ITMI20130099A1

ITMI20130099A1 - ELECTROMAGNETIC CLUTCH FOR ROTATION OF A VEHICLE FAN

Info

Publication number: ITMI20130099A1
Application number: IT000099A
Authority: IT
Inventors: Claudio Bellotti; Piercarlo Boffelli; Erminio Depoli; Fabio Natale
Original assignee: Baruffaldi Spa
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2014-07-25

Description

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo di comando della rotazione dÃ¬ una ventola di veicoli . The present invention relates to a device for controlling the rotation of a vehicle fan.

E' nota nella tecnica di raffreddamento dei liquidi refrigeranti contenuti nei radiatori di autoveicoli, la necessitÃ di forzare aria sul radiatore stesso, al fine di ottenere una piÃ¹ rapida dissipazione di calore dal liquido verso l'esterno, detto flusso di aria forzata essendo ottenuto ponendo in rotazione una ventola, normalmente montata sull'albero della pompa dell'acqua, o sull'albero motore, o su un albero rinviato e fisso, portante una puleggia che prende moto da una cinghia azionata dall'albero motore. E ' anche noto che detta ventola deve essere posta in rotazione solamente al raggiungimento dÃ¬ una certa prefissata temperatura dell'acqua, rilevata tramite un termostato che, rilevando la temperatura del fluido, invia un segnale di azionamento al gruppo di comando che pone in rotazione la ventola. PiÃ¹ in dettaglio si richiede che una ventola per autoveicolo possa ruotare: It is known in the cooling technique of the coolants contained in the radiators of motor vehicles, the need to force air on the radiator itself, in order to obtain a more rapid dissipation of heat from the liquid towards the outside, said forced air flow being obtained by placing in rotation a fan, normally mounted on the shaft of the water pump, or on the motor shaft, or on a driven and fixed shaft, carrying a pulley which is moved by a belt driven by the motor shaft. It is also known that said fan must be rotated only when a certain predetermined temperature of the water is reached, detected by a thermostat which, by detecting the temperature of the fluid, sends an activation signal to the control unit which rotates the fan. More in detail, it is required that an automotive fan can rotate:

a velocitÃ pari rispetto a quella dell'albero di trasmissione , at speeds equal to that of the drive shaft,

a velocitÃ diversa rispetto a quella dell'albero di trasmissione, ovvero: at a speed different from that of the drive shaft, i.e .:

minore, per raffreddamenti in condizioni di bassa temperatura esterna, oppure lower, for cooling in conditions of low external temperature, or

maggiore, corrispondentemente a temperature esterne piÃ¹ elevate o all'uso in condizioni gravose che determinano il surriscaldamento del motore; higher, corresponding to higher external temperatures or use in severe conditions that cause the engine to overheat;

a velocitÃ nulla, ovvero con ventola che non ruota affatto e si mantiene in condizioni di folle rispetto all'albero di trasmissione, per temperature particolarmente basse alle quali l'ulteriore raffreddamento Ã ̈ inutile o addirittura dannoso; tale condizione di fermo totale della ventola, essendo sempre piÃ¹ determinante nell'ambito delle politiche di riduzione dei consumi dei veicoli, particolarmente di grosse dimensioni e destinati ad elevate percorrenze quali camion, autocarri, autoarticolati e simili. at zero speed, that is with the fan that does not rotate at all and remains in neutral conditions with respect to the transmission shaft, for particularly low temperatures at which further cooling is useless or even harmful; this condition of total stop of the fan, being more and more decisive in the context of the policies to reduce the consumption of vehicles, particularly large ones and destined to long distances such as trucks, lorries, articulated vehicles and the like.

Oltre a dette modalitÃ di funzionamento, Ã ̈ anche richiesto che la ventola di raffreddamento possa essere messa in rotazione quando il motore termico del veicolo Ã ̈ spento, condizione nella quale puÃ², ad esempio, essere richiesto il raffreddamento del condensatore dell'impianto di condizionamento dell'aria del veicolo. In addition to these operating modes, it is also required that the cooling fan can be turned on when the vehicle's thermal engine is off, a condition in which, for example, cooling of the condenser of the air conditioning system may be required. vehicle air.

E' anche noto che il controllo e la modulazione della velocitÃ di rotazione delle ventole possono essere ottenuti tramite giunti di tipo viscostatico . It is also known that the control and modulation of the rotation speed of the fans can be obtained by means of viscous couplings.

Sebbene funzionali tali giunti viscostatici noti presentano, tuttavia, l'inconveniente di non consentire la richiesta condizione di fermo totale della ventola quando il raffreddamento non Ã ̈ richiesto, in quanto i fluidi viscosi tendono a mantenere comunque in rotazione i cuscinetti di supporto del giunto e quindi a trascinare in rotazione anche la ventola. Although functional, these known viscous couplings have, however, the drawback of not allowing the required condition of total stop of the fan when cooling is not required, since viscous fluids tend to keep the coupling support bearings in any case in rotation and then to drag the fan in rotation as well.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un dispositivo di comando della rotazione della ventola di veicoli, che consenta di far girare quest'ultima con un numero di giri determinabile in funzione della effettiva necessitÃ di raffreddamento del motore e/o di dispositivi del veicolo, anche in condizioni di motore termico spento, risultando inoltre atto a mantenere la ventola in condizione di fermo totale quando il raffreddamento non Ã ̈ richiesto. The technical problem therefore arises of providing a device for controlling the rotation of the vehicle fan, which allows the latter to rotate with a number of revolutions that can be determined according to the actual need for cooling the engine and / or vehicle devices, even when the thermal engine is off, it is also able to keep the fan in a total standstill condition when cooling is not required.

Nell'ambito di tale problema si richiede anche che il gruppo di comando sia di dimensioni compatte e formato da un ridotto numero di parti costose e che possa essere dotato di mezzi atti a garantire una rotazione di sicurezza (cosiddetta fail-safe) della ventola anche in caso di guasto dei relativi dispositivi di alimentazione e controllo. Within the scope of this problem, it is also required that the control unit be compact in size and made up of a reduced number of expensive parts and that it can be equipped with means capable of guaranteeing a safety rotation (so-called fail-safe) of the fan even in case of failure of the relative power supply and control devices.

Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un dispositivo di comando secondo le caratteristiche della rivendicazione 1. Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione del trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati nei quali sÃ¬ mostra : These technical problems are solved according to the present invention by a control device according to the characteristics of claim 1. More details can be found in the following description of a non-limiting example of embodiment of the invention made with reference to the attached drawings which show:

in figura 1 : una sezione assiale schematica di una prima forma di attuazione del dispositivo di comando di una ventola secondo il presente trovato montato su un albero rotante; in figure 1: a schematic axial section of a first embodiment of the control device of a fan according to the present invention mounted on a rotating shaft;

in figura 2 : una sezione assiale schematica del dispositivo di Fig. 1 applicato ad un giunto viscostatico di controllo della velocitÃ di rotazione della ventola; in figure 2: a schematic axial section of the device of Fig. 1 applied to a viscous coupling for controlling the rotation speed of the fan;

in figura 3 : una sezione assiale schematica di una seconda forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato montato su un albero rotante; in Figura 4: una sezione assiale schematica del dispositivo di Fig. 3 applicato ad un giunto viscostatico di controllo della velocitÃ di rotazione della ventola; in figure 3: a schematic axial section of a second embodiment of the device according to the present invention mounted on a rotating shaft; in Figure 4: a schematic axial section of the device of Fig. 3 applied to a viscous coupling for controlling the rotation speed of the fan;

in figura 5 : una sezione assiale schematica di una variante di attuazione del dispositivo di fig. 3 montato su un albero rotante; in figure 5: a schematic axial section of an embodiment variant of the device of fig. 3 mounted on a rotating shaft;

in figura 6 : una sezione assiale schematica di una terza forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato montato su un albero rotante; in figura 7 : una sezione assiale schematica di una quarta forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato montato su un supporto fisso; in figura 8 : una sezione assiale schematica di una variante di attuazione dei cuscinetti di supporto della frizione, nel caso di albero rotante e in figure 6: a schematic axial section of a third embodiment of the device according to the present invention mounted on a rotating shaft; in figure 7: a schematic axial section of a fourth embodiment of the device according to the present invention mounted on a fixed support; in figure 8: a schematic axial section of a variant of actuation of the clutch support bearings, in the case of a rotating shaft and

in figura 9,10: sezioni assiali schematiche di una ulteriore forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato nel caso di albero di supporto rotante. in figure 9,10: schematic axial sections of a further embodiment of the device according to the present invention in the case of a rotating support shaft.

Come illustrato in fig.l e assunta per semplicitÃ di descrizione e senza carattere limitativo una direzione longitudinale X-X, corrispondente o parallela all'asse di rotazione della ventola 1, una parte anteriore corrispondente al lato ventola e una parte posteriore opposta alla precedente, il dispositivo di comando secondo il trovato Ã ̈ una frizione elettromagnetica comprendente: As shown in fig. 1, for simplicity of description and without limitation, a longitudinal direction X-X, corresponding or parallel to the rotation axis of the fan 1, a front part corresponding to the fan side and a rear part opposite to the previous one, is assumed. control according to the invention is an electromagnetic clutch comprising:

+) un'armatura 24, fissa, che presenta un braccio 24b atto ad essere vincolato ad una parte fissa 4 quale il basamento o telaio del veicolo; +) a fixed armature 24, which has an arm 24b able to be fastened to a fixed part 4 such as the base or frame of the vehicle;

+) un elettromagnete 23 concentricamente alloggiato in una relativa prima sede 23a dell'armatura 24; ) una parte motrice costituita da un'ancora 22 collegata all'albero rotante 21 tramite una membrana elastica 22a, elasticamente deformabile in senso assiale, ma radialmente rigida per consentire una traslazione dell'ancora 22, ma impedirne la rotazione relativa rispetto all'albero rotante 21;+) una parte condotta 26 collegata alla ventola 1 e solidale ad un rotore 25 interposto tra l'elettromagnete 23 e l'ancora 22 e portato dall'anello esterno di un cuscinetto 25a il cui anello interno Ã ̈ calettato su una relativa seconda sede 25b dell'armatura fissa 24. +) an electromagnet 23 concentrically housed in a relative first seat 23a of the armature 24; ) a driving part consisting of an anchor 22 connected to the rotating shaft 21 by means of an elastic membrane 22a, elastically deformable in the axial direction, but radially rigid to allow a translation of the anchor 22, but to prevent its relative rotation with respect to the rotating shaft 21; +) a driven part 26 connected to the fan 1 and integral with a rotor 25 interposed between the electromagnet 23 and the anchor 22 and carried by the outer ring of a bearing 25a whose inner ring is keyed on a relative second seat 25b of the fixed armature 24.

Secondo il trovato si prevede inoltre che l'armatura 24 presenti una terza sede 27a di alloggiamento di un motore elettrico 27 atto al concatenamento frontale con un magnete permanente 27b solidale alla parte condotta 26 collegata alla ventola 1. According to the invention, it is also envisaged that the armature 24 has a third seat 27a for housing an electric motor 27 suitable for frontal chaining with a permanent magnet 27b integral with the driven part 26 connected to the fan 1.

In tale configurazione l'armatura 24 supporta l'intera frizione in quanto l'albero 21 viene ipotizzato di ridotte dimensioni come, ad esempio, nel caso dell'alberino della pompa dell'acqua del veicolo, e quindi non in grado di supportare l'intera frizione 20. In this configuration, the armature 24 supports the entire clutch since the shaft 21 is assumed to be of small size as, for example, in the case of the vehicle's water pump shaft, and therefore not capable of supporting the entire clutch 20.

