ITMI20131206A1

ITMI20131206A1 - Apparecchiatura per il controllo della rotazione nei due sensi di ventole di raffreddamento del fluido refrigerante di veicoli

Info

Publication number: ITMI20131206A1
Application number: IT001206A
Authority: IT
Inventors: Piercarlo Boffelli
Original assignee: Baruffaldi Spa
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2015-01-19

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Forma oggetto del presente trovato un'apparecchiatura per il controllo della rotazione di ventole di raffreddamento del fluido refrigerante contenuto nel radiatore di veicoli, particolarmente trattori agricoli e fuoristrada. É noto, nel settore tecnico dei veicoli genericamente utilizzati in condizioni di elevata quantità di sporco volatile, come nel caso dei trattori agricoli o di veicoli destinati all'uso fuoristrada, che tale sporco volatile tende a depositarsi sulle superfici alveolari del radiatore di contenimento del fluido refrigerante del veicolo, causando l'intasamento delle stesse e quindi un ridotto e/o mancato raffreddamento del fluido, con conseguente surriscaldamento del motore .

E' anche noto che la principale causa di detto accumulo di sporco sul radiatore è costituita dal flusso d'aria forzato dalla ventola, disposta posteriormente al radiatore stesso nel senso di marcia del veicolo e collegata all'albero motore dello stesso, ventola che, posta in rotazione, forza aria sul radiatore, determinando il passaggio del calore dal fluido all'ambiente esterno.

É anche noto che detta ventola deve essere posta in rotazione solamente al raggiungimento di una certa prefissata temperatura del fluido refrigerante, rilevata tramite un termostato che aziona una frizione elettromagnetica la cui chiusura provoca l'avvio in rotazione della ventola.

Più in dettaglio si richiede che una ventola per autoveicolo possa ruotare:

- a velocità ridotta rispetto a quella dell'albero motore per raffreddamenti in condizioni di bassa temperatura esterna,

- a velocità pari o addirittura maggiori di quella dell'albero motore corrispondentemente a temperature esterne più elevate o all'uso in condizioni gravose che determinano il surriscaldamento del motore,

a velocità nulla, ovvero con ventola che non ruota affatto e si mantiene in condizioni di folle rispetto all'albero motore, per temperature particolarmente basse alle quali l'ulteriore raffreddamento è inutile o addirittura dannoso.

Al fine di determinare tali funzionamenti sono note nella tecnica apparecchiature di comando della ventola comprendenti una frizione ad attrito a comando elettromagnetico interposta tra la ventola e mezzi di generazione del moto di rotazione collegati all'albero motore, nonché dispositivi elettrici atti a comandare la rotazione della ventola indipendentemente dall'albero motore e con un numero di giri programmabile.

Sebbene funzionali a determinare il raffreddamento del liquido refrigerante del veicolo, tali apparecchiature non sono tuttavia in grado di risolvere il problema dell'intasamento degli alveoli del radiatore, intasamento di cui sono invece, come detto, la principale causa.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un'apparecchiatura di comando della rotazione di ventole di raffreddamento del fluido refrigerante di veicoli, particolarmente veicoli quali trattori agricoli e fuoristrada, la quale risulti contemporaneamente atta a determinare la pulizia degli alveoli del radiatore senza gli obbligati tempi morti di utilizzo del veicolo provocati dalla necessità di arresto e raffreddamento di quest'ultimo, e dalle complicate manovre manuali di pulizia dello stesso oggi obbligatorie.

Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale apparecchiatura sia di contenuti ingombri, di facile ed economica produzione ed assemblaggio e facilmente installabile presso qualunque utente tramite normali mezzi di connessione standardizzati .

Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un'apparecchiatura per il controllo della rotazione di ventole di raffreddamento del fluido refrigerante contenuto nel radiatore di veicoli, particolarmente trattori agricoli e fuoristrada, secondo le caratteristiche di rivendicazione 1.

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 verticale assiale di un esempio di attuazione dell'apparecchiatura secondo il presente trovato in condizioni di azionamento della ventola tramite frizione elettromagnetica per il raffreddamento;

in figura 2: una sezione analoga a quella di fig.l dell'apparecchiatura secondo il presente trovato in condizioni di azionamento della ventola tramite motore elettrico per il raffreddamento;

in figura 3: una sezione analoga a quella di fig.2 dell'apparecchiatura secondo il presente trovato in condizioni di azionamento della ventola tramite motore elettrico per la pulizia del radiatore.

