ES2272356T3 - Bomba hidraulica con una carcasa de motor y procedimiento para la elaboracion de una carcasa de motor. - Google Patents

Bomba hidraulica con una carcasa de motor y procedimiento para la elaboracion de una carcasa de motor. Download PDF

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Abstract

Resulta además beneficioso, inyectar una rejilla estampada en la carcasa del motor, que represente una unión eléctrica desde y hasta un cuadro de circuitos impresos, por lo que no debe insertarse ni fijarse ninguna línea eléctrica de unión más. Es beneficioso, sobremoldear el estator de polos intercalados, de forma que se reduzca una irradiación de calor del devanado en la zona del al menos un cuadro de circuitos impresos, ya que de esta forma se mejoran la vida útil y condiciones de funcionamiento del cuadro de circuitos impresos. Resulta beneficioso, enrollar el devanado directamente sobre la carcasa del motor, porque de esta forma no debe emplearse ningún soporte del devanado adicional. Ventajosamente, se monta un anillo de retorno sobre la carcasa del motor. Dibujo Un ejemplo de ejecución de la presente invención se representa simplificado en el dibujo y se describe a fondo en la siguiente descripción. Muestran: Figura 1 un corte axial a través de una bomba hidráulica conforme a la invención, Figura 2 un corte axial a través de la carcasa del motor con polos intercalados, Figura 3 una representación espacial de las garras moldeadas por inyección en la carcasa del motor. Descripción de un Ejemplo de Ejecución La Figura 1 muestra una bomba hidráulica conforme a la invención 1 en un corte axial. La bomba hidráulica 1 puede emplearse, por ejemplo, como bomba del agua de refrigeración o para un circuito calefactor en un vehículo y presenta una carcasa en tres partes de la bomba 33, que consiste en una parte delantera de la carcasa 30 con un empalme de admisión 4 y un empalme de impulsión no representado diseñados en ésta, una carcasa del motor 2 y una parte posterior de la carcasa 3. La parte delantera de la carcasa 30, el empalme de admisión 4, la carcasa del motor 2 y la parte posterior de la carcasa 3 son de plástico, pudiendo ser el empalme de admisión 4 y la parte posterior de la carcasa 3 también de otro material, como por ejemplo, metal o cerámica. Las partes 30, 2, 3 se mantienen unidas, por ejemplo, mediante tornillos, que mantienen sujeta la carcasa del motor 2 entre la parte delantera 30 y la parte trasera 3. Es posible cualquier otro tipo de unión, como por ejemplo, remachado o pegado. Un anillo obturador 10 se aprieta o moldea por inyección entre la parte delantera de

Description

Bomba hidráulica con una carcasa de motor y procedimiento para la elaboración de una carcasa de motor.
Estado actual de la técnica
La presente invención parte de una bomba hidráulica con una carcasa del motor y/o un procedimiento para la elaboración de una carcasa del motor para una bomba hidráulica según el tipo de la Reivindicación 1 y/o de la Reivindicación 9. Una de estas bombas se conoce, por ejemplo, gracias a la JP 07 208 380.
El principio de la separación de estator y rotor mediante un tubo, que posibilita disponer el rotor sumergido en agua de refrigeración, se conoce gracias a la DE 37 02 028 C2.
Una descripción más detallada de una de estas bombas de fluidos se encuentra en la DE 44 11 960 A1. La bomba hidráulica representada en este documento posee un rotor acampanado, en cuya región cilíndrica interna se engrana el estator. Una pared en forma de tubo o copa discurre entre el rotor y el estator, encajándose un eje en la base de una copa, en torno a la cual se suspende rotatoriamente el rotor.
El anclaje del eje se introduce sólo a una pequeña profundidad en el interior de la cavidad cilíndrica, porque el espacio en ésta se necesita casi completamente para la ubicación del estator. La pared cilíndrica entre el estator y el rotor es muy fina, para obtener una pequeña amplitud de la abertura y, con ello, unas pequeñas pérdidas del circuito magnético. Esto afecta a la estabilidad de la suspensión del rotor.
Un cuadro de circuitos impresos con un circuito de conmutación para el suministro de corriente del estator puede disponerse sólo en su extensión axial y aumentarse así una profundidad de montaje de la bomba hidráulica.
