ES2877059T3 - Bomba de combustible de alta presión con un pistón - Google Patents

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Thomas Krumbholz
Soeren Stritzel
Heiko Jahn
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Abstract

Bomba de combustible de alta presión (28) con un pistón (30), en cuya sección de extremo final orientada hacia un accionamiento está dispuesto un dispositivo de sellado (74) que rodea radialmente el pistón (30); en donde el pistón (30) se puede desplazar a lo largo de un eje longitudinal (64) con respecto al dispositivo de sellado (74); en donde la bomba de combustible de alta presión presenta una cámara de suministro (26) y una camisa (66) y en donde el pistón (30) está diseñado como un pistón escalonado, con una primera sección de mayor diámetro, mediante el cual el pistón es guiado en la camisa (66), y con una segunda sección de menor diámetro, que comprende la sección de extremo final del pistón (30) orientada hacia el accionamiento; en donde el dispositivo de sellado (74) presenta una primera y una segunda sección de sellado (78) circunferencial radialmente hacia el interior; en donde la primera y la segunda sección de sellado (78) están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales del dispositivo de sellado (74) dispuestas mutuamente distanciadas entre sí; caracterizada porque las secciones de sellado 78) están presentes en una pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) y porque han sido fabricadas mediante post-mecanizado con desprendimiento de viruta.

Description

DESCRIPCIÓN
Bomba de combustible de alta presión con un pistón
Estado del arte
La presente invención hace referencia a una bomba de combustible de alta presión según el concepto general de la reivindicación 1, así como dos procedimientos según las reivindicaciones relacionadas.
En el mercado se conocen bombas de combustible para sistemas de combustible para motores de combustión interna, en las cuales un pistón se puede desplazar axialmente mediante un accionamiento conformado por una leva o un disco excéntrico. La fuerza de retorno requerida del pistón se genera allí a través de un resorte de compresión. Por ejemplo, una placa de resorte sobre la cual actúa un resorte de compresión se presiona sobre una sección de extremo final del pistón. Una junta del pistón dispuesta radialmente en el exterior del pistón puede separar una primera sección del pistón del "lado del combustible" de una segunda sección del pistón "del lado del aceite", como resultado de lo cual una mezcla de combustible y aceite se mantiene al menos al mínimo.
También se conocen bombas de combustible de alta presión de las solicitudes JP 2009216 168 A, EP2754929 A1, JP 2000161497 A y de la solicitud WO 2016/083587 A1 publicada posteriormente.
Revelación de la presente invención
El problema en el que se basa la presente invención se resuelve mediante una bomba de combustible de alta presión según la reivindicación 1, así como mediante dos procedimientos según las reivindicaciones relacionadas. Los perfeccionamientos ventajosos se indican en las reivindicaciones relacionadas. Las características importantes de la invención también se encuentran en la siguiente descripción y en los dibujos, en donde las características pueden ser importantes para la invención tanto por sí mismas como en diferentes combinaciones, sin que se mencionen nuevamente de manera explícita.
La presente invención hace referencia a una bomba de combustible de alta presión con un pistón, en cuya sección de extremo final orientada hacia un accionamiento está dispuesto un dispositivo de sellado que rodea radialmente el pistón; en donde el pistón se puede desplazar a lo largo de un eje longitudinal con respecto al dispositivo de sellado. De acuerdo con la invención, el dispositivo de sellado presenta una primera y una segunda sección de sellado circunferencial radialmente hacia el interior; en donde la primera y la segunda sección de sellado están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales del dispositivo de sellado dispuestas mutuamente distanciadas entre sí; y en donde el dispositivo de sellado comprende una pieza moldeada por inyección post-mecanizada en la cual están presentes las secciones de sellado. El dispositivo de sellado conforme a la invención sella la bomba de combustible de alta presión en una superficie lateral radialmente exterior del pistón contra un medio líquido. En particular, el dispositivo de sellado puede sellar contra el combustible en una zona "interna" de la bomba de combustible de alta presión y contra el aceite en una zona "externa". De manera preferida, la pieza moldeada por inyección post­ mecanizada está fabricada de un material elástico.
