ES2293880T3 - DEVICE WITH ROTARY VOLUMETRIC PUMPS COMBINED IN ITS OPERATION. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo con bombas volumétricas rotativas combinadas en su accionamiento, especialmente bombas de engranajes con dentado exterior, sobre todo para motores de combustión interna, - en el que una primera bomba accionada (2, 2'') está combinada a través de su árbol de accionamiento (4, 4'') con una segunda bomba (3, 3'') acoplable y desacoplable, coaxialmente dispuesta, - produciéndose el acoplamiento y desacoplamiento de la segunda bomba (3, 3'') que transporta fluido en un canal de impulsión común con la primera bomba (2, 2''), en función de la presión de transporte o del número de revoluciones, por medio de un embrague de resbalamiento controlable (5, 5'') que actúa bajo acoplamiento de rozamiento y de adaptación de forma, y - siendo controlado el respectivo embrague de resbalamiento (5, 5'') a través de un mecanismo (8, 10; 17) controlado por la fuerza centrífuga. caracterizado porque - un rotor (6) de la segunda bomba (3) está unido solidariamente en rotación con un árbol de casquillo (7) montado para movimiento giratorio sobre el árbol de accionamiento (4) de la primera bomba (2), y - el árbol de casquillo (7) está unido solidariamente en rotación en la zona extrema libre con un disco estriado (8) configurado a manera de correa trapezoidal, - sirviendo el disco estriado (8), como parte de un embrague de resbalamiento (5), para establecer un acoplamiento de rozamiento y de adaptación de forma de unas zapatas de embrague (10) cargadas por muelle y controladas por la fuerza centrífuga, así como provistas de perfiles de chaveta (9), - cuyas zapatas están montadas para movimientos de basculación en un disco portante (11) unido solidariamente en rotación con el árbol de accionamiento (4).Device with combined rotary volumetric pumps in its drive, especially gear pumps with external teeth, especially for internal combustion engines, - in which a first driven pump (2, 2 '') is combined through its drive shaft (4, 4 '') with a second pump (3, 3 '') attachable and uncoupled, coaxially arranged, - producing the coupling and decoupling of the second pump (3, 3 '') that transports fluid in a discharge channel common with the first pump (2, 2 ''), depending on the transport pressure or the number of revolutions, by means of a controllable slip clutch (5, 5 '') that acts under friction and adaptation coupling in shape, and - the respective slip clutch (5, 5 '') being controlled through a mechanism (8, 10; 17) controlled by centrifugal force. characterized in that - a rotor (6) of the second pump (3) is joined in rotation with a bushing shaft (7) mounted for rotating movement on the drive shaft (4) of the first pump (2), and - The bushing shaft (7) is joined in rotation in solidarity in the free end zone with a knurled disk (8) configured as a trapezoidal belt, - the knurled disk (8) serving as part of a slip clutch (5) , to establish a friction and adaptive coupling of clutch shoes (10) loaded by spring and controlled by centrifugal force, as well as provided with cotter profiles (9), - whose shoes are mounted for tilt movements in a bearing disk (11) jointly joined in rotation with the drive shaft (4).
Description
Dispositivo con bombas volumétricas rotativas combinadas en su accionamiento.Device with rotary volumetric pumps combined in its drive.