En el registro alemán de patentes 199 34 382 se ha propuesto además, emplear una bomba hidráulica con un motor, que presenta un estator de polos intercalados. Este estator de polos intercalados consiste en un devanado y dos láminas de garras con garras. Las piezas individuales deben montarse en varios pasos de montaje y fijarse sobre la carcasa del motor. Entre el estator de polos intercalados y la carcasa del motor se origina un entrehierro condicionado por la tolerancia, que dificulta la derivación de una pérdida de calor del devanado a un medio impulsado en la bomba hidráulica y pequeñas pérdidas del circuito magnético.
Gracias a la JP 07 208380 se conoce una bomba hidráulica con un electromotor, que presenta un estator de polos intercalados con garras y láminas de garras. Las láminas de garras del estator de polos intercalados del accionador del motor eléctrico de la JP 07 208380 se embeben en el material no magnético de la carcasa del motor de esta bomba hidráulica.
Gracias a la US 4,695,419 se conoce un electromotor en miniatura con estator de polos intercalados, fijándose y revistiéndose los dientes polares del estator de polos intercalados y/o las correspondientes láminas de garras con un material no magnético, como por ejemplo una resina sintética o un plástico endurecido con fibras, de forma que al menos la superficie de los dientes polares encarando el rotor del motor permanezca abierta. Los dientes polares del estator de polos intercalados de la US 4,695,419 se fijan, por tanto, exactamente uno respecto al otro y respecto al rotor del motor eléctrico y forman con ello, por una parte, un cilindro de corriente bien definido para el rotor del motor, aunque posibilitando, por otra parte, mediante sus superficies dispuestas abiertas el deseado flujo magnético entre el rotor y el estator de polos intercalados.
Ventajas de la presente invención
La bomba hidráulica conforme a la invención con una carcasa del motor con las características típicas de la Reivindicación 1 y/o el procedimiento para la elaboración de una carcasa del motor para una bomba hidráulica con las características típicas de la Reivindicación 8 presenta, en contraste, la ventaja de que de manera sencilla se mejoran las características de servicio y se reduce el número de pasos de montaje.
Esto se consigue particularmente mediante la inyección de láminas de garras y piezas metálicas de unión.
Mediante la inyección de láminas de garras se origina, debido a una transmisión de calor exenta de entrehierros, la ventaja de que una pérdida de calor de un devanado y de las garras se deriva mejor a un fluido que circula por un tubo.
Resulta especialmente beneficioso, inyectar las garras y/o láminas de garras en una carcasa del motor, ya que de esta forma deben montarse menos partes.
Es beneficioso, inyectar en la carcasa del motor partes metálicas de unión, ya que también aquí se suprime el montaje en la carcasa del motor y, al mismo tiempo, se hermetiza bien el paso de las piezas de unión.
Mediante las medidas especificadas en las Reivindicaciones dependientes se posibilitan beneficiosas configuraciones ulteriores y mejoras de la bomba hidráulica citada en la Reivindicación 1.
Resulta además beneficioso, inyectar una rejilla estampada en la carcasa del motor, que represente una unión eléctrica desde y hasta un cuadro de circuitos impresos, por lo que no debe insertarse ni fijarse ninguna línea eléctrica de unión más.
Es beneficioso, sobremoldear el estator de polos intercalados, de forma que se reduzca una irradiación de calor del devanado en la zona del al menos un cuadro de circuitos impresos, ya que de esta forma se mejoran la vida útil y condiciones de funcionamiento del cuadro de circuitos impresos.
Resulta beneficioso, enrollar el devanado directamente sobre la carcasa del motor, porque de esta forma no debe emplearse ningún soporte del devanado adicional.
Ventajosamente, se monta un anillo de retorno sobre la carcasa del motor.
Dibujo
Un ejemplo de ejecución de la presente invención se representa simplificado en el dibujo y se describe a fondo en la siguiente descripción.
Muestran:
Figura 1 un corte axial a través de una bomba hidráulica conforme a la invención,
Figura 2 un corte axial a través de la carcasa del motor con polos intercalados,
Figura 3 una representación espacial de las garras moldeadas por inyección en la carcasa del motor.
Descripción de un ejemplo de ejecución
La Figura 1 muestra una bomba hidráulica conforme a la invención 1 en un corte axial.