La presente invención presenta la ventaja de que, gracias a la pieza moldeada por inyección post-mecanizada, el dispositivo de sellado se mecaniza con desprendimiento de viruta sólo en una medida relativamente reducida, con lo cual se pueden economizar costes. Debido al total de sólo dos secciones de sellado, una cantidad de destalonados requeridos es particularmente pequeña, con lo cual se mejora la mecanización. Además, se puede optimizar la geometría de las dos secciones de sellado y, por lo tanto, se puede reducir el desgaste del dispositivo de sellado. En consecuencia, también se pueden reducir las fugas en el pistón. Por otro lado, el espacio de instalación requerido para el dispositivo de sellado se puede mantener reducido. Mediante la pieza moldeada por inyección de una pieza que se mecaniza posteriormente conforme a la invención, los costes de fabricación se pueden mantener comparativamente bajos, en particular, en comparación con un dispositivo de sellado de dos piezas que se moldea por inyección en "caída libre" (es decir sin destalonados).
Además, puede estar previsto que una distancia axial entre la primera y la segunda sección de sellado corresponda por lo menos a una carrera del pistón.
De esta manera se logra un efecto de sellado particularmente óptimo en el pistón y, por lo tanto, se mejora el funcionamiento de la bomba de combustible de alta presión.
En una configuración de la bomba de combustible de alta presión, la pieza moldeada por inyección post-mecanizada está configurada axialmente con simétrica especular. De esta manera, el montaje del dispositivo de sellado se puede realizar de manera particularmente sencilla.
En otra configuración de la bomba de combustible de alta presión al menos una sección axial de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada está configurada de tal manera que una presión de contacto entre una superficie de contacto de la sección de sellado y una superficie lateral del pistón varía a lo largo del eje longitudinal. Allí, la, al menos una, sección axial está diseñada preferentemente de tal manera que un "transporte" de fluido a lo largo de la superficie lateral del pistón -por el movimiento relativo entre el pistón y el dispositivo de sellado- es más intenso alejándose axialmente del dispositivo de sellado que axialmente hacia el dispositivo de sellado. Como resultado, se puede mejorar el efecto de sellado y, al mismo tiempo, el desgaste se puede mantener reducido.
Preferentemente, partiendo de una posición axial en la cual la presión de contacto es máxima, un valor de un gradiente de la presión de contacto en una dirección orientada axialmente desde la posición hasta el borde más cercano de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada es mayor que un valor de un gradiente de la presión de contacto en una dirección orientada axialmente desde la posición hasta el borde remoto de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada. Como resultado, se puede mejorar aún más el efecto de sellado del dispositivo de sellado y, por lo tanto, se pueden minimizar las fugas.
Adicionalmente puede estar previsto que antes de la instalación del dispositivo de sellado en la bomba de combustible de alta presión, una primera sección de pared cónica radialmente interna presente en una primera sección axial axialmente externa de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada un ángulo a de aproximadamente 30 grados hasta aproximadamente 60 grados con respecto a un plano en ángulo recto al eje longitudinal; y que una segunda sección de pared cónica radialmente interna presente en una segunda sección axial axialmente adyacente a la primera sección axial un ángulo p con respecto al eje longitudinal que es aproximadamente la mitad de grande que el ángulo a. De esta manera, los gradientes de la presión de contacto descritos anteriormente se pueden generar de manera particularmente óptima mejorando así la estanqueidad de la bomba de combustible de alta presión.
En otra configuración de la bomba de combustible de alta presión, en cada una de las zonas extremas axiales dispuestas mutuamente distanciadas entre sí de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada está dispuesto radialmente en el exterior un reborde de sellado. Gracias al total de dos rebordes de sellado, una sección radialmente exterior del dispositivo de sellado se puede sellar de manera particularmente óptima con respecto a una sección radialmente interior de un soporte de junta que aloja al dispositivo de sellado. Los dos rebordes de sellado conforme a la invención también pueden prevenir eficazmente una "inclinación" axial del dispositivo de sellado, como resultado de lo cual se puede mejorar el funcionamiento y aumentar la resistencia en servicio continuo. También se puede mejorar el montaje del dispositivo de sellado.
