ES2199417T3 - Sensor para medir la presion interior de tuberias de inyeccion. - Google Patents

Abstract

UN SENSOR UTILIZADO EN ESPECIAL PARA MEDIR LA PRESION INTERIOR DE TUBERIAS DE INYECCION DE MOTORES DIESEL MUESTRA DOS PIEZAS DE CARCASA (2, 2 ), QUE ESTAN UNIDAS A TRAVES DE UNA ARTICULACION Y PUEDEN SUJETARSE A PRESION SOBRE LA TUBERIA (1) MEDIANTE UN DISPOSITIVO DE SUJECION (3, 4). EL DISPOSITIVO DE SUJECION (3, 4) SE ENCUENTRA, PARA UNA APLICACION SENCILLA Y EN ESPECIAL TAMBIEN CON UNA SOLA MANO DEL SENSOR EN CADA SITUACION DE LA APERTURA Y DEL CIERRE, EN EL MISMO SECTOR VUELTO HACIA LA ARTICULACION SOBRE UN LADO DE LA ZONA EXTERIOR DEL TUBO. EL ENCHUFE DE CONEXION (5) PARA DESVIAR LAS SEÑALES DE MEDICION PUEDE ENCHUFARSE DE FORMA PREFERENTE EN LA ARTICULACION CONFIGURADA DE FORMA APROPIADA Y ALLI ENCLAVARSE.

Description

Sensor para medir la presión interior de tuberías de inyección.

La invención se refiere a un sensor para medir la presión interior de tuberías de inyección de motores de combustión interna diesel, con una carcasa con al menos dos partes de carcasa unidas de forma articulada, la cual, con partes de carcasa rebatidas al menos parcialmente puede colocarse sobre la tubería de inyección, abraza ésta al menos parcialmente en estado de colocada encima, tras el cierre de un dispositivo de sujeción que encaja en las partes de carcasa, y se apoya con ello por regiones sobre su superficie, y que contiene al menos un elemento de medición eléctrico, apretado elásticamente sobre la superficie de la tubería de inyección con el dispositivo de sujeción
cerrado.

Los sensores de este tipo se utilizan sobre todo, por ejemplo, para comprobar y diagnosticar motores diesel con sistema de inyección convencional. Estos motores de combustión interna no poseen con frecuencia ningún dispositivo eléctrico, con el que sería posible determinar de forma sencilla y rápida, por ejemplo el número de revoluciones, el comienzo del suministro y el proceso de presión de inyección, importante para detectar fallos en el sistema de inyección, que tienen a menudo como consecuencia valores de gases de escape inadmisiblemente malos. Por este motivo existe una demanda de sensores económicos, robustos y suficientemente precisos, que puedan aplicarse de forma sencilla y rápida al motor de combustión interna y permitan este tipo de mediciones.

Se han dado a conocer sensores principalmente adecuados para esta misión, con diferentes particularidades, por ejemplo de las siguientes memorias de patente: AT-PS 375.466, AT-PS 353.507, AT-PS 373.393, AT-PS 373.394, AT-PS 374.007, AT-PS 374.280. Asimismo se ha dado a conocer por ejemplo el documento DE 40 02 790 C2, que también hace referencia a algunas de las memorias antes citadas.

Todos estos sensores conocidos tienen en común que, a causa de su estructura y de las piezas utilizadas, son relativamente caros. Sin embargo, sobre todo la aplicación de estos sensores está también ligada a dificultades, ya que las relaciones de espacio para aplicar el sensor a la tubería de inyección son extraordinariamente estrechas y el dispositivo de sujeción conocido es relativamente grande y, con frecuencia, necesita dos manos para su manejo.

