MX2010009171A

MX2010009171A - Fabricacion y ensamblaje de ventilacion.

Info

Publication number: MX2010009171A
Application number: MX2010009171A
Authority: MX
Inventors: Kevin M Cahill; Hooshang Didandeh; Eugene Elvin Williams
Original assignee: Horton Inc
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-11-12
Also published as: KR101560591B1; WO2009105228A2; WO2009105224A3; CA2716117A1; WO2009105224A2; CN101970884B; WO2009105208A2; US20100316498A1; JP5829809B2; CN101946067B; AU2009215837A1; EP2255080A4; BRPI0907841A2; CN101946067A; CA2716119C; CA2716119A1; KR101612090B1; JP2011513616A; EP2257709A4; EP2255080A2

Abstract

Un método para fabricar un ventilador (20) que incluye fabricar un sub-ensamblaje (48) que comprende una contraplaca (22) y una pluralidad de paletas (24) que se extienden desde la contraplaca (22);, fabricar un collarín de ventilador (26); colocar el collarín de ventilador (26) adyacente a las paletas (24) del sub-ensamblaje (48); proporcionar partículas ferromagnéticas en una primera ubicación de soldeo; y dirigir la energía electromagnética hacia las partículas ferromagnéticas en la primera ubicación de soldeo para fundir el material circundante y unir estructuralmente el collarín de ventilador (26) y al menos una de las paletas (24).

Description

FABRICACIÓN Y ENSAMBLAJE DE VENTILADOR Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere a ventiladores y a ensamblajes de ventiladores adecuados para aplicaciones automotrices, asi como a métodos para la fabricación y ensamblaje de los mismos. Los ventiladores para sistemas de enfriamiento, tales como aquellos para aplicaciones de enfriamiento automotriz bajo cubierta, deben ser durables y fuertes para soportar condiciones de operación previstas. Además, la construcción de los ventiladores y las técnicas utilizadas para la fabricación y/o ensamblaje del ventilador deben ser eficientes, seguras y rentables. Las técnicas de moldeo por inyección que utilizan polímeros se emplean frecuentemente para fabricar ventiladores automotrices. Sin embargo, no todas las técnicas de moldeo por inyección son igualmente efectivas para configuraciones particulares de ventiladores. Algunas técnicas pueden introducir complicaciones indeseables a los procesos de fabricación. Algunas técnicas también pueden ser más costosas que otras, lo cual también es indeseable. Además, es deseable reducir las cantidades de tiempo y trabajo requeridos para finalizar la fabricación de cada ventilador y permitir que el proceso de fabricación se gradúe a niveles de producción deseados, incluyendo la producción en masa. Las cuantiosas operaciones de ensamblaje para unir entre si muchos diferentes subcomponentes tienden a - - incrementar el tiempo y trabajo requeridos para la fabricación. Es además deseable reducir los residuos y reprocesos. Asi, se desea un ventilador y una técnica de fabricación y ensamblaje asociada alternativos.

Sumario de la Invención Un método para fabricar un ventilador incluye fabricar un sub-ensamblaje que comprende una contraplaca y una pluralidad de paletas que se extienden desde la contraplaca, haciendo un collarín de ventilador, colocando el collarín de ventilador adyacente a las paletas del sub-ensamblaje, proporcionando partículas ferromagnéticas en una primera ubicación de soldadura y dirigiendo la energía electromagnética hacia las partículas ferromagnéticas en la primera ubicación de soldadura para fundir el material circundante y unir estructuralmente el collarín de ventilador y al menos una de las paletas.

Descripción de las Figuras de la Invención La Figura 1 es una vista en perspectiva de un ventilador de acuerdo con la presente invención. La Figura 2 es una vista en perspectiva despiezada del ventilador. La Figura 3 es una vista en perspectiva de una porción del ventilador. La Figura 4 es una vista en perspectiva de una porción de un collarín de ventilador.

- - Las Figuras 5-7 son vistas en perspectiva de una cubierta del ventilador. La Figura 8 es una vista en perspectiva parcialmente despiezada de una porción del ventilador. La Figura 9A es una vista en sección transversal de una porción del ventilador, tomada a lo largo de la linea 9-9 de la Figura 1, mostrada antes de una operación de soldeo. La Figura 9B es una vista en sección transversal de la porción del ventilador, tomada a lo largo de la linea 9-9 de la Figura 1, mostrada después de una operación de soldeo. La Figura 10 es una vista de planta de un sistema de fabricación para soldar el ventilador. La Figura 11 es un diagrama de flujo de un método de fabricación de acuerdo con la presente invención. La Figura 12 es un diagrama de flujo de un método de fabricación alternativo de acuerdo con la presente invención.

