separado radialmente de ellas, por ejemplo en un saliente de apoyo del árbol.

Con preferencia, el elemento de arrastre está alojado con un asiento a presión sobre el árbol, que es especialmente favorable en cuanto a los costes. Además, a través del asiento a presión se pueden compensar las diferencias de medidas, siendo introducido a presión, por ejemplo, con una mayor o menor profundidad.

De la misma manera es ventajoso conectar el rodete de ventilador con el elemento de arrastre a través de unión por aplicación de fuerza. Esto se consigue, en principio, presionando el rodete de ventilador sobre el elemento de arrastre e impidiendo la fuerza de fricción que se ajusta de esta manera que las partes giren relativamente entre sí. Esto se puede conseguir, por ejemplo, con uniones de sujeción, apriete, remaches, tornillos, etc. No obstante, son especialmente ventajosas las uniones roscadas, con lo que se puede montar y desmontar fácilmente el rodete de ventilador.

Con preferencia, se aplica una llamada inclinación suave de la rosca, con lo que se evitan las cadenas de tolerancias. Se consigue una inclinación suave de la rosca, por ejemplo, cuando la cabeza del tornillo solamente se apoya en el plástico y solamente lo pretensa a éste en una medida considerable. Esto se alcanza, por ejemplo, cuando el rodete de ventilador es de plástico y la cabeza del tornillo solamente entra en contacto con el rodete de ventilador y no con el elemento de arrastre, que es, por ejemplo, de metal. Este efecto se intensifica cuando se utiliza un tornillo, que presenta una cabeza de tornillo mayor en cuanto a su perímetro y esta cabeza de tornillo solamente entra en contacto con el rodete de ventilador en la región exterior. De esta manera se pretensa una región mayor del plástico. Además, es ventajoso que el rodete de ventilador y el elemento de arrastre se apoyen con superficies de apoyo radiales, concéntrica pequeñas, puesto que éstas se pueden fabricar fácilmente con alta exactitud.

A través de la tensión previa en el plástico se consigue que el tornillo no se afloje. Este efecto se puede elevar por medio de la inserción de un seguro de tornillo. A tal fin es adecuado, por ejemplo, un anillo elástico, una arenada de frenado dentellada, un disco dentado, un disco de resorte, un disco de seguridad Schnorr o un tornillo dentado de bloqueo, etc.

Si el elemento de arrastre y/o el rodete de ventilador presenta en la periferia pivotes que son recibidos, respectivamente, en escotaduras por otro componente, entonces se transmite el par de rotación del motor a través de unión positiva, en el caso de que deban aflojarse los tornillos. La función del ventilador se mantiene de esta manera garantizada. Las escotaduras poseen una periferia interior ligeramente mayor que la periferia exterior de los pivotes, de manera que se evitan las cadenas de tolerancias.

Si se utilizan los pivotes al mismo tiempo para la transmisión de pares por aplicación de fuerza, se consigue un seguro de la función del ventilador con una longitud de construcción al mismo tiempo corta. Con preferencia, se encuentra una rosca en el pivote, con lo que se puede conseguir una unión por aplicación de fuerza a través de tornillos en el pivote.

Además, contribuye a una longitud de construcción corta el hecho de que las cabezas de tornillos se puedan avellanar parcial o totalmente o bien en escotaduras en el elemento de arrastre o en el rodete del ventilador.

Se consigue una ventaja para el montaje y, por lo tanto, especialmente para la serie grande a través de nervaduras de refuerzo en el rodete de ventilador, que están interrumpidas en la región de los pivotes, que se encuentran en este caso sobre el elemento de arrastre. De esta manera se puede colocar fácilmente el rodete de ventilador sobre el elemento de arrastre y a continuación se puede colocar correctamente a través del movimiento giratorio, de manera que los pivotes llegan a las escotaduras, sin que el rodete de ventilador se enganche en este caso en las nervaduras de refuerzo. Esto se puede conseguir también con un anillo que está colocado en la misma periferia que los pivotes, pero en el otro componente, de modo que los pivotes se pueden deslizar en este anillo, antes de que lleguen a las escotaduras.

