ES2309162T3 - Casquillo de cojinete de tipo cuna para una bomba de piston axial. - Google Patents
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Abstract
Bomba de pistón (10) de desplazamiento axial variable, que tiene un bloque oscilante (20) con un par de superficies convexas (22, 24) separadas axialmente, y una cuna (14) con un par de superficies cóncavas (16, 18) acopladas, separadas axialmente, para recibir las superficies convexas (22, 24) del bloque oscilante, con material de cojinete (50, 52) entre dichas superficies cóncavas y convexas acopladas, en la que el material de cojinete (58) entre un par de superficies acopladas cóncavas y convexas (16, 22) está integrado con el material de cojinete entre el otro par de superficies cóncavas y convexas (18, 24), una sección central (54) del mismo material que dicho material de cojinete (50, 52) une y está integrada con el material de cojinete (50, 52) que está situado entre dichos dos pares de superficies cóncavas y convexas acopladas, caracterizada porque una superficie exterior (66) de la sección central (54) está desplazada radialmente de las superficies adyacentes (58, 60) del material de cojinete (50, 52) que está entre dichos dos pares de superficies cóncavas y convexas acopladas, encajando dicha superficie exterior desplazada (66) en el interior de un rebaje de dicha cuna y, por lo menos, está definido un escalón (70, 72) entre dicha superficie desviada (66) y una superficie adyacente (58, 60) de dicho material de cojinete, estando acoplado dicho escalón (70, 72) con una superficie (74, 76) de dicha cuna para resistir la desviación de dicho material de cojinete con respecto a un eje de dichas superficies cóncavas de dicha cuna (14).
Description
Casquillo de cojinete de tipo cuna para una
bomba de pistón axial.
Esta descripción reivindica los beneficios de la
solicitud provisional de patente U.S. Nº 60/281.913, registrada el 5
de Abril de 2001.
No es aplicable.
El campo de la invención son las bombas de
pistón axial de caudal variable y, en particular, los cojinetes de
forma curvada, algunas veces denominados cojinetes tipo cuna, para
dichas bombas.
Las bombas de pistón axial de caudal variable
son bien conocidas a partir de patentes tales como las N^{os}.
3.868.889; 4.710.107; 4.581.980; 4.896.583; y 5.630.352. Tal como se
muestra en la patente '583, existen habitualmente dos cojinetes de
deslizamiento del tipo de casquillos entre las superficies cóncavas
de la cuna, y las superficies convexas del bloque oscilante. Estos
dos casquillos de los cojinetes están habitualmente enclavijados o
sujetos de alguna otra forma al bloque oscilante o a la cuna.
Además, los cojinetes están guiados por medio de una o varias
superficies que están situadas frente a los bordes longitudinales de
cada sección de cojinete. El documento
US-A-5709141 muestra un material de
cojinete de una sola pieza interpuesto entre las superficies cóncava
y convexa de acoplamiento de la cuna y del bloque oscilante, en el
que el material de cojinete está formado con una abertura que se
acopla a una sección saliente del bloque oscilante. Por
consiguiente, el material de cojinete no está sujeto a la cuna sino
al bloque oscilante y se mueve junto con el mismo, de manera que
debe disponerse un espacio suficiente para el material de cojinete
que se mueve en el interior de la bomba de pistón.
El documento
US-A-4627330 muestra el conjunto de
un cojinete formado por dos cojinetes de rodillos separados entre
sí, dispuestos en un conjunto unitario en una jaula. El conjunto de
la jaula está dispuesto de forma compleja entre el bloque oscilante
y la cuna, de modo que puede moverse libremente con respecto a
ambos.
El documento
US-A-6027250 da a conocer una placa
oscilante que está soportada por encima de un cojinete de rodillos
en una cuna de cojinete.
El documento
US-A-4903577 da a conocer asimismo
una placa oscilante soportada en una caja de cojinete sujeta a la
cuna, los detalles constructivos de la cual no están descritos.
Las construcciones típicas de la técnica
anterior con casquillos de cojinete como medios de cojinete
incluían, por consiguiente, un cierto número de piezas para montar
el casquillo de cojinete en el bloque oscilante o en la cuna, y
requerían asimismo un mecanizado considerable de las estructuras
situadas frente a los lados de los casquillos de cojinete. Es un
objetivo de la presente invención el tratar estos temas.