Aunque las figuras de dibujo antes identificadas establecen varias modalidades de la invención, también se contemplan otras modalidades, como se anota en la exposición. En todos los casos, esta descripción presenta la invención a manera de representación y sin limitación. Debe entenderse que pueden idearse otras numerosas modificaciones y modalidades por los expertos en la materia, las cuales caen dentro del alcance y espíritu de los principios de la invención. Las Figuras pueden no estar trazadas a escala. Los números de referencia similares se han utilizado a través de todas las figuras para denotar partes similares.

- - Descripción Detallada de las Modalidades Representativas de la Invención La presente invención reivindica la prioridad para la Solicitud de Patente Provisional de E. U. No. 61/066,692 titulada "High Efficiency Hybrid Flow Fan" ("Ventilador de Flujo Híbrido de Alta Eficiencia"), presentada el 22 de febrero de 2008, la cual se incorpora en la presente mediante la referencia en su totalidad. La presente invención proporciona un ensamblaje de ventilador y un método para fabricar un ventilador. En general, el ensamblaje de ventilador incluye un collarín de ventilador, un sub-ensamblaje y una pluralidad de cubiertas, y en operación genera un flujo de aire axial y radial híbrido (i.e., flujo de aire en una dirección entre las direcciones radial y axial) . El sub-ensamblaje incluye al menos una contraplaca parcialmente frusto-cónica integralmente formada con la pluralidad de paletas. El collarín de ventilador se forma de manera separada y se une a las paletas y cubiertas. En una modalidad, las paletas pasan al menos parcialmente hacia las ranuras en el collarín de ventilador, con una cubierta colocada adyacente a cada paleta al lado del collarín de ventilador opuesto a la contraplaca. En una modalidad, los componentes del ventilador se fabrican de un material polimérico y el collarín de ventilador se une a las paletas utilizando un proceso de soldeo electromagnético de alta frecuencia. Los cordones de material de unión (o soldeo) que contienen partículas ferromagnéticas activadas mediante la energía electromagnética de alta frecuencia pueden utilizarse para fundir los materiales circundantes y - - formar una unión de soldeo, o alternativamente las partículas ferromagnéticas pueden integrarse en al menos una porción de las cubiertas, el collarín y/o el sub-ensamblaje en la ubicación deseada de la unión de soldeo. Tal método permite que el ensamblaje de ventilador se fije entre si y opcionalmente se inspeccione antes de soldarse, ayudando mediante esto a reducir los residuos y el reproceso después del soldeo. El proceso de soldeo también evita esencialmente la creación de rebabas durante el ensamblaje, lo cual ayuda a reducir los residuos y requerimientos de terminado. Detalles y características adicionales de la presente invención se reconocerán en vista de la siguiente descripción. Por ejemplo, casi cualquiera de los materiales termoplásticos, termoestables o de resina puede utilizarse para fabricar componentes de ventilador, según se desee para aplicaciones particulares. Además, las partículas ferromagnéticas del material de unión pueden proporcionarse como una matriz polimérica ferromagnética . La Figura 1 es una vista en perspectiva de un ventilador 20 que incluye una contraplaca 22, una pluralidad de paletas (o paletas aerodinámicas) 24, un collarín de ventilador 26 y una pluralidad de cubiertas 28. En la modalidad ilustrada, el ventilador 20 se configura para girar en una dirección en sentido de las manecillas del reloj-, aunque son posibles otras configuraciones. Debe notarse que la modalidad ilustrada del ventilador 20 se proporciona a manera de ejemplo y sin limitación. Las personas de experiencia . ordinaria en la materia apreciarán que la presente invención es aplicable a una variedad de configuraciones de ventilador en modalidades alternativas.