Por medio de ayudas de colocación, que están integradas en el elemento de arrastre o en el rodete de ventilador, se consiguen ventajas especialmente para la serie grande. Así, por ejemplo, en un proceso automatizado, el rodete de ventilador y el elemento de arrastre, después de que están fijados uno sobre el otro, se pueden ajustar en una posición definida, encajando, por ejemplo, un dispositivo en las ayudas de colocación y llevando el rodete de ventilador y el elemento de arrastre a la posición definida. A continuación, se conecta de forma automática el rodete de ventilador y el elemento de arrastre.

Si el elemento de arrastre está constituido por un material, que es atacado por el medio ambiente, por ejemplo acero para la construcción (por ejemplo, ST 37) en un entorno húmedo, se asegura la función del ventilador a largo plazo con un recubrimiento del elemento de arrastre con un material, que protege el elemento de arrastre frente al medio ambiente. Esto se puede conseguir, por ejemplo, con cinc, cromo, níquel, etc., o también por medio de recubrimientos de plástico. Se pueden aplicar capas metálicas, por ejemplo, con procedimientos de inmersión, procedimientos por ebullición, procedimientos de contacto o procedimientos galvánicos. El procedimiento galvánico es especialmente ventajoso, puesto que, por una parte, se puede dominar bien y, por otra parte, con este procedimiento se pueden aplicar rápidamente capas de espesor deseado.

No obstante, el elemento de arrastre puede estar constituido también, por razones de peso y de elasticidad, por plástico o por materiales adecuados, que hacen innecesaria, por ejemplo, una protección contra la corrosión.

Dibujo

En el dibujo se representa un ejemplo de realización de la invención. En la descripción y en las reivindicaciones se representan y describen numerosas características relacionadas. El técnico considerará las características de una manera más conveniente también en particular y las agrupará en combinaciones convenientes. En este caso:

La figura 1 muestra un dibujo en sección de un ventilador.

La figura 2 muestra una vista delantera de un elemento de arrastre.

La figura 3 muestra una vista del lado trasero de un rodete de ventilador, representada a tamaño reducido.

La figura 4 muestra un fragmento de la figura 3 de acuerdo con la línea IV.

Descripción de los ejemplos de realización

En la figura 1 se muestra un árbol 5, sobre el que está montado un elemento de arrastre 4 con un asiento a presión 10. El cubo 22 del elemento de arrastre 4 se extiende más allá de la anchura del elemento de arrastre 4 en la dirección del extremo libre del árbol y en la dirección opuesta. De esta manera se pueden absorber mejor pares de giro que aparecen en el elemento de arrastre 4. El elemento de arrastre 4 posee una proyección axial, que representa al mismo tiempo una superficie de apoyo radial 8. Sobre la superficie de apoyo radial 8 está acoplado un rodete de ventilador 1 con una superficie de apoyo radial 2, en la que están montadas fijamente aletas de ventilador 3. Sobre la superficie de apoyo radial 2 se encuentran con preferencia tres nervaduras 9, con las que el rodete de ventilador 1 está fijado exactamente sobre el elemento de arrastre 4 en dirección radial.

El rodete 1 está fijado axialmente por medio de superficies de apoyo 7, 23 definidas de forma anular en el elemento de arrastre 4 y en el rodete 1. Las superficies de apoyo 7, 23 se encuentran en la región exterior del elemento de arrastre 4.

El elemento de arrastre 4 y el rodete de ventilador están conectados entre sí a través de unión por aplicación de fuerza con una unión por tornillo 11. Con preferencia, los tornillos 16 se encuentran en el centro en las superficies de apoyo 7, 23, con lo que se consigue una presión superficial uniforme. En el elemento de arrastre 4 están montados pivotes 13 en el centro de las superficies de apoyo 7, 23. Los pivotes 23 están recibidos por escotaduras 14 en el rodete 1, que presentan una periferia insignificantemente mayor que los pivotes 13, con lo que se impide una cadena de tolerancias. De esta manera se garantiza un centrado unívoco del ventilador sobre el elemento de arrastre 4 a través de las nervaduras 9. En los pivotes se encuentran taladros 24, en los que están enroscados tornillos 16 desde el lado del ventilador, siendo generada de una manera más conveniente una rosca 15 durante el enroscado. Los pivotes 13 son más cortos que la anchura del rodete de ventilador 1, de manera que las cabezas de los tornillos 17 solamente entran en contacto con el rodete 1. De esta manera se consigue una llamada inclinación suave de la rosca 12, experimentando exclusivamente el rodete de ventilador 1, que es de plástico, una tensión previa considerable a través del par de apriete de los tornillos 16. Los tornillos 16 están asegurados contra aflojamiento por medio de seguros de tornillos 21, por ejemplo con una arandela dentada o utilizando tornillos de dientes de bloqueo 16.