El documento DE-A-34 39 004 describe un sensor para medir la presión interior de tuberías de inyección de motores de combustión interna diesel, compuesto de dos partes de carcasa unidas de forma articulada que, en estado rebatido, pueden colocarse sobre la tubería de inyección. Una de las partes de carcasa está configurada como parte base y soporta un brazo, cuya mordaza de apriete puede apretarse elásticamente, por medio de un dispositivo de sujeción, sobre la superficie de la tubería de inyección. El cuerpo base presenta además un elemento de medición eléctrico que, con el dispositivo de sujeción cerrado, se aprieta sobre la superficie de la tubería de inyección. El dispositivo de sujeción encaja, con relación a la tubería de inyección, desde el lado de la unión articulada de las dos partes de carcasa en éstas, de tal manera que el sensor abierto a modo de mordaza puede empujarse desde el lado, en caso necesario incluso con una sola mano, sobre la tubería de inyección.

La misión de la invención consiste en evitar los inconvenientes citados de los sensores conocidos e indicar un sensor del tipo citado al comienzo, que pueda manejarse de forma sencilla, sea robusto y que sobre todo sea también económico, obligado constructivamente, a pesar de mantener una buenas características de medición.

Esta misión es resuelta conforme a la presenta invención, por medio de que las dos partes de carcasa están configuradas de tal manera que, tras el cierre del dispositivo de sujeción, el sensor abraza la tubería de inyección al menos en su mayor parte y casi simétricamente.

Debido a que el dispositivo de sujeción une las dos partes de carcasa también en estado abierto puede prescindirse, al sujetar a presión el sensor, también del enclavamiento de una unión desmontada del dispositivo de sujeción con la carcasa. Todas las uniones del sensor permanecen acopladas también en estado abierto, lo que simplifica bastante el manejo.

Según una ejecución preferida de la invención, presentando el dispositivo de sujeción una palanca tensora y un muelle, está previsto que la palanca tensora esté montada en el lado, situado enfrente de la articulación, de una de las partes de carcasa, el muelle en el lado, situado enfrente de la articulación, de la otra parte de carcasa y el muelle, de forma articulada, en la palanca tensora. Por medio de esto se obtiene un dispositivo de sujeción de estructura pequeña, sencillo, estructurado con pocas piezas y permanentemente, que puede manejarse fácilmente con una mano.

Según una ejecución de la invención que reduce en especial los costes de fabricación, se ha previsto que el montaje articulado de la palanca tensora en una parte de carcasa y del muelle en la otra parte de carcasa se realice por medio de partes del dispositivo de sujeción, encastradas en depresiones para ello previstas en las partes de carcasa y que funcionan como ejes. Por medio de esto puede prescindirse quizás de las piezas y los pasos de fabricación necesarios para el montaje en taladros, y el montaje puede hacerse rápida y económicamente.

Asimismo puede estar previsto conforme a la invención que la palanca tensora se mueva, al cerrarse en la dirección del movimiento de cierre y al abrirse en la dirección del movimiento de apertura las dos partes de carcasa, que se abren o cierran a modo de mordaza. Mediante esta medida se obtiene un manejo que parece lógico a los ojos del pensamiento y de la forma de proceder humanos, que evita además que, durante el manejo, se ejerzan sobre el sensor unas fuerzas de torsión desfavorables.

Conforme a la invención, en un sensor con una derivación bipolar de las señales de medición la articulación puede presentar dos articulaciones parciales, cada una de las cuales está subordinada a una de las dos derivaciones eléctricas de señal desde las dos mitades de sensor, y que están separadas entre sí por medio de un entrehierro que produce un buen aislamiento eléctrico. En los sensores del asunto se conoce integrar en las partes de carcasa piezas metálicas para derivar cargas. Esto se produce con preferencia por medio de que éstas se introduzcan por ejemplo en un molde de fundición por inyección y se recubran con inyección de material sintético. Se conoce además, por ejemplo, establecer en la articulación la conexión eléctrica entre las dos mitades de sensor. Sin embargo es fundamental, en la ejecución bipolar del asunto, establecer no sólo una, sino dos conexiones eléctricas y que éstas estén muy bien aisladas eléctricamente entre ellas. En especial en las ejecuciones preferidas con elementos de medición piezoeléctricos, debe prestarse atención a un elevado aislamiento entre los dos polos. Esto puede conseguirse conforme a la invención, por medio de que la articulación se divida en dos articulaciones parciales (para cada uno de los polos) distanciadas entre sí. El aire y el recorrido superficial relativamente grande garantizan el aislamiento. Y en el caso de que, por ejemplo, aparezcan alguna vez gotitas de agua de condensación en la región de la articulación, éstas pueden secarse con el aire y ya no suponen más un peligro para el aislamiento.