Con tale configurazione il funzionamento del dispositivo Ã ̈ il seguente: With this configuration, the operation of the device is as follows:

-) con motore termico acceso l'albero 21 Ã ̈ in rotazione e mantiene in rotazione l'ancora 22; -} l'eccitazione dell'elettromagnete 23 richiama l'ancora 22 contro il rotore 25 che, ruotando, trascina in rotazione la ventola 1 collegata alla parte condotta 26 con una velocitÃ di rotazione pari a quella dell'albero 21; -) with the heat engine on, shaft 21 is rotating and keeps the anchor 22 in rotation; -} the excitation of the electromagnet 23 draws the anchor 22 against the rotor 25 which, by rotating, rotates the fan 1 connected to the driven part 26 with a rotation speed equal to that of the shaft 21;

-) in condizioni di motore termico spento, l'albero 21 Ã ̈ fermo e la ventola 1 puÃ² essere messa in rotazione tramite l'alimentazione del motore elettrico 27 il cui rotore, generando un flusso di concatenamento con i magneti permanenti 27b, porta in rotazione la ventola 1 con una velocitÃ ridotta rispetto a quella ottenibile tramite l'albero rotante 21. -) in conditions of the thermal engine off, the shaft 21 is stationary and the fan 1 can be set in rotation through the power supply of the electric motor 27 whose rotor, generating a chaining flux with the permanent magnets 27b, brings in rotation of the fan 1 with a reduced speed compared to that obtainable by means of the rotating shaft 21.

Come illustrato in Fig.2, la frizione 20 di fig. 1 puÃ² essere collegata a monte di un giunto viscostatico 10 di controllo e modulazione della velocitÃ di rotazione della ventola 1, il collegamento essendo ottenuto tramite una flangia 3 solidale alla parte rotorica del giunto viscostatico, sporgente verso l'esterno dalla parte posteriore del giunto 10 stesso e collegata alla parte condotta 26 della frizione 20. As illustrated in Fig. 2, the clutch 20 of Fig. 1 can be connected upstream of a viscous coupling 10 for controlling and modulating the rotation speed of the fan 1, the connection being obtained by means of a flange 3 integral with the rotor part of the viscous coupling, protruding outwards from the rear part of the coupling 10 itself and connected to the driven part 26 of the clutch 20.

Come illustrato in figura 3, si prevede che, in una seconda fÃ³rma di attuazione del dispositivo di comando, la frizione 120 possa essere montata su un albero 121 rotante, che puÃ² essere lo stesso albero motore del veicolo, eventualmente collegato anche ad una puleggia 5 di azionamento di dispositivi ausiliari del veicolo. As illustrated in figure 3, it is envisaged that, in a second actuation form of the control device, the clutch 120 can be mounted on a rotating shaft 121, which can be the same driving shaft of the vehicle, possibly also connected to a pulley 5 of actuation of auxiliary devices of the vehicle.

In tale configurazione l'armatura fissa 124 - al cui interno Ã ̈ alloggiato l'elettromagnete 23 - Ã ̈ priva del braccio di supporto 24b essendo invece concentricamente montata sull'anello esterno di un cuscinetto 124a il cui anello interno Ã ̈ calettato sull'albero rotante 121; convenientemente l'armatura 124 Ã ̈ fissata tramite elementi assiali 124b a parti fisse della struttura del veicolo, al fine di impedirne la indesiderata rotazione. In this configuration, the fixed armature 124 - inside which the electromagnet 23 is housed - has no support arm 24b, being instead concentrically mounted on the outer ring of a bearing 124a whose inner ring is keyed onto the shaft. rotating 121; the armature 124 is conveniently fixed by means of axial elements 124b to fixed parts of the vehicle structure, in order to prevent its unwanted rotation.

Le rimanenti parti della frizione 120 sono le stesse di quelle giÃ descritte nella fig. 1, e vengono identificate dagli stessi riferimenti numerici, ma non descritte in dettaglio. The remaining parts of the clutch 120 are the same as those already described in fig. 1, and are identified by the same numerical references, but not described in detail.

Come illustrato in figura 4, anche la frizione 120 di fig.3 puÃ² essere collegata a monte di un giunto viscostatico 10 di controllo e modulazione della velocitÃ di rotazione della ventola 1, in modo analogo a quanto descritto in relazione alla fig.2. In fig. 5 Ã ̈ illustrata una terza forma di attuazione del dispositivo secondo il trovato che prevede un supporto fisso 224 nel quale sono realizzate due sedi anulari concentriche, rispettivamente 224a e 224b, di alloggiamento di un primo elettromagnete 223a e di un secondo elettromagnete 223b, rispettivamente atti a richiamare: una prima ancora 222a collegata ad un'estensione 221a dell'albero rotante 221 tramite una membrana elastica 22a, come giÃ descritto in relazione alle precedenti figure; e una seconda ancora 222b solidale a un disco 231 montato sull'anello esterno di un cuscinetto 231a, il cui anello interno Ã ̈ calettato sull'albero rotante 221. In prossimitÃ del bordo anulare esterno del disco 231 sono collocati dei magneti permanenti 232 costituenti la parte condotta di un giunto di Foucault 230, la cui parte motrice Ã ̈ costituita da un anello 233 in materiale conduttivo integrato nell'estensione 221a dell'albero rotante 221, estensione 221a che Ã ̈ in materiale amagnetico, quale, ad esempio, alluminio pressofuso. As illustrated in figure 4, also the clutch 120 of fig.3 can be connected upstream of a viscous coupling 10 for controlling and modulating the rotation speed of the fan 1, in a similar way to what is described in relation to fig.2. In fig. 5 illustrates a third embodiment of the device according to the invention which provides a fixed support 224 in which two concentric annular seats, 224a and 224b respectively, for housing a first electromagnet 223a and a second electromagnet 223b, respectively to recall: a first still 222a connected to an extension 221a of the rotating shaft 221 by means of an elastic membrane 22a, as already described in relation to the previous figures; and a second anchor 222b integral with a disc 231 mounted on the outer ring of a bearing 231a, the inner ring of which is keyed onto the rotating shaft 221. In proximity to the outer annular edge of the disc 231 are placed permanent magnets 232 forming the driven part of a Foucault coupling 230, the driving part of which is constituted by a ring 233 in conductive material integrated in the extension 221a of the rotating shaft 221, extension 221a which is in non-magnetic material, such as, for example, die-cast aluminum .