Come illustrato in fig.l e assunto per sola comodità di descrizione e senza significato limitativo un'asse longitudinale X-X corrispondente all'asse di rotazione di una ventola 1, l'apparecchiatura di controllo della rotazione della ventola secondo il trovato prevede che

+ la ventola 1 sia solidale ad una campana la montata sulla ralla esterna 2a di un cuscinetto 2 la cui ralla interna 2b è calettata su un cannotto 3 esteso parallelamente all'asse longitudinale X-X e preferibilmente coassialmente allo stesso come nell'esempio illustrato;

+ il cannotto 3 sia internamente cavo per il passaggio dei collegamenti elettrici e una sua estremità presenti una flangia 3a di supporto, di pezzo con il cannotto e vincolabile al basamento 5 del motore tramite mezzi a vite 5a;

+ la ventola sia disposta posteriormente rispetto alla direzione di marcia normale schematizzata con lettera A, ad un radiatore 6 di contenimento del fluido refrigerante da raffreddare.

Da parte opposta a quella di collegamento alla ventola 1 la campana la di supporto della ventola 1 è vincolata all'ancora 13 di una frizione elettromagnetica 10 che comprende:

+) un elettromagnete 12, fisso, alloggiato in una relativa sede 12a della flangia 3a del cannotto 3 ed elettricamente collegato tramite cavi lld ad un termostato (non illustrato) di misura della temperatura del fluido refrigerante del radiatore 6;

+) un rotore 11 disposto frontalmente all'elettromagnete 12 e montato su un cuscinetto Ila calettato sul cannotto 3; più un dettaglio il rotore 11 presenta una parte anulare llb costituente un piatto di circolazione del flusso magnetico indotto dall'elettromagnete e una estensione assiale Ile di estremità configurata secondo una dentatura radialmente esterna atta all'accoppiamento con una cinghia dentata 4 collegata all'albero motore, direttamente o tramite rinvìi, e quindi atta a mantenere in rotazione il rotore 11;

+) l'ancora 13 è disposta da parte opposta al rotore 11 rispetto all'elettromagnete 12 e collegata tramite una membrana elastica 13a alla campana la della ventola 1; con tale collegamento l'ancora 13 è in grado di compiere movimenti in senso assiale verso/da il rotore 11, rimanendo tuttavia bloccata alla rotazione relativa rispetto alla campana la.

Come illustrato, la campana la è anche collegata ad una flangia 23 solidale al rotore 22 di un motore elettrico 20 il cui statore 21 è coassialmente montato sul cannotto di supporto 3; in tal modo la ventola 1 è collegata tramite la campana la sia alla frizione elettromagnetica 10 sia al motore elettrico 20, controllato in corrente tramite una relativa unità di controllo 30 a sua volta collegata allo statore tramite cavi 24 passanti attraverso il cannotto cavo 3a.

Con tale configurazione il funzionamento della ventola è il seguente:

in condizioni di elettromagnete 12 diseccitato e motore 20 non alimentato, la campana la è staccata da tutte le sorgenti di moto e la ventola 1 è ferma in folle;

in condizioni di elettromagnete 12 eccitato e motore 20 non alimentato, l'ancora 13 è richiamata contro il rotore 11 e la ventola 1 è posta in rotazione con un numero di giri pari o proporzionale a quello dell'albero motore cui è collegata tramite la cinghia 4;

in condizioni di elettromagnete 12 diseccitato e motore 20 alimentato, l'ancora 13 è posta in rotazione dal rotore del motore 20 con un numero di giri determinato dal controllo 30 secondo l'effettiva necessità di raffreddamento.