La bomba hidráulica 1 puede emplearse, por ejemplo, como bomba del agua de refrigeración o para un circuito calefactor en un vehículo y presenta una carcasa en tres partes de la bomba 33, que consiste en una parte delantera de la carcasa 30 con un empalme de admisión 4 y un empalme de impulsión no representado diseñados en ésta, una carcasa del motor 2 y una parte posterior de la carcasa 3. La parte delantera de la carcasa 30, el empalme de admisión 4, la carcasa del motor 2 y la parte posterior de la carcasa 3 son de plástico, pudiendo ser el empalme de admisión 4 y la parte posterior de la carcasa 3 también de otro material, como por ejemplo, metal o cerámica.
Las partes 30, 2, 3 se mantienen unidas, por ejemplo, mediante tornillos, que mantienen sujeta la carcasa del motor 2 entre la parte delantera 30 y la parte trasera 3. Es posible cualquier otro tipo de unión, como por ejemplo, remachado o pegado. Un anillo obturador 10 se aprieta o moldea por inyección entre la parte delantera de la carcasa 30 y la carcasa del motor 2. La carcasa del motor 2 consiste en un material amagnético y posee una sección de pared delgada en forma de tubo 11 con una pared interna 24. En el tubo 11, que forma una copa junto con la base 12, se aloja un rotor 6.
El rotor 6 es de un material magnético ligado con plástico, por ejemplo, de un material magnético en polvo embebido en una matriz de resina sintética o matriz de plástico, fabricado en una pieza, por ejemplo mediante moldeo por inyección y que incluye un cilindro externo 7, que sigue con pequeña distancia el transcurso del tubo 11. El rotor 6 se magnetiza acorde al caso de aplicación bi- o multipolar. El rotor 6 gira en torno a un eje de rotación 35, que representa también una línea media del rotor 6. El cilindro externo 7 está sellado por su extremo encarado al colector de admisión 4 mediante una pared frontal 13, que lleva una variedad de aletas 14.
Un eje del cojinete 8 conectado en una pieza con la pared frontal 13 se extiende a través del interior del cilindro 7. El eje del cojinete 8 se aloja rotatoriamente al menos por sus extremos axiales 8', 8'' en torno a un eje fijo 9 y lo abarca esencialmente a lo largo de toda su longitud. La longitud del eje del cojinete es al menos tan grande, que el centro de gravedad del rotor 6 se encuentre entre los dos extremos 8', 8''. El eje 9 se ancla por su primer extremo en una cavidad de la base 12 mediante un moleteado rotacionalmente fijo, incorporándose su segundo extremo en un buje 15 de una estrella de aletas, diseñada en una pieza con la parte delantera de la carcasa 30 y de la que sólo se muestra una brida 5 en la Figura 1.
Para mantener pequeño el peso del rotor 6, se prevé entre el cilindro externo 7 y el eje del cojinete 8 un espacio anular 16, que está vacío hasta algunas aletas de pared delgada 17. Las aletas 17 sirven de refuerzo de la unión entre el cilindro externo 7 y el eje del cojinete 8.
El reborde circulatorio 18 se dispone en la transición entre el cilindro externo 7 y la pared frontal 13 del rotor y se agarra en una ranura anular 19 de la carcasa del motor 2, para evitar la penetración de impurezas sólidas desde la corriente de agua de refrigeración en la delgada ranura 20 entre el cilindro externo y el tubo 11.
Un estator de polos intercalados 21 se extiende alrededor del tubo 11. Las láminas de garras 26 del estator de polos intercalados 21 con garras 25 son, al menos parcialmente, componentes integrales de la carcasa del motor 2. Por ejemplo, las láminas de garras 26 se disponen en el tubo 11. Se logra un procedimiento para una disposición integral por el hecho de que las garras 25 y/o las láminas de garras 26 se moldean por inyección, al menos parcialmente, en la carcasa del motor 2 consistente en plástico. Otro procedimiento se posibilita mediante un embutido en caliente de las garras 25 y/o de las láminas de garras 26 en el plástico plastificado de la carcasa del motor 2. Otros procedimientos son posibles.
