BR112020012045A2 - bomba de palhetas para transportar líquidos, bomba hidráulica para gerar uma pressão constante para atuadores ou acionadores hidráulicos, e, uso de uma bomba hidráulica - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a uma bomba de palhetas para transportar líquidos, em particular, óleos viscosos, a tal bomba de palhetas compreende: um rotor (2) com fendas deslizantes (23) na qual palhetas móveis (3) são mantidas e podem ser retraídas em relação a um raio do rotor (r); um alojamento de bomba (1) compreendendo uma câmara de bomba (10), que encerra o rotor (2); e uma entrada (5) e uma saída (6), que abrem na câmara de bomba (10) em pelo menos uma face de extremidade do rotor (2); elevações radiais (21) projetando-se, com relação às fendas deslizantes (23), ao longo da circunferência do rotor (2), cujas elevações formar um raio do rotor (r) em ambos os lados das palhetas (3) que podem ser retraídas, e cavidades radiais (20) sendo rebaixadas, em relação ao raio do rotor (r), entre as elevações radiais (21). Dentro das elevações radiais (21), os recessos (4) são formados em pelo menos uma face de extremidade do rotor (2) na qual a entrada (5) e a saída (6) se abrem, os tais recessos proveem uma geometria de servocomando rotativa para reduzir picos de pressão nas células de palhetas.

Description

BOMBA DE PALHETAS PARA TRANSPORTAR LÍQUIDOS, BOMBA HIDRÁULICA PARA GERAR UMA PRESSÃO CONSTANTE PARA ATUADORES OU ACIONADORES HIDRÁULICOS, E, USO DE UMA BOMBA HIDRÁULICA

[001] A presente invenção refere-se a uma bomba de palheta otimizada para fluxo com uma pulsação reduzida de uma pressão nas células da palheta.

[002] Em contraste com as bombas centrífugas, as bombas de deslocamento rotativo, como, por exemplo, bombas de palhetas, geram, em princípio, uma pulsação de pressão que é produzida a partir da sequência dos ciclos de admissão e deslocamento durante uma revolução do eixo da bomba. A pulsação está relacionada tanto à pressão inicial da bomba quanto ao comportamento de fluxo durante a alteração de carga do fluxo que é transportado para dentro e fora das células da palheta para a entrada e saída, e também para uma pressão dentro das palhetas que se fecha nesse meio tempo. Em geral, uma pressão pulsante em volumes ou circuitos fechados leva, em um sistema hidráulico, a problemas como durabilidade reduzida dos pontos de vedação ou desenvolvimento de ruído com ressonância perceptível.

[003] A técnica anterior descreve bombas de palhetas com geometrias diferentes de aplicação específica que visam a reduzir pulsações. Por exemplo, DE 11 2015 000 504 T5 descreve uma bomba de palhetas para uso em um mecanismo de direção assistida de um veículo. A câmara de bomba ocupa um contorno interno com duas elevações radiais. As entradas e saídas estão dispostas na face em relação ao rotor e às palhetas de bloqueio montadas de maneira deslizante. Uma chapa lateral que serve como chapa de controle tem, na face voltada para o rotor 2, um entalhe na direção oposta à direção de rotação, que permite uma seção transversal de abertura anterior, aumentando gradualmente em relação à saída.

[004] O dito documento descreve assim a implementação de uma geometria estática de servocomando que é incorporada em uma chapa de controle fixa da bomba. Tal modificação da geometria de bomba que produz uma transição aberta da célula de palheta entre a admissão e o deslocamento em cada curso de trabalho pode influenciar a eficiência volumétrica da bomba de maneira prejudicial.

[005] A medida citada da técnica anterior visa a evitar flutuações na saída da bomba e serve para a provisão otimizada de uma pressão de transporte o mais constante possível de uma bomba de palhetas, como é desejado, por exemplo, para a ativação precisa de atuadores hidráulicos lineares, ou seja, não rotativos.

[006] Um objetivo da presente invenção é o de prover uma otimização alternativa da geometria da bomba que também afeta uma redução em uma pulsação dentro das células de palheta de uma bomba de palheta.

[007] O objetivo é alcançado por uma bomba de palhetas com os recursos da reivindicação 1.