También puede estar previsto que la pieza moldeada por inyección post-mecanizada comprenda un material perfluoroalcoxi, PFA. El material perfluoroalcoxi es particularmente adecuado para los requisitos comparativamente altos de una bomba de combustible de alta presión. Los costos de fabricación se pueden reducir mediante el proceso de moldeo por inyección. Además, puede estar previsto que los materiales de relleno estén integrados en el material de perfluoroalcoxi, con lo cual se pueden reducir los costes o se pueden mejorar aún más las propiedades del dispositivo de sellado.
Además, la presente invención hace referencia a un primer procedimiento para la fabricación de la bomba de combustible de alta presión según la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, el dispositivo de sellado se fabrica según los siguientes pasos:
(a) moldeo por inyección de una pieza moldeada por inyección del dispositivo de sellado para conformar una forma inicial, en donde la forma inicial comprende una perforación central axial;
(b) post-mecanizado con desprendimiento de viruta de un contorno radialmente interno de la forma inicial, mediante el cual se fabrica una pieza moldeada por inyección post-mecanizada con una primera y una segunda sección de sellado circunferencial radialmente interna; en donde la primera y la segunda sección de sellado están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada que están dispuestas distanciadas entre sí.
Además, la presente invención hace referencia a un segundo procedimiento para la fabricación de una bomba de combustible de alta presión según la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, el dispositivo de sellado se fabrica según los siguientes pasos:
(a1) moldeo por inyección de una pieza moldeada por inyección del dispositivo de sellado para conformar una forma inicial;
(a2) perforación de una perforación central axial en la forma inicial;
(b) post-mecanizado con desprendimiento de viruta de un contorno radialmente interno de la forma inicial, mediante el cual se fabrica una pieza moldeada por inyección post-mecanizada con una primera y una segunda sección de sellado circunferencial radialmente interna; en donde la primera y la segunda sección de sellado están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada que están dispuestas distanciadas entre sí.
Por tanto, el primer procedimiento se caracteriza porque la perforación central axial también se produce mediante el moldeo por inyección, lo que reduce el consumo de material y ahorra un proceso de perforación por separado. El segundo procedimiento se caracteriza porque la perforación central axial se produce mediante mecanizado después del moldeo por inyección. El siguiente paso del proceso (b) es el mismo para ambos procedimientos. El dispositivo de sellado conforme a la invención se puede fabricar alternativamente mediante el primer o el segundo procedimiento. Esto da como resultado las mismas ventajas para el dispositivo de sellado terminado que ya se describieron anteriormente.
A continuación, las formas de ejecución a modo de ejemplo de la presente invención se describen en relación con los dibujos incluidos. En los dibujos se muestra:
Figura 1: una representación esquemática simplificada de un sistema de combustible para un motor de combustión interna.
Figura 2: un corte longitudinal a través de una bomba de combustible de alta presión del sistema de combustible de la figura 1.
Figura 3: un recorte de la figura 2, en una representación aumentada.
Figura 4: una vista en corte axial de un dispositivo de sellado para un pistón de la bomba de combustible de alta presión.
Figura 5: una representación de una presión de contacto sobre el dispositivo de sellado en función de una coordenada longitudinal junto con una vista en corte de una sección de sellado del dispositivo de sellado.
Figura 6: un diagrama de flujo de un procedimiento para la fabricación del dispositivo de sellado.
Los mismos símbolos de referencia se utilizan para elementos y tamaños funcionalmente equivalentes en todas las figuras, incluso en diferentes formas de ejecución.
La figura 1 muestra en una representación muy simplificada un sistema de combustible 10 para un motor de combustión interna que no está representado en detalle. Desde un tanque de combustible 12, a través de una línea de succión 14 se alimenta combustible mediante una bomba de prealimentación 16 a través de una línea de baja presión 18, a través de una entrada 20 de una válvula de control de volumen 24, que puede ser accionada por un dispositivo de accionamiento electromagnético 22, a una cámara de suministro 26 de una bomba de combustible de alta presión 28. Por ejemplo, la válvula de control de volumen 24 puede consistir en una válvula de entrada de la bomba 28 de combustible de alta presión, que se puede abrir inevitablemente.