La invención se refiere, según el preámbulo de la reivindicación 1, a un dispositivo con bombas volumétricas rotativas combinadas en su accionamiento, especialmente bombas de engranajes con dentado exterior, sobre todo para motores de combustión interna, en el que una primera bomba accionada está combinada a través de su árbol de accionamiento con una segunda bomba acoplable y desacoplable coaxialmente dispuesta, efectuándose el acoplamiento y desacoplamiento de la segunda bomba, que transporta fluido en un canal de impulsión común con la primera bomba, en función de la presión de transporte o del número de revoluciones, por medio de un embrague de resbalamiento controlable que actúa bajo acoplamiento de rozamiento y de adaptación de forma, y siendo controlado un respectivo embrague de resbalamiento por medio de un mecanismo controlado por fuerza centrífuga.The invention relates, according to the preamble of claim 1, to a device with volumetric pumps combined rotary in its drive, especially pumps gears with external teeth, especially for engines internal combustion, in which a first driven pump is combined through its drive shaft with a second attachable and detachable pump coaxially arranged, being carried out the coupling and decoupling of the second pump, which transports fluid in a common drive channel with the first pump, depending on the transport pressure or the number of revolutions, by means of a controllable slip clutch acting under friction coupling and adapting shape, and a respective slip clutch being controlled by means of a mechanism controlled by centrifugal force.
Un dispositivo de esta clase para variar en caso necesario el volumen de transporte, especialmente en bombas de aceite lubricante de motores de combustión interna, es conocido, por ejemplo, por el documento DE 43 17 645 C2. En este dispositivo conocido el embrague de resbalamiento comprende un anillo cónico dispuesto solidario en rotación sobre el árbol de accionamiento de la bomba permanentemente accionada, el cual coopera con un anillo de fricción de pistón controlable en función de la presión de transporte, el cual a su vez está acoplado, a través de un anillo de acoplamiento, con el rotor de la segunda bomba acoplable y desacoplable. Una presión de control para accionar una válvula multivía, tomada de un canal de impulsión común a ambas bombas, sirve para controlar el anillo de fricción del pistón.A device of this class to vary in case necessary transport volume, especially in pumps lubricating oil of internal combustion engines, is known for example, by document DE 43 17 645 C2. On this device known the slip clutch comprises a tapered ring arranged in rotation on the drive shaft of the permanently operated pump, which cooperates with a ring Piston friction controllable depending on the pressure of transport, which in turn is coupled, through a ring coupling, with the rotor of the second pump attachable and detachable. A control pressure to operate a valve multipath, taken from a drive channel common to both pumps, It is used to control the friction ring of the piston.
Una bomba de engranajes controladas sin válvulas, con varias bombas de engranajes desacoplables para lograr un volumen de transporte variable, es conocida por el documento DE 41 34 219 A1. En esta bomba de engranajes conocida se encuentra dispuesta en el árbol de accionamiento de la bomba de transporte constante, configurado en hueco en ciertos tramos, una corredera que, por un lado, está solicitada por muelle y, por otro lado, puede ser solicitada por la presión de transporte proveniente del canal de impulsión común de todas las bombas y que está en unión de accionamiento con las bombas desacoplables, en cada caso mediante una unión de adaptación de forma. De este modo, al aumentar la presión de transporte, las distintas bombas desacoplables son desacopladas sucesivamente de la corredera por medio de un desplazamiento axial de esta última.A controlled gear pump without valves, with several disengageable gear pumps to achieve a variable transport volume is known by the document DE 41 34 219 A1. In this known gear pump you will find arranged in the drive shaft of the transport pump constant, hollow configured in certain sections, a slide which, on the one hand, is requested by dock and, on the other hand, can be requested by the transport pressure coming from the channel common drive of all pumps and that is in union of drive with the disengageable pumps, in each case by a union of adaptation of form. Thus, by increasing the transport pressure, the different decoupling pumps are successively decoupled from the slide by means of a axial displacement of the latter.