Il supporto 224 fisso Ã ̈ a sua volta montato tramite un cuscinetto 124a e porta la parte condotta 225 della frizione tramite un relativo cuscinetto 25a e un motore elettrico 27,27a a concatenamento frontale, come giÃ descritto in relazione alla precedente figura 1. The fixed support 224 is in turn mounted by means of a bearing 124a and carries the driven part 225 of the clutch by means of a relative bearing 25a and an electric motor 27,27a with frontal chaining, as already described in relation to the previous figure 1.

Con tale configurazione il funzionamento della frizione secondo il presente trovato Ã ̈ il seguente: -) eccitando il primo elettromagnete 223a si richiama la prima ancora 222a collegata all'albero rotante 221, la quale pone in rotazione il rotore 225 con velocitÃ pari a quella dell'albero motore 221 stesso; With this configuration, the operation of the clutch according to the present invention is as follows: drive shaft 221 itself;

-) eccitando l'elettromagnete 223b sÃ¬ richiama la seconda ancora 222b azionata in rotazione attraverso il giunto di Foucault 230, conseguentemente il rotore 225, e quindi la ventola 1, vengono posti in rotazione con velocitÃ ridotta rispetto a quella dell'albero motore 221; -) by energizing the electromagnet 223b, it calls up the second anchor 222b driven in rotation through the Foucault joint 230, consequently the rotor 225, and therefore the fan 1, are set in rotation with a reduced speed compared to that of the motor shaft 221 ;

-) qualora il motore termico fosse spento e quindi l'albero 221 non in rotazione, la ventola 1 puÃ² essere comandata in rotazione con un ulteriore differente velocitÃ ridotta tramite il motore elettrico 27,27b. -) if the heat engine is off and therefore the shaft 221 is not rotating, the fan 1 can be commanded to rotate with a further different reduced speed by means of the electric motor 27,27b.

Come illustrato in figura 6, in caso di albero rotante 1221 di ridotte dimensioni, si prevede un'armatura 1224 dotata di un braccio 24b di supporto atto ad essere vincolato ad una parte fissa 4 del veicolo. As illustrated in Figure 6, in the case of a rotating shaft 1221 of reduced dimensions, an armature 1224 is provided equipped with a support arm 24b able to be constrained to a fixed part 4 of the vehicle.

In tutte le configurazioni di figg. 1-6 il motore elettrico Ã ̈ disposto concentricamente agli elettromagneti di richiamo delle ancore, consentendo di mantenere contenute le dimensioni assiali della frizione anche se a scapito della dimensione diametrale della stessa. In all the configurations of figs. 1-6 the electric motor is arranged concentrically to the return electromagnets of the anchors, allowing to keep the axial dimensions of the clutch contained even if at the expense of its diametrical dimension.

In fig.7 Ã ̈ illustrata una ulteriore forma di attuazione della frizione secondo il trovato montata su un supporto fisso 321 vincolato ad un basamento 4 e coassiale all'asse longitudinale X-X; sul supporto fisso 321 Ã ̈ coassialmente montata, tramite un relativo cuscinetto 5b, una puleggia 5 atta all'accoppiamento con una cinghia 2a di presa del moto dall'albero motore 2; Fig.7 illustrates a further embodiment of the clutch according to the invention mounted on a fixed support 321 constrained to a base 4 and coaxial to the longitudinal axis X-X; on the fixed support 321 there is coaxially mounted, by means of a relative bearing 5b, a pulley 5 suitable for coupling with a belt 2a for taking motion from the motor shaft 2;

+) una prima ancora 322a assialmente vincolata al bordo radialmente esterno del disco 5a; e +) a first still 322a axially constrained to the radially outer edge of the disc 5a; And

+) una seconda ancora 322b solidale a un disco 331 montato sull'anello interno di un cuscinetto 331a, il cui anello esterno Ã ̈ calettato sul disco 5a rotante . +) a second anchor 322b integral with a disc 331 mounted on the inner ring of a bearing 331a, the outer ring of which is keyed onto the rotating disc 5a.

In prossimitÃ del bordo anulare esterno del disco 331 sono collocati dei magneti permanenti 332 costituenti la parte condotta di un giunto di Foucault 330, la cui parte motrice Ã ̈ costituita da un anello 333 in materiale conduttivo, integrato nell'estensione anulare 5b del disco 5a (in materiale amagnetico). In proximity to the external annular edge of the disc 331 there are permanent magnets 332 constituting the driven part of a Foucault joint 330, the driving part of which is constituted by a ring 333 in conductive material, integrated in the annular extension 5b of the disc 5a (in non-magnetic material).

La parte condotta della frizione Ã ̈ costituita da un rotore 325 montato sull'anello esterno di un cuscinetto 325a il cui anello interno Ã ̈ calettato sul supporto fisso 321; il rotore 325 presenta una estensione anulare 326 alla quale Ã ̈ vincolata la ventola 1. The driven part of the clutch consists of a rotor 325 mounted on the outer ring of a bearing 325a whose inner ring is keyed onto the fixed support 321; the rotor 325 has an annular extension 326 to which the fan 1 is constrained.

Il rotore 325 Ã ̈ assialmente contrapposto ad un'armatura 324, fissa, che porta due elettromagneti 323a e 323b tra loro concentrici e atti ad essere eccitati per richiamare la rispettiva ancora 322a e 322b, assialmente contrapposta al relativo elettromagnete 323a,323b da parte opposta del rotore 325. The rotor 325 is axially opposed to a fixed armature 324, which carries two electromagnets 323a and 323b with each other concentric and able to be excited to recall the respective anchor 322a and 322b, axially opposed to the relative electromagnet 323a, 323b on the opposite side of rotor 325.