[008] A bomba de palhetas para transportar líquidos, particularmente óleos viscosos, compreende: um rotor com fendas deslizantes nas quais as palhetas deslizantes são acomodadas e retráteis em relação a um raio do rotor; um alojamento de bomba tendo uma câmara de bomba que engloba o rotor, cujo contorno interno compreende um cilindro oco que é excêntrico ao raio do rotor ou tem pelo menos uma elevação radial em relação ao raio do rotor na direção de rotação do rotor; de modo que células de palhetas que ocupam respectivamente um volume parcial giratório da câmara da bomba entre duas palhetas adjacentes passem por um aumento de volume e uma diminuição de volume em função do contorno radial interno da câmara da bomba; e uma entrada na faixa de ângulo de rotação do aumento de volume e uma saída na faixa de ângulo de rotação da diminuição de volume se abram pelo menos em direção a uma face do rotor na câmara da bomba; em que ao longo da circunferência do rotor, elevações radiais projetando-se em direção às fendas deslizantes formam um raio do rotor para ambos os lados das palhetas retráteis e, entre as elevações radiais, cavidades radiais são rebaixadas em relação ao raio do rotor.

[009] A bomba de palhetas é distinguida particularmente em que dentro das elevações radiais na pelo menos uma face do rotor, para a qual a entrada e a saída se abrem, os recessos são formados.

[0010] De acordo com a invenção, pela primeira vez em uma bomba de palhetas é aplicada uma geometria dinâmica de servocomando, que é alcançada através da modificação de uma chapa de controle rotativa no rotor da bomba de palhetas, como explicado a seguir.

[0011] Os recessos nas faces das elevações radiais do rotor produzem, em uma faixa de ângulo de rotação entre a abertura de saída e a abertura de entrada, na qual as palhetas giratórias se movem de maneira fechada através da câmara da bomba, uma seção transversal de conexão maior e estendida de tempo do volume das células de palheta inicialmente para a abertura de saída e subsequentemente para a abertura de entrada. Como resultado, um deslocamento de volume completamente fechado, isto é, em particular uma alteração de volume fechado, é reduzido ou omitido, reduzindo assim efetivamente a geração de picos de alta pressão a curto prazo em células de palhetas giratórias.

[0012] Mesmo que uma distância entre a entrada e a saída seja selecionada em relação à medição de uma célula de palheta localizada entre elas, a fim de minimizar a distância efetiva de um deslocamento fechado de volume ou alteração de volume de uma célula de palheta, uma pequena seção transversal que limita um aumento de pressão dentro da célula de palheta permanece nos momentos opcionalmente simultâneos de um fechamento de volume e abertura de volume da célula de palheta através dos recessos da face no rotor.

[0013] Ao mesmo tempo, dependendo da viscosidade designada do meio e da dimensão dos recessos, é alcançado um efeito de vedação suficiente na pequena seção transversal dos recessos, a fim de evitar um curto-circuito hidráulico entre a entrada e a saída durante a passagem através da célula de palheta e uma deterioração na eficiência volumétrica é suprimida.

[0014] Desenvolvimentos vantajosos da bomba de palhetas de acordo com a invenção são a matéria das reivindicações dependentes.

[0015] De acordo com o aspecto da invenção, Os recessos compreendem, em uma direção radial, pelo menos duas porções radiais adjacentes que diferem entre si com referência a uma profundidade dos recessos em relação à superfície da face do rotor. Portanto, é possível estabelecer diferentes regiões funcionais ou eficazes em fluxo nos recessos, particularmente em relação a uma distância de vedação da célula de palheta para a abertura de entrada e de saída.

[0016] De acordo com um aspecto da invenção, uma porção radial dos recessos que está localizada mais para dentro na direção radial do rotor compreende uma profundidade maior, e uma porção radial adjacente dos recessos que está localizado mais para fora na direção radial do rotor compreende uma profundidade menor. Como será explicado mais adiante, a porção com a profundidade maior pode assumir a função de um canal de equalização de limitação de pressão e a porção com a profundidade menor pode assumir a função de uma resistência ao fluxo que especifica um valor limite mais baixo para uma equalização de pressão.