Sobre el elemento de arrastre 4 están colocadas ayudas de posición 18. éstas se pueden encontrar, por ejemplo, en el centro en la dirección de las superficies de apoyo 7 y de los pivotes 13. El rodete de ventilador 1 posee en el centro una escotadura, de manera que las ayudas de posición 18 pueden ser activadas todavía desde el lado del ventilador, aunque el rodete de ventilador 1 se asiente sobre el elemento de arrastre 4. De esta manera, el elemento de arrastre 4 y el rodete de ventilador 1, después de que han sido fijados uno sobre el otro, se pueden girar a una posición definida por medio de un dispositivo de colocación, que está constituido, por ejemplo, por pivotes, que encajan en las ayudas de posición 18, por ejemplo ranuras. En la posición definida se establece entonces en un ciclo automático la unión por aplicación de fuerza entre el elemento de arrastre 4 y el rodete de ventilación 1, por ejemplo por medio de un destornillador.

El rodete de ventilador 1 presenta hacia el lado del elemento de arrastre nervaduras de refuerzo 19, que están interrumpidas 20 en la región de los pivotes 13, de manera que durante el giro del rodete del ventilador 1 sobre el elemento de arrastre 4, los pivotes no permanecen suspendidos en las nervaduras de refuerzo 19.

Claims (12)

1. Ventilador con un rodete de ventilador (1), está conectado fijo contra giro con un árbol de accionamiento (5) por medio de un elemento de arrastre (4), donde el elemento de arrastre (4) presenta al menos una superficie de apoyo axial y al menos una superficie de apoyo radial (7, 8), en la que se apoya el rodete de ventilador (1) con al menos una superficie de apoyo axial y una superficie de apoyo radial (23, 2), y en el que el rodete de ventilador (1) está acoplado y fijado radialmente con su superficie de apoyo radial (2) sobre la superficie de apoyo radial (8) del elemento de arrastre (4), caracterizado porque la superficie de apoyo radial (2) del rodete de ventilador (1) y la superficie de apoyo radial (8) del elemento de arrastre (4) presenta al menos tres nervaduras (9).

2. Ventilador según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de arrastre (4) presenta al menos tres brazos que se extienden en dirección radial.

3. Ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las superficies de apoyo (7) se encuentran en la región radialmente externa del elemento de arrastre (4).

4. Ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de arrastre (4) está presionado sobre el árbol (1).

5. Ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de arrastre (4) está conectado con el rodete del ventilador por medio de una unión por tornillo (11).

6. Ventilador según la reivindicación 5, caracterizado porque la unión por tornillo (11) colabora con al menos un material elástico.

7. Ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de arrastre (4) o el rodete de ventilador (1) presenta pivotes (13), que encajan en escotaduras (14) del otro componente.

8. Ventilador según la reivindicación 7, caracterizado porque los pivotes (13) crean una conexión por unión positiva en el caso de que se afloje la unión por tornillo (11).

9. Ventilador según la reivindicación 8, caracterizado porque se encuentran taladros (24) en los pivotes (13), en los que encaje, respectivamente, un tornillo (16) con rosca (15).

10. Ventilador según la reivindicación 7 o una de las reivindicaciones siguientes, caracterizado porque el rodete de ventilador (19 presenta nervaduras de refuerzo (19), que están interrumpidas (20) en la región del pivote (13).

11. Ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el elemento de arrastre (4) y/o en el rodete de ventilador (1) están integradas ayudas de colocación (18).

12. Ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sobre el elemento de arrastre (4) está aplicada una capa contra corrosión.