En el presente caso, la bomba de combustible de alta presión 28 está configurada como una bomba de pistón, en donde un pistón 30 se puede desplazar verticalmente en el dibujo mediante un disco de levas 32 ("accionamiento"). Una válvula de salida 40, mostrada en la figura 1 como válvula de retención accionada por resorte, que puede abrirse hacia la salida 36, está dispuesta hidráulicamente entre la cámara de suministro 26 y una salida 36 de la bomba de combustible de alta presión 28. La salida 36 está conectada a una línea de alta presión 44 y, a través de ésta, a un acumulador de alta presión 46 ("common rail"). Además, entre la salida 36 y la cámara de suministro 26 está dispuesta hidráulicamente una válvula limitadora de presión 42, también dibujada como válvula de retención accionada por resorte, que puede abrirse hacia la cámara de suministro 26.
Durante el funcionamiento del sistema de combustible 10, la bomba de alimentación previa 16 impulsa combustible desde el tanque de combustible 12 a la línea de baja presión 18. La válvula de control de volumen 24 se puede cerrar y abrir en función de un requerimiento particular de combustible. Esto influye en la cantidad de combustible que se suministra al acumulador de alta presión 46. El dispositivo de accionamiento electromagnético 22 es activado por un dispositivo de control y/o regulación 48.
La figura 2 muestra la bomba de combustible de alta presión 28 de la figura 1 en una representación en corte axial. La bomba de combustible de alta presión 28 comprende una carcasa 50 que se puede atornillar a un bloque 53 de motor del motor de combustión interna mediante una brida 52. La carcasa 50 también presenta una pluralidad de canales hidráulicos 54, 55, 56 y 58. En la zona superior de la figura 2, la bomba de combustible de alta presión 28 comprende una tapa 60 y un amortiguador de presión 62. La bomba de combustible de alta presión 28 está diseñada para presentar al menos parcialmente simétrica rotacional con respecto a un eje longitudinal 64.
En un área a la izquierda del dibujo, la bomba de combustible de alta presión 28 presenta la salida 36 para la conexión a la línea de alta presión 44. La válvula de salida 40 (en una sección a la izquierda del dibujo) y la válvula limitadora de presión 42 (en una sección central) están dispuestas en la carcasa 50, conectadas hidráulicamente a la salida 36. En una sección de la carcasa 50, en el centro a la derecha en el dibujo, está dispuesta la válvula de control de volumen 24.
De acuerdo con la invención, la bomba de combustible de alta presión 28 comprende: La cámara de suministro 26, el pistón 30 y una camisa de cilindro 66. El pistón 30, que se puede desplazar a lo largo del eje longitudinal 64, está configurado conforme a la invención como un así denominado como "pistón escalonado" y presenta esencialmente dos secciones. Una primera sección (arriba, en el dibujo) con un diámetro comparativamente grande, mediante el cual es guiado en la camisa 66, y una segunda sección (abajo, en el dibujo de) con un diámetro comparativamente pequeño.
Un área inferior de la figura 2 está identificada con un recuadro III y se muestra ampliada en la figura 3. En particular, la figura 3 muestra un soporte de junta 68 aproximadamente en forma de copa, así como un resorte de pistón 70 dispuesto radialmente en el exterior alrededor de una sección del soporte de junta 68 y diseñado como un resorte helicoidal, que se apoya con una sección de extremo en el soporte de junta 68, razón por la cual también se denomina como "alojamiento de resorte". Una placa de resorte 72, en la cual se aloja una sección de extremo del resorte de pistón 70, se comprime sobre una sección de extremo del pistón 30 que está más abajo en el dibujo y que mira al accionamiento.