[0017] De acordo com um aspecto da invenção, um contorno dos recessos ou de uma porção radial dos recessos pode ser constante ao longo da direção circunferencial do rotor. Portanto, o comportamento de uma função eficaz em fluxo dos recessos da face é neutro em relação ao ângulo de rotação do rotor.

[0018] De acordo com um aspecto da invenção, os recessos ou uma porção radial dos recessos podem formar uma ranhura com um contorno alongado em forma de V ou em forma de U. Tais contornos em uma configuração rotacionalmente simétrica do recesso facilitam a fabricação simplificada do rotor, como, por exemplo, usinando o recesso na peça de trabalho rotativa. No caso de fabricação por meio de um processo de sinterização, os ditos contornos em seção transversal dos recessos garantem que uma ferramenta de moldagem sem rebaixos possa ser destacada do contorno da peça não usinada do rotor. Em particular, no entanto, ao selecionar os ditos contornos de seção transversal dos recessos, um comportamento de fluxo pode ser influenciado geometricamente e assim adaptado, por exemplo, a uma viscosidade do meio.

[0019] De acordo com o aspecto da invenção, uma distância entre a boca da entrada e uma boca da saída para a câmara de bomba essencialmente corresponde à distância entre duas palhetas. Portanto, uma distância percorrida por um volume fechado de uma célula de palheta é minimizada e uma distância de trabalho efetiva das células de palheta é maximizada. Como resultado, uma duração de uma alteração de volume fechado é minimizada e, portanto, os momentos de um fechamento de volume e uma abertura de volume coincidem substancialmente entre si. Um pico de pressão pode ser suprimido por meio do efeito de equalização de pressão adicional dos recessos de acordo com a invenção durante um fechamento de volume e uma abertura de volume substancialmente simultâneos em tal disposição das bocas da entrada e saída.

[0020] De acordo com um aspecto da invenção, uma bomba hidráulica para gerar uma pressão constante para atuadores ou acionamentos hidráulicos pode compreender a bomba de palhetas de acordo com a invenção. Como explicado acima, os recessos efetuam uma redução na pulsação da pressão nas células de palhetas que ocorre em combinação com um meio de viscosidade mais alta que a água, como, por exemplo, com um óleo hidráulico e afeta a supressão de ruído em circuitos fechados, como, por exemplo, um sistema hidráulico.

[0021] De acordo com um aspecto da invenção, essa bomba hidráulica para gerar uma pressão constante pode ter uma geometria de bomba volumetricamente variável, em que uma distância é capaz de ser definida entre o raio do rotor e o contorno interno de um cilindro oco excêntrico ou uma elevação radial da câmara de bomba por meio de um atuador. Em tipos de bombas variáveis, uma pulsação da pressão dentro das células da palheta tem um efeito prejudicial sobre a vida útil, porque as flutuações de pressão podem ser transmitidas através de uma parede ajustável da câmara da bomba diretamente ao atuador para o ajuste volumétrico da bomba. Portanto, a pulsação durante a operação da bomba aplica uma carga constante de vibração contra a força de atuação, na qual um mancal da geometria ajustável da bomba e o próprio atuador são submetidos a vibrações. Como a cinemática correspondente está sujeita a requisitos rigorosos em relação à vedação, e por meio de vibrações per se fecham mais rapidamente do que uma geometria rígida, uma bomba de palheta volumetricamente ajustável se beneficia, em certa medida, de uma modificação inventiva para reduzir a pulsação da pressão dentro as células de palhetas.

[0022] De acordo com um aspecto da invenção, essa bomba hidráulica pode ser usada como fonte de acionamento em um sistema de assistência à direção hidráulica para veículos.

[0023] A invenção será explicada a seguir com a ajuda de modalidades exemplificadas e com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 mostra uma vista em plano aberto de uma bomba de palheta volumetricamente ajustável de acordo com uma primeira modalidade da invenção; a Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um rotor tendo um recesso de acordo com a primeira modalidade da invenção; a Figura 3 mostra uma vista em perspectiva de um rotor tendo um recesso na face de acordo com uma segunda modalidade da invenção; a Figura 4 mostra uma vista virtual de uma simulação de uma progressão de pressão normalizada na câmara da bomba durante um fechamento de volume de uma célula de palheta entre a saída e a entrada; a Figura 5 mostra uma vista virtual de uma simulação de uma progressão de fluxo normalizada que resulta de acordo com a progressão de pressão da Figura 6; e a Figura 6 mostra um gráfico de uma pressão inicial normalizada da bomba em dependência de um ângulo de rotação do rotor para uma bomba de palhetas de acordo com a invenção e uma bomba de palhetas convencional.