En contraste con los ejemplos antes citados, en cada uno de los cuales una bomba de transporte constante y al menos una bomba desconectable están dispuestas en una carcasa común, la patente DE 869 156 muestra una disposición en la que una segunda bomba conectable y desconectable, dispuesta en una carcasa separada, está embridada a la carcasa de una bomba de transporte constante en una posición alineada con el árbol de accionamiento de la primera bomba. El rotor de la segunda bomba está dispuesto de manera solidaria en rotación sobre un árbol multichaveta, presentando el árbol multichaveta dispuesto de manera libremente giratoria sobre el árbol de accionamiento un cono de embrague para establecer un acoplamiento de rozamiento y adaptación de forma de un pistón de embrague unido solidariamente en rotación con el árbol de accionamiento y desplazable de forma controlada por medio de una presión hidráulica en contra de una fuerza de muelle. Para controlar la presión hidráulica puede estar prevista una corredera de bloqueo de acción automática.In contrast to the examples cited above, in each of which a constant transport pump and at least a disconnectable pump are arranged in a common housing, the DE 869 156 patent shows an arrangement in which a second connectable and disconnectable pump, arranged in a separate housing, is flanged to the housing of a constant transport pump in a position aligned with the drive shaft of the first bomb. The rotor of the second pump is arranged so solidarity in rotation on a multichaveta tree, presenting the multichaveta tree arranged freely rotating on the drive shaft a clutch cone to establish a friction coupling and adaptation of a piston shape clutch jointly and severally rotated with the shaft drive and scrollable in a controlled way by means of a hydraulic pressure against a spring force. To control the hydraulic pressure can be provided a locking slide of automatic action.
El documento US-A-5326232 revela un dispositivo con bombas volumétricas rotativas que pueden ser acopladas por medio de un embrague de resbalamiento controlado por fuerza centrífuga. No obstante, este dispositivo puede ser aún sensiblemente simplificado en lo que respecto a su estructura.The document US-A-5326232 reveals a device with rotary volumetric pumps that can be coupled by middle of a force-controlled slip clutch centrifuge However, this device may still be noticeably simplified in regards to its structure.
La invención se basa en el problema de configurar un dispositivo del género expuesto con un sistema de control de escasa complejidad de construcción que produce automáticamente el acoplamiento y desacoplamiento de una segunda bomba.The invention is based on the problem of set up a device of the exposed gender with a system of control of low construction complexity that produces automatically coupling and decoupling a second bomb.
Este problema se resuelve con la reivindicación 1 debido a que un rotor de la segunda bomba está unido solidariamente en rotación con un árbol de casquillo apoyado con movimiento de giro sobre el árbol de accionamiento de la primera bomba, y el árbol de casquillo está unido solidariamente en rotación en la zona extrema libre con un disco estriado configurado en forma de correa trapezoidal, sirviendo el disco estriado como parte de un embrague de resbalamiento para proporcionar un acoplamiento de rozamiento y de adaptación de forma de zapatas de embrague cargadas por muelle y controladas por fuerza centrífuga, que están provistas de perfiles de chaveta y que están montadas con movimiento de basculación en un disco portante unido solidariamente en rotación con el árbol de accionamiento.This problem is resolved with the claim. 1 because a rotor of the second pump is attached in solidarity in rotation with a bush tree supported with turning movement on the drive shaft of the first pump, and the bushing shaft is joined jointly in rotation in the free end zone with a grooved disk shaped trapezoidal belt, serving the striated disc as part of a slip clutch to provide a coupling of friction and shape adaptation of loaded clutch shoes by spring and controlled by centrifugal force, which are provided of cotter profiles and which are mounted with movement of tilting on a bearing disk joined jointly in rotation with the drive shaft.
Con la reivindicación 2 subordinadas se indica una ejecución ventajosa de la invención.With claim 2 subordinates indicated an advantageous embodiment of the invention.
