ES2985876T3 - Rueda de ventilador - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a una rueda de ventilador con palas de ventilador conectadas a través de una conexión dentada a un anillo de ajuste de un cubo accionado y que pueden girar en el cubo alrededor de sus ejes de pala, y a un ajuste de los ángulos de pala de las palas de ventilador a través de conexiones de accionamiento al anillo de ajuste, que funcionan de forma superpuesta una sobre otra a partir del accionamiento de la rueda de ventilador, estando provisto el anillo de ajuste en algunos casos de un dispositivo de ajuste y/o de detección conectado de forma giratoria para los ángulos de pala, que se acopla o desacopla del cubo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Rueda de ventilador
Son conocidas las ruedas de ventilador que presentan palas de ventilador que sobresalen radialmente con respecto a su cubo y, sobre todo se utilizan con el fin de enfriar y limpiar superficies de intercambiadores de calor utilizando la corriente de aire generada en cada caso a través de la rueda de ventilador.
Este es el caso en los diseños según los documentos JP S61 232303 A, DE 102018 106454 A1 o el documento DE 39 10 784 A que pueden cambiarse a direcciones de transporte opuestas al invertir la dirección de giro de accionamiento. Sin embargo, también en diseños según el documento WO 2019/179562 A1, combinados con aquellos dado el caso, las palas de ventilador guiadas de manera que pueden girar en el cubo alrededor de sus ejes de pala radiales mediante el cambio pueden cambiarse a direcciones de transporte opuestas. Si es oportuna una inversión de la dirección de giro de accionamiento de la rueda de ventilador, entonces, esta puede realizarse cambiando la dirección de giro de accionamiento de la unidad de accionamiento respectiva, por ejemplo, de un motor, dado el caso, intercalando un engranaje reversible en la unidad de accionamiento.
Además, un apoyo giratorio en el cubo de las palas de ventilador radiales que pueden girar alrededor de sus ejes de pala también modificando el ángulo de pala respectivo permite influir en el tamaño y/o dirección de transporte de la corriente de transporte respectiva, de manera que también, independientemente de la modificación de la potencia y/o de la velocidad de giro de accionamiento de la unidad de accionamiento correspondiente puede influirse de diversas maneras en la intensidad y/o la dirección de la corriente de aire transportada hasta invertir la dirección de transporte en direcciones opuestas, por ejemplo de soplado a succión con respecto a una superficie de aplicación respectiva de una superficie de refrigeración.
Estas posibilidades están restringidas entre otras razones porque, en particular, en relación con las ruedas de ventilador con palas de ventilador que pueden girar con respecto al cubo alrededor de ejes de pala radiales - la posibilidad de regulación del ángulo de pala de las palas de ventilador hasta direcciones de transporte opuestas también requiere distancias entre las palas de ventilador que hacen necesario tanto un cambio de ángulo de pala de las palas de ventilador sin obstáculos entre las posiciones finales opuestas como una distancia suficiente de las palas de ventilador entre sí. Esto teniendo en cuenta que habitualmente la regulación de las palas de ventilador alrededor de sus ejes de pala tiene lugar a través de un soporte de engranaje que, como transmisión ortogonal a las espigas de las palas de ventilador, proporciona piñones de accionamiento que están asociados a una cremallera con un diámetro de tamaño correspondiente en correspondencia con el número de las palas de ventilador dispuestas en el perímetro del cubo.
En términos de diseño estas circunstancias requieren relaciones de transmisión relativamente grandes entre los piñones de diámetro pequeño y la cremallera de diámetro grande en el lado del accionamiento y con ello también fuerzas relativamente grandes que deben transmitirse con respecto al ajuste del ángulo de pala deseado en cada caso para las palas de ventilador y los cortos intervalos requeridos para el cambio de las palas de ventilador.