[0024] A estrutura da bomba de palhetas de acordo com a invenção será descrita a seguir com referência às Figuras | a 3.

[0025] A Figura | mostra uma vista de um alojamento de bomba aberto 1 de uma bomba de palheta volumetricamente ajustável, da qual uma tampa da bomba foi removida. Para poder definir o fluxo de volume transportado independentemente da velocidade de rotação da bomba, a bomba possui uma geometria variável da bomba que é ajustada por meio de um deslocamento entre duas partes do alojamento.

[0026] Uma parte externa do alojamento la forma uma parte principal do alojamento da bomba | e acomoda uma entrada 5, uma saída 6 e um atuador 7 com uma mola de retorno 70 no mesmo. Além disso, um rotor 2 está montado de maneira rotativa na parte externa do alojamento la e, assim, o rotor 2 e a parte externa do alojamento la definem um componente fixo em relação ao movimento de ajuste da geometria variável da bomba. Um anel de elevação 1b que compreende a câmara de bomba 10 é acomodado juntamente com um anel guia 13 disposto coaxialmente em relação ao mesmo como uma parte interna do alojamento de maneira deslocável na parte externa do alojamento la e, assim, forma um componente móvel em relação ao movimento de ajuste da geometria variável da bomba.

[0027] O anel de elevação 1b forma uma parede de câmara da câmara de fonte1O0 na forma de um cilindro oco. Um contorno interno 12 da câmara de bomba cilíndrica 10 se estende excentricamente em relação ao rotor 2, em que uma medida da excentricidade ou uma distância dos pontos centrais da câmara de bomba 10 e do rotor 2 são definidas em dependência de um deslocamento linear do anel de elevação 1b em relação à parte externa do alojamento la. O movimento de ajuste é realizado atuando um atuador 7 que não é explicado mais adiante e que gera uma força de atuação ao longo do trajeto de ajuste e, ao fazê-lo, faz pretensões da mola de retorno 70 para um movimento de atuação reversível.

[0028] O anel guia 13 está disposto em ambos os lados em relação às extremidades axiais do rotor 2 e concentricamente em relação ao contorno interno 12 da câmara da bomba 10. O anel guia 13 está conectado de maneira fixa ao anel de elevação 1b e, portanto, sempre tem a mesma excentricidade que a câmara da bomba 10 em relação ao rotor 2 em qualquer posição do trajeto de ajuste. A mesma disposição de um anel guia 13 é provida no lado axial oposto, não ilustrado, do rotor 2.

[0029] O rotor 2 possui fendas deslizantes 23, nas quais as palhetas de bloqueio radialmente orientadas 3 são acomodadas de maneira deslocável. Uma extensão radial das palhetas de bloqueio 3 corresponde a uma distância entre o anel guia 13 e o contorno interno 12 da câmara da bomba 10 e, assim, as extremidades internas das palhetas de bloqueio 3 deslizam no anel guia 13 e nas extremidades externas da as palhetas de bloqueio 3 deslizam no contorno interno 12 da câmara da bomba 10 enquanto as palhetas de bloqueio 3 são guiadas através da câmara da bomba 10 por meio de uma rotação do rotor 2 em um trajeto circular. Além disso, uma vez que o anel guia 13 e o contorno interno 12 se estendem excentricamente em relação ao rotor 2, as palhetas de bloqueio 3 também deslizam na direção radial para dentro e para fora das fendas deslizantes 23. As palhetas de bloqueio 3 são completamente retráteis em relação ao raio do rotor r nas fendas deslizantes 23.