En otra ejecución, con una conexión de enchufe bipolar para conectar un cable, puede estar previsto conforme a la invención que las dos articulaciones parciales estén ejecutadas como casquillos para un contacto de enchufe eléctrico y que un enchufe bipolar, unido al cable del sensor y ejecutado a modo de un enchufe jack, por un lado establezca la conexión eléctrica de las dos mitades de sensor entre sí y con el cable y, por otro lado, absorba como eje de enchufe en la articulación las fuerzas mecánicas que se producen en estado de sujeción a presión. Aunque se conocen por sí mismas conexiones eléctricas, ejecutadas como ejes de enchufe, de las mitades de sensor entre sí y con el cable, es nueva y especialmente ventajosa la ejecución especial como eje de enchufe no dispuesto fijamente en el sensor, sino como enchufe jack enchufable y de nuevo extraíble, cuyas superficies de contacto establecen la conexión eléctrica con las superficies de contacto, dispuestas en las articulaciones parciales, de las dos mitades de sensor. También es ventajosa la relativamente gran distancia entre las articulaciones parciales, que permite también una ancha zona de aislamiento entre las dos superficies de contacto del enchufe jack y, de este modo, garantiza el necesario buen aislamiento.

Según otra ejecución de la invención se ha previsto que el enchufe presente un dispositivo de bloqueo sobresaliente a modo de un pestillo de golpe, que se enclava en la rendija situada entre las dos articulaciones parciales. De aquí se deducen las dos ventajas importantes de que el enchufe en estado mecánicamente descargado, es decir, cuando el sensor no está sujetado a presión sobre la tubería, sigue estando bloqueado y no puede soltarse fácilmente del sensor, y que existe una limitación sectorial de la posible torsión de enchufe y cable, que impide una transrotación y con ello cruces y contactos inadmisibles del cable.

Como medida ulterior para bloquear el enchufe puede estar previsto conforme a la invención, que el enchufe presente un ensanchamiento situado en su parte de conexión al cable, dispuesto verticalmente respecto al eje de enchufe, de tipo placa y en gran parte circular, para el que el muelle del dispositivo de sujeción representa en estado abierto un enclavamiento contra la extracción del enchufe. Esta medida ha dado muy buenos resultados, ya que por medio de esto queda prácticamente descartada una liberación involuntaria del sensor respecto al cable. En estado de sujeción a presión, las fuerzas de apriete impiden, incluso con vibraciones parcialmente muy fuertes de la tubería de inyección, que el enchufe pueda liberarse del sensor. En estado abierto el muelle provoca un enclavamiento del enchufe. Y si se quiere extraer el enchufe intencionadamente, el sensor puede cerrarse sin tubo y por ello sin fuerzas de apriete fundamentales, de tal manera que el muelle libera el enchufe y éste puede extraerse. De forma diferente a esto, el dispositivo de bloqueo en forma de placa podría estar configurado también de tal forma, que el enchufe sólo pueda extraerse en estado cerrado de la palanca tensora y en una determinada posición de giro.