En términos de diseño, las ruedas de ventilador antes mencionadas que pueden accionarse en direcciones de giro opuestas presentan palas de ventilador radiales, apoyadas de manera que pueden girar con respecto al cubo en el lado perimetral con cubo que puede girar coaxialmente al accionamiento central y regulable entre posiciones de tope del cubo con respecto al accionamiento con holgura de giro, y ajustables en su ángulo de pala y- en la zona entre las posiciones de tope del cubo con respecto al accionamiento- pueden rotar alrededor de sus ejes de pala a través de un soporte de engranaje con respecto al accionamiento. Esto se logra con un soporte de engranaje de una pala de ventilador respectiva a través de un piñón concéntrico al eje de pala que, como parte de una transmisión ortogonal, se engrana con una cremallera concéntrica para el accionamiento, produciéndose una relación de transmisión relativamente grande de la cremallera en el lado del accionamiento con respecto al piñón respectivo en el lado de pala, es decir una relación de transmisión de multiplicación. Esto está dentro del marco de una capacidad de giro restringida por topes de la parte de accionamiento con respecto al cubo con fuerzas de ajuste y aceleración correspondientemente elevadas, en particular donde las aletas de ventilador se voltean a través de un plano de volteo perpendicular al eje de giro de la rueda del ventilador, situado entre las direcciones de transporte opuestas.
En correspondencia con las fuerzas de ajuste y de aceleración que actúan a este respecto se producen cargas de componente relativamente elevadas que, en particular para los elementos del soporte de engranaje requieren una configuración debidamente firme, sobre todo si se pretenden tiempos de cambio lo más cortos posible para las palas de ventilador entre las direcciones de transporte opuestas.
La invención se basa en el objetivo de lograr relaciones de trabajo más favorables para el cambio de las palas de ventilador de la rueda de ventilador entre sus posiciones de ajuste que corresponden a direcciones de transporte opuestas en las que se produzcan tanto tiempos de cambio cortos como cargas de componente reducidas para el soporte de engranaje.
En superposición, y con ello en paralelo a la capacidad de giro del cubo restringida por el ángulo de giro entre las posiciones de tope para el accionamiento, se da una capacidad de giro libre, sin restricciones en el ángulo de giro entre el cubo y el accionamiento que también hace posible movimientos de giro en sentido contrario entre sí con un soporte del accionamiento restringido por el ángulo de giro con respecto al cubo, por un lado y con una capacidad de giro del cubo sin restricciones en el ángulo de giro, de desplazamiento libre para el accionamiento. Esto a través de una transmisión planetaria con la consecuencia de una relación de transmisión media en la unión del accionamiento con el cubo que soporta las palas de ventilador y con las palas de ventilador que pueden girar alrededor de sus ejes de pala. Como consecuencia de esto se produce la posibilidad de poder diseñar los elementos de engranaje respectivos en la unión de las palas de ventilador con el accionamiento y del accionamiento con el cubo de manera de rentable en cuanto a costes y fabricación.
Para las palas de ventilador radiales al cubo, guiadas de manera giratoria alrededor de sus ejes de pala y ajustables en su ángulo de pala está previsto un anillo de ajuste en el lado del pie con respecto a las palas de ventilador, concéntrico al eje de giro central de la rueda de ventilador que está unido a través de soportes de engranaje con las palas de ventilador y que presenta uniones de accionamiento a la rueda de ventilador que funcionan superpuestas, de las cuales una como primera cadena cinemática restringe en el recorrido el ángulo de giro de la rueda de ventilador con respecto al cubo mediante topes, y la otra está formada como segunda cadena cinemática dentro de la zona de ajuste restringida por topes de la primera cadena cinemática por un soporte giratorio no restringido en el recorrido de giro.
El soporte de engranaje y la unión giratoria no restringida en el ángulo de giro, diseñada como transmisión planetaria pueden preverse integrados al cubo y el cubo a su vez puede proveerse centralmente de una abertura de soporte para el alojamiento de un espiga de guía para la rueda de ventilador que está configurada en prolongación axial hacia el accionamiento en el lado del accionamiento, por ejemplo, hacia la salida de una unidad de accionamiento de manera que se dan buenas condiciones para diseñar una unión de soporte de una unidad de accionamiento o su salida hacia la rueda de ventilador como unión enchufable.
Otros detalles y características de la invención pueden desprenderse de la siguiente descripción y los dibujos correspondientes. Muestran individualmente:
figura 1
una vista frontal de una rueda de ventilador central soportada con respecto a un accionamiento y unida con el accionamiento con palas de ventilador radiales con respecto a su cubo que están unidas con el accionamiento soportadas de manera giratoria alrededor de sus ejes de pala con respecto al cubo,
figura 2
un corte central A-A a través de la rueda de ventilador con su cubo central,
figura 3
un corte B-B a través de la zona de cubo de la rueda de ventilador, y
figura 4
una representación ampliada, correspondiente al corte B-B de la zona de cubo con las uniones de accionamiento que discurren por esta para el accionamiento de giro del cubo y las palas de ventilador apoyadas de manera giratoria con respecto al cubo y ajustables en su ángulo de pala.