[0030] Um fluxo máximo sendo transportado pela bomba é alcançado se o anel de elevação 1b for deslocado junto com o anel guia 13 até uma excentricidade máxima em relação ao rotor 2 e, assim, o contorno interno 12 quase entra em contato com um raio do rotor r do rotor 2. Em tal posição, uma mudança de volume máximo das células de palheta entre as palhetas de bloqueio 3 é alcançada durante uma revolução do rotor de 180º na câmara da bomba 10. Em contraste, um fluxo mínimo sendo transportado pela bomba é alcançado se, ao longo do trajeto de ajuste, uma posição for tomada, na qual essencialmente não há mais excentricidade, ou seja, um ponto central do rotor 2 e um ponto central do anel guia 13 está disposto coaxialmente e, portanto, as células de palhetas giratórias dentro da câmara da bomba 10 não sofrem nenhuma alteração de volume.

[0031] Em uma região superior da Figura 1, em cada caso, uma depressão em forma de crescente que forma uma boca da saída 6 na câmara da bomba 10 se estende na parede da câmara da face da câmara da bomba 10 em ambas as extremidades axiais do rotor 2. Substancialmente axialmente simétrico à mesma, em uma região inferior da Figura 1, em cada caso, uma depressão em forma de crescente que forma uma boca da entrada 5 na câmara da bomba 10 se estende da mesma forma nas duas extremidades axiais do rotor 2. Em conjunto com a direção de rotação indicada no sentido anti- horário do rotor 2, um volume das células da palheta diminui na faixa do ângulo de rotação superior e aumenta na faixa do ângulo de rotação inferior, pelo que um procedimento de deslocamento e admissão é efetuado entre as células da palheta giratórias e a saída 6 ou entrada 5.

[0032] Uma distância c é provida entre uma extremidade de um contorno de abertura da boca em forma de crescente da saída 6 e um início de um contorno de abertura da boca em forma de crescente da entrada 5 em relação à direção de rotação. Dentro de uma distância de revolução da distância c, a parede da câmara da face está em contato deslizante com as palhetas de bloqueio 3 e uma superfície da face 22 do rotor 2.

[0033] Além disso, o rotor 2 tem, na circunferência, elevações radiais 21 que afunilam em direção às fendas deslizantes 23 e definem o raio do rotor r do rotor 2 nas fendas deslizantes 23. Entre as elevações radiais 21, as cavidades radiais 20 são recuadas no raio do rotor r e formam um volume de folga que promove um comportamento de fluxo e vedação do volume de trabalho efetivo fora do raio do rotor r na célula da palheta.

[0034] Se o rotor 2 gira e as células de palheta entre as palhetas de bloqueio 3 são guiadas de maneira giratória através da câmara da bomba 10, o volume das células de palheta aumenta na faixa de ângulo de rotação da boca em forma de crescente da entrada 5 e, assim, o meio sendo transportado ou o óleo hidráulico é aspirado para dentro da câmara da bomba 10, desde que haja uma conexão entre a célula da palheta e a entrada 5. Na faixa de ângulo de rotação subsequente da boca em forma de crescente da saída 6, o volume das células da palheta diminui e, assim, o óleo hidráulico é deslocado ou impulsionado desde que haja uma conexão entre a célula da palheta e a saída

6. Em um ângulo de rotação da distância c situada entre a boca da saída 6 e a boca da entrada 5, o volume das células de palhetas é fechado porque, enquanto isso, não há conexão com a entrada 5 ou a saída 6.

[0035] Se a palheta de bloqueio principal 3 de uma célula de palheta passar pela distância c, e a paleta de bloqueio posterior 3 dessa célula de palheta se mover para a extremidade de um contorno de abertura da boca em forma de crescente da saída 6, uma inclinação circunferencial da correspondente — elevação radial 21 atinge inicialmente uma borda na extremidade de um contorno de abertura da boca em forma de crescente da saída 6 na parede da câmara da face da câmara da bomba 10. Nesse momento, uma seção transversal de conexão, através da qual o volume decrescente da célula de palheta a montante da palheta de bloqueio traseira 3 é impulsionado para fora da câmara da bomba 10 para a saída 6, é consideravelmente reduzida ou já está substancialmente fechada se uma posição de definição da câmara da bomba estiver localizada no trajeto de ajuste em uma posição final em relação ao raio do rotor r. Posteriormente, a palheta de bloqueio 3 passa além da extremidade do contorno de abertura da boca em forma de crescente da saída 6 e fecha completamente uma conexão entre a célula da palheta e a saída 6. Pouco depois disso, ou essencialmente ao mesmo tempo, a palheta de bloqueio principal 3 passa além de uma borda no início de um contorno de abertura da boca em forma de crescente da entrada 5 na parede da câmara da face da câmara da bomba 10 e o volume fechado da célula de palheta é então aberto em relação à entrada 5. O fechamento de curto prazo do volume da célula de palheta garante uma barreira constante entre as bocas em forma de crescente da entrada 5 e da saída 6, a fim de impedir um curto-circuito hidráulico entre a entrada 5 e a saída 6.