Aparte de esto, en otra configuración de la invención puede estar previsto que el enchufe sea un enchufe acodado y que el ensanchamiento de tipo placa del enchufe presente una escotadura, con preferencia en la dirección del eje continuado del cable, de tal manera que, en la posición de giro correspondiente del enchufe con relación al sensor, no se produzca un enclavamiento a causa del muelle. Esto es ventajoso, ya que por un lado en el enchufe acodado las fuerzas de tracción axiales desde el cable no pueden provocar una extracción del enchufe. Por otro lado se garantiza mediante la escotadura que, incluso en el caso de tolerancias críticas entre la placa de enchufe y el muelle, como las que pueden producirse durante la fabricación o con un muelle que pudiera estar doblado, es posible una extracción del enchufe. Con ello es ventajoso que la posición de giro del enchufe, prevista para extraer el enchufe, se produzca comparativamente raras veces en la aplicación práctica. Casi siempre el eje de cable está situado con un ángulo respecto al eje de sensor y el muelle puede impedir, en estado abierto del sensor, una extracción involuntaria.

En una ejecución especialmente ventajosa de la invención se ha previsto que en la articulación se prevean elementos de guiado en forma de resaltes y depresiones, que se ajustan unos a otros y permiten fundamentalmente sólo el movimiento articulado, que mantienen un posicionamiento axial de las dos partes de carcasa, radial y efectivo hacia los dos lados, incluso si el enchufe está extraído. Esta articulación auxiliar es muy ventajosa, ya que impide que se separen las dos mitades de sensor en la articulación, cuando el enchufe está extraído. Puede presentar un juego radial relativamente grande, ya que, en estado de sujeción a presión del sensor, prácticamente no tiene que soportar ninguna carga mecánica. De este modo se obtiene ventajosamente una fabricación poco dificultosa y por ello económica, y la evitación de dificultades con los ajustes dobles, resultantes de las dos articulaciones parciales junto con la articulación auxiliar. Los elementos de guiado que forman la articulación auxiliar están unidos de forma enteriza con las partes de carcasa, y se caracterizan fundamentalmente por las superficies interiores y exteriores así como las superficies frontales de resaltes y depresiones cilíndricos de tipo pivotes y taladros. También es fundamental que el entrehierro de aislamiento entre las articulaciones parciales no quede limitado por la configuración de la articulación auxiliar.

En otra configuración de la invención está previsto que los elementos de guiado, que representan la articulación auxiliar, presenten regiones escotadas que hacen posible un acoplamiento o una separación de las dos partes de carcasa en estado totalmente rebatido. Es cierto que la articulación auxiliar también podría estar configurada de tal manera, que puede producirse un acoplamiento durante el montaje del sensor por encastre. Pero ha demostrado ser especialmente ventajoso que los elementos de guiado de la articulación auxiliar estén configurados con más resistencia que en una unión por encastre y para el acoplamiento, durante el montaje del sensor, muestren escotaduras que permitan la unión enchufada de las dos partes de carcasa en estado totalmente rebatido. Durante la subsiguiente torsión de las dos partes de carcasa alrededor del eje de articulación, es decir, durante el plegado del sensor, se acoplan las partes no escotadas de los elementos de guiado para formar una articulación auxiliar. Naturalmente hay que prestar atención a que el dispositivo de sujeción impida, en caso normal, el rebatimiento completo de las mitades de sensor. Sin embargo, durante el montaje del sensor, el montaje del dispositivo de sujeción puede realizarse después del acoplamiento de la articulación auxiliar y, en caso de reparación, es necesario precisamente que el dispositivo de sujeción se libere al menos en un punto, para poder rebatir por completo las mitades de sensor y liberar la articulación auxiliar. Como es natural, con ello el enchufe debe estar siempre extraído.

A continuación se describe una configuración preferida de la invención con base en las figuras.

La figura 1 muestra una vista lateral de un ejemplo de ejecución de un sensor conforme a la invención con enchufe y conexión de cable, en posición abierta (a) y en posición cerrada (b).

La figura 2 muestra diferentes vistas (a a e) de la conexión de enchufe y de la articulación de un sensor conforme a la figura 1.

La figura 3 muestra diferentes vistas (a a c) de una parte de carcasa de un sensor, conforme a la figura 2.