- - La contraplaca 22, que generalmente se dispone perpendicular a un eje de rotación del ventilador 20, incluye una porción 34 sustancialmente plana de diámetro interno (ID) (también llamada la parte central) y una porción 36 frusto-cónica de diámetro externo (OD) . Un disco metálico 38 (e.g., hecho de acero, aluminio, etc.) se incorpora opcionalmente en la porción 34 de ID para proporcionar una estructura relativamente rígida para la unión del aparato ventilador 20 a un embrague u otra fuente de potencia de entrada rotacional (no mostrada) , tal como un embrague viscoso del tipo descrito en la Solicitud Publicada del PCT No. O 2007/016497 Al. En la modalidad ilustrada, la porción 36 de OD se extiende hasta el perímetro (i.e., circunferencia) del ventilador 20. La porción 36 de OD de la contraplaca 22 se dispone a un ángulo (e.g., aproximadamente 65-80°) con respecto al eje de rotación del ventilador 20. Generalmente, el ángulo de descarga del flujo de aire que sale del ventilador 20 es aproximadamente igual al ángulo de la porción 36 de OD de la contraplaca 22. El collarín de ventilador 26 se asegura en relación a cada una de las paletas 24 en oposición a la contraplaca 22, y gira con el resto del ventilador 20 durante la operación. En la modalidad ilustrada, el collarín de ventilador 26 tiene un cuerpo conformado generalmente de manera anular, y es al menos parcialmente curvo en una configuración toroidal convergente-divergente . Una porción ID del collarín de ventilador 26 se curva lejos de la contraplaca 22. En una modalidad, se coloca un collarín del orificio de entrada (no mostrado) adyacente al ventilador 20 para extenderse dentro de una porción corriente arriba del collarín de ventilador - - 26, a fin de ayudar a guiar el flujo de aire hacia el ventilador 20. Las paletas 24 se extienden generalmente desde la porción 36 de OD de la contraplaca 22 hasta el collarín de ventilador 26. En la modalidad ilustrada, se proporciona un total de dieciséis paletas 24, aunque el número de paletas 24 puede variar en modalidades alternativas (e.g., un total de dieciocho, etc.). Cada paleta 24 define un borde delantero 44 y un borde posterior 46, y los expertos en la materia apreciarán que la presión opuesta y los lados de succión de las paletas 24 se extienden entre los bordes delantero y posterior 44 y 46. En la modalidad ilustrada los bordes delanteros 44 de las paletas 24 no se unen al collarín de ventilador 26. La Figura 2 es una vista en perspectiva despiezada del ventilador 20. Un sub-ensamblaje 48 integralmente formado se define por la contraplaca 22 y las paletas 24. Como se muestra en la Figura 2, el sub-ensamblaje 48, el collarín de ventilador 26, y una de las cubiertas 28 (solo una cubierta 28 se muestra por simplicidad) son despiezan una de otra. En modalidades alternativas, la contraplaca 22 y al menos algunas de las paletas 24 pueden formarse de manera separada y unirse juntas para formar el sub-ensamblaj e 48. La Figura 3 es una vista en perspectiva de una porción del sub-ensamblaje 48. Como se muestra en la Figura 3, cada una de las paletas 24 incluye un extremo libre 50 ubicado adyacente al borde delantero 44 y una región de unión ubicada adyacente al borde posterior 46. La región de unión de cada paleta 24 se ubica generalmente opuesta a la contraplaca 22 en una dirección a lo largo, y se define por un área de - - soldadura 52 ubicada adyacente al borde posterior 46 y un área integral 54 ubicada entre el área de soldadura 52 y el extremo libre 50. En la modalidad ilustrada, la región de unión se inclina en relación al resto de la paleta 24. El área de soldadura 52 incluye una proyección 56 y una hendidura 58. En la modalidad ilustrada, la proyección 56 tiene una forma transversal sustancialmente rectangular, y es más delgada que las porciones adyacentes de la paleta 24, inclusive más delgadas que el área integral 54. La hendidura 58 se ubica generalmente corriente debajo de la proyección 56, en o cerca del borde posterior 46. Tanto el área de soldadura 52 como el área integral 54 de la región de unión pueden ser curvas en una manera que corresponde a la curvatura del collarín de ventilador 26. Debe notarse que el área integral 54 es opcional. Por ejemplo, en modalidades alternativas, ya sea el extremo libre 50 o el área de soldadura 52 pueden extenderse para reemplazar todo o parte del área integral 54. La Figura 4 es una vista en perspectiva de una porción del collarín de ventilador 26, que define una pluralidad de aberturas 60. Cada una de las aberturas 60 corresponde a una de las paletas 24, y se configura para aceptar al menos una porción de la región de unión de la paleta 24 correspondiente. En la modalidad ilustrada, cada una de las aberturas 60 se conforma generalmente como ranura para aceptar al menos una porción de la proyección 56 de la correspondiente paleta 24. Las aberturas pueden separarse radialmente desde el perímetro del collarín de ventilador 26 (ver Figura 8). Un par de soportes 61A y 61B se disponen a lo largo de los lados opuestos de cada abertura 60. Cada uno de los soportes 61A y 61B tiene una primera región 62 y una segunda región 64 ubicada adyacente y corriente arriba en relación a la primera región 62. Detalles adicionales del collarín de ventilador 26 se describen más adelante. Las Figuras 5-7 son diversas vistas en perspectiva de una de las cubiertas 28. En la modalidad ilustrada, la cubierta 28 incluye una pared 66, una orejeta 68 y un par de rebordes 70 y 72. La orejeta 68 y el par de rebordes 70 y 72 se extienden todos desde la pared 66. La pared 66 tiene una configuración alargada, con una curvatura que corresponde en general a la del collarín de ventilador 26. La orejeta 68 se ubica en un extremo de la pared 66, adyacente a ambos de los rebordes 70 y 72, y extendiéndose generalmente perpendicular (i.e., transversal) a los rebordes 70 y 72. Los rebordes 70 y 72 se extienden sustancialmente a lo largo de toda la longitud de la pared 66. Cada uno de los rebordes 70 y 72 incluye una primera porción 74 y una segunda porción 76 (como se marca con respecto al resalte 70 en la Figura 6) , con la primera porción 74 adyacente a la pared 66. La primera porción 74 es más gruesa que la segunda porción 76. Además, el extremo distal de cada resalte 70 y 72 puede ser redondo.