[0036] A Figura 2 mostra um recesso 4 de acordo com uma primeira modalidade da invenção. O recesso 4 se estende na face do rotor 2, partindo de uma cavidade radial 20 sobre a seção transversal radialmente protuberante de uma elevação radial 21. O recesso 4 é subdividido em uma porção radialmente externa 40 e uma porção radialmente interna 41 que diferem uma da outra em virtude de uma profundidade diferente do recesso 4. As superfícies da face, tanto a porção interna 41 como a porção externa 40 do recesso 4, são recuadas em relação a uma superfície da face 22 que fica radialmente mais para dentro do rotor 2.

[0037] Se uma palheta de bloqueio 3 se mover em direção a uma borda na extremidade do contorno de abertura da boca em forma de crescente da saída 6, em que a paleta de bloqueio é inserida ou retraída na fenda deslizante 23, e a inclinação circunferencial a montante da elevação radial 21 já passou além da borda na extremidade do contorno de abertura,

substancialmente nenhuma seção transversal de abertura, através da qual o meio sendo transportado ou o óleo hidráulico pode escapar durante a redução adicional de volume, permanece na circunferência do rotor 2. No entanto, uma pequena seção transversal de abertura ainda permanece na face através das superfícies recuadas do recesso 4 até a parede da câmara da câmara da bomba 10, em que o óleo hidráulico é capaz de escapar em um estágio posterior antes da palheta de bloqueio posterior 3 passa além da extremidade da borda do contorno de abertura da boca em forma de crescente da saída 6 e finalmente quebra uma conexão entre o volume da célula de palheta e a saída

6. Portanto, pouco antes do fechamento do volume das células de palhetas, é permitido um fluxo equalizador estendido através dos recessos 4 na superfície da face do rotor 2, o dito fluxo limitando ou reduzindo o aumento de pressão nas células de palhetas.

[0038] Dentro do recesso 4, a porção interna 41 com maior profundidade assume a função de um canal que alimenta o óleo hidráulico a partir do volume de folga da cavidade radial 20. A porção externa 40 com a menor profundidade produz uma resistência de fluxo definida reduzindo o tamanho da seção transversal de fluxo em uma direção de saída radial. Portanto, com base na profundidade da porção externa 40 e na geometria do recesso 4, é possível selecionar uma resistência ao fluxo para evitar um fluxo potencial de vazamento que pode ocorrer por um curto período de tempo através das células da palheta por causa da distância c que é a mais curta possível e uma diferença de pressão entre a saída 5 e a saída 6.

[0039] A Figura 3 mostra um recesso 4 de acordo com uma segunda modalidade da invenção. A segunda modalidade difere da primeira modalidade em virtude da porção interna 42 do recesso 4. Em vez do contorno alongado ou em forma de U da porção interna 41 do recesso 4 da primeira modalidade, a porção interna 42 do recesso 4 da segunda modalidade tem um contorno em forma de V. Portanto, o recesso 4 da segunda modalidade forma uma graduação mais plana entre a porção interna 42 e a porção externa 40, resultando assim em uma seção transversal de fluxo maior. A graduação do recesso 4 de acordo com a primeira modalidade ou a segunda modalidade e a profundidade pode ser selecionada de uma maneira adequada, por exemplo, dependendo da viscosidade do meio designado sendo transportado ou do óleo hidráulico.

[0040] A Figura 4 mostra, como resultado de uma simulação virtual da operação da bomba, uma progressão de pressão das células de palheta na câmara da bomba 10 com referência a regiões denotadas de maneira diferente.