La reivindicación 3 indica una solución alternativa del problema que sirve de base a la invención, la cual se caracteriza porque un rotor de la segunda bomba está atravesado de forma suelta en una lumbrera por el árbol de accionamiento de la primera bomba, y unos sectores cónicos diametralmente dispuestos en la lumbrera forman, por un lado, con un cono del árbol de accionamiento y, por otro lado, con un casquillo de mando biselado y dispuesto de manera controlable por muelle hidráulico sobre el árbol de accionamiento un embrague de resbalamiento que, a través del casquillo de mando solicitado hidráulicamente por medio de una válvula controlada por fuerza centrífuga, se mantiene suelto en contra de la resistencia de un muelle de embrague pretensado para interrumpir el accionamiento de la segunda bomba en función de la presión de transporte o del número de revoluciones.Claim 3 indicates a solution. alternative of the problem that serves as the basis for the invention, which It is characterized in that a rotor of the second pump is crossed loosely on a port by the drive shaft of the first pump, and conical sectors diametrically arranged in the louver form, on the one hand, with a cone of the tree of drive and, on the other hand, with a bevelled control sleeve and arranged in a controllable manner by hydraulic spring on the drive shaft a slip clutch that, through of the hydraulically requested control sleeve by means of a Centrifugal force controlled valve, stays loose in against the resistance of a prestressed clutch spring for interrupt the operation of the second pump depending on the transport pressure or number of revolutions.
Se describe la invención ayudándose de ejemplos de realización representados en el dibujo. Muestran:The invention is described using examples of embodiment represented in the drawing. They show:
La figura 1, un dispositivo según la invención con un embrague de resbalamiento controlado por fuerza centrífuga yFigure 1, a device according to the invention with a slip clutch controlled by centrifugal force Y
La figura 2, otro dispositivo según la invención con un embrague de resbalamiento que es solicitado hidráulicamente a través de una válvula controlada por fuerza centrífuga.Figure 2, another device according to the invention with a slip clutch that is hydraulically requested through a centrifugal force controlled valve.
Un respectivo dispositivo 1, 1' comprende como bombas volumétricas rotativas combinadas en su accionamiento unas bombas de engranajes 2, 2' y 3, 3' dotadas preferiblemente de un dentado exterior en calidad de respectivas bombas de aceite lubricante para motores de combustión interna, no representados. En cada uno de los dispositivos 1, 1' de las figuras 1 y 2 una primera bomba accionada 2, 2' está combinada, a través de su árbol de accionamiento 4, 4', con una segunda bomba 3, 3' acoplable y desacoplable, coaxialmente dispuesta, produciéndose el acoplamiento y desacoplamiento de la segunda bomba 3, 3' que transporta fluido en un canal de impulsión, no mostrado, común con la primera bomba 2, 2', en función de la presión de transporte o del número de revoluciones, por medio de un acoplamiento de resbalamiento controlable 5, 5' que actúa bajo acoplamiento unión de rozamiento y acoplamiento de adaptación de forma.A respective device 1, 1 'comprises as combined volumetric rotary pumps in their drive 2, 2 'and 3, 3' gear pumps preferably equipped with a external teeth as respective oil pumps lubricant for internal combustion engines, not shown. In each of the devices 1, 1 'of figures 1 and 2 a first 2, 2 'driven pump is combined, through its shaft drive 4, 4 ', with a second pump 3, 3' attachable and decoupling, coaxially arranged, producing the coupling and decoupling of the second pump 3, 3 'that carries fluid in a drive channel, not shown, common with the first pump 2, 2 ', depending on the transport pressure or the number of revolutions, by means of a slip coupling controllable 5, 5 'acting under friction joint coupling and fit adaptation coupling.