La Figura 8 es una vista en perspectiva parcialmente despiezada de una porción del ventilador 20, mostrado con un sub-ensamblaje 48 y el collarín de ventilador 26 ensamblados juntos, y una de las cubiertas 28 mostrada despiezada en la misma. Las proyecciones 56 de las paletas 24 se extienden cada una hacia la correspondiente de las aberturas 60 en el collarín de ventilador 26. Una cavidad que incluye una primera porción 78A, una segunda porción 78B, una tercera porción 78C y una cuarta porción 78D se definen alrededor de - ¬ cada abertura 60. La primera porción 78A se configura para aceptar la pared 66 de la cubierta 28, de tal manera que la superficie exterior de la pared 66 se encuentre sustancialmente a nivel con la superficie exterior (i.e., radialmente hacia el exterior) del collarín de ventilador 26 cuando se ensambla completamente. La segunda porción 78B se configura para aceptar la orejeta 68 de la cubierta 28, de tal manera que la orejeta 68 se encuentre sustancialmente a nivel con el perímetro del collarín de ventilador 26 cuando se ensambla completamente. La tercera y cuarta porciones 78C y 78D se extienden a lo largo de los lados opuestos de la abertura 60 y se configuran para aceptar los rebordes 70 y 72 respectivamente, de la cubierta 28 cuando se ensambla completamente. Cuando se ensamblan completamente, las proyecciones 56 de las paletas 24 se colocan al menos parcialmente en medio de las porciones 78A-78D de la cavidad.

La Figura 9A es una vista en sección transversal de una porción del ventilador 20, tomada a lo largo de la línea 9-9 de la Figura 1, mostrada antes de una operación de soldeo. En la modalidad ilustrada, el collarín de ventilador 26 se coloca adyacente a las paletas 24, de tal manera que el collarín de ventilador 26 se soporta mediante las porciones de la paleta 24 adyacente a la proyección 56. El primero y segundo cordones de material de unión (o de soldeo) 80A y 80B se colocan en las ubicaciones que se desean soldar a los lados opuestos de la proyección 56 de cada paleta 24 en la tercera y cuarta porciones 78C y 78D respectivamente, de la cavidad en el collarín de ventilador 26. En una modalidad, cada cordón 80A y 80B tiene un diámetro de aproximadamente 3.175 mm (0.125 pulgadas) y una longitud aproximadamente - - igual a la longitud que se desea unir por soldeo. Las cubiertas 28 se colocan de tal manera que los rebordes 70 y 72 se colocan en los lados opuestos de la proyección 56 de cada paleta 24 y se extienden hacia la tercera y cuarta porciones 78C y 78D de la cavidad del collarín de ventilador 26. Los extremos distales de los rebordes 70 y 72 hacen contacto generalmente con los cordones 80A y 80B, respectivamente, lo cual ocasiona que las cubiertas 28 sobresalgan durante el pre-soldeo de la instalación por una distancia aproximadamente igual al diámetro de los cordones 80A y 80B. La pared 66 puede extenderse al menos parcialmente hacia la primera porción 78A de la cavidad del collarín de ventilador 26. Los cordones 80A y 80B comprenden cada uno un material polimérico con partículas ferromagnéticas (e.g., un material de respuesta electromagnética) en los mismos. En una modalidad, el material polimérico es similar al material a partir del cual se fabrican las paletas 24, el collarín de ventilador 26 y/o las cubiertas 28 (e.g., nylon) , aunque puede utilizarse un material distinto en modalidades alternativas. Como se utiliza en la presente, el término "cordones" comprende cintas, hilos, tubos y casi cualquier otra forma alargada. Como se utiliza en la presente, el término "partículas" abarca polvos, virutas, limaduras, gránulos, etc. Además, como se utiliza en la presente, el término "soldeo" abarca fusión, ligazón, forjado, fraguado y unión. Como se explicará adicionalmente más adelante, el uso de los cordones 80A y 80B es opcional, y en modalidades alternativas los componentes pueden unirse en otras formas.

- - Por ejemplo, las partículas ferromagnéticas activadas por soldadura pueden incorporarse integralmente en los componentes estructurales, tal como las cubiertas 28 o las paletas 24. La Figura 9B es una vista en sección transversal de la porción del ventilador, tomada a lo largo de la línea 9-9 de la Figura 1, mostrada completamente ensamblada subsecuente a la operación de soldeo. La operación de soldeo activa las partículas ferromagnéticas en los cordones del material de soldeo 80A y 80B para fundir los cordones 80A y 80B y las porciones de las estructuras cercanas para formar las juntas estructurales de soldeo 80A' y 80B' que contienen las partículas ferromagnéticas . Durante el soldeo, los cordones 80A y 80B se funden y pueden fluir por ejemplo, al menos llenando parcialmente los huecos en la tercera y cuarta porciones 78C y 78D de la cavidad en el collarín de ventilador 26 adyacente a las segundas porciones 76 más delgadas de los rebordes 70 y 72 de las cubiertas 28. Las orejetas 68 de las cubiertas 28 pueden ayudar a contener los cordones fundidos del material de soldeo 80A y 80B en la porción de cavidad 78B (ver Figura 8) . Cuando el ventilador 20 se encuentra completamente ensamblado, cada cubierta 28 se une estructuralmente a la correspondiente paleta 24 y al collarín de ventilador 26. La superficie exterior de la pared 66 se encuentra sustancialmente a nivel con la superficie exterior (i.e., radialmente hacia el exterior) del collarín de ventilador 26. Puede permanecer un pequeño espacio entre las proyecciones 56 de las paletas 24 y las paredes 66 de las cubiertas 28, a fin de acomodar las tolerancias dimensionales y los desalineamientos potenciales.