La rueda de ventilador se designa en los dibujos en general con 1 y presenta palas de ventilador 2 radiales que están apoyadas en el cubo 4 que puede girar alrededor del eje de giro 3 de la rueda de ventilador 1. La rueda de ventilador 1 se soporta centralmente con respecto al eje de giro 3 sobre una espiga de guía 6 como parte de una unión con bridas 7 de la rueda de ventilador 1 con un accionamiento 8, en particular una unidad de accionamiento o de manera correspondiente con un árbol de accionamiento.
El cubo 4, como se representa en particular en la representación ampliada según la figura 4 aloja un anillo de ajuste 10 central soportado de manera giratoria sobre la espiga de guía 6 por encima de un anillo de rodamiento 9 con el que las palas de ventilador 2 están acopladas radialmente a través de sus extremos 11 en el lado del pie y están unidas a través de un soporte de engranaje 12 que del lado del extremo 11 en el lado del pie está formado por un piñón cónico 13 que se engrana a una cremallera 14 anular del lado del anillo de ajuste 10, correspondiendo a una transmisión ortogonal formada por piñón y corona dentada.
La unión de accionamiento de la rueda de ventilador 1 que discurre a través del cubo 4 a la unidad de accionamiento 8 está formada con respecto a la posición de giro de la rueda de ventilador 1 y del ángulo de giro de las palas de ventilador 2 guiadas en el cubo 4 alrededor de sus ejes de pala 5 en relación con una posición de giro respectiva de la rueda de ventilador 1 por dos cadenas cinemáticas que funcionan superpuestas entre sí. De estas, la primera cadena cinemática para la regulación de giro de la rueda de ventilador 1 accionada a través de la unidad de accionamiento 8 en un ángulo de giro predeterminado trabaja restringida por tope con espacio libre, y la segunda cadena cinemática que trabaja superpuesta a ella, en relación con una posición de giro de la rueda de ventilador 1 en cada caso dentro de los límites de tope para el accionamiento 8, determinando la posición de giro respectiva de las palas de ventilador 1 alrededor de sus ejes de pala 5 en el ángulo de pala. Con ello, el ángulo de pala de las palas de ventilador 2 se ajusta desde la segunda cadena cinemática superponiéndose a la primera cadena cinemática.
En cuanto al diseño esto se consigue porque la posición de giro de la zona del cubo 4 radialmente externa que aloja los extremos de las palas de ventilador 2 en el lado del pie contra el anillo de ajuste 10 en la unión del anillo de ajuste 10 con el cubo en el recorrido de ajuste y porque el anillo de ajuste 10 presenta carriles guía 15 que se extienden en dirección perimetral en los que se engranan pernos de tope 16 fijados en su posición con respecto al cubo 4 para restringir la zona de regulación a la longitud de los carriles guía 15.
En paralelo a una primera cadena cinemática de este tipo o también de diseño diferente, formando en conjunto una unión de accionamiento 17, la segunda cadena cinemática trabaja dentro de la zona de espacio libre de la primera cadena cinemática como soporte giratorio del anillo de ajuste 10 con respecto al accionamiento 8. Este soporte giratorio está diseñado como unión de accionamiento de desplazamiento libre, que se desplaza libremente por la zona de regulación del anillo de ajuste 10 con respecto a la unidad de accionamiento 8, no restringida en su recorrido de regulación. Esto, preferentemente según la invención se realiza con un portasatélites 19 soportado de manera resistente al giro con respecto al accionamiento, por ejemplo, a través de una unión no redonda 24, como un hexágono con muñón 20 para los piñones satélite 21. Los piñones satélite 21 están engranados con un piñón central 22 que está unido a la unión con bridas 7, y con ello a la unidad de accionamiento 8 de manera resistente al giro, por ejemplo, a su vez a través de una unión no redonda. La corona interior 23 que encierra el portasatélites 19 se soporta en el cubo 4 fijada en su posición y gira con este. Por consiguiente, a través de la transmisión planetaria 18 dentro de la capacidad de giro restringida por topes del cubo 4 con respecto al anillo de ajuste 10 el anillo de ajuste 10, en su capacidad de giro con respecto a la unidad de accionamiento 8 se controla a través de la transmisión planetaria 18 en cuanto al ajuste del ángulo de pala de las palas de ventilador 2 de manera que, cuando se fija la transmisión planetaria 18, la posición de giro de las palas de ventilador 2 alrededor de sus ejes de pala 5 permanece invariable en la zona de espacio libre respectiva del anillo de ajuste 10. Además, una fijación de la posición de giro de la transmisión planetaria 18 hace posible también un control de la rueda de ventilador 1 en el marco de la invención en correspondencia con una potencia de transporte requerida en cada caso.