Radialmente en el interior del soporte de junta 68 está dispuesta una junta de pistón denominada como dispositivo de sellado 74 (también denominada como "junta de baja presión") la cual encierra radialmente la segunda sección inferior (que está orientada hacia el accionamiento) del pistón 30 y sella un espacio de fluido ("espacio de paso") presente entre la carcasa 50 y el soporte de junta 68 hacia el exterior con respecto al bloque del motor 53. El pistón 30 se puede desplazar a lo largo del eje longitudinal 64 con respecto al dispositivo de sellado 74. En una aproximación general, el dispositivo de sellado 74 presenta una estructura global en forma de anillo.
En el presente caso, el dispositivo de sellado 74 en la figura 2 está soportado axialmente hacia arriba por una sección de sujeción 76 que está dispuesta dentro del soporte de junta 68 y que además presenta aproximadamente forma de sombrero. En el dibujo, un espacio encima del dispositivo de sellado 74 caracteriza un "lado de combustible" y un espacio debajo del dispositivo de sellado 74, un "lado de aceite".
Además, el dispositivo de sellado 74 en la figura 2 está soportado axialmente hacia abajo por una sección de borde circunferencial del soporte de junta 68 que está curvado radialmente hacia el interior. Se entiende que el dispositivo de sellado 74 puede presentar eventualmente un ligero juego axial dentro de una zona determinada por la sección de sujeción 76 y la mencionada sección de borde.
El dispositivo de sellado 74 está dispuesto radialmente en el exterior del pistón 30 a lo largo del eje longitudinal 64. El dispositivo de sellado 74 está diseñado esencialmente con simetría rotacional; en donde las secciones del dispositivo de sellado 74, arriba y abajo en el dibujo, están diseñadas para presentar simetría especular axialmente entre sí. De acuerdo con la invención, el dispositivo de sellado 74 comprende una pieza moldeada por inyección post-mecanizada 77. La misma comprende preferentemente un material elástico, preferentemente, un material perfluoroalcoxi ("PFA"), o bien se fabrica a partir de este, y se fabrica mediante un proceso de moldeo por inyección. También se puede observar que la pieza moldeada por inyección post-mecanizada 77 del dispositivo de sellado 74 presenta respectivamente en zonas extremas axiales dispuestas a una distancia entre sí sólo una sección de sellado circunferencial 78 radialmente en el interior. Las secciones de sellado 78 proporcionan un sellado "dinámico" contra el pistón 30 que se puede desplazar axialmente con respecto al dispositivo de sellado 74.
De manera preferida, una distancia axial 80 de las secciones de sellado 78 corresponde por lo menos a una carrera del pistón 30. De esta manera, las secciones de sellado 78 pueden "quitar" el combustible (en el dibujo encima del dispositivo de sellado 74) o el aceite (en el dibujo debajo del dispositivo de sellado 74) de manera particularmente óptima y así prevenir o al menos minimizar la mezcla del combustible con el aceite.
La figura 4 muestra nuevamente el dispositivo de sellado 74 en una vista en corte aumentada. En este caso, sin embargo, el dispositivo de sellado 74 se presenta como una pieza individual no montada, es decir, en el presente caso no está deformado por el pistón 30 o el soporte de junta 68. El dispositivo de sellado 74 está diseñado para presentar al menos esencialmente simetría rotacional con respecto al eje longitudinal 64. Además, el dispositivo de sellado 74 está diseñado con simetría especular con respecto a un plano transversal 89 (horizontal en el dibujo y en ángulo recto con el eje longitudinal 64).
Además, la pieza moldeada por inyección post-mecanizada 77 del dispositivo de sellado 74 comprende en cada caso un reborde de sellado circunferencial 82 radialmente en el exterior en zonas extremas axiales mutuamente separadas entre sí. Mediante los rebordes de sellado 82, el dispositivo de sellado 74 puede sellar "estáticamente" contra una sección radialmente interior del soporte de junta 68. Para ello, el dispositivo de sellado 74 está dispuesto de en el soporte de junta 68 por arrastre de fuerza. En una sección radialmente central de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada 77 del dispositivo de sellado 74 están alojados resortes 84 radialmente circunferenciales y por lo tanto anulares en zonas extremas axiales mutuamente distanciadas entre sí del dispositivo de sellado 74, cada una de las cuales está fabricada de una chapa flexible y presentan aproximadamente forma de U en el plano de sección de la figura 4. En la figura 4, los resortes 84 están abiertos respectivamente hacia arriba o hacia abajo. Mediante los resortes 84, por un lado, las dos secciones de sellado 78 actúan contra el pistón 30 y los rebordes de sellado 82 contra el soporte de junta 68, por otro lado.