- - De manera adicional, los extremos distales de los rebordes 70 y 72 de las cubiertas 28 no hacen contacto con el collarín de ventilador 26, para acomodar las tolerancias dimensionales y desalineamientos potenciales. La unión resultante, que incluye las uniones de soldadura 80A' y 80B' formadas en los lados opuestos de cada paleta 24, se refiere como una "unión acoplada". Además, debe notarse que las porciones de las uniones de soldadura 80A' y 80B' formadas directamente entre las cubiertas 28 y las paletas 24 capturan el collarín de ventilador 26, aún si por alguna razón estas uniones no se formaran directamente con el collarín de ventilador 26. Además, la presencia de las uniones de soldadura 80A' y 80B' en los lados opuestos de las paletas 24 ayuda a conservar la integridad estructural aún en el caso de que falte una unión de soldadura 80A' o 80B' en un lado de la paleta 24. Detalles adicionales con respecto a procesos de soldeo y materiales de unión (o soldeo) adecuados se encuentran en las Patentes de E.U. Nos. 6,056,844 y 6,939,477. Cuando el ventilador se encuentra completamente ensamblado, el área integral 54 de cada paleta 24 se sostiene entre los soportes 61A y 61B del collarín de ventilador (ver Figuras 1-4). Las áreas integral 54 y los soportes 61A y 61B correspondientes se interbloquean, pero típicamente no se unen entre si. Esta relación ayuda a proporcionar más resistencia a las paletas 24 y ayuda a evitar que las paletas 24 se muevan durante la operación del ventilador. La Figura 10 es una vista en planta de un sistema de fabricación 100 para soldar el ventilador 20. En general, el ventilador 20 ensamblado pero no soldado se coloca en un soporte adecuado (no mostrado) . Entonces se colocan las - - bobinas de trabajo adyacentes a una o más ubicaciones de soldeo deseadas para llevar a cabo el soldeo. En la modalidad ilustrada, las dos bobinas de trabajo 102 y 104 se utilizan para llevar a cabo el soldeo en relación a las dos ubicaciones de soldadura (i.e., en relación a dos diferentes paletas 24) simultáneamente con las bobinas de trabajo 102 y 104 ubicadas aproximadamente 180° de separación una de otra (i.e., en regiones opuestas del ventilador 20). Las bobinas de trabajo 102 y 104 se alinean cada una con la linea de unión deseada (i.e., la unión de soldadura 80A' y 80B' ) a formarse. Cada bobina de trabajo 102 y 104 puede ser una bobina de cobre de alta frecuencia con enfriamiento por liquido de cualquier configuración adecuada. Es posible para cada bobina 102 y 104 incluir múltiples porciones, por ejemplo extenderse a lo largo tanto del frente como la parte posterior del collarín de ventilador 26. Cuando se activan, las bobinas de trabajo 102 y 104 generan cada una un campo electromagnético de alta frecuencia (e.g., aproximadamente 13.56 MHz) que alcanza las partículas férromagnéticas de los cordones del material de soldeo 80A y 80B para llevar a cabo el soldeo. Una vez que se ha llevado a cabo el soldeo en las primeras dos ubicaciones de soldeo, el ventilador 20 se gira y las bobinas de trabajo 102 y 104 se colocan en un diferente par de ubicaciones de soldeo. En la modalidad ilustrada, la flecha 106 designa la rotación del ventilador 20 en dirección de las manecillas del reloj, aunque debe reconocerse que la rotación puede ser en una dirección contra las manecillas del reloj en una modalidad alternativa. El proceso de soldar y girar el ventilador 20 puede repetirse hasta que se llevan a - - cabo todos los soldeos deseados, lo cual generalmente depende del número de paletas 24 y del número de uniones de soldeo correspondientes deseadas a formarse. Durante el soldeo, puede aplicarse una presión de asentamiento a cada ubicación de soldadura. Pueden utilizarse pequeñas platinas (no mostradas) conectadas a una o más instalaciones de cilindro neumáticas (no mostradas) para aplicar presión a las cubiertas 28 en las ubicaciones de soldeo deseadas durante el soldeo. La presión de asentamiento facilita el soldeo, y puede ayudar a mover las cubiertas 28 hacia sus posiciones finales completamente ensambladas . La Figura 11 es un diagrama de flujo de una modalidad de un método de fabricación. De acuerdo con la