In posizione assialmente anteriore rispetto ai due elettromagneti 323a,323b l'armatura 324 porta anche un motore elettrico 327 la cui parte statorica Ã ̈ collegata a fili di alimentazione 328 coassialmente inseriti all'interno del supporto fisso 321, e la cui parte rotorica Ã ̈ atta al concatenamento frontale con dei magneti permanenti 327b fissati ad una campana 327c a sua volta vincolata alla estensione anulare 326 del rotore 325. In an axially anterior position with respect to the two electromagnets 323a, 323b, the armature 324 also carries an electric motor 327 whose stator part is connected to power supply wires 328 coaxially inserted inside the fixed support 321, and whose rotor part is suitable for frontal chaining with permanent magnets 327b fixed to a bell 327c which is in turn constrained to the annular extension 326 of the rotor 325.

Con tale configurazione il funzionamento della frizione Ã ̈ del tutto analogo a quello giÃ descritto con riferimento alla fig.5 essendo possibile ottenere una prima velocitÃ pari a quella dell'albero motore tramite la prima ancora 322a, una seconda velocitÃ ridotta attraverso la seconda ancora 322b azionata dal giunto di Foucault 330, una ulteriore velocitÃ ridotta attraverso il motore elettrico 327, in caso di motore termico spento, e una condizione di folle della ventola in caso di non eccitazione degli elettromagneti (motore termico acceso) e/o di motore elettrico non alimentato (motore termico spento). With this configuration, the operation of the clutch is completely similar to that already described with reference to fig. 5, since it is possible to obtain a first speed equal to that of the crankshaft through the first anchor 322a, a second reduced speed through the second anchor 322b activated by the Foucault joint 330, a further reduced speed through the electric motor 327, in the event of a heat engine off, and a neutral condition of the fan in the event of non-excitation of the electromagnets (heat engine on) and / or of the electric motor not powered (heat engine off).

La forma di attuazione di fig.7 si contraddistingue anche per la collocazione coassiale del motore elettrico 327 rispetto agli elettromagneti 323a,323b che consente di ridurre gli ingombri diametrali della frizione anche se a scapito di un allungamento in senso assiale dell'assieme. The embodiment of Fig. 7 is also characterized by the coaxial location of the electric motor 327 with respect to the electromagnets 323a, 323b which allows to reduce the diametrical dimensions of the clutch even if at the expense of an axial elongation of the assembly.

Come illustrato in fig.9 si prevede che la disposizione coassiale del motore 27,27b possa essere attuata anche nel caso di frizione 420 supportata da un albero rotante 421; in tale configurazione l'armatura 424 dotata di braccio 424b Ã ̈ fissata ad una parte fissa 4 e porta sia l'elettromagnete 423 sia il motore elettrico 27, il secondo essendo assialmente disposto da parte opposta e anteriormente rispetto al primo; la parte motrice della frizione Ã ̈ formata dall'ancora 422 solidale tramite membrana elastica 422a ad una puleggia 5 collegata tramite cinghia all'albero motore 2 (non illustrato); la parte condotta della frizione comprende un rotore 425 che presenta una prima estensione anulare 42la anteriore che porta sia i magneti permanenti 27b, contrapposti al motore 27, sia l'elemento di trasmissione del moto 426, collegato alla ventola 1, e una seconda estensione anulare 421b, posteriore, interposta tra l'elettromagnete 423 e l'ancora 422. As illustrated in fig.9, it is envisaged that the coaxial arrangement of the motor 27,27b can also be implemented in the case of a clutch 420 supported by a rotating shaft 421; in this configuration the armature 424 equipped with an arm 424b is fixed to a fixed part 4 and carries both the electromagnet 423 and the electric motor 27, the second being axially arranged on the opposite side and in front of the first; the driving part of the clutch is formed by the anchor 422 integral with an elastic membrane 422a to a pulley 5 connected by means of a belt to the driving shaft 2 (not shown); the driven part of the clutch comprises a rotor 425 which has a first annular extension 42a at the front which carries both the permanent magnets 27b, opposite to the motor 27, and the motion transmission element 426, connected to the fan 1, and a second annular extension 421b, rear, interposed between the electromagnet 423 and the anchor 422.

Tra il rotore 425 e l'armatura 424 Ã ̈ interposto un cuscinetto 425a in modo che, in condizione di frizione non attaccata, il rotore sia svincolato da parti rotanti motrici, garantendo ancora una volta la richiesta condizione di full-stop. A bearing 425a is interposed between the rotor 425 and the armature 424 so that, in the condition of unattached clutch, the rotor is released from the rotating driving parts, once again guaranteeing the required full-stop condition.

Nella fig.10 Ã ̈ illustrata una forma di attuazione in variante della frizione di fig.9 in cui l'armatura 524, fissa tramite il braccio 524b, porta due elettromagneti 523a,523b tra loro concentrici e la parte motrice della frizione comprende un giunto di Foucault 530 interposto tra la puleggia 505 collegata all'albero motore 2 (non illustrato) e il rotore condotto 425 (nella fig.10 le parti corrispondenti alla fig.9 mantengono lo stesso riferimento); piÃ¹ in dettaglio Fig. 10 shows a variant embodiment of the clutch of fig. 9 in which the armature 524, fixed by means of the arm 524b, carries two electromagnets 523a, 523b concentric with each other and the driving part of the clutch comprises a joint of Foucault 530 interposed between the pulley 505 connected to the motor shaft 2 (not shown) and the driven rotor 425 (in fig.10 the parts corresponding to fig.9 maintain the same reference); in more detail

+) alla puleggia 505 (in materiale amagnetico) Ã ̈ integrato un anello 533 in materiale conduttivo che forma la parte motrice del giunto di Foucault; alla puleggia 505 Ã ̈ anche collegata una prima ancora 522a assialmente vincolata tramite membrana elastica 22a al bordo radialmente esterno della puleggia 505 stessa; +) the pulley 505 (in non-magnetic material) is integrated with a ring 533 in conductive material which forms the driving part of the Foucault joint; a first anchor 522a is also connected to the pulley 505 axially constrained by means of an elastic membrane 22a to the radially outer edge of the pulley 505 itself;

+) la parte condotta del giunto di Foucault comprende dei magneti permanenti 532 applicati ad un disco 531 montato sull'anello interno di un cuscinetto 531a, il cui anello esterno Ã ̈ calettato sulla puleggia 505 rotante; in prossimitÃ del bordo anulare esterno del disco 531 Ã ̈ vincolata una seconda ancora 522b contrapposta al secondo magnete 523b per fornire la seconda velocitÃ ridotta alla ventola 1. +) the driven part of the Foucault joint comprises permanent magnets 532 applied to a disc 531 mounted on the inner ring of a bearing 531a, the outer ring of which is keyed onto the rotating pulley 505; near the outer annular edge of the disc 531 a second anchor 522b is constrained opposite the second magnet 523b to supply the second reduced speed to the fan 1.

