ITMI20081697A1 - Dispositivo di trasmissione del moto di rotazione ad un albero condotto particolarmente per pompe di ricircolo di fluidi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo di azionamento di un albero condotto particolarmente per mezzi di ricircolo di un fluido di raffreddamento di motori di veicoli.

E' nota, ad esempio, nel settore della produzione dei motori, particolarmente endotermici, la necessità di raffreddare gli stessi tramite ricircolazione di un fluido di raffreddamento mosso tramite una corrispondente pompa di ricircolo la cui girante è posta in rotazione da un albero azionato da una puleggia collegata all'albero motore tramite una cinghia.

E' anche noto che il ricircolo del fluido di raffreddamento deve essere effettuato con portata corrispondente alla effettiva necessità di raffreddamento del motore, determinata dalle reali condizioni di utilizzo e dalla temperatura esterna, al fine di evitare di mantenere costantemente e inutilmente in rotazione a pieno regime dispositivi che assorbono potenza utile, aumentando l'usura delle varie parti componenti e i consumi energetici del veicolo.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un dispositivo di comando di un albero condotto, particolarmente, ma non esclusivamente, di pompe di ricircolo di fluidi, quali i fluidi di raffreddamento di motori per veicoli e simili, atto a determinare la rotazione di detto albero condotto su comando e con differenti velocità di rotazione. Oltre a ciò si deve prevedere che la rotazione dell'albero condotto sia garantita anche in caso di guasto dell'impianto elettrico di alimentazione (fail safe), necessità particolarmente sentita nel caso di ricircolo del fluido di raffreddamento di motori .

Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale dispositivo sia di contenuti ingombri ma, nello stesso tempo, in grado di erogare coppie elevate e/o elevati numeri di giri anche corrispondentemente ad una velocità di rotazione ridotta del motore, in modo da risultare applicabile anche a pompe di elevata portata di veicoli pesanti con motore a basso numero di giri. Si richiede inoltre che il dispositivo risulti di facile ed economica produzione ed assemblaggio e facilmente accoppiabile alla pompa senza necessità di speciali adattamenti.

Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un dispositivo di trasmissione di un moto di rotazione da mezzi di generazione del moto ad un albero condotto, secondo le caratteristiche di rivendicazione 1 e da una pompa di ricircolo di un fluido secondo le caratteristiche di rivendicazione 18.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell'oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 : una sezione secondo un piano verticale assiale di una prima forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato applicato ad una pompa di ricircolo in condizioni di rotazione a pieni giri;

in figura 2 : una sezione analoga a quella di fig.l con dispositivo attivato per la rotazione a giri ridotti;

in figura 3 : una sezione secondo un piano verticale assiale di una seconda forma di attuazione del dispositivo secondo in condizioni di rotazione a pieni giri della pompa;

in figura 4 : una sezione analoga a quella di fig.3 con dispositivo attivato per la rotazione a giri ridotti e

in figura 5 e 6 : sezioni analoghe alle precedenti con una ventola associata alle due forme di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato rispettivamente .

Come illustrato in fig. 1, la girante 1 di una pompa di ricircolo del fluido di raffreddamento di veicoli e simili è montata ad una prima estremità di un albero condotto 2 supportato da un gruppo fisso 10 comprendente il corpo 11 della pompa solidale al basamento Ila del motore del veicolo. Internamente al corpo pompa 11 è disposto un primo cuscinetto 12 che porta l'albero 2 della girante 1; Esternamente al corpo pompa 11 è previsto un secondo cuscinetto 13 calettato sull'albero 2 tramite il relativo anello interno 13a e con anello esterno 13b portante una flangia 21 che presenta una puleggia anulare 2la atta all'accoppiamento con una cinghia 3 di trasmissione del moto.

Detta flangia 21 costituisce il rotore di un innesto elettromagnetico 20, che comprende: un elettromagnete 22, fisso, concentrico al rotore 21 e coassialmente portato da un supporto 22a vincolato al basamento Ila; assialmente disposta da parte opposta un'ancora 33 all'elettromagnete 22 rispetto al rotore 21.

Esternamente all'ancora 33 è previsto un disco condotto 35 reso solidale all'albero 2 della pompa tramite un relativo bullone 35a. L'elemento condotto 35 presenta una superficie frontale 35b che porta un elemento di attrito 36 atto ad impegnarsi frontalmente con l'ancora 33.

Detta ancora 33 presenta fori 33a attraverso i quali vengono inserite delle spine assiali 37 atti a consentire all'ancora 33 di compiere movimenti in senso assiale verso/da il rotore 21, mantenendola tuttavia bloccata alla rotazione relativa rispetto a quest'ultimo.

Tra l'ancora 33 e il rotore 21 sono assialmente interposte delle molle 34 a tazza atte ad esercitare una spinta assiale sull'ancora 33 stessa, reagendo sul rotore 21 assialmente fisso. L'ancora 33 porta inoltre un anello 41a portamagnetini 41 di un giunto 40 a correnti parassite il cui altro elemento 42 in materiale amagnetico è inserito sull'elemento condotto 35.