modalidad ilustrada del método, primero se forma el sub-ensamblaje 48 incluyendo la contraplaca 22 y las paletas 24 (etapa 200), sé forma el collarín de ventilador 26 (etapa 202), y se forman las cubiertas 28 (etapa 204) . Las etapas 200, 202 y 204 pueden llevarse a cabo en cualquier orden deseado o simultáneamente. Típicamente, las etapas 200, 202 y 204 se llevan a cabo utilizando procesos de moldeo por inyección convencionales, aunque pueden utilizarse otras técnicas en modalidades alternativas. Después, el collarín de ventilador 26 y el sub-ensamblaje 48 se colocan juntos, de tal manera que las proyecciones 56 de las paletas 24 se extienden al menos parcialmente hacia o a través de las aberturas 60 en el collarín de ventilador 26 (etapa 206) . El collarín de ventilador 26 y el sub-ensamblaje 48 pueden colocarse juntos en una plantilla de montaje o soporte adecuado. El interbloqueo de las áreas integral 54 de cada paleta 24 con - - los soportes 61A y 61B correspondientes pueden ayudar a sostener en su lugar el su-ensambla e 48 y el collarín de ventilador 26 en relación entre sí antes del soldeo. Las regiones de unión de cada paleta 24, así como los soportes 61A y 61B del collarín de ventilador 26, pueden disponerse sustancialmente de manera axial para facilitar el ensamblaje. Tal disposición es útil cuando se inclinan otras porciones de las paletas 24, es decir, no se disponen axialmente. Esto permite que el collarín de ventilador 26 se una al sub-ensamblaje 48 con un movimiento relativamente simple y sustancialmente axial. Al menos un cordón del material de unión 80A y 80B se coloca entonces adyacente a cada paleta en cada ubicación de soldadura deseada (etapa 208) . Típicamente el material de soldeo se coloca en relación a todas las paletas 24 al mismo tiempo. Una vez que el material de unión se encuentra en su lugar, las cubiertas 28 se colocan en su lugar adyacentes al collarín de ventilador 26 y las paletas 24 (etapa 210) . De nuevo, típicamente todas las cubiertas 28 se colocan en su lugar al mismo tiempo, antes de soldar cualquiera de ellas. Después, puede llevarse a cabo una inspección opcional para ayudar a verificar que el ventilador 20 se ensambla correctamente (etapa 212) . La inspección permite el reajuste-de las partes, por ejemplo, si una de las cubiertas 28 no se asentó adecuadamente. Una vez que el ventilador 20 se ensambla de manera holgada, se lleva a cabo la operación de soldeo para formar las uniones de soldeo en una o más ubicaciones de soldeo deseadas (etapa 214). La operación de soldeo puede incluir aplicar una presión de asentamiento a la(s) cubierta (s) 28 - - que van a soldarse y aplicando un campo electromagnético dé alta frecuencia al material de unión 80A y 80B para formar un ensamblaje de plástico fusionado con uniones estructurales de soldeo 80A' y 80B' . El interbloqueo de las áreas integral 54 de cada paleta 24 con los soportes 61A y 61B correspondientes pueden ayudar a sostener en su lugar el su-ensamblaje 48 y el collarín de ventilador 26 en relación entre sí durante la operación de soldeo. Típicamente, la operación de soldeo de la etapa 214 se lleva a cabo solo en una o dos ubicaciones a la vez. Se hace una evaluación en cuanto a si se requieren soldeos adicionales (etapa 216) . Si se requieren soldeos adicionales, se lleva a cabo un movimiento rotacional entre el ventilador 20 y el equipo de soldeo (etapa 218), y después se lleva a cabo una operación de soldeo adicional (etapa 214) en una o más nuevas ubicaciones de soldeo - ya que pueden llevarse a cabo tantos soldeos adicionales como se desee. Si no se requieren más soldeos, puede terminar el proceso de fabricación y ensamblaje. La Figura 12 es un diagrama de flujo de una modalidad alternativa del método de fabricación. La modalidad alternativa del método es similar a la descrita con respecto a la Figura 11, excepto que el material de unión se integra en al menos una de las cubiertas 28, las paletas 24 o el collarín de ventilador 26 en lugar de (o además de) proporcionar cordones separados del material de soldeo. De acuerdo con la modalidad del método ilustrado en la Figura 12, primero se forma el sub-ensamblaje 48 incluyendo