ES2253479T3 - Bomba de rotor humedo. - Google Patents

Abstract

Bomba de rotor húmedo, especialmente para el transporte de refrigerante en motores de vehículos automóviles, con: - un rodete (10) de bomba conectado a continuación de un canal (14) de aspiración en la dirección (12) de transporte, - un rotor (24) de motor unido por un árbol común (22) con el rodete (10) de bomba, - una cubeta (34) de separación que rodea al rotor (24) del motor, bañándose por todos los lados de fluido de transporte el rotor (24) del motor para la refrigeración, y - al menos un cojinete radial (40, 48), caracterizada por un elemento (44) de apoyo, previsto dentro del canal (14) de aspiración, con una superficie (50) de tope contra la que choca una superficie (52) de afluencia de corriente del rodete (10) de bomba para la absorción de fuerzas axiales.

Description

Bomba de rotor húmedo.

El invento se refiere a una bomba de rotor húmedo, es decir a una unidad de motor y bomba que consiste por ejemplo en una bomba centrífuga y un motor eléctrico de corriente continua. Las bombas de rotor húmedo son especialmente apropiadas para el transporte de refrigerante en motores de vehículos automóviles.

Por el documento DE 195 45 561 es conocida una bomba de rotor húmedo con un rodete de bomba que aspira un fluido de transporte por un canal de aspiración y lo impulsa en dirección de un canal de suministro. El rodete de bomba está sujeto a un árbol. En el mismo árbol está sujeto un rotor de motor de un motor. Para la refrigeración del motor y de eventuales componentes electrónicos previstos se emplea el fluido de transporte, que circula por el rotor del motor. Para el transporte de líquidos conductores eléctricos el rotor del motor está rodeado por una cubeta de separación. El paquete del estator del motor con los bobinados está dispuesto fuera de la cubeta de separación, que preferiblemente está compuesto de plástico. Por la cubeta de separación, por la que está configurada una separación entre el rotor del motor y el lado interior de la cubeta, por la que puede circular el fluido de transporte, está garantizada una estanqueidad del rotor del motor respecto al entorno. Las bombas de rotor húmedo que se emplean para el transporte de líquidos no conductores eléctricos, como por ejemplo gasolina, no presentan cubeta de separación, ya que no se requiere un estanqueizado respecto al paquete del estator y los bobinados.

El árbol que lleva conjuntamente el rotor del motor y el rodete de la bomba está soportado por dos cojinetes radiales en la zona del rodete de la bomba o en el extremo opuesto del árbol en la cubeta de separación o en una caja. Debido a las diferencias de presión que se presentan en el fluido de transporte se presentan fuerzas axiales. Adicionalmente se transmiten al árbol por el motor fuerzas axiales debido a las fuerzas magnéticas. Para el soporte axial es conocido sujetar un cojinete axial en el rotor, que se apoya en el asiento de soporte introducido en la cubeta de separación. En las bombas de rotor húmedo pueden emplearse sólo cojinetes deslizantes tanto como cojinetes radiales como también como cojinetes axiales, ya que la vida útil de cojinetes de bolas y de rodillos es pequeña dentro de líquidos. La previsión de un cojinete axial dentro entre la cubeta de separación y el rotor aumenta el costo de montaje de la bomba de rotor húmedo.

Por los documentos US 3,433,164 A, DE 18 11 430 A y FR 1 157 493 A son conocidas en cada caso bombas de rotor húmedo, cuyo correspondiente rodete de bomba marcha sustancialmente perpendicular a la dirección de corriente del fluido aspirado, sobre un soporte frente a la pared de carril del canal de aspiración.

La misión del invento es simplificar el soporte axial del árbol de una bomba de rotor húmedo y reducir el costo de montaje.

La solución de la misión se efectúa según el invento por las características de la reivindicación 1.

La bomba de rotor húmedo según el invento presenta un elemento de apoyo previsto dentro del canal de aspiración. El elemento de apoyo, que está conectado antes del rodete de bomba en la dirección de la corriente, sirve para la absorción de fuerzas axiales. El elemento de apoyo presenta en esto una superficie de tope, contra la que se proyecta una superficie de afluencia de corriente del rodete de la bomba. El cojinete axial según el invento presenta así sólo una superficie de tope, ya que se ha determinado que las fuerzas axiales que se presentan en las bombas de rotor húmedo actúan sólo contra la dirección de corriente del fluido de transporte, debido a la diferencia de presión entre el canal de aspiración y el espacio dispuesto detrás del rodete de bomba, es decir en la zona del rotor del motor. Una superficie de proyección para la absorción de fuerzas axiales es por tanto suficiente.