[0041] No lado esquerdo da Figura 4, uma geometria da bomba sem os recessos 4 é simulada. Os volumes ilustrados das células de palhetas correspondem, em relação aos contornos de abertura esboçados sobre ele, das bocas em forma de crescente da entrada 5 e da saída 6, à mesma posição de ângulo de rotação do rotor 2 como nas Figuras 1 e 2. A partir da simulação, é evidente que um pico de pressão passa através de uma célula de palhetas na posição inferior esquerda que percorre a distância entre as bocas da entrada 5 e da saída 6 enquanto o volume da célula de palhetas está fechado. Se a célula de palheta se mover ainda mais no sentido anti-horário, ela passa para uma faixa de ângulo de rotação da entrada 5, na qual prevalece uma pressão negativa na célula de palheta até que um aumento de volume termine em uma posição oposta à região do pico de pressão. Subsequentemente, devido a uma diminuição de volume, começa um aumento de pressão na célula de palhetas que termina pouco antes de um fechamento de volume no pico de pressão descrito.

[0042] No lado direito da Figura 4, a simulação mostra uma geometria da bomba inventiva com recessos 4 nas faces das elevações radiais 21 do rotor 2. Como pode ser visto na vista em perspectiva dos espaços ocos na câmara da bomba 10, os volumes das células de palhetas preenchem os espaços livres dos recessos 4 de ambos os lados em relação às palhetas de bloqueio 3 na face. Durante a progressão da rotação do rotor ao longo do tempo, os espaços livres preenchidos representam, em conjunto com os contornos de abertura das bocas em forma de crescente da entrada 5 e da saída 6, uma extensão de uma seção transversal de abertura para um fluxo de equalização. Como mostrado na ilustração, a simulação virtual para a geometria da bomba com os recessos 4, como ilustrado no lado direito, produz uma redução substancial no pico de pressão a um nível que corresponde substancialmente ao da fase de deslocamento que foi anteriormente atravessada e na qual existe uma abertura completa na boca da saída 6.

[0043] A Figura 5 mostra uma distribuição do fluxo de equalização de pressão de uma célula de palheta logo antes do fechamento do volume, em que a posição do ângulo de rotação corresponde novamente à das Figuras 1 e

4. O tamanho e o comprimento das setas de vetor ilustradas correspondem a uma vazão ou um fluxo de volume por unidade de área da seção transversal do fluxo.

[0044] Na ilustração à esquerda, que se refere a uma geometria da bomba sem os recessos 4, as setas do vetor no centro da ilustração que emergem na borda do contorno de abertura da boca da saída 6 são muito maiores que as setas do vetor em uma região superior da ilustração que representa um fluxo da fase de impulso da célula de palhetas subsequente. Essa alta vazão resulta da pequena seção transversal de abertura que permanece sobreposta à elevação radial 21 com o contorno de abertura da boca da saída 6.

[0045] Em contraste, a ilustração do lado direito da geometria da bomba com os recessos 4 ilustra a seção transversal de abertura restante maior entre a célula da palheta e a saída 6 após a elevação radial 21 já ter parcialmente passado o contorno de abertura da boca da saída 6. As setas do vetor apontando para cima mostram que a vazão na faixa crítica ainda é maior do que na fase de deslocamento da célula de palheta subsequente. No entanto, ao comparar a ilustração à esquerda e a ilustração à direita, pode-se afirmar que uma redução no aumento da vazão é alcançada pelos recessos 4.

[0046] A Figura 6 mostra um gráfico de uma pressão de transporte do lado de saída da bomba em dependência de um ângulo de rotação do rotor 2. Uma linha quebrada indica uma progressão de pressão para uma geometria de bomba sem os recessos 4 e uma linha sólida indica a progressão de pressão de uma geometria de bomba inventiva com recessos 4. A progressão da pressão e uma distribuição resultante da vazão que foram explicadas nas Figuras 4 e 5 propagam-se para a saída 6 da bomba e, consequentemente, produzem uma flutuação na pressão de transporte do lado de saída das bombas. Em comparação com uma pressão de transporte que é normalizada para o valor médio e na Figura 6 é 1,00 [-], ocorre uma flutuação de pressão com um valor de diferença de 0,23 [-] no caso de um rotor convencional 2 cada vez que uma célula de palheta é passada, enquanto que a flutuação da pressão é reduzida pela geometria da bomba inventiva com recessos 4 para uma flutuação da pressão com um valor de diferença de 0,19 [-].