la contraplaca 22 y las paletas 24 (etapa 300) , se forma el collarín de ventilador 26 (etapa 302) y se forman las cubiertas 28 con las partículas ferromagnéticas integralmente - - presentes en al menos una porción de las mismos (etapa 304). Las etapas 300, 302 y 304 pueden llevarse a cabo en cualquier orden deseado o simultáneamente. Típicamente, las etapas 300, 302 y 304 se llevan a cabo utilizando procesos de moldeo por inyección convencionales, aunque pueden utilizarse otras técnicas en modalidades alternativas. A fin de proporcionar las partículas ferromagnéticas en las cubiertas 28, puede proporcionarse en un molde una trayectoria de inyección separada, o una porción de la cubierta 28 puede sóbremoldearse con material que contiene las partículas ferromagnéticas . En una modalidad, las partículas ferromagnéticas se proporcionan en las segundas porciones 76 de los rebordes 70 y 72. Después, el collarín de ventilador 26 y el sub-ensamblaje 48 se colocan juntos, de tal manera que las proyecciones 56 de las paletas 24 se extienden al menos parcialmente hacia o a través de las aberturas 60 en el collarín de ventilador 26 (etapa 306) . El collarín de ventilador 26 y el sub-ensamblaje 48 pueden colocarse juntos en una plantilla de montaje o soporte adecuado. Entonces, las cubiertas 28 se colocan en su lugar adyacente al collarín de ventilador 26 y las paletas 24 (etapa 310). Típicamente todas las cubiertas 28 se colocan en su lugar al mismo tiempo, antes de soldar cualquiera de ellas. Después, puede llevarse a cabo una inspección opcional para ayudar a verificar que el ventilador 20 se ensambla correctamente (etapa 312) . Esta etapa de inspección permite el reajuste de las partes, por ejemplo, si una de las cubiertas 28 no se encuentra asentada adecuadamente. Una vez que el ventilador 20 se encuentra ensamblado de - - manera holgada, se lleva a cabo una operación de soldeo para formar las uniones de soldeo en una o más ubicaciones de soldeo deseadas (etapa 314) . La operación de soldeo puede incluir aplicar una presión de asentamiento a la(s) cubiertas (s) 28 que van a soldarse y aplicar un campo electromagnético de alta frecuencia al material de unión para formar un ensamblaje de plástico fusionado con uniones estructurales de soldeo 80A' y 80B' (que pueden ser sustancialmente similares a las formadas utilizando cordones separados del material de unión 80A y 80B) . Típicamente, la operación de soldeo de la etapa 314 se lleva a cabo solo en una o dos ubicaciones a la vez. Se hace una evaluación en cuanto a si se requieren soldeos adicionales (etapa 316) . Si se requieren soldeos adicionales, se lleva a cabo un movimiento rotacional entre el ventilador 20 y el equipo de soldeo (etapa 318), y después se lleva a cabo una operación de soldeo adicional (etapa 314) en una o más nuevas ubicaciones de soldeo - ya que pueden llevarse a cabo tantos soldeos adicionales como se desee. Si no se requieren más soldeos, puede terminar el proceso de fabricación y ensamblaje . Se reconocerá que la presente invención proporciona numerosas ventajas y beneficios. Por ejemplo, la presente invención proporciona un método relativamente rápido confiable y eficiente de fabricación y ensamblaje de un ventilador. Además, la presente invención permite una instalación de pre-soldeo e inspección, lo cual puede ayudar a reducir los residuos y el reproceso. La presente invención también proporciona ventajas sobre otras posibles técnicas de fabricación y ensamblaje. Moldear el collarín de ventilador - - 26 integralmente con las paletas 24 (ya sea un ensamblaje de una sola pieza o dos piezas) puede producir situaciones de "bloqueo de matriz" no deseables en donde se producen formas no intencionales del collarín de ventilador 26 que disminuyen el desempeño (e.g., que producen flujos de aire turbulentos no deseados) . Alternativamente, la contraplaca 22, las paletas 24 y el collarín de ventilador 26 del ventilador 20 pueden todos formarse de manera separada y unirse entre si de manera mecánica; pero mientras que el método generalmente reduce la complejidad de utilizar herramientas y costos, hace el ensamblaje de las partes formadas más laborioso y tardado.

Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a las modalidades preferidas, los trabajadores expertos en la materia reconocerán que pueden hacerse cambios en la forma y detalle sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, la configuración estructural particular de un ventilador fabricado de acuerdo con los métodos de la presente invención puede variar según se desee para aplicaciones particulares. Además, la composición particular del material de unión (o soldeo) utilizado, puede variar. según se desee para aplicaciones particulares.

Claims

REIVINDICACIONES 1. - Un método para fabricar un ventilador, comprendiendo el método: fabricar un sub-ensamblaje que comprende una contraplaca y una pluralidad de paletas que se extienden desde la contraplaca; fabricar un collarín de ventilador; colocar el collarín de ventilador adyacente a las paletas del sub-ensamble; proporcionar partículas ferromagnéticas en una primera ubicación de soldeo; y dirigir la energía electromagnética hacia las partículas ferromagnéticas en la primera ubicación de soldeo para fundir el material circundante y unir estructuralmente el collarín de ventilador y al menos una de las paletas.
2. - El método de la reivindicación 1, en donde la etapa de fabricar un sub-ensamblaje comprende: sobre-moldear un disco metálico con un material polimérico para definir la contraplaca.
3. - El método de la reivindicación 1, en donde la etapa de fabricar un sub-ensamblaje comprende: moldear integralmente la contraplaca y la pluralidad de paletas.
4.- El método de la reivindicación 1 y que comprende además : colocar una porción de la al menos una paleta a través de una abertura en el collarín de ventilador.
5.- El método de la reivindicación 1, en donde proporcionar partículas ferromagnéticas en la primera ubicación de soldeo comprende: colocar un cordón del material polimérico que contiene partículas ferromagnéticas adyacente tanto al collarín de ventilador como en al menos una de las paletas.
6. - El método de la reivindicación 5, en donde dirigir la energía electromagnética hacia las partículas ferromagnéticas en la primera ubicación de soldeo comprende: dirigir la energía electromagnética hacia el cordón del material polimérico que contiene partículas ferromagnéticas para fundir al menos el cordón y unir estructuralmente el collarín de ventilador y la al menos una de las paletas.
7. - Un ensamblaje de ventilador que comprende: un sub-ensamblaje que comprende: una contraplaca que comprende: una porción de diámetro interno sustancialmente plana; y una porción de diámetro externo sustancialmente frusto-cónico; y una pluralidad de paletas que comprenden material polimérico y que se extienden desde la contraplaca, en donde cada paleta define una región de unión opuesta a la contraplaca, comprendiendo la región de unión: un área de soldeo; y un área integral ubicada adyacente al área de soldeo; y un collarín de ventilador que comprende: un cuerpo que tiene una forma anular y que comprende un material polimérico; una pluralidad de aberturas a través del cuerpo, en donde las áreas de soldeo de la pluralidad de paletas se colocan al menos parcialmente dentro de las aberturas correspondientes a través del cuerpo; y un par de soportes integrales con la porción de cuerpo y que se extienden a lo largo de lados opuestos de cada una de las aberturas a través del cuerpo, en donde las áreas integral de la pluralidad de paletas se colocan entre los pares de soportes correspondientes . en donde las uniones de soldeo se forman entre las áreas de soldeo de cada una de la pluralidad de paletas y el collarín de ventilador, conteniendo las uniones de soldeo partículas ferromagnéticas .
8. - El ensamblaje de la reivindicación 7, en donde la porción del diámetro interno de la contraplaca comprende además : un disco metálico sobre-moldeado con un material polimérico.
9. - El ensamblaje de la reivindicación 7, en donde el sub-ensamblaje se forma de manera integral.
10. - El ensamblaje de la reivindicación 9, en donde el sub-ensamblaje comprende un material polimérico y se moldea integralmente con un proceso de moldeo por inyección.
11. - Un ensamblaje de ventilador que comprende: un sub-ensamblaje que comprende: una contraplaca; y una pluralidad de paletas que se extienden desde la contraplaca, en donde cada paleta define una región de unión opuesta a la contraplaca, comprendiendo la región de unión: un área de soldeo; y un área integral ubicada adyacente al área de soldeo; un collarín de ventilador que comprende: un cuerpo que tiene una forma anular; y un par de soportes que se extienden a lo largo de los lados opuestos de cada una de las aberturas a través del cuerpo, en donde las áreas integral de la pluralidad de paletas se colocan entre los pares de soportes correspondientes; y una pluralidad de aberturas a través del cuerpo, en donde las áreas de soldeo de la pluralidad de paletas se colocan al menos parcialmente dentro de las aberturas correspondientes a través del cuerpo, en donde las uniones de soldeo se forman entre las áreas de soldeo de cada una de la pluralidad de paletas y el collarín de ventilador, conteniendo las uniones de soldeo partículas ferromagnéticas, y en donde el área integral de al menos una de las paletas no se encuentra soldada.
12. - El ensamblaje de la reivindicación 11, en donde la porción de cuerpo del collarín de ventilador define una cavidad en o alrededor de cada una de las aberturas a través del cuerpo, ubicándose cada cavidad opuesta a la contraplaca.
13. - El ensamblaje de la reivindicación 12, en donde las uniones de soldeo se forman dentro de cada cavidad.
14. - El ensamblaje de la reivindicación 12, en donde el área integral de cada paleta se ubica radialmente hacia el interior desde el área de soldeo respectiva.
15. - El ensamblaje de la reivindicación 11, en donde la contraplaca define una porción de diámetro interno sustancialmente plana y una porción de diámetro externo sustancialmente frusto-cónica.
16. - El ensamblaje de la reivindicación 11, en donde el sub-ensamblaje, el collarín de ventilador y la pluralidad de cubiertas comprenden un material de nylon.
17. - El ensamblaje de la reivindicación 11, en donde el sub-ensamblaje se forma de manera integral.
18. - El ensamblaje de la reivindicación 11, en donde el sub-ensamblaje se moldea de manera integral.