BOMBA ACCIONADA ELECTRICAMENTE CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con una bomba accionada eléctricamente que comprende un impelente que gira en una cámara de la bomba. Esas bombas son usadas en una pluralidad de áreas de aplicación donde deben ser movidos líquidos contra una contra presión baja, por ejemplo para hacer circular líquidos de lavado en lavadoras de platos o máquinas lavadoras, como bombas de agua de enfriamiento para motores de combustión interna, como bombas de sentinas para barcos, etc.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION La mayoría de las bombas para líquidos tienen una estructura de dos partes que comprenden un motor el cual acciona un eje y un cabezal de la bomba accionado por el eje, el cual esta conectado al motor en la dirección longitudinal del eje. Ese arreglo da como resultado un diseño de bomba el cual es alargado en la dirección del eje, el cual no es muy adecuado para todas las situaciones para integrarse a aparatos donde esa bomba sea usada. De este modo, en una lavadora de platos, una bomba para hacer circular el líquido de lavado generalmente se localiza debajo de la cámara de lavado. La altura total de la bomba deberá ser tan baja como sea posible, de modo que la altura de la cámara de lavado alcanzable con una altura predeterminada del alojamiento de la lavadora de platos no sea restringida innecesariamente. Esto significa que las bombas convencionales que tienen un diseño axialmente alargado deben ser instaladas con un eje orientado horizontalmente . La altura total de esa bomba puede ser reducida únicamente reduciendo el diámetro de sus partes giratorias, lo cual daña el desempeño. Una desventaja más del principio del diseño convencional es que el eje que conduce al cabezal de la bomba debe ser sellado de manera confiable para proteger el motor contra el escape de líquido y el cabezal de la bomba. Para resolver el problema de sellado y al mismo tiempo enfriar el rotor de motor eléctrico, se propuso en la DE 199 03 817 Al que el impelente de una bomba de agua de enfriamiento para el vehículo del motor sea hecho al menos parcialmente de u material magnético, el cual al mismo tiempo sirve como el rotor de un motor eléctrico que accione al impelente. Esta bomba ciertamente proporciona un eje giratorio con la transmisión giratoria entre el motor eléctrico y el cabezal de la bomba pero no permite ningún acortamiento de la longitud total de la bomba en la dirección axial. Además esta bomba usa un impelente el cual es inusualmente alargado en la dirección axial, el cual puede ser dividido con respecto a su función en dos secciones en la dirección axial o en la primer sección la cual se incrusta profundamente en una parte de la cámara de la bomba rodeada por el estator del motor eléctrico y, al estar expuesta al campo del estator en el, funciona como un rotor pero presenta escasamente una acción de bombeo y una segunda sección la cual es detectada apenas por el campo del estator, la cual sin embargo se localiza a la altura de la entrada y salida de la cámara de la bomba y de este modo presente casi exclusivamente una acción de bombeo. El principio de diseño mencionado inicialmente como un resultado del cual el motor y el cabézal de la bomba están adyacentes entre sí en una dirección longitudinal del eje es adoptado también en esta bomba convencional . SUMARIO DE LA INVENCION El objetivo de la presente invención es proporcionar una bomba accionada eléctricamente la cual tiene una longitud total reducida en la dirección axial en comparación con bombas convencionales, aunque la capacidad de bombeo sigue siendo la misma, y por lo tanto es más adecuada para las condiciones de instalación en ciertos aparatos y permite un mejor uso del espacio en comparación con las bombas impelentes convencionales. El objetivo es resuelto por una bomba que tiene las características de la reivindicación 1. Proporcionando un pasaje central a través del rotor a través del cual corre la trayectoria de flujo de la entrada a la salida de la cámara de la bomba, las funciones del cabezal de la bomba y el dispositivo eléctrico pueden ser logradas a la misma altura y a lo largo del eje de la bomba y la longitud total de la bomba en la dirección axial puede por lo tanto reducirse. En la mayoría de las bombas impelentes convencionales, el impelente tiene un centro o cubo desde el cual se proyectan álabes y los extremos libres de los alabes giran a lo largo de una pared de alojamiento estacionaria de la bomba. En la bomba de acuerdo a la invención la trayectoria de flujo no es delimitada por ésta pared de alojamiento sino por un reborde de rueda que es parte del impelente y esta conectado al cubo o centro vía los álabes. Este reborde de rueda soporta el rotor de motor eléctrico. El motor eléctrico es preferiblemente del tipo excitado por al menos un imán permanente, especialmente un motor de cd sin escobilla. En al menos un imán permanente de esa máquina está preferiblemente rodeado integralmente