Por la previsión de un elemento de apoyo en el canal de aspiración se simplifica considerablemente el montaje de la bomba de rotor húmedo, ya que en el montaje de la bomba la superficie de afluencia de corriente del rodete de bomba ajusta automáticamente en la superficie de tope del elemento de apoyo y está por tanto garantizado el soporte axial del árbol. No se requiere un montaje separado de un cojinete axial adicional. Por tanto tampoco se requiere un asiento adicional de cojinete.

Para ulterior mejora de la capacidad de montaje de la bomba de rotor húmedo según el invento el elemento de apoyo lleva un cojinete radial del árbol. Para esto el elemento de apoyo presenta preferiblemente una abertura cilíndrica, en la que está previsto un cojinete radial. Ya que en las bombas de rotor húmedo se emplean preferiblemente cojinetes deslizantes, en el cojinete radial se trata preferiblemente de un casquillo de soporte insertado en la abertura del elemento de apoyo. Para el montaje el árbol, en el que está premontado el rodete de la bomba, se mete por tanto en la abertura del elemento de apoyo. Con esto se efectúa al mismo tiempo el soporte axial del árbol, ya que en la inserción del árbol la superficie de afluencia de corriente del rodete de bomba se coloca en la superficie de tope del elemento de apoyo. De este modo se efectúa al mismo tiempo dentro de una fase de montaje el soporte radial y axial del árbol de la bomba.

En lo que sigue se explica más de cerca el invento con la ayuda de una forma preferida de realización haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

Se muestra:

la fig. 1 una vista esquemática en sección esquemática de principio de una bomba de rotor húmedo según el invento, y

las figuras 2-4 formas preferidas de realización de una superficie de afluencia.

La bomba de rotor húmedo presenta un rodete 10 de bomba, por cuyo giro se aspira fluido en dirección de una flecha 16 por un carril 18 de suministro. El canal 14 de aspiración y el canal 18 de impulsión son parte de una tapa 20 de bomba, en la que está dispuesto el rodete 10 de bomba. El rodete 10 de bomba está unido firmemente con un árbol 22.

Para el accionamiento del rodete de bomba con el árbol 22 está unido firmemente un rotor 24 de motor de un motor 26. El rotor 24 del motor está rodeado por un paquete 30 del estator que presenta bobinados 28. El paquete 30 del estator está desplazado axialmente, en la fig. 1 hacia la izquierda, frente al rotor del motor o rotor 24, de modo que la tracción magnética axial actúa en la misma dirección que la tracción hidráulica axial.

Para la refrigeración del motor 26 sirve el fluido transportado por el rodete 10 de la bomba. En esto el fluido llega en la dirección de transporte detrás del rodete de bomba a una cámara 32 del rotor. En el transporte de líquido conductor eléctrico debe impedirse que los bobinados 28 u otros componentes electrónicos se pongan en contacto con el fluido de transporte. Para esto el rotor 24 del motor está rodeado con una cubeta 34 de separación, Por la cubeta 34 de separación está configurada una separación estrecha entre el rotor 24 del motor y un lado interior de la cubeta 34 de separación. La cubeta 34 de separación está unida con una mitad 36 de caja y estanqueizada frente a ésta. La cubeta 34 de separación y la mitad 36 de caja pueden también formar una unidad. Una segunda mitad 38 de caja está unida con la primera mitad 36 de caja y encierra el motor 26.

El soporte del árbol 22 se efectúa en un primer cojinete radial 40, que presenta un casquillo 42 de soporte retenido en la cubeta 34 de separación. El extremo opuesto del árbol, en el que está sujeto el rodete 10 de bomba, está soportado según el invento en un elemento 44 de apoyo. Para esto el elemento de apoyo presenta una abertura 46. La abertura 46 es cilíndrica y coaxial respecto al árbol 22. En la abertura 46 está dispuesto un casquillo 48 de soporte, por el que está configurado un cojinete deslizante en el elemento 44 de apoyo.