La figura 1 muestra claramente la tubería de inyección 1, la palanca tensora 3 aplicada articuladamente a la parte de carcasa 2 y el muelle 4, aplicado articuladamente a la segunda parte de carcasa 2', encontrándose el dispositivo de sujeción 3, 4 en las dos posiciones mostradas (figuras 1 a y b) fundamentalmente en el mismo lado del tubo 1, y uniendo articuladamente las dos partes de carcasa 2, 2'. El enchufe ejecutado como enchufe acodado, con la conexión de cable 5 para el cable 6 y con la placa de bloqueo 7, está enchufado en la articulación que funciona como casquillo.

Puede imaginarse que en la posición abierta (figura 1a) el enchufe con la placa de bloqueo 7 estaría bloqueado mediante el muelle 4, si el enchufe se girara hasta la posición mostrada en la figura 1b. En la posición cerrada (figura 1b), el enchufe se sostiene sobre todo por las fuerzas de apriete ejercidas sobre el mismo. También puede reconocerse el mismo sentido de giro para la parte de carcasa 2 y la palanca tensora 3 durante la apertura y el cierre.

La figura 2a muestra el enchufe con el dispositivo de bloqueo por encastre elástico 8 que se enclava en el entrehierro 10, y la clavija de enchufe jack que sirve de eje de enchufe para las dos partes de carcasa 2, 2' acopladas a la articulación, con las dos zonas de contacto 9 y 9' aisladas entre sí. Pueden verse además las dos articulaciones parciales, separadas entre sí mediante el entrehierro 10. Los resaltes y depresiones cilíndricos mostrados en las dos articulaciones parciales forman la articulación auxiliar y la arista de guiado en las dos partes de carcasa 2, 2', que puede reconocerse en el centro del entrehierro 10, sirve para el posicionamiento axial o para mantener el entrehierro 10. Asimismo es bien visible una ranura 11 en la parte de carcasa 2, en la que se encastra el eje de articulación 12 de la palanca tensora 3. De forma correspondiente se encuentra una ranura 11' en la parte de carcasa 2', en la que se encastra la parte del muelle 4 que sirve de eje de articulación 12', como sin embargo no se muestra aquí. Igualmente tampoco se han mostrado aquí las superficies de contacto metálicas contenidas en la articulación, que sirven de casquillo para el enchufe jack.

En la figura 3 pueden verse claramente, sin embargo, estas piezas metálicas 13 y 14 integradas en las partes de carcasa 2, 2'. El elemento de medición 16, protegido por la lámina de protección 15, se encuentra en contacto con elemento de apoyo elástico 17. Un elastómero 18 eléctricamente conductor y una fina lámina metálica 19 conducen la señal eléctrica desde el elemento de medición hasta las zonas de contacto de las dos piezas metálicas 13 y 14, que conducen la señal por el polo correcto hasta las superficies de contacto del casquillo, contenidas en las articulaciones parciales, para el enchufe jack.

Puede verse fácilmente que el sensor representado es de muy sencilla manipulación; en especial hacen posible la clase, configuración y disposición del dispositivo de sujeción, en caso necesario, incluso un manejo con una mano, ya que el sensor tiene que empujarse con el dispositivo de sujeción que permanece acoplado, como se ha descrito, sencillamente desde el lado por encima de la tubería de inyección a medir, por medio de lo cual sólo es necesario bascular la palanca tensora 3, en la representación conforme a la figura 1, desde la posición según la figura 1 a la posición según la figura 1b, lo que puede hacerse sin más por ejemplo con el pulgar. También la configuración representada y descrita del enchufe garantiza y facilita la manejabilidad y posibilidad de manipulación el sensor.

Claims (11)

1. Sensor para medir la presión interior de tuberías de inyección (1) de motores de combustión interna diesel, con una carcasa con dos partes de carcasa (2, 2') unidas de forma articulada, la cual, con partes de carcasa (2, 2') rebatidas al menos parcialmente puede colocarse sobre la tubería de inyección (1), abraza ésta al menos en su mayor parte y casi simétricamente en estado de colocada encima, tras el cierre de un dispositivo de sujeción (3, 4) que encaja en las partes de carcasa (2, 2'), y se apoya con ello por regiones sobre su superficie, y que contiene al menos un elemento de medición eléctrico (16), apretado elásticamente sobre la superficie de la tubería de inyección (1) con el dispositivo de sujeción (3, 4) cerrado, encajando el dispositivo de sujeción (3, 4), con relación a la tubería de inyección (1), desde el lado de la unión articulada de las dos partes de carcasa (2, 2') en éstas, y uniéndolas además para una unión articulada también en estado abierto.