Radialmente hacia el interior alrededor del eje longitudinal 64, el dispositivo de sellado 74 presenta un rebaje central 86 de simetría rotacional a modo de un orificio pasante. El rebaje 86 comprende dos primeras secciones axiales 86a (respectivamente exteriores), a continuación, dos segundas secciones axiales 86b (respectivamente "centrales") y posteriormente dos terceras secciones axiales 86c (respectivamente interiores). Una única cuarta sección axial 86d está dispuesta axialmente en el centro entre las terceras secciones axiales 86c. La primera, segunda y tercera secciones axiales 86a, 86b y 86c, así como, la cuarta sección axial 86d, presentan cada una, una correspondiente primera, segunda, tercera y cuarta sección de pared radialmente interna 88a, 88b, 88c y 88d.
Un contorno radialmente interno del rebaje 86 conformado por las secciones de pared primera, segunda y tercera 88a, 88b y 88c presenta en cada caso una forma cónica. Cada una de las primeras secciones axiales 86a se abre axialmente hacia el exterior. Cada una de las secciones axiales segunda y tercera 86b y 86c se abren axialmente hacia el interior, es decir, hacia el plano transversal 89. Sin embargo, la cuarta sección de pared axialmente interior 88d es paralela al eje longitudinal 64, es decir, está diseñada cilíndrica.
Las primeras secciones de pared cónicas 88a presentan respectivamente un ángulo a de aproximadamente 30 grados a aproximadamente 6o grados con respecto a un plano en ángulo recto con respecto al eje longitudinal 64. Las segundas secciones cónicas 88b de pared presentan cada una un ángulo p con respecto al eje longitudinal 64. Allí, el ángulo p está realizado preferentemente, aunque no obligatoriamente, la mitad de grande que el ángulo (a). Cada una de las terceras secciones de pared cónicas 88c presenta un ángulo y (que no está representado en el dibujo) en relación con el eje longitudinal 64; en donde el ángulo y es preferentemente menor que el ángulo p.
Dentro de los rangos especificados, los ángulos a y p se pueden dimensionar de manera diferente en función de una forma de ejecución del dispositivo de sellado 74. En este caso (cuando el dispositivo de sellado 74 está instalado, es decir, cuando el dispositivo de sellado 74 está dispuesto radialmente en el exterior del pistón 30), los ángulos a y p tienen una influencia comparativamente elevada en la forma y el tamaño de una superficie de contacto 88 y en particular sobre las fuerzas resultantes de la superficie de contacto 88, compare la siguiente figura 5.
En un área de la izquierda del dibujo, la figura 5 muestra un diagrama en el cual se representa una presión de contacto 90 del dispositivo de sellado 74 en función de una coordenada longitudinal x (paralela al eje longitudinal 64). En la abscisa del sistema de coordenadas representado, indicada con "x" (apuntando verticalmente hacia abajo en la Figura 5), la presión de contacto 90 es igual a cero. En el dibujo de la derecha se muestra una correspondiente vista en corte en una zona de la sección de sellado 78 del dispositivo de sellado 74 y de una zona del pistón 30. Una línea vertical adyacente a la sección de sellado 78 corresponde a una superficie lateral del pistón 30, sobre la cual, por lo tanto, se apoya la sección de sellado 78. Una longitud axial 92 de la sección de sellado 78 caracteriza una presión de contacto total del dispositivo de sellado 74 sobre el pistón 30. En el presente caso, el dispositivo de sellado 74 está deformado.