La invención da a conocer un casquillo de la
cuna de cojinete en el cual están dispuestas dos superficies
deslizantes separadas del casquillo del cojinete de la cuna, que
tienen forma curvada y que tienen una superficie exterior adaptada
para acoplarse a una superficie de la cuna de forma curvada y que
tienen una superficie interior adaptada para acoplarse con una
superficie de forma curvada del bloque oscilante. Las dos secciones
del casquillo de la cuna de cojinete están conectadas por medio de
una sección central que está integrada a las secciones del casquillo
de la cuna de cojinete. De este modo, ambas superficies del
casquillo de la cuna de cojinete están dispuestas como una pieza
única.
En un aspecto preferente, la sección central del
casquillo de la invención tiene, por lo menos, una superficie que
está desplazada de las superficies adyacentes de las secciones de
cojinete. Por consiguiente, la sección central se acopla con la cuna
o el bloque oscilante para guiar el casquillo de la cuna de
cojinete, de modo que impide que oscile o se desvíe excesivamente
entre las superficies de la cuna y del bloque oscilante.
En otro aspecto útil, un casquillo de la
invención tiene un saliente que encaja en un rebaje de la cuna para
posicionar el casquillo e impedir que gire alrededor de su eje
longitudinal. Preferentemente, el saliente se extiende en un rebaje
de la cuna, de manera que el casquillo permanece estacionario con
respecto a la cuna, estando las superficies deslizantes del
casquillo situadas contra el bloque oscilante. Esto hace que sea
innecesario el enclavijado del casquillo a la cuna o al bloque
oscilante.
\newpage
En otro aspecto preferente, el saliente puede
ser hueco, definiendo un paso de comunicación que está abierto, por
lo menos, a una de las superficies de deslizamiento del casquillo.
El paso de comunicación y el saliente de su extremo, opuestos a la
superficie de deslizamiento, están en comunicación con un fluido a
presión proporcionado por medio de pasos de comunicación adecuados
en la cuna. Preferentemente, la superficie de deslizamiento a la que
se abre el paso de comunicación está en el lado presurizado del
casquillo, significando que está axialmente opuesta a los pistones
de la bomba que están comprimiendo el fluido. De este modo, se
mantiene una película de fluido a presión entre las superficies de
deslizamiento del casquillo de cojinete, por lo menos en el lado
del casquillo para reducir la fricción entre el casquillo y el
bloque oscilante.
En la descripción detallada siguiente aparecerán
los objetivos anteriores y otros objetivos y ventajas de la
invención. En la descripción, se hace referencia a los dibujos
adjuntos que muestran una realización preferente de la
invención.
La figura 1 es una vista en sección transversal
de una bomba de pistón axial que incorpora un casquillo de la cuna
de cojinete según la invención;
La figura 2 es una vista, en perspectiva, con
las piezas desmontadas, del cuerpo envolvente de la bomba, el
casquillo y el bloque oscilante, con partes del cuerpo envolvente
separadas para mostrar la cuna;
La figura 3 es una vista, en perspectiva, del
casquillo desde el lado exterior o lado de la cuna;
La figura 4 es una vista en planta del casquillo
desde el lado interior o lado del bloque oscilante del mismo;
La figura 5 es una vista, en sección
transversal, desde el plano de la línea (5-5) de la
figura 4;
La figura 6 es una vista, en sección
transversal, desde el plano de la línea (6-6) de la
figura 4;
La figura 7 es una vista, en sección
transversal, del bloque oscilante desde el plano de la línea
(7-7) de la figura 2; y
La figura 8 es una vista radial, en sección
transversal, del bloque oscilante desde el plano de la línea
(8-8) de la figura 2.