Alrededor de las garras 25 existe un devanado 55, rodeado de nuevo por un anillo de retorno 58. El devanado 55 se enrolla, por ejemplo, directamente sobre la carcasa aislante del motor 2. El devanado 55 puede disponerse, sin embargo, también como una parte prefabricada sobre la carcasa del motor 2. En este caso no es necesario un soporte del devanado.
Un circuito de alimentación para el estator de polos intercalados 21 puede montarse, por ejemplo, sobre un cuadro de circuitos impresos 38, por ejemplo, anulares, por lo que no aumenta una longitud axial de construcción de la bomba hidráulica 1. El cuadro de circuitos impresos 38 se extiende aproximadamente paralelo al eje de giro 35 y se aloja, por ejemplo, en la parte posterior de la carcasa 3. Además existe allí una clavija de conexión 41 con al menos una pieza metálica de unión 44, que es, por ejemplo, parte de una rejilla estampada 47. La rejilla estampada 47 une, por ejemplo, una clavija externa 41 con el cuadro de circuitos impresos 38. El cuadro de circuitos impresos 38 se separa, por ejemplo, mediante una pared radial protectora 51, moldeada directamente por inyección, del devanado 55, de forma que se reduzca la irradiación térmica de una pérdida de calor del devanado 55 y de las garras 25 hacia el cuadro de circuitos impresos 38. Son posibles otros tipos de sujeción de la pared protectora 51 en la carcasa del motor.
Las láminas de garras 25 se moldean por inyección en la carcasa del motor 2, por ejemplo, moldeándose también por inyección en la misma operación las piezas metálicas de unión 44, por ejemplo, como rejilla estampada 47 hacia fuera y para el cuadro de circuitos impresos 38. La rejilla estampada 47 puede moldearse por inyección, por ejemplo, también en la parte posterior de la carcasa 3, que se elabora en una operación por separado. Alrededor de las garras 25 se enrolla entonces un devanado 55. Después se monta el anillo de retorno 58.
Un campo magnético producido por el devanado 55 se agarra radialmente hacia dentro con, en cada caso, polaridad variable a las garras 25 de las dos láminas de garras 26 y así acciona el rotor 6, no representado en la Figura 2. El devanado 55 se desarrolla bifilar, es decir, incluye dos circunferencias separadas e independientes unas de otras impulsables con una corriente. Esto permite generar campos magnéticos con polaridad alternante. Uno de estos estátores de polos intercalados 21 puede operan con una electrónica de potencia más sencilla que una estructura unifilar.
Un sensor Hall no representado se encarga, por ejemplo, de la conmutación y puede preverse como sensor de campo magnético para el control de la función o de la velocidad de la bomba hidráulica 1 en un lugar, donde se exponga al variable campo magnético del rotor rotatorio 6.
La Figura 2 muestra una sección axial transversal a través de la carcasa del motor 2 y las láminas de garras 26 con las garras 25. Para las mismas partes o equivalentes se emplean los mismos símbolos de referencia que en la Figura 1. La disposición integral de las garras 25 en la carcasa del motor posibilita, mantener una distancia de las garras 25 a la pared interna 24 y, con ello, al cilindro 7 del rotor 6 muy pequeña y, así, elevar la acción de fuerza entre el estator de polos intercalados 21 y el rotor 6. Además, se aumenta el acoplamiento térmico de la pérdida de calor del devanado 55 y de las garras en el fluido y, con ello, se mejora el enfriamiento, de forma que se reducen su temperatura de servicio y una irradiación en dirección al cuadro de circuitos impresos 38.
La Figura 3 muestra una representación espacial de las garras 25, que son componente integral de la carcasa del motor 2. Para las mismas partes o equivalentes se emplean los mismos símbolos de referencia que en las anteriores Figuras. Sólo se muestra una parte de la carcasa del motor 2 y se representa en línea discontinua.
El estator de polos intercalados 21 incluye dos láminas de garras 26 de, en cada caso, idéntica configuración, con un anillo rotatorio externo y una variedad de garras 25 en cada lámina de garras 26, que partiendo de un borde de la lámina de garras 26 se curvan radialmente hacia dentro y, después, en dirección al borde opuesto. Las garras 25 se extienden, por ejemplo, trapezoidalmente en dirección axial. Gracias a esto se logra una mejora del rendimiento del motor. Las láminas de garras 26 se encajan unas en otras, de forma que las garras 25 de una lámina de garras 26 se introducen en los huecos entre las garras 25 de la otra lámina de garras 26, en cada caso, a distancia en dirección perimetral y los bordes extendidos en dirección radial de las láminas de garras están espaciados unos respecto a otros en dirección axial.