Las secciones axiales primera, segunda, tercera y cuarta 86a, 86b, 86c y 86d del dispositivo de sellado 74 y las correspondientes secciones de pared primera, segunda, tercera y cuarta 88a, 88b, 88c y 88d están diseñadas de tal manera que la presión de contacto 90 en la superficie de contacto 88 entre la sección de sellado 78 y la superficie lateral del pistón 30 varía a lo largo del eje longitudinal 64 o a lo largo de la coordenada longitudinal x. En la figura 5, la presión de contacto 90 aumenta abruptamente a partir de un valor "0/0" a lo largo de la coordenada longitudinal x en una primera sección de curva 94 y alcanza un máximo agudo en un punto de la coordenada longitudinal x indicado con el número de referencia 95. Continuando a lo largo de la coordenada longitudinal x, la presión de contacto 90 cae abruptamente en una segunda sección curva 96.
Partiendo de la posición axial 95 en la cual la presión de contacto 90 es máxima, un valor de gradiente (inclinación) de la presión de contacto 90 en una dirección orientada axialmente desde la posición 95 hasta el borde más cercano del dispositivo de sellado 74 es mayor que un valor de un gradiente de la presión de contacto 90 en una dirección orientada axialmente desde la posición 95 hasta el borde remoto del dispositivo de sellado 74. El borde más cercano está orientado hacia la primera sección axial 86a del dispositivo de sellado 74, y el borde distante está orientado hacia la segunda sección axial 86b del dispositivo de sellado 74.
En particular, con el dimensionamiento del dispositivo de sellado 74 según la figura 4 se puede conseguir el perfil de curva de la presión de contacto 90 mostrado en la figura 5. Esto permite ventajosamente que un "transporte" de líquido en la dirección axial a lo largo de la sección de sellado 78 hacia el interior del dispositivo de sellado 74 sea menor que axialmente hacia afuera. De esta manera, se puede mejorar de manera significativa el efecto de sellado. Debido a que el dispositivo de sellado 74 sólo presenta una única sección de sellado axialmente externa 78, en este caso, no se presentan secciones de sellado axialmente "internas", las cuales, eventualmente, estarían deficientemente lubricadas debido a la falta de fluido y por tanto podrían desgastarse prematuramente.
La geometría del dispositivo de sellado 74 se puede optimizar conforme a la invención en particular mediante procedimientos numéricos (FEM, método de elementos finitos). Al respecto se pueden adaptar diferentes parámetros que caracterizan el dispositivo de sellado 74. Por ejemplo, un objetivo puede consistir en determinar un "ángulo de sellado" óptimo en función de la presión de contacto deseada 90 o también un contorno óptimo de los rebordes de sellado 82. Este último se puede optimizar con respecto un sellado estático y a una compresión radial, por lo cual, entre otras cosas, se puede minimizar o incluso evitar un posible movimiento de traslación del dispositivo de sellado 74 a lo largo del eje longitudinal 64.
Como ya se ha descrito anteriormente, los rebordes de sellado 82 están dispuestos en secciones axialmente distantes del dispositivo de sellado 74 y, por lo tanto, pueden evitar en particular que el dispositivo de sellado 74 se "incline" con respecto al eje longitudinal 64. La geometría de las secciones axiales primera, segunda, tercera y cuarta 86a, 86b, 86c y 86d del dispositivo de sellado 74 descritas en la figura 4 también se puede optimizar, por ejemplo, en relación con una compresión mejorada sobre el pistón 30 y otras propiedades operativas deseadas. La figura 6 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para la fabricación del dispositivo de sellado 74 de la bomba de combustible de alta presión 28 según las figuras 2 a 5. El procedimiento representado en la figura 6 comienza en un bloque de inicio 100.
En un bloque 102 subsiguiente, el dispositivo de sellado 74 se moldea por inyección para dar lugar a una forma inicial. En un bloque posterior 104, se perfora una perforación axialmente central en la forma inicial. En un siguiente bloque 106, un contorno radialmente interno de la forma inicial moldeada por inyección o perforada se vuelve a trabajar mediante mecanizado, como resultado de lo cual se fabrican una primera y una segunda sección de sellado circunferencial radialmente interior 78; en donde la primera y la segunda sección de sellado 78 están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales del dispositivo de sellado 74 dispuestas mutuamente distanciadas entre sí. El procedimiento mostrado en la figura 6 finaliza en el siguiente bloque final 108.