Haciendo referencia a la figura 1, una bomba
(10) de pistón, de desplazamiento axial variable, tiene un cuerpo
envolvente (12) que define un asiento o cuna (14) que incluye dos
superficies convexas (16) y (18) separadas axialmente (figura 2). La
bomba (10) incluye asimismo un bloque oscilante (20) que tiene las
superficies convexas (22) y (24) que están conformadas para
adaptarse a las superficies (16) y (18) con un casquillo (30) de la
cuna de cojinete de la invención entre las superficies cóncavas
(16), (18) y convexas (22), (24). Asimismo, la bomba (10) tiene un
cierto número de pistones (32) que están dispuestos radialmente
alrededor del eje (34) de la bomba, para realizar un movimiento
alternativo en los cilindros (36) cuando el bloque oscilante (20) se
desplaza de su centro o posición de equilibrio, mediante la clavija
(38) de control del desplazamiento a un lado o al otro, tanto
manualmente como utilizando un pistón accionado hidráulicamente u
otro dispositivo. Tal como es bien conocido, los pistones (32)
tienen unas zapatas (40) que se deslizan contra una cara plana (42)
del bloque oscilante (20) y un retenedor (44) de las zapatas que
mantiene las zapatas en posición, unas con respecto a las otras, y
con respecto a una bola (46) de articulación. Asimismo, es bien
conocido un eje (48) que está articulado en el cuerpo envolvente y
hace girar el conjunto del pistón y el
cilindro.
cilindro.
Haciendo referencia a las figuras 2 a 6, el
casquillo (30) tiene dos secciones de cojinete (50) y (52) que están
distanciadas axialmente con respecto al eje de giro del bloque
oscilante, que es el mismo eje que el eje de giro del casquillo
(30), el eje de las superficies cóncavas de cuna (16) y (18) y el
eje de las superficies convexas de cojinete (22), (24). Una sección
central (54) del casquillo (30) está entre las secciones de cojinete
(50) y (52) y está integrada con las mismas. El casquillo (30) puede
ser un material polimérico.
Cada una de las secciones de cojinete (50) y
(52) tiene una superficie exterior convexa (58), (60) que se acopla
en la superficie (16) ó (18) respectiva, y una superficie interior
cóncava (62), (64) se acopla en la superficie convexa (22), (24)
respectiva del bloque oscilante (20). Asimismo, la sección central
(54) tiene una superficie exterior convexa (66) y una superficie
interior cóncava (68), estando la superficie exterior (66)
desplazada radialmente de las superficies exteriores (58) y (60), y
estando asimismo la superficie interior (68) desplazada de las
superficies interiores (62), (64). Este desplazamiento crea unos
escalones (70) y (72) en la superficie exterior del casquillo (30)
que se extienden radialmente, cuyas superficies están situadas
frente a las superficies (74) y (76) de los rebordes, que están
recortadas en el cuerpo envolvente (12). Dado que las superficies
(70), (72), (74) y (76) se extienden en planos que son
perpendiculares al eje de giro del casquillo (30), el encaje de
estas superficies entre sí impide que el casquillo (30) realice una
desviación, también denominada oscilación, entre las superficies de
cuna (16) y (18) y el bloque oscilante (20). La sección central (54)
tiene también un orificio (78) a través de la misma, a través del
cual se extiende el eje (48).
Haciendo referencia en particular a las figuras
3 a 6, un saliente (80) se extiende radialmente desde la superficie
(58) de la sección (50) de cojinete y está alojado en el rebaje (82)
en la superficie (16) de la cuna. El saliente (80) es hueco,
definiendo un orificio o lumen (84) que se abre a la superficie (62)
de deslizamiento de cojinete, en el interior del casquillo (30). Al
quedar aprisionado el saliente (80) en el rebaje (82) sujeta el
casquillo (30) impidiendo su giro con respecto al cuerpo envolvente
(12), de manera que la totalidad del deslizamiento se produce entre
el casquillo (30) y el bloque oscilante (20). De este modo, las
superficies (62) y (64) son superficies deslizantes de cojinete y
las superficies (58) y (60) son superficies estacionarias de
soporte.