Según la invención, en cada uno de los dispositivos 1, 1' el respectivo embrague de resbalamiento 5, 5' es controlado a través de un mecanismo controlado por fuerza centrífuga.According to the invention, in each of the devices 1, 1 'the respective slip clutch 5, 5' is controlled through a force controlled mechanism centrifuge
En el dispositivo 1 según la figura 1 un rotor 6 de la segunda bomba 3 está unido solidariamente en rotación en 7' con un árbol de casquillo 7 montado para movimiento de giros sobre el árbol de accionamiento 4 de la primera bomba 2, estando el árbol de casquillo 7 unido solidariamente en rotación en la zona extrema libre con un disco estriado 8 configurado a manera de correa trapezoidal, el cual, como parte del embrague de resbalamiento 5, sirve para establecer un acoplamiento de rozamiento y de adaptación de forma de zapatas de embrague 10 cargadas por muelle y controladas por fuerza centrífuga, así como provistas de perfiles de chaveta 9. Las zapatas de embrague 10 que sirven como mecanismos controlados por fuerza centrífuga están montadas para movimiento de basculación limitado en un disco portante 11 unido solidariamente en rotación con el árbol de accionamiento 4. Asimismo, según el sentido de giro del árbol de accionamiento 4, las zapatas de embrague 10 están dispuestas en el disco portante 11 para efectuar un engrane autorreforzante de los perfiles de chaveta 9 con el disco estriado 8.In the device 1 according to figure 1 a rotor 6 of the second pump 3 is joined together in rotation in 7 ' with a bush shaft 7 mounted for turning movements on the drive shaft 4 of the first pump 2, the shaft being of bushing 7 joined together in rotation in the extreme zone free with a splined disc 8 configured as a belt trapezoidal, which, as part of the slip clutch 5, serves to establish a friction and adaptation coupling in the form of clutch shoes 10 loaded by spring and controlled by centrifugal force, as well as provided with profiles of key 9. Clutch shoes 10 that serve as mechanisms controlled by centrifugal force are mounted for movement of limited tilting on a bearing disk 11 joined in solidarity in rotation with the drive shaft 4. Also, according to the direction of rotation of drive shaft 4, the shoes of clutch 10 are arranged in the bearing disk 11 to effect a self-reinforcing gear of the cotter profiles 9 with the disc striated 8.
Con el dispositivo 1 anteriormente descrito actuante como bomba de aceite lubricante de un motor de combustión interna se asegura en el rango de bajos números de revoluciones del motor un transporte de aceite lubricante por medio de ambas bombas 2 y 3. Cuando, en función de un número de revoluciones predeterminado del motor, se alcanza el volumen de transporte necesario con solamente la bomba 2 de transporte constante, se desacopla la segunda bomba 3 de manera controlada por fuerza centrífuga, con lo que las zapatas de embrague 10 con sus perfiles de chaveta 9 se desacoplan del disco estriado 8 en una forma controlada por la fuerza centrífuga.With device 1 described above acting as a lubricating oil pump of a combustion engine internal ensures in the low speed range of the engine a transport of lubricating oil by means of both pumps 2 and 3. When, depending on a number of revolutions default motor, transport volume is reached necessary with only the constant transport pump 2, it decouple the second pump 3 in a force controlled manner centrifuge, so that the clutch shoes 10 with their profiles of key 9 are decoupled from the striated disc 8 in a way controlled by centrifugal force.
En el dispositivo 1' según la figura 2 el rotor 12 de la segunda bomba 3' está atravesado de forma suelta en una lumbrera 13 por el árbol de accionamiento 4' de la primera bomba 2'. Unos sectores cónicos 14 y 14' dispuestos diametralmente en la lumbrera 13 forman, por un lado, con el cono 15 del árbol de accionamiento 4' y, por otro lado, con un casquillo de mando biselado 16 dispuesto en forma elastohidráulicamente controlable sobre el árbol de accionamiento 4' el embrague de resbalamiento 5', el cual, a través del casquillo de mando 16 solicitado hidráulicamente por medio de una válvula 17 controlada por la fuerza centrífuga, se mantiene suelto en contra de la resistencia de un muelle de embrague pretensado 18 para interrumpir el accionamiento de la segunda bomba 3' en función de la presión de transporte o del número de revoluciones.In the device 1 'according to figure 2 the rotor 12 of the second pump 3 'is crossed loosely in a port 13 through the drive shaft 4 'of the first pump 2'. Conical sectors 14 and 14 'arranged diametrically in the louver 13 form, on the one hand, with the cone 15 of the tree 4 'drive and, on the other hand, with a control sleeve bevel 16 arranged in an elastohydraulically controllable form on the drive shaft 4 'the slip clutch 5', which, through the requested cap 16 hydraulically by means of a force-controlled valve 17 centrifuge, stays loose against the resistance of a prestressed clutch spring 18 to interrupt drive of the second pump 3 'depending on the transport pressure or the number of revolutions.