In tutte le forme di attuazione descritte, senza o con il giunto viscostatico 10, si prevede che, in caso di distacco della frizione elettromagnetica 20,120,220,320 il rotore 25,225,325 della stessa sia mantenuto fermo in rotazione, garantendo quella condizione di fermo totale ventola, cosiddetta di full stop, richiesta per ridurre i consumi dovuti alla indesiderata rotazione della ventola sia nel caso di frizione montata su un albero fisso sia nel caso di frizione montata su un albero rotante. In all the embodiments described, without or with the viscous coupling 10, it is envisaged that, in the event of detachment of the electromagnetic clutch 20,120,220,320, the rotor 25,225,325 of the same is kept stationary in rotation, guaranteeing that condition of total stop of the fan, so-called full stop, required to reduce consumption due to the unwanted rotation of the fan both in the case of a clutch mounted on a fixed shaft and in the case of a clutch mounted on a rotating shaft.

Si prevede comunque che per tutte le configurazioni la ventola possa essere posta in rotazione con una adatta velocitÃ richiesta tramite il motore elettrico sia in condizioni di motore termico spento sia in condizioni di motore termico acceso. In caso di presenza del giunto viscostatico, quest'ultimo assicura poi in modo convenzionale la modulazione della velocitÃ secondo le effettive necessitÃ dÃ¬ raffreddamento determinate dalle effettive condizioni di esercizio e dalle temperature esterne. However, it is envisaged that for all configurations the fan can be set in rotation with a suitable speed required by the electric motor both in conditions of the thermal engine off and in conditions of the thermal engine on. In case of presence of the viscous coupling, the latter then ensures in a conventional way the modulation of the speed according to the actual cooling needs determined by the actual operating conditions and by the external temperatures.

Gli esempi dÃ¬ attuazione del dispositivo secondo il trovato sopra illustrati e descritti, prevedono un funzionamento di tipo diretto della frizione secondo il quale l'attivazione degli elettromagneti determina il richiamo dell'ancora e quindi la trasmissione del moto; sebbene non illustrato si prevede tuttavia che la frizione elettromagnetica possa essere opportunamente dotata di magneti permanenti atti a determinare un funzionamento indiretto della stessa secondo il quale il richiamo dell'ancora, e quindi la trasmissione del moto, Ã ̈ comunque garantito dai magneti stessi, mentre l'eccitazione comandata dell'elettromagnete determina l'annullamento del flusso magnetico dei magneti permanenti e quindi il distacco dell'ancora e l'interruzione della trasmissione. The examples of embodiment of the device according to the invention illustrated and described above, provide for a direct operation of the clutch according to which the activation of the electromagnets determines the return of the anchor and therefore the transmission of the motion; although not illustrated, however, it is envisaged that the electromagnetic clutch can be suitably equipped with permanent magnets able to determine an indirect operation of the same according to which the recall of the anchor, and therefore the transmission of motion, is in any case guaranteed by the magnets themselves, while the commanded excitation of the electromagnet determines the cancellation of the magnetic flux of the permanent magnets and therefore the detachment of the anchor and the interruption of the transmission.

Come illustrato in figura 8, si prevede che i cuscinetti 124a e 125a (figg.3,5) rispettivamente interposti tra l'albero rotante 121,221 e l'armatura 124,224 e tra quest'ultima ed il rotore 125,225 possano essere sostituiti da un unico cuscinetto a gradini 1124. As illustrated in figure 8, it is envisaged that the bearings 124a and 125a (figs. 3,5) respectively interposed between the rotating shaft 121,221 and the armature 124,224 and between the latter and the rotor 125,225 can be replaced by a single bearing stepped 1124.

BenchÃ© 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. Although described in the context of some embodiments and some preferred examples of embodiment of the invention, it is intended that the scope of protection of the present patent is determined only by the following claims.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Frizione elettromagnetica di comando della rotazione di una ventola (1) di veicoli, interposta tra quest 'ultima e un albero di moto (2) e comprendente : un'armatura (24;124 ;224;324 ), fissa, portante almeno un elettromagnete (23;223a,223b; 323a,323b) ; - un elemento (26;126;226;326) di trasmissione del moto dalla parte motrice della frizione (20;120;220 ;320) alla ventola (1) caratterizzata dal fatto che detto elemento (26;126,226 ;326) di trasmissione del moto dalla frizione (20;120;220 ;320) alla ventola (1) Ã ̈ solidale ad un rotore (25;225; 325) portato dall'anello esterno di un cuscinetto (25a;325a) il cui anello interno Ã ̈ calettato sull'armatura (24,124 ;224;324) fissa in rotazione, e dal fatto che detta armatura (24,124;224 ;324) porta un motore elettrico (27;327) la cui parte rotorica Ã ̈ collegata alla ventola (1) e atto a intervenire, su comando, a motore termico spento . CLAIMS 1) Electromagnetic clutch for controlling the rotation of a vehicle fan (1), interposed between the latter and a drive shaft (2) and comprising: a fixed armature (24; 124; 224; 324) carrying at least one electromagnet (23; 223a, 223b; 323a, 323b); - an element (26; 126; 226; 326) for transmitting motion from the driving part of the clutch (20; 120; 220; 320) to the fan (1) characterized in that said transmission element (26; 126,226; 326) motion from the clutch (20; 120; 220; 320) to the fan (1) is integral with a rotor (25; 225; 325) carried by the outer ring of a bearing (25a; 325a) whose inner ring is keyed on the armature (24,124; 224; 324) fixed in rotation, and by the fact that said armature (24,124; 224; 324) carries an electric motor (27; 327) whose rotor part is connected to the fan (1) and able to intervene, on command, with the thermal engine off.