Para ello, con respecto a la invención y como complemento al ejemplo de realización que se ha explicado antes, es conveniente un equipo de control 25 que detecta la posición de giro del cubo 4 de la rueda de ventilador 1 y que, dado el caso, también la fija según las circunstancias. Este puede estar formado por una rueda que puede explorarse, resistente al giro con respecto al cubo 4, por ejemplo, una rueda estriada 26 o similar a través de la cual la posición de giro que se corresponde con esta de las palas de ventilador 2 puede detectarse mediante un equipo de exploración óptico o mecánico, por ejemplo, mediante un balancín fijado en posición con respecto a una unidad de accionamiento 8 y puede convertirse en señales de control para el caudal de aire.
Por lo demás, dicho equipo de exploración puede usarse también como equipo de ajuste activo, por ejemplo, en forma de un balancín de ajuste para el ajuste de la rueda de ventilador a los caudales de la rueda de ventilador 1 requeridos en cada caso para aproximarse con ayuda del equipo de exploración y/o de ajuste 27 mencionado a los puntos de retención que corresponden a las cantidades de aire requeridas en cada caso y/o ajustar posiciones de pala de la rueda que se corresponden a estos. Esto puede usarse, dado el caso también para un mando a distancia.
En conjunto se crea por ello una rueda de ventilador con palas de ventilador que pueden girar a través de una unión de engranaje con un anillo de ajuste de un cubo accionado y en el cubo alrededor de sus ejes de pala y ajuste de las palas de ventilador en su ángulo de pala a través de uniones de accionamiento con el anillo de ajuste que trabajan superpuestas entre sí partiendo del accionamiento de la rueda de ventilador, en donde la rueda de ventilador, según la circunstancias está provista de un equipo de ajuste y/o de exploración para el ángulo de pala unido de manera giratoria unido de manera giratoria actuando o palpando el cubo.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Rueda de ventilador (1) con cubo (4) que puede girar coaxialmente con respecto a un accionamiento (8) apoyado centralmente y que puede regularse entre posiciones de tope con respecto el accionamiento (8) con holgura de giro y con palas de ventilador (2) radiales apoyadas de manera que pueden girar en el lado del perímetro con respecto al cubo (4) y - que pueden rotar en la zona entre las posiciones de tope (15, 16) del cubo (4) con respecto al accionamiento (8) - a través de un soporte de engranaje con respecto al accionamiento (8) alrededor de sus ejes de pala (5) y ajustables en su ángulo de pala, en donde superpuesto al soporte giratorio del cubo (4) restringido por el ángulo de giro entre las posiciones de tope (15, 16) con respecto al accionamiento (8) está previsto un soporte giratorio (19, 22) no restringido en el ángulo de giro entre el cubo (4) y el accionamiento (8) que está formado por una transmisión planetaria (18) cuyo portasatélites (19) está fijado en su posición con respecto a un anillo de ajuste (10) y cuya corona interior (23) está dispuesta con un dentado que rodea la rueda satélite (22) a los lados colindando con el cubo (4) de la rueda de ventilador (1).
2. Rueda de ventilador según la reivindicación 1,
caracterizada
porqueel primer soporte giratorio restringido en el ángulo de giro está formado por un carril guía (15) restringido por topes en su longitud en el anillo de ajuste (10) y un perno de tope (16) fijado en su posición con respecto al accionamiento (8) que se engrana en el carril guía (15).
3. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada
porquelas palas de ventilador (2) están accionadas con respecto al anillo de ajuste (10) en cada caso a través de un engranaje ortogonal con piñón (13) previsto en el lado del pie con respecto a las palas de ventilador (2) y una cremallera (14) prevista en el anillo de ajuste (10).
4. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores,
en la que las posiciones de ajuste de las palas de ventilador (2) pueden ajustarse con respecto al accionamiento (8) a través de un dispositivo de ajuste y/o de exploración (27) que funciona actuando o palpando en el cubo (4).
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