En este dispositivo 1', hasta alcanzar un número de revoluciones predeterminado del motor, se mantiene el rotor 12 de la segunda bomba 3' en unión de rozamiento con el cono 15 del árbol de accionamiento 4' bajo la acción del casquillo de mando biselado 16 y por medio del muelle de embrague 18 dispuesto en forma pretensada. El casquillo de mando 16 dispuesto en forma limitadamente desplazable en sentido axial está en unión de accionamiento con un pistón 19 solicitado por el muelle de embrague pretensado 18, cuyo pistón puede ser solicitado en el otro lado por la presión de transporte reinante en el canal de impulsión común, no mostrado, de las dos bombas 2' y 3'. A este fin, se alimenta un medio hidráulico a un canal central 22 a través de una ranura anular 20 del árbol de accionamiento 4' y a través de canales radiales 21, pudiendo ser cerrado dicho canal central en un extremo del árbol de accionamiento 4' por medio de la válvula 17 regulable por la fuerza centrífuga en contra de una fuerza de muelle. Hasta alcanzar un número de revoluciones predeterminado del motor, el medio hidráulico sale del canal central 22 a través de una ranura anular 23 de la válvula 17 controlada por la fuerza centrífuga. Cuando se alcanza el número de revoluciones determinado del motor y, por tanto, se alcanza también la corriente de transporte proporcionada por la bomba 2' de transporte constante, se desacopla la segunda bomba 3' debido a que la presión de transporte operativa en el pistón 19 y generada por la primera bomba 2' desplaza axialmente el pistón 19 en contra del muelle de embrague de tensado 18 para soltar el casquillo de mando 16 de su acoplamiento de rozamiento y de adaptación de forma con el sector cónico 14' o del acoplamiento del sector cónico 14 con el cono 15 del árbol de accionamiento 4'.In this device 1 ', until reaching a number of predetermined engine speed, rotor 12 is maintained of the second pump 3 'in friction joint with the cone 15 of the 4 'drive shaft under the action of the control sleeve bevelled 16 and by means of clutch spring 18 arranged in shape prestressed The control sleeve 16 arranged in shape limitedly movable in axial direction is in union of drive with a piston 19 requested by the clutch spring prestressed 18, whose piston can be requested on the other side by the transport pressure prevailing in the common drive channel, not shown, of the two pumps 2 'and 3'. To this end, a hydraulic means to a central channel 22 through an annular groove 20 of the drive shaft 4 'and through radial channels 21, said central channel can be closed at one end of the tree of 4 'drive by means of force-adjustable valve 17 centrifuge against a spring force. Until reaching a default engine speed, medium hydraulic exits the central channel 22 through an annular groove 23 of the valve 17 controlled by centrifugal force. When reaches the determined number of revolutions of the engine and, for therefore, the transport stream provided is also reached by the 2 'constant transport pump, the second is disengaged 3 'pump because the operating transport pressure in the piston 19 and generated by the first pump 2 'axially displaces the piston 19 against tensioning clutch spring 18 to release the control sleeve 16 of its friction coupling and of shape adaptation with the conical sector 14 'or the coupling of the conical sector 14 with the cone 15 of the drive shaft 4 '.
Cuando no se alcanza el número de revoluciones predeterminado del motor, se logra con ambos dispositivos 1 y 1' un acoplamiento exento de golpes de la respectiva segunda bomba 3, 3' desacoplada.When the speed is not reached default motor, is achieved with both devices 1 and 1 'a shock-free coupling of the respective second pump 3, 3 ' decoupled
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