2) Frizione secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che Ã ̈ montata su un albero (21;121;221 ;1221) rotante. 2) Clutch according to claim 1 characterized by the fact that it is mounted on a rotating shaft (21; 121; 221; 1221).

3) Frizione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che la parte motrice della frizione Ã ̈ costituita da almeno un'ancora (22;122 ;222a,222b) collegata all'albero (21;121; 221;1221) rotante tramite una membrana elastica (22a;22a,22b) . 3) Clutch according to claim 2 characterized by the fact that the driving part of the clutch consists of at least one anchor (22; 122; 222a, 222b) connected to the shaft (21; 121; 221; 1221) rotating by means of an elastic membrane (22a; 22a, 22b).

4) Frizione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che l'elemento di trasmissione del moto (26 ;226) Ã ̈ la parte condotta della frizione ed Ã ̈ solidale ad un rotore (25;225) interposto tra 1'almeno un elettromagnete (23;223a,223b) e l'ancora (22;222a,222b). 4) Clutch according to claim 2 characterized by the fact that the motion transmission element (26; 226) is the driven part of the clutch and is integral with a rotor (25; 225) interposed between the at least one electromagnet (23 ; 223a, 223b) and the anchor (22; 222a, 222b).

5 ) Frizione secondo rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto che detto rotore (25;225) Ã ̈ portato dall'anello esterno di un cuscinetto (25a) il cui anello interno Ã ̈ calettato su una relativa sede dell'armatura fissa (24;124). 5) Clutch according to claim 4 characterized by the fact that said rotor (25; 225) is carried by the outer ring of a bearing (25a) whose inner ring is keyed on a relative seat of the fixed armature (24; 124) .

6) Frizione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che l'armatura (24) Ã ̈ dotata di un braccio (24b) atto ad essere vincolato ad una parte fissa (4) del veicolo e a portare l'elemento (26) di trasmissione del moto. 6) Clutch according to claim 2 characterized by the fact that the armature (24) is equipped with an arm (24b) able to be constrained to a fixed part (4) of the vehicle and to carry the motion transmission element (26) .

7 ) Frizione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che l'armatura (124;224) Ã ̈ portata dall'anello esterno di un cuscinetto (124a) il cui anello interno Ã ̈ calettato sull'albero rotante (121;221). 7) Clutch according to claim 2 characterized by the fact that the armature (124; 224) is carried by the outer ring of a bearing (124a) whose inner ring is keyed on the rotating shaft (121; 221).

8) Frizione secondo rivendicazione 7 caratterizzata dal fatto che l'armatura (124;224) Ã ̈ fissata tramite elementi assiali (124b) a parti fisse (4) del veicolo. 8) Clutch according to claim 7 characterized by the fact that the armature (124; 224) is fixed by means of axial elements (124b) to fixed parts (4) of the vehicle.

9 ) Frizione secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che la parte motrice della frizione Ã ̈ formata da una prima ancora (222a) collegata ad un'estensione (221a) dell'albero rotante (221) tramite una membrana elastica (22a) e da una seconda ancora (222b) solidale a un disco (231) montato sull'anello esterno di un cuscinetto (231a), il cui anello interno Ã ̈ calettato sull'albero rotante (221), detta seconda ancora (222b) essendo posta in rotazione tramite un giunto di Foucault interposto tra l'estensione (221a) e il disco (231) dell'ancora (222b). 9) Clutch according to claim 1 characterized by the fact that the driving part of the clutch is formed by a first anchor (222a) connected to an extension (221a) of the rotating shaft (221) by means of an elastic membrane (22a) and by a second anchor (222b) integral with a disk (231) mounted on the outer ring of a bearing (231a), whose inner ring is keyed onto the rotating shaft (221), said second anchor (222b) being rotated by a Foucault joint interposed between the extension (221a) and the disc (231) of the anchor (222b).

10) Frizione secondo rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che nell'armatura fissa (224) sono realizzate due sedi anulari concentriche (224a;224b) di alloggiamento di un primo elettromagnete (223a) e di un secondo elettromagnete (223b) rispettivamente atti a richiamare la prima (222a) o la seconda (222b) ancora . 10) Clutch according to claim 9 characterized by the fact that in the fixed armature (224) there are two concentric annular seats (224a; 224b) for housing a first electromagnet (223a) and a second electromagnet (223b) respectively suitable for recalling the first (222a) or second (222b) again.

11) Frizione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che l'armatura (24;124;224) presenta una terza sede (27a) di alloggiamento di un motore elettrico (27) la cui parte rotorica Ã ̈ atta al concatenamento frontale con un magnete permanente (27b) solidale all'elemento di trasmissione del moto alla ventola (1). 11) Clutch according to claim 2 characterized by the fact that the armature (24; 124; 224) has a third seat (27a) for housing an electric motor (27) whose rotor part is suitable for frontal chaining with a permanent magnet (27b) integral with the element transmitting the motion to the fan (1).

12 ) Frizione secondo rivendicazione 11 caratterizzata dal fatto che il motore elettrico (27) Ã ̈ disposto concentricamente all'almeno un elettromagnete (23;223a,223b). 12) Clutch according to claim 11 characterized in that the electric motor (27) is arranged concentrically to the at least one electromagnet (23; 223a, 223b).