Haciendo referencia a la figura 1, el fluido
hidráulico a presión es introducido en el rebaje (82) mediante pasos
de comunicación apropiados en el cuerpo envolvente (12), de modo que
se inyecta el fluido a presión entre la superficie (62) y el bloque
oscilante (20). Haciendo referencia a la figura 1 y a la figura 7,
el fluido se introduce en una zona recortada del bloque oscilante
(20) entre los dos nervios (23), (25) en los cuales está definida la
superficie cóncava (22). De este modo, se mantiene un suministro
constante de aceite a presión para proporcionar una película de
aceite entre las superficies (22) y la superficie (16). La
superficie (16) y las superficies (22) están situadas
preferentemente opuestas a la salida de la bomba (el lado de
compresión de la bomba) de modo que son las superficies que soportan
la presión, lo que significa que reaccionan contra la presión
positiva que se genera mediante el bombeo de los pistones (32) y los
cilindros (36), que empujan las superficies (22) contra la
superficie (62). En la mitad inferior del casquillo, en la
superficie (64), los pistones están realizando en esta zona un vacío
relativo para aspirar el fluido hacia los cilindros (36), de manera
que las fuerzas que comprimen las superficies 22 contra la
superficie (62) quedan muy reducidas.
Se ha descrito una realización preferente de la
invención en detalle considerable. Para los expertos en la técnica
serán evidentes muchas modificaciones y variaciones. Por
consiguiente, la invención no debería estar limitada a la
realización descrita, sino que debería ser definida mediante las
reivindicaciones siguientes.
Claims (7)
1. Bomba de pistón (10) de desplazamiento axial
variable, que tiene un bloque oscilante (20) con un par de
superficies convexas (22, 24) separadas axialmente, y una cuna (14)
con un par de superficies cóncavas (16, 18) acopladas, separadas
axialmente, para recibir las superficies convexas (22, 24) del
bloque oscilante, con material de cojinete (50, 52) entre dichas
superficies cóncavas y convexas acopladas, en la que el material de
cojinete (58) entre un par de superficies acopladas cóncavas y
convexas (16, 22) está integrado con el material de cojinete entre
el otro par de superficies cóncavas y convexas (18, 24), una sección
central (54) del mismo material que dicho material de cojinete (50,
52) une y está integrada con el material de cojinete (50, 52) que
está situado entre dichos dos pares de superficies cóncavas y
convexas acopladas, caracterizada porque una superficie
exterior (66) de la sección central (54) está desplazada radialmente
de las superficies adyacentes (58, 60) del material de cojinete
(50, 52) que está entre dichos dos pares de superficies cóncavas y
convexas acopladas, encajando dicha superficie exterior desplazada
(66) en el interior de un rebaje de dicha cuna y, por lo menos, está
definido un escalón (70, 72) entre dicha superficie desviada (66) y
una superficie adyacente (58, 60) de dicho material de cojinete,
estando acoplado dicho escalón (70, 72) con una superficie (74, 76)
de dicha cuna para resistir la desviación de dicho material de
cojinete con respecto a un eje de dichas superficies cóncavas de
dicha cuna (14).
2. Bomba de pistón, según la reivindicación 1,
en la que dichos dos escalones (70, 72) están definidos, uno a cada
lado de dicha sección central (54) de dicho material de
cojinete.
3. Bomba de pistón, según la reivindicación 1,
en la que, por lo menos, una superficie (58, 60) de dicho material
de cojinete incluye un saliente (80) que sobresale radialmente de
dicha superficie.
4. Bomba de pistón, según la reivindicación 3,
en la que dicho saliente (80) sobresale de una superficie convexa
(58) de dicho material de cojinete.
5. Bomba de pistón, según la reivindicación 4,
en la que dicho saliente (80) sobresale de dicha superficie convexa
(58) opuesta a una superficie cóncava de deslizamiento (62) de dicho
material de cojinete.
6. Bomba de pistón, según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, en la que dicho saliente (80) está alojado
en el interior de un rebaje (82) de dicha cuna (14), sujetando de
este modo el material de cojinete para que no gire con respecto a la
cuna (14).
7. Bomba de pistón, según las reivindicaciones 5
y 6, en la que dicho saliente (80) es hueco y está abierto a dicha
superficie de deslizamiento (62), y en la que dicho rebaje está en
comunicación con fluido hidráulico a presión, de manera que el
fluido es inyectado entre la superficie (62) y el bloque
oscilante.
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