Las garras 25 se cubren completamente en el interior para la pared interna 24 con el plástico del tubo 11. Visto en dirección radial, aún por fuera, las garras 25 están rodeadas, por ejemplo, asimismo de plástico. Sin embargo, se pueden hallar allí también libres. Las láminas de garras 26 forman una cavidad anular, en la que, por ejemplo, se enrolla el devanado 55.

Claims (8)

1. Bomba hidráulica (1), particularmente para el circuito de enfriamiento o calentamiento de un vehículo, con una carcasa de la bomba (33) y una carcasa del motor (2), con un estator de polos intercalados (21) y un rotor interno (6) separado del estator de polos intercalados (21) mediante un tubo (11), embebido en el fluido y con, al menos, una rueda de palas, caracterizada porque la carcasa del motor (2) es de plástico, y porque el estator de polos intercalados (21) tiene láminas de garras (26), moldeadas por inyección, al menos parcialmente, en la carcasa del motor (2), de forma que son, al menos parcialmente, componente integrante de la carcasa del motor (2), y porque la carcasa de la bomba (33) de la bomba hidráulica (1) posee una parte posterior de la carcasa (3), moldeándose por inyección partes metálicas de unión (44) en la carcasa del motor (2) o en la parte posterior de la carcasa (3), que crean una unión eléctrica entre un interior y un exterior de la carcasa de la bomba (33).
2. Bomba hidráulica acorde a la Reivindicación 1, caracterizada porque la bomba hidráulica (1) presenta al menos un cuadro de circuitos impresos (38) para el soporte fijador de componentes electrónicos para un control, y porque en la carcasa del motor (2) o la parte posterior de la carcasa (3) se moldea por inyección al menos una rejilla estampada (47) para una unión eléctrica desde y hasta el al menos un cuadro de circuitos impresos (38).
3. Bomba hidráulica acorde a, al menos, una de las Reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el estator de polos intercalados (21) tiene un devanado (55) y garras (25), y porque en la carcasa del motor (2) las garras (25) transcurren cerca de una pared interna (24) del tubo (11) y una pérdida de calor del devanado (55) y de las garras (25) puede derivarse bien al fluido circulante en el tubo (91).
4. Bomba hidráulica acorde a la Reivindicación 3, caracterizada porque las garras (25) de las láminas de garras (26) están completamente cubiertas hacia la pared interna (24) de la carcasa de la bomba (33) mediante el plástico del tubo (11).
5. Bomba hidráulica acorde a la Reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque la carcasa del motor (2) se confecciona, de forma que se reduzca una irradiación de calor del devanado (55) del estator de polos intercalados (21) hacia el al menos un cuadro de circuitos impresos (38) mediante una pared protectora (51).
6. Bomba hidráulica acorde a la Reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque el devanado (55) está enrollado sobre la carcasa del motor (2).
7. Bomba hidráulica acorde a una o más de las Reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque en la región del devanado (55) se monta un anillo de retorno (58) sobre la carcasa del motor (2).
8. Procedimiento para la elaboración de una carcasa del motor (2) para un bomba hidráulica (1), particularmente para el circuito de enfriamiento o calentamiento de un vehículo, presentando la bomba hidráulica (1) un estator de polos intercalados (21) y un rotor interno (6) separado del estator de polos intercalados (21) mediante un tubo (11), embebido en el fluido y con, al menos, una rueda de palas, caracterizado porque la carcasa del motor (2) se elabora por moldeo por inyección de plástico y en el moldeo por inyección de la carcasa del motor (2) a partir de plástico, las láminas de garras (26), con garras (25), las partes metálicas de unión (44), y al menos una rejilla estampada (47) se forman íntegramente en la carcasa del motor (2), estando entonces un devanado (55) enrollado sobre la carcasa del motor (2) en la zona de las garras (25) o insertado en la carcasa del motor (2) en la zona de las garras (25) y montándose después un anillo de retorno (58) sobre el devanado (55).
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