13 ) Frizione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che Ã ̈ collegata ad un giunto viscostatico (10) di controllo e modulazione della velocitÃ di rotazione della ventola (1), il collegamento essendo ottenuto tramite una flangia (3) solidale alla parte rotorica del giunto viscostatico, sporgente verso l'esterno dalla parte posteriore del giunto (10) stesso e collegata all'elemento di trasmissione del moto della frizione. 13) Clutch according to claim 2 characterized by the fact that it is connected to a viscous coupling (10) for controlling and modulating the rotation speed of the fan (1), the connection being obtained through a flange (3) integral with the rotor part of the coupling viscous, protruding outwards from the rear part of the coupling (10) itself and connected to the transmission element of the clutch motion.

14 ) Frizione secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che Ã ̈ montata su un supporto fisso (321) vincolato alla parte fissa (4) e parallelo all'asse longitudinale (X-X) dell'albero di moto (2). 14) Clutch according to claim 1 characterized by the fact that it is mounted on a fixed support (321) bound to the fixed part (4) and parallel to the longitudinal axis (X-X) of the drive shaft (2).

15) Frizione secondo rivendicazione 14 caratterizzata dal fatto che sul supporto fisso (321) Ã ̈ coassialmente montata, tramite un relativo cuscinetto (5b), una puleggia (5) atta all'accoppiamento con una cinghia (2a) di presa del moto dall'albero motore (2). 15) Clutch according to claim 14 characterized by the fact that on the fixed support (321) a pulley (5) suitable for coupling with a belt (2a) for taking motion from the crankshaft (2).

16) Frizione secondo rivendicazione 15 caratterizzata dal fatto che alla puleggia (5) Ã ̈ collegato un disco (5a) costituente la parte motrice della frizione e comprendente: +) una prima ancora (322a) assialmente vincolata al bordo radialmente esterno del disco (5a); e +) una seconda ancora (322b) solidale a un disco (331) montato sull'anello esterno di un cuscinetto (331a), il cui anello interno Ã ̈ calettato sull'albero fisso (321). 16) Clutch according to claim 15 characterized by the fact that a disk (5a) constituting the driving part of the clutch is connected to the pulley (5) and comprising: +) a first still (322a) axially constrained to the radially outer edge of the disc (5a); And +) a second anchor (322b) integral with a disc (331) mounted on the outer ring of a bearing (331a), whose inner ring is keyed onto the fixed shaft (321).

17) Frizione secondo rivendicazione 16 caratterizzata dal fatto che in prossimitÃ del bordo anulare esterno del disco (331) sono collocati dei magneti permanenti (332) costituenti la parte condotta di un giunto di Foucault (330), la cui parte motrice Ã ̈ costituita da un anello (333) in materiale conduttivo, integrato nell'estensione anulare (5b) del disco (5a). 17) Clutch according to claim 16 characterized by the fact that in proximity to the outer annular edge of the disc (331) there are permanent magnets (332) constituting the driven part of a Foucault joint (330), the driving part of which is constituted by a ring (333) made of conductive material, integrated in the annular extension (5b) of the disc (5a).

18) Frizione secondo rivendicazione 14 caratterizzata dal fatto che la parte condotta della frizione Ã ̈ costituita da un rotore (325) montato sull'anello esterno di un cuscinetto (325a) il cui anello interno Ã ̈ calettato sul supporto fisso (321), il rotore (325) presentando una estensione anulare (326) alla quale Ã ̈ vincolata la ventola (1). 18) Clutch according to claim 14 characterized by the fact that the driven part of the clutch consists of a rotor (325) mounted on the outer ring of a bearing (325a) whose inner ring is keyed on the fixed support (321), the rotor (325) presenting an annular extension (326) to which the fan (1) is constrained.

19) Frizione secondo rivendicazione 18 caratterizzata dal fatto che il rotore (325) Ã ̈ assialmente contrapposto all'armatura (324), fissa, e dal fatto che detta armatura (324) porta due elettromagneti (323a;323b) tra loro concentrici e atti ad essere eccitati per richiamare una rispettiva ancora (322a) e (322b) assialmente contrapposta da parte opposta del rotore (325). 19) Clutch according to claim 18 characterized by the fact that the rotor (325) is axially opposed to the fixed armature (324) and by the fact that said armature (324) carries two electromagnets (323a; 323b) concentric and act to be excited to draw a respective anchor (322a) and (322b) axially opposed on the opposite side of the rotor (325).

20 ) Frizione secondo rivendicazione 14 caratterizzata dal fatto che in posizione assialmente anteriore rispetto ai due elettromagneti (323a,323b) l'armatura (324) porta un motore elettrico (327) la cui parte statorica Ã ̈ collegati a fili di alimentazione (328) coassialmente inseriti all'interno del supporto fÃ¬sso (321), e la cui parte retorica Ã ̈ atta al concatenamento frontale con dei magneti permanenti (327b) fissati ad una campana (327c) a sua volta vincolata alla estensione anulare (326) del rotore (325) . 20) Clutch according to claim 14 characterized by the fact that in an axially anterior position with respect to the two electromagnets (323a, 323b) the armature (324) carries an electric motor (327) whose stator part is connected to power supply wires (328) coaxially inserted inside the fixed support (321), and whose rhetorical part is suitable for frontal concatenation with permanent magnets (327b) fixed to a bell (327c) in turn bound to the annular extension (326) of the rotor (325).

21) Frizione secondo rivendicazione .1 caratterizzata dal fatto che comprende magneti permanenti atti a determinare un funzionamento indiretto della frizione elettromagnetica atto ad attuare una condizione di fail-safe. 21) Clutch according to claim 1 characterized by the fact that it comprises permanent magnets suitable for determining an indirect operation of the electromagnetic clutch suitable for implementing a fail-safe condition.

22) Frizione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che l'armatura fissa (424;524) porta almeno un elettromagnete (423;523a,523b) e un motore elettrico (27) disposto assialmente contrapposto e anteriormente all'elettromagnete (423;523a,523b) .22) Clutch according to claim 2 characterized by the fact that the fixed armature (424; 524) carries at least one electromagnet (423; 523a, 523b) and an electric motor (27) arranged axially opposite and in front of the electromagnet (423; 523a, 523b).