2. Sensor según la reivindicación 1, presentando el dispositivo de sujeción una palanca tensora (3) y un muelle (4), estando montados de forma articulada la palanca tensora (3) en el lado, situado enfrente de la articulación, de una de las partes de carcasa (2) y el muelle (4) en el lado, situado enfrente de la articulación, de la otra parte de carcasa (2') en la palanca tensora (3).

3. Sensor según la reivindicación 2, produciéndose el montaje articulado de la palanca tensora (3) en una parte de carcasa (2) y del muelle (4) en la otra parte de carcasa (2'), por medio de partes del dispositivo de sujeción (3, 4), encastradas en depresiones (11) para ello previstas en las partes de carcasa (2, 2') y que funcionan como ejes.

4. Sensor según la reivindicación 2 ó 3, moviéndose la palanca tensora (3), al cerrarse en la dirección del movimiento de cierre y al abrirse en la dirección del movimiento de apertura las dos partes de carcasa (2, 2'), que se abren o cierran a modo de mordaza.

5. Sensor según una o más de las reivindicaciones anteriores, con una derivación bipolar de las señales de medición, presentando la articulación dos articulaciones parciales, cada una de las cuales está subordinada a una de las dos derivaciones eléctricas de señal desde las dos mitades de sensor, y que están separadas entre sí por medio de un entrehierro (10) que produce un buen aislamiento eléctrico.

6. Sensor según la reivindicación 5, con una conexión de enchufe bipolar para conectar un cable (6), estando ejecutadas las dos articulaciones parciales como casquillos para un contacto de enchufe eléctrico (9, 9') y estableciendo por un lado un enchufe bipolar (5), unido al cable (6) y ejecutado a modo de un enchufe jack, la conexión eléctrica de las dos mitades de sensor entre sí y con el cable y, por otro lado, absorbiendo como eje de enchufe en la articulación las fuerzas mecánicas que se producen en estado de sujeción a presión.

7. Sensor según la reivindicación 5 ó 6, presentando el enchufe (5) un dispositivo de bloqueo (8) sobresaliente a modo de un pestillo de golpe, que se enclava en la rendija (10) situada entre las dos articulaciones parciales.

8. Sensor según la reivindicación 5 ó 6, presentando el enchufe (5) un ensanchamiento (7) situado en su parte de conexión al cable, dispuesto verticalmente respecto al eje de enchufe, de tipo placa y en gran parte circular, para el que el muelle (4) del dispositivo de sujeción representa en estado abierto un enclavamiento contra la extracción del enchufe (5).

9. Sensor según la reivindicación 8, siendo el enchufe (5) un enchufe acodado y presentando el ensanchamiento (7) de tipo placa del enchufe (5) una escotadura, con preferencia en la dirección del eje continuado del cable, de tal manera que, en la posición de giro correspondiente del enchufe (5) con relación al sensor, no se produzca un enclavamiento a causa del muelle (4).

10. Sensor según una o varias de las reivindicaciones 5 a 9, estando previsto en la articulación elementos de guiado en forma de resaltes y depresiones, que se ajustan unos a otros y permiten fundamentalmente sólo el movimiento articulado, que mantienen un posicionamiento axial de las dos partes de carcasa (2, 2'), radial y efectivo hacia los dos lados, incluso si el enchufe (5) está extraído.

11. Sensor según la reivindicación 10, presentando los elementos de guiado, que representan la articulación auxiliar, regiones escotadas que hacen posible un acoplamiento o una separación de las dos partes de carcasa en estado totalmente rebatido.