por el reborde de rueda para proteger a éste contra el contacto con el líquido a ser bombeado. Para éste propósito el reborde de rueda o preferiblemente todo el impelente puede ser producido mediante el moldeo por inserción del imán permanente usando un material plástico. Un estator de motor eléctrico es arreglado de manera preferible y radialmente fuera del rotor. Una pared de la cámara de la bomba corre entonces apropiadamente a través de un espacio formado entre el estator y el rotor. j, Para simplificar el montaje de la bomba y alojamiento de la bomba es construido preferiblemente de una primera y una segunda parte, donde la primera parte comprende una sección cilindrica, la cual puede comprender especialmente la pared que corre a través del espacio entre el rotor y el estator, un reborde dirigido hacia adentro del primer extremo de la sección cilindrica, el cual delimita la entrada, y un reborde dirigido hacia fuera en un segundo extremo de la sección cilindrica y la segunda parte forma una cubierta la cual puede ser montada sobre el segundo reborde. El impelente puede de este modo ser insertado simplemente desde el segundo extremo hacia la sección cilindrica de la primera parte del alojamiento y de esta manera montando la cubierta mientras que el estator puede ser empujado encima desde el primer lado de la sección cilindrica. Un sujetador para un extremo de un eje del impelente esta formado apropiadamente sobre cada una de las dos partes del alojamiento. El hecho de que el impelente este conectado directamente al rotor en la bomba de acuerdo a la invención permite que sea montado de manera giratoria sobre un eje estacionario . El impelente es montado preferentemente por medio de al menos un cojinete de manguito sobre el eje para lograr una suspensión de baja fricción del impelente. Ese cojinete de manguito es conectado fijamente, de manera apropiada al impelente y de modo que gire alrededor del eje estacionario. El impelente en si es de este modo expuesto a una dirección de carga por fricción y por lo tanto puede ser hecho de un material barato que tenga una capacidad de carga de baja fricción sin dañar el tiempo de vida de la bomba. Se proporciona al menos un canal axial sobre la superficie interna del cojinete de manguito. El líquido bombeado por la bomba puede penetrar a éste canal, el cual por un lado enfría el cojinete y por otro lado promueve la formación de una película líquida que reduce la fricción entre la superficie interna del cojinete de manguito y el ej e . El cojinete de manguito tiene, de manera apropiada, dos secciones que tienen diferentes diámetros externos, una primera sección que tiene un diámetro externo pequeño que se acopla en un orificio central del impelente y una segunda sección que tiene un diámetro externo más grande para quedar fuera del orificio central y de este modo formar un tope que estipula la posición axial del cojinete de manguito sobre el impelente . Para lograr una guía estable, preferiblemente son insertados dos cojinetes de manguito en el orificio central del impelente desde extremos opuestos. Esos dos cojinetes de manguito son preferiblemente idénticos. La bomba de acuerdo a la invención es especialmente adecuada para ser instalada en un aparato como una lavadora de platos con un eje del impelente orientado verticalmente . De esta manera la bomba únicamente requiere una pequeña altura dentro del espacio de instalación debajo de la cámara de lavado, la cual puede ser mantenida tan bajo como es posible a favor de la cámara de lavado y el diámetro de la bomba de acuerdo a la invención, el cual posiblemente se incrementó en comparación con el de una bomba convencional de la misma capacidad generalmente no presenta problemas en un espacio de instalación de este tipo que tiene dimensiones verticales pequeñas en lugar de laterales grandes. Si la bomba es instalada con un eje orientado verticalmente, también es apropiada si la entrada se localiza más alto que la salida. Cuando esa bomba esta operando, su impelente queda expuesto a una presión del medio bombeado que actúa en la dirección de la entrada, de modo que si la entrada es elevada, las fuerzas axiales que actúan sobre los cojinetes del impelente producidas en primer lugar por esta presión y en segundo lugar por el peso del impelente algunos parcialmente se compensan entre sí y dan como resultado una carga más pequeña sobre los coj inetes . Para proteger' al sujetador, el cual es sometido a carga axial durante la rotación del impelente, contra el desgaste por fricción, preferiblemente se une una arandela rotacionalmente de manera fija en un extremo del eje de modo que quede entre el sujetador y sus partes giratorias cercanas cuando el eje sea montado. Si la bomba es operada a una capacidad suficiente, puede asumirse que la fuerza compresora que actúa en la dirección de la entrada excede la fuerza del peso de un impelente sin importar la posición de instalación, de modo que el extremo del eje en el cual sea unida la arandela preferiblemente sea en el extremo del lado de entrada del eje.