Con tale configurazione il funzionamento del dispositivo di azionamento della pompa è il seguente:

-) in condizioni di elettromagnete 22 diseccitato, l'ancora 33 viene spinta dalla molla 34 verso l'elemento condotto 35, al quale si vincola tramite il disco di attrito 36 che spinge assialmente, il moto di rotazione del rotore 21 viene pertanto trasmesso direttamente all'albero condotto 2 che ruota assieme alla girante 1 con gli stessi giri della puleggia 2la;

-) in condizioni di elettromagnete 22 eccitato, si genera un campo magnetico che, vincendo l'azione di spinta della molla 34, richiama l'ancora 33 contro il rotore 21, staccandolo dal disco di attrito 36; in tale condizione la rotazione dell'ancora 33 assieme al rotore 21, attiva il giunto 40 a correnti parassite trascinando in rotazione l'elemento condotto 35 con giri ridotti a causa dello slittamento relativo dovuto alla mancanza di contatto tra l'elemento 41 di comando e l'elemento 42 condotto del giunto di Foucault.

Si rileva pertanto come il dispositivo secondo il presente trovato consenta di mantenere elevate dimensioni del magnete 22, consentendo pertanto di vincere forze di spinta elevate delle molle 34 che possono, a loro volta, essere dimensionate per ottenere elevate coppie di trasmissione tra l'ancora e il disco condotto.

In entrambe le forme di attuazione il dispositivo secondo il trovato consente un funzionamento di tipo "fail safe" che mantiene l'albero condotto in rotazione tramite la spinta delle molle anche in caso di guasto dell'impianto elettrico, risultando tuttavia composto da un numero minimo di componenti a vantaggio della semplicità e della economicità del dispositivo nel suo complesso.

Qualora fossero richieste ridotte dimensioni radiali del dispositivo a causa dei corrispondenti ridotti volumi di alloggiamento dello stesso in un vano motore, si prevede una seconda forma di attuazione del dispositiva illustrato nelle figure 3 e 4.

Secondo tale forma di attuazione si prevede un cannotto 135 assialmente solidale all'albero condotto 2 e sul quale è calettata la ralla interna 123a di un secondo cuscinetto 123 assiale la cui ralla esterna 123b porta l'elettromagnete 122 che è, in questo caso disposto da parte esterna all'ancora 33 rispetto al rotore 121.

Il cannotto 135 presenta una estensione anulare 135a di battuta assiale per il cuscinetto 123 e di dimensione diametrale tale da determinare un ridotto traferro con l'elettromagnete 122 nonché dimensione assiale tale da determinare una superficie frontale libera 135d assialmente più estesa verso l'ancora rispetto alla corrispondente superficie frontale dell'elettromagnete 122.

Nella estensione anulare 135a è formata una sede anulare 135b per l'alloggiamento di molle 134 agenti assialmente in spinta sull'ancora 33.

Da parte assialmente opposta alle molle 134, l'ancora 33 presenta un anello 142a porta magnetini 142, costituenti una parte del giunto a correnti parassite 140 la cui altra parte amagnetica 141 è solidale al rotore 121.

Il funzionamento del dispositivo è in questo caso il seguente:

-) in condizioni di elettromagnete 122 diseccitato, l'ancora 33 viene spinta dalle molle 134 verso il rotore 21 al quale si vincola tramite il disco di attrito 131 solidale al rotore stesso, il moto di rotazione della puleggia 21a viene pertanto direttamente trasmesso dall'ancora 33 all'albero condotto 2 che, pertanto, ruota assieme alla girante 1 con gli stessi giri della puleggia 2 la;

-) in condizioni di elettromagnete 122 eccitato, si genera un campo magnetico che, vincendo l'azione di spinta delle molle 134, richiama l'ancora 33 verso il cannotto 135, staccando l'ancora 33 dal disco di attrito 31 e portando la stessa in battuta contro la superficie frontale 135d dell'estensione anulare 135a del cannotto 135, ma non contro la superficie frontale dell'elettromagnete;

in tale condizione la rotazione dell'ancora 33 attiva il giunto 40 a correnti parassite trascinando in rotazione il cannotto condotto 135 con giri ridotti a causa dello slittamento relativo dovuto alla mancanza di contatto tra l'elemento 41 di comando e l'elemento 42 condotto del giunto di Foucault .