El soporte axial del árbol 22 se efectúa según el invento por la superficie de tope prevista en el elemento de apoyo, que discurre sustancialmente radial respecto al árbol 22. En la superficie de tope se trata de un anillo circular que rodea la abertura 46. contra la superficie de tope marcha una superficie de afluencia de corriente del rodete 10 de bomba, es decir una superficie que mira en dirección del canal 14 de aspiración contra la dirección 12 de corriente. Ya que las fuerzas axiales que se presentan, debido a la diferencia de presión entre el canal 14 de aspiración y la cámara 32 del rotor, miran contra la dirección 12 de corriente, es suficiente prever como cojinete axial una superficie de tope en el elemento de apoyo. Las fuerzas axiales en la otra dirección, es decir en la figura hacia la derecha, no se presentan. Además las fuerzas axiales producidas por el motor 26 miran en la figura hacia la izquierda o son menores que las fuerzas que se presentan por la diferencia de presión.

La superficie 52 de afluencia de corriente está configurada preferiblemente convexa (fig. 2), pero puede estar completada por elementos geométricos, como por ejemplo ranuras o similares (figuras (3, 4), que sirven para un mojado mejorado de la superficie de contacto entre la superficie 50 de tope y la superficie 52 de afluencia de corriente, y toca una superficie 0lana 50 de tope, que discurre radialmente. Eventualmente la superficie 50 de tope está configurada cóncava, de modo que adicionalmente se efectúa una alineación radial del rodete 10 de bomba. La configuración de la superficie 52 de afluencia de corriente y la superficie 50 de tope puede ser también inversa.

El elemento 44 de apoyo está unido por nervios 54 con el tubo 14 de aspiración. Preferiblemente están previstos tres nervios 54 en la periferia del elemento de apoyo simétrico en rotación respecto al eje central del árbol 22. El contorno exterior del elemento 44 de apoyo es preferiblemente de forma hidrodinámica, de modo que el fluido que circula en dirección de la flecha 12 se desvía por el elemento de apoyo hacia el rodete 10 de bomba.

En el ejemplo de realización representado el lado al que afluye corriente del elemento de apoyo está configurado de forma parcialmente elíptica en la sección transversal.

Para el montaje se inserta primero el rotor 24 y el rodete 10 de bomba sobre el árbol 22. Para la fijación pueden estar previstas ranuras o similares. El rodete 10 de bomba se inserta tanto en el árbol 22 hasta que choque en una espaldilla 58. A continuación se inserta el extremo 60 del árbol 22 en el casquillo 48 de soporte dispuesto en el elemento 44 de apoyo. Tras la inserción del árbol 22 en el casquillo 48 la superficie 52 de afluencia de corriente del rodete 10 de bomba ajusta en la superficie 50 de tope del elemento 44 de apoyo. Por el soporte del árbol 22 en la zona del rodete 10 de bomba es posible un posicionado muy exacto del rodete 10 de bomba en la tapa 10 de bomba. De este modo está garantizada una hendidura de fuga mínima. Ya que el elemento 44 de apoyo según el invento está unido con el canal 14 de aspiración está definida claramente la posición del rodete 10 de bomba frente a la tapa 20 de bomba. Por este posicionado del asiento de cojinete en el extremo 60 de árbol puede también tolerarse especialmente un mayor desequilibrio del rodete 10 de bomba.

Claims (6)

1. Bomba de rotor húmedo, especialmente para el transporte de refrigerante en motores de vehículos automóviles, con

un rodete (10) de bomba conectado a continuación de un canal (14) de aspiración en la dirección (12) de transporte,

un rotor (24) de motor unido por un árbol común (22) con el rodete (10) de bomba,

una cubeta (34) de separación que rodea al rotor (24) del motor, bañándose por todos los lados de fluido de transporte el rotor (24) del motor para la refrigeración, y

al menos un cojinete radial (40, 48),

caracterizada por un elemento (44) de apoyo, previsto dentro del canal (14) de aspiración, con una superficie (50) de tope contra la que choca una superficie (52) de afluencia de corriente del rodete (10) de bomba para la absorción de fuerzas axiales.

2. Bomba de rotor húmedo según la reivindicación 1, caracterizada porque la superficie (50) de tope y/o la superficie (52) de afluencia de corriente discurren radialmente respecto al árbol (22).

3. Bomba de rotor húmedo según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la superficie (50) de tope o la superficie (52) de afluencia de corriente son convexas.

4. Bomba de rotor húmedo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la superficie (50) de tope o preferiblemente la superficie (52) de afluencia de corriente están completadas por elementos geométricos para la mejora de la lubricación.

5. Bomba de rotor húmedo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el elemento (44) de apoyo lleva un cojinete radial (48) del árbol (22).

6. Bomba de rotor húmedo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el elemento (44) de apoyo está unido por nervios (54) con el canal (44) de aspiración.