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Las características y ventajas adicionales de la invención son obtenidas a partir de la siguiente descripción de una modalidad ejemplar con referencia a las Figuras anexas . La Figura 1 muestra una sección axial a través de una bomba de acuerdo a la invención, La Figura 2 muestra las partes individuales de la bomba en una vista del despiece, La Figura 3 muestra una vista en perspectiva del eje de la bomba, La Figura 4 muestra una vista en perspectiva de un cojinete de manguito de la bomba y La Figura 5 muestra una sección axial a través de una segunda modalidad de la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCION El alojamiento de la bomba esta compuesto de dos partes 1, 2 las cuales son fabricadas en una pieza, por ejemplo, por moldeo por inyección a partir de plástico. La primera parte del alojamiento 1 tiene una sección cilindrica 3 que tiene un reborde que se extiende radialmente hacia adentro 4 o un reborde que se extiende radialmente hacia fuera 5 en relación al eje de la sección cilindrica 3 moldeada sobre sus dos extremos . El reborde que se extiende hacia adentro 4 delimita una abertura de entrada 6 de la bomba. En el centro de esta abertura de entrada 6 un sujetador 7 para un eje 8 es sujetado por postes 8 los cuales conectan el sujetador 7 al reborde dirigido hacia dentro 4. Un reborde circunferencial 9 concéntrico al eje esta formado sobre el lado del reborde dirigido hacia fuera 5 orientado alejándose de la sección cilindrica 3. El reborde 9 tiene una superficie interna uniformemente curva hacia un cuadrante y una superficie externa cilindrica sobre la cual está colocada una pared externa cilindrica 10 de la segunda parte del alojamiento 2. Un segundo sujetador 12 para el extremo opuesto del eje 18 es proporcionado en un fondo plano de la parte del alojamiento 2. El fondo 11 y la pared externa 10 están interconectados por el canal circunferencial 13 cuya sección transversal libre es más grande en la altura de una pieza de conexión de salida 14 que emerge del canal 13 y comienza desde el mismo, disminuye uniformemente en ambas direcciones hasta el punto diametralmente opuesto del canal 13. El fondo 11, la sección cilindrica 3 y el reborde dirigido hacia dentro 4 delimitan una cámara de bomba cilindrica en la cual un impelente 15 es sujetado de manera giratoria alrededor del eje 18. El impelente 15 tiene, en una forma conocida per se, un cubo o centro 16 en forma de un hiperboloide de revolución o un cono cuyo ángulo de abertura se vuelve cada vez más estrecho hacia el vértice, es decir, hacia la abertura de entrada 6 y que soporta una pluralidad de alabes 17, cada uno extendiéndose en un plano que corre a través de un eje longitudinal de la bomba. El centro o cubo 16 tiene un orificio axial cuyo diámetro es mayor que el del eje 18 que corre a su través y es mantenido en los sujetadores 7, 12. El eje 18 es mostrado en una vista en perspectiva en la Figura 3. Este tiene la forma de una varilla de metal sustancialmente cilindrica provista con secciones aplanadas axialmente paralelas 25 en ambos de sus extremos, las cuales imparten a los extremos una sección transversal no redonda.
Los sujetadores 7, 12 son cada uno formados complementariamente a esta sección transversal no redonda, de modo que el eje 18 sea sujetado rotacionalmente de manera fija en el alojamiento de la bomba. Una arandela de metal 28 es empujada de manera holgada sobre uno de los extremos del eje 18. La arandela tiene una abertura central que tiene una forma complementaria al extremo aplanado del eje 18, de modo que puede ser desplazada sobre la extensión axial de la sección aplanada 25 pero no puede girar. El impelente 15 es sujetado sobre el eje 18 con la ayuda de dos cojinetes de manguito idénticos 27 de los cuales uno se muestra en la vista perspectiva en la Figura 4. El cojinete de manguito 27 es un manguito de metal de una parte. El cojinete de manguito tiene dos secciones sucesivas 29, 30 en la dirección axial las cuales están conectadas vía un reborde radial (orientado alejándose del observador en la Figura 4) . El diámetro externo de la sección más estrecha está dimensionado de modo que pueda ser presionado hacia el orificio axial del cubo o centro 16; mientras que la segunda sección se proyecta sobre el cubo o centro 16 en la dirección axial, como se muestra en la Figura 2. El diámetro interno de un orifico central del cojinete del manguito 27 es ligeramente mayor que el diámetro externo del eje 18, estando el espacio entre los dos dimensionados de modo que la película del líquido a ser bombeado pueda formarse entre los dos cuando la bomba esté operando. La penetración del líquido entre el cojinete de manguito 27 y el eje 18 es favorecida por dos ranuras radiales 31 formadas sobre la parte frontal de la sección 30 y cada abertura sobre un canal 32 que se extiende sobre la superficie interna 33 del