Nella seconda forma di attuazione sopra descritta, il dispositivo risulta di dimensioni radiali ridotte, ma, la particolare forma del cannotto condotto, la presenza della sua estensione anulare e la precisione di centraggio ottenibile posizionando l'elettromagnete sul cuscinetto calettato sull'albero, consentono di mantenere un ridotto e preciso traferro sia frontale sia radiale tra i due elementi, il che determina un elevato concatenamento di flusso magnetico sia in senso frontale, sia in senso radiale attraverso il cannotto condotto, il che consente di ottenere una maggiore forza di attrazione frontale e quindi un maggior dimensionamento delle molle di spinta assiale sull'ancora con conseguente maggior coppia di trasmissione all'albero condotto; ciò permette anche di ottimizzare le dimensioni e i costi del magnete e di semplificare l'elettronica di comando che non richiede transitori di sovralimentazione. Come illustrato nelle figg 5 e 6 si prevede anche che l'albero condotto 2 possa essere collegato ad una ventola 4 per forzare aria sul radiatore del liquido refrigerante, ventola che viene conseguentemente azionata a pieni giri o a velocità ridotta in sincronismo con la girante della pompa. In entrambe le forme di attuazione il dispositivo consente un funzionamento di tipo fail safe che mantiene l'albero condotto in rotazione tramite la spinta delle molle anche in caso di guasto dell'impianto elettrico, risultando tuttavia composto da un numero minimo di componenti a vantaggio della semplicità di assemblaggio e della economicità del dispositivo nel suo complesso.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la trasmissione di un moto di rotazione da un rotore (21) di generazione del moto ad un albero (2) condotto, comprendente almeno un innesto (30;130) ad attrito interposto tra detto rotore (21;121) di generazione del moto e l'albero condotto (2) e formato da almeno un elettromagnete (22;122), fisso, e da almeno un'ancora (33), interposta tra detto rotore (21;121) di generazione del moto e un elemento condotto (35;135) solidale all'albero (2) e assialmente mobile da/ad una posizione di impegno/disimpegno con il rotore (21;121), almeno un giunto (40;Ί40) a correnti parassite interposto tra il rotore (21;121) e l'ancora (33) caratterizzato dal fatto che comprende mezzi (34;134) elastici di spinta assiale agenti sull'ancora (33) e atti a determinare una velocità di rotazione dell'albero condotto (2) sostanzialmente pari alla velocità di rotazione del rotore (21;121).
2. 2 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto rotore (21;121) di generazione del moto è costituito da una flangia circolare, sul cui bordo circonferenziale esterno è formata una puleggia (21a), atta all'accoppiamento con una corrispondente cinghia (3) di trasmissione.
3. 3. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto rotore (21;121) di generazione del moto è montato su un cuscinetto (13) calettato sull'albero (2) condotto.
4. 4 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto giunto (40;140) a correnti parassite comprende un primo elemento solidale all'ancora e formato da un anello (41a;141a) porta-magnetini (41;141) e un secondo elemento (42;142) in materiale amagnetico solidale all'elemento condotto (35).
5. 5. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto rotore (21;121) presenta mezzi (31) di attrito solidali alla superficie frontale (21b) e atti all'accoppiamento con all'ancora (33).
6. 6. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elettromagnete (22), fisso, è concentrico al rotore (21) e diametralmente interno allo stesso.
7. 7 . Dispositivo secondo rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detta ancora (33) è solidale al rotore (21).
8. 8. Dispositivo secondo rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto detti mezzi elastici (34) di spinta assiale sono interposti tra l'ancora (33) e il rotore (21).
9. 9 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto rotore (121) presenta mezzi (31) di attrito solidali alla sua superficie frontale (121b).
10. 10 . Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elettromagnete (122), fisso, è coassiale al rotore (121) e disposto esternamente a questo a monte rispetto alla girante (1).
11. 11. Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che la dimensione diametrale del rotore (121) è non superiore alla corrispondente dimensione diametrale dell'elettromagnete (122).
12. 12 . Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che comprende un cannotto (135), coassialmente solidale all'albero condotto (2) e accoppiato alla ralla interna (123a) di un secondo cuscinetto (123) coassiale la cui ralla esterna (123b) porta detto elettromagnete (122).
13. 13 . Dispositivo secondo rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che detto cannotto (135) presenta una estensione anulare (135a) di battuta assiale per il cuscinetto (123) e di dimensione diametrale atta a determinare un ridotto traferro con l'elettromagnete (122).
14. 14 . Dispositivo secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che detta estensione anulare (135a) presenta superficie frontale libera (135d) assialmente più estesa verso l'ancora rispetto alla corrispondente superficie frontale dell'elettromagnete (122).
15. 15 . Dispositivo secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che detta estensione anulare (135a) presenta una sede anulare (135b), incassata, atta all'alloggiamento dei mezzi (134) elastici di spinta assiale sull'ancora (33).
16. 16 . Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detti mezzi (134) elastici di spinta assiale sull'ancora (33) sono interposti tra l'ancora (33) stessa e l'elemento condotto (135).
17. 17 . Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che il flusso magnetico di richiamo dell'ancora (33) è sviluppato sia frontalmente sia radialmente tra l'ancora (33) stessa e l'estensione anulare (135a) dell'elemento condotto (135).
18. 18. Pompa di ricircolo di un fluido di raffreddamento comprendente un corpo pompa (11) fisso portante un albero (2) di azionamento della girante (1) caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo per la trasmissione di un moto di rotazione da un rotore (21;121) di generazione del moto all'albero (2) condotto secondo rivendicazione 1.
19. 19 . Pompa secondo rivendicazione 18 caratterizzata dal fatto che comprende una ventola (4) solidale all'albero condotto (2).