In tutti e due i casi la ventola ruota nel senso -antiorario nell'esempio di figura - di aspirare aria dall'esterno verso la superficie del radiatore 6 disposto anteriormente alla ventola rispetto alla direzione di avanzamento del veicolo schematizzata con la freccia A; secondo il trovato si prevede tuttavia che il motore elettrico 20 possa essere alimentato con correnti di verso opposto per determinare una rotazione del rotore 22 del motore elettrico e quindi della ventola 1 nel senso orario nell'esempio - di una spinta dell'aria nella direzione A di avanzamento del veicolo, in modo che attraversando il radiatore dall'interno verso l'esterno si determini una espulsione dello sporco S accumulatosi sulla superficie del radiatore durante i cicli di raffreddamento, ripristinando la piena funzionalità del radiatore ridotta a causa dello sporco S.

Risulta pertanto come l'apparecchiatura secondo il trovato sia atta a determinare un azionamento della ventola sia in funzione del raffreddamento del fluido refrigerante contenuto nel radiatore sia in funzione di una pulizia della superficie del radiatore stesso, pulizia che può avvenire anche durante la normale marcia del veicolo e quindi senza i tempi morti di fermo veicolo determinati dalla necessità di far raffreddare il radiatore per poter accedere manualmente allo stesso per la sua pulizia .

Si prevede inoltre che il motore possa essere sovralimentato per brevi intervalli di tempo per aumentarne sia la coppia sia la velocità al fine di migliorare l'efficacia della rimozione dello sporco dalla superficie del radiatore e/o di gestire situazioni limite di raffreddamento senza dover ricorrere all'innesto della frizione.

Benché descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l'ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per il controllo della rotazione di ventole (1) di raffreddamento del fluido refrigerante contenuto nel radiatore (6) di veicoli, particolarmente trattori agricoli e fuoristrada, comprendente una frizione elettromagnetica (10) interposta tra la ventola (1) e una prima sorgente di moto (4) collegata all'albero motore del veicolo e una seconda sorgente di moto (20) indipendente dall'albero motore del veicolo caratterizzata dal fatto che detta seconda sorgente di moto è un motore elettrico (20) alternativamente azionabile in rotazione nel senso di una rotazione della ventola (1) atta a determinare una aspirazione di aria dall'ambiente e a forzare la stessa attraverso il radiatore (6) in senso contrario a quello di moto (A) o di un rotazione della ventola (1) in senso contrario, atta a forzare aria attraverso il radiatore (6) verso l'ambiente esterno in senso concorde con quello di moto (A).
2 . Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che comprende un cannotto (3) fisso di supporto esteso parallelamente all'asse longitudinale (X-X) di rotazione della ventola, internamente cavo e solidale ad una flangia (3a) di estremità vincolabile al basamento (5) del motore tramite mezzi a vite (5a)i
3 . Apparecchiatura secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che la ventola (1) è solidale ad una campana (la) montata sulla ralla esterna (2a) di un cuscinetto (2) la cui ralla interna (2b) è calettata sul cannotto (3) di supporto .
4 . Apparecchiatura secondo rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che detta frizione elettromagnetica (10) comprende: +) un elettromagnete (12), fisso, alloggiato in una relativa sede (12a) della flangia (3a) del cannotto (3) ed elettricamente collegato tramite cavi (lld) ad un termostato di misura della temperatura del liquido refrigerante; +) un rotore (11) disposto frontalmente all'elettromagnete (12) e montato su un cuscinetto (Ila) calettato sul cannotto (3); +) un'ancora (13) disposta da parte opposta al rotore (11) rispetto all'elettromagnete (12) e collegata tramite una membrana elastica (13a) alla campana (la) della ventola (1).
5. Apparecchiatura secondo rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto che detto rotore (11) presenta una parte anulare (llb) costituente un piatto di circolazione del flusso magnetico indotto dall'elettromagnete e una estensione assiale (Ile) di estremità configurata secondo una dentatura radialmente esterna atta all'accoppiamento con una cinghia dentata (4) collegata all'albero motore.
6. Apparecchiatura secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che detto motore elettrico (20) comprende uno statore (21) coassialmente montato sul cannotto di supporto (3a) e un rotore (22) cui è collegata una flangia (23) a sua volta vincolata alla campana.
7. Apparecchiatura secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che il motore elettrico (20) è controllato in corrente tramite una relativa unità di controllo (30) collegata allo statore tramite cavi (24) passanti attraverso il cannotto cavo (3a).
8. Apparecchiatura secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che il motore (20) è sovralimentato per brevi intervalli di tempo.