orificio en la dirección axial . Los alabes 17 del impelente 15 soportan un reborde de rueda 19 el cual es curvo en una forma similar a la superficie del cubo o centro 16 y junto con éste delimita un canal de flujo 20 el cual inicialmente corre desde la abertura de entrada 6 axialmente hacia abajo antes de doblarse, incrementándose aún más en la dirección radial y emergiendo finalmente del impelente 15 sobre su superficie circunferencial y alcanzando el canal 12. Un imán permanente 21 y un empaque de chapa de metal 22 están incluidos en el reborde de rueda sobre el lado del reborde de rueda 19 orientado hacia la abertura de entrada 6 donde la trayectoria de flujo 20 no diverge ya en la dirección radial. El imán 21 y el empaque de chapa de metal 22 forman un anillo a través del cual corre la trayectoria de flujo 20. Un reborde del electroimán 23 está arreglado alrededor de este anillo. El imán permanente 21 y los electroimanes 23 forman el rotor o el estator de un motor de cd conmutado eléctricamente, sin escobillas. La sección cilindrica 3 de la primera parte del alojamiento 1, la cual únicamente tiene un espesor de fracciones de 1 milímetro en la altura de esos imanes, y una capa delgada del reborde de rueda 19 incluyendo el imán permanente 21, se extienden a través de un espacio de aire entre el imán permanente y los electroimanes . El reborde de rueda 19 es rodeado totalmente a su alrededor por el líquido que fluye a través de la bomba. Puesto que el imán permanente 21 y el empaque de chapa de metal 22 son moldeados por inserción estrechamente por el material del reborde de rueda 19, ellos están protegidos de líquido. Los electroimanes 23 son separados del líquido por la pared de una parte sellada de la primera parte del alojamiento 1. No existe transmisión de giro que pudiera permitir fugas en el curso de la operación y pudiera permitir que el líquido sea bombeado para penetrar a las partes que soportan la corriente de la bomba. Los únicos sellos requeridos en la bomba de acuerdo a la invención son aquéllos entre las dos partes del alojamiento 1, 2, los cuales pueden ser producidos, por ejemplo, por adhesión, soldadura ultrasónica o similares, entre la primera parte del alojamiento 1 y una conexión de un tubo de admisión, en este caso proporcionado por un anillo de sellado elastomérico 24 incluido en una ranura de la parte del alojamiento 1, y entre la pieza de conexión de salida 14 y un tubo conectado a ésta (no mostrado) . No están presentes partes que puedan moverse una en relación a la otra en ninguno de esos sellos, lo cual sugiere que puede esperarse una buena estabilidad a largo plazo . La Figura 5 muestra una sección axial similar a la de la Figura 1 a través de una bomba de acuerdo a una segunda modalidad de la invención. Esta segunda modalidad se distingue por una estructura un tanto más simple con un número reducido de partes. Esta difiere de la modalidad ejemplar descrita anteriormente con respecto a la suspensión del impelente. De acuerdo a la Figura 5, el impelente 15' es moldeado fijamente y en contacto positivo sobre el eje 18' y proporcionando específicamente al eje 18 una sección aplanada central 25 y moldeado por inserción con el centro o cubo del impelente 15'. Como resultado del contacto positivo, el eje 18' gira con el impelente 25' y es recibido en cada caso en las secciones de cojinetes 7', 12' de las dos partes del alojamiento 1, 2'. Los cojinetes de manguito 27' son cada uno insertados en las secciones de cojinete 7', 12' para sujetar el eje 18', de modo que éste pueda girar. Para reducir la fricción por rotación bajo la carga axial, se incorpora un balín 34' en la sección superior del cojinete 7', el cual puede girar tanto en relación a la sección del cojinete 7' y en relación al eje 18' y cuando el impelente 15' carga la sección del cojinete 7' como resultado de la presión que actúa sobre su lado posterior, es sujetado entre la sección del cojinete del extremo del eje 18'. El balín correspondiente también podría ser proporcionado entre la sección del cojinete 12' y el eje 18' o, como es indicado en la Figura 5, el eje 18' puede simplemente solo ser ahusado en su extremo, el cual se acopla en la sección del cojinete 12', de acuerdo a lo mostrado por el contorno semiesférico en la Figura 5, de modo que la superficie de contacto entre el eje 18' en la sección del cojinete 12' sea restringido sustancialmente al punto que se encuentra sobre el eje de rotación. Esta modalidad es adecuada para un montaje simplificado puesto que las partes del alojamiento 1', 2', cada una con sus cojinetes de manguito 27' y el impelente 15' con su eje 18' pueden ser premontadas cada una convenientemente y únicamente necesitan ser insertadas una en la otra cuando la bomba sea montada. Sin embargo, la modalidad mostrada en las Figuras 1 a 4 es más adecuada para un esfuerzo alto puesto que ésta permite un enfriamiento y lubricación efectivas de los cojinetes de manguito por el líquido de la bomba que penetre en ellos.