[0047] Além das modalidades ilustradas e descritas, a bomba de palhetas para utilização da invenção também pode ter um alojamento de bomba 1 diferente. Por exemplo, o alojamento de bomba 1 pode ter diferentes cinemáticas para fins de ajuste volumétrico, nos quais entre um contorno interno da câmara da bomba 10 e o rotor 2 segue um movimento de pivô em vez de um deslocamento linear, como é conhecido em outros tipos de bombas variáveis. Além disso, a câmara da bomba 10 pode ter um contorno interno 12 diferente do de um cilindro oco excêntrico. Por exemplo, o contorno interno 12 da câmara da bomba 10 pode ter pelo menos uma elevação em forma de came em relação ao raio do rotor r.

Claims (9)

REIVINDICAÇÕES

1. Bomba de palhetas para transportar líquidos, particularmente óleos viscosos, compreendendo: um rotor (2) com fendas deslizantes (23) nas quais as palhetas deslizantes (3) são acomodadas e retráteis em relação a um raio do rotor (r); um alojamento de bomba (1) tendo uma câmara de bomba (10) que engloba o rotor (2), cujo contorno interno (12) compreende um cilindro oco que é excêntrico ao raio do rotor (r) ou tem pelo menos uma elevação radial em relação ao raio do rotor (r) na direção de rotação do rotor (2); de modo que células de palhetas (30) que ocupam respectivamente um volume parcial giratório da câmara da bomba (10) entre duas palhetas adjacentes (3) passem por um aumento de volume e uma diminuição de volume em função do contorno radial interno (12) da câmara da bomba (10); e uma entrada (5) na faixa de ângulo de rotação do aumento de volume e uma saída (6) na faixa de ângulo de rotação da diminuição de volume se abram pelo menos em direção a uma face do rotor (2) na câmara da bomba (10); em que ao longo da circunferência do rotor (2), elevações radiais (21) projetando-se em direção às fendas deslizantes (23) formam um raio do rotor (r) para ambos os lados das palhetas retráteis (3) e, entre as elevações radiais (21), cavidades radiais (20) são rebaixadas em relação ao raio do rotor (r); caracterizada pelo fato de que dentro das elevações radiais (21) na pelo menos uma face do rotor (2), para a qual a entrada (5) e a saída (6) se abrem, os recessos (4) são formados.

2. Bomba de palhetas de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que

Os recessos (4) compreendem, em uma direção radial do rotor (2), pelo menos duas porções radiais adjacentes (41, 42) que diferem entre si com referência a uma profundidade (d) dos recessos em relação à superfície da face do rotor (2).

3. Bomba de palhetas de acordo com a reivindicação | ou 2, caracterizada pelo fato de que uma porção radial (41) dos recessos (4) que está localizada mais para dentro na direção radial do rotor (2) compreende uma profundidade maior (dl), e uma porção radial adjacente (42) dos recessos (4) que está localizado mais para fora na direção radial do rotor (2) compreende uma profundidade menor (d2).

4. Bomba de palhetas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que um contorno dos recessos (4) ou de uma porção radial (41, 42) dos recessos (4) é constante ao longo da direção circunferencial do roto (2).

5. Bomba de palhetas de acordo com qualquer uma das reivindicações | a 4, caracterizada pelo fato de que os recessos (4) ou uma porção radial (41, 42) dos recessos (4) formam um ranhura tendo um contorno alongado em forma de V ou em forma de U.

6. Bomba de palhetas de acordo com qualquer uma das reivindicações | a 5, caracterizada pelo fato de que uma distância (c) entre a boca da entrada (5) e uma boca da saída (6) para a câmara de bomba (10) essencialmente corresponde à distância entre duas palhetas (3).

7. Bomba hidráulica para gerar uma pressão constante, caracterizada pelo fato de que compreende uma bomba de palhetas como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6. para atuadores ou acionadores hidráulicos

8. Bomba hidráulica de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: uma geometria de bomba volumetricamente variável, em que uma distância é capaz de ser definida entre o raio do rotor (r) e o contorno interno (12) de um cilindro oco excêntrico ou uma elevação radial da câmara de bomba (10) por meio de um atuador (7).

9. Uso de uma bomba hidráulica como definida na reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de ser como uma fonte de acionamento em um sistema de assistência à direção hidráulica para veículos.