En una forma de ejecución alternativa preferida del procedimiento para la fabricación del dispositivo de sellado 74, la forma inicial fabricada en el bloque 102 ya comprende la perforación axialmente central, que en este caso no se produce mediante un proceso de perforación por separado. Por tanto, se puede prescindir del proceso de perforación en el bloque 104, que se indica en la figura 6 mediante una línea discontinua (exterior alrededor del bloque 104).

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Bomba de combustible de alta presión (28) con un pistón (30), en cuya sección de extremo final orientada hacia un accionamiento está dispuesto un dispositivo de sellado (74) que rodea radialmente el pistón (30); en donde el pistón (30) se puede desplazar a lo largo de un eje longitudinal (64) con respecto al dispositivo de sellado (74); en donde la bomba de combustible de alta presión presenta una cámara de suministro (26) y una camisa (66) y en donde el pistón (30) está diseñado como un pistón escalonado, con una primera sección de mayor diámetro, mediante el cual el pistón es guiado en la camisa (66), y con una segunda sección de menor diámetro, que comprende la sección de extremo final del pistón (30) orientada hacia el accionamiento; en donde el dispositivo de sellado (74) presenta una primera y una segunda sección de sellado (78) circunferencial radialmente hacia el interior; en donde la primera y la segunda sección de sellado (78) están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales del dispositivo de sellado (74) dispuestas mutuamente distanciadas entre sí; caracterizada porque las secciones de sellado 78) están presentes en una pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) y porque han sido fabricadas mediante post-mecanizado con desprendimiento de viruta.
2. Bomba de combustible de alta presión (28) según la reivindicación 1, caracterizada porque una distancia axial (80) entre la primera y la segunda sección de sellado (78) corresponde por lo menos a una carrera del pistón (30).
3. Bomba de combustible de alta presión (28) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la pieza moldeada por inyección (77) post-mecanizada está configurada axialmente con simétrica especular.
4. Bomba de combustible de alta presión (28) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos una sección axial (86a, 86b, 86c, 86d) de la pieza moldeada por inyección post­ mecanizada (77) está configurada de tal manera que una presión de contacto (90) entre una superficie de contacto (88) de la sección de sellado (78) y una superficie lateral del pistón (30) varía a lo largo del eje longitudinal (64).
5. Bomba de combustible de alta presión (28) según la reivindicación 4, caracterizada porque partiendo de una posición axial (95) en la cual la presión de contacto (90) es máxima, un valor de un gradiente de la presión de contacto (90) en una dirección orientada axialmente desde la posición (95) hacia el borde más cercano de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) es mayor que un valor de un gradiente de la presión de contacto (90) en una dirección orientada axialmente desde la posición (95) hasta el borde remoto de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77).
6. Bomba de combustible de alta presión (28) según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque, antes de la instalación del dispositivo de sellado (74) en la bomba de combustible de alta presión (28), una primera sección de pared cónica radialmente interna (88a) presenta en una primera sección axial axialmente externa (86a) de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) un ángulo (a) de aproximadamente 30 grados hasta aproximadamente 60 grados con respecto a un plano en ángulo recto al eje longitudinal (64); y una segunda sección de pared cónica radialmente interna (88b) presenta en una segunda sección axial (86b) axialmente adyacente a la primera sección axial (86a) un ángulo (p) con respecto al eje longitudinal (64) que es aproximadamente la mitad de grande que el ángulo (a).
7. Bomba de combustible de alta presión (28) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en cada una de las zonas extremas axiales dispuestas mutuamente distanciadas entre sí de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) está dispuesto radialmente en el exterior un reborde de sellado (82).
8. Bomba de combustible de alta presión (28) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) comprende un material perfluoroalcoxi, PFA.
9. Procedimiento para la fabricación de una bomba de combustible de alta presión (28) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de sellado (74) se fabrica según los siguientes pasos:
(a) moldeo por inyección (102) de una pieza moldeada por inyección del dispositivo de sellado (74) para conformar una forma inicial, en donde la forma inicial comprende una perforación central axial;
(b) post-mecanizado con desprendimiento de viruta (106) de un contorno radialmente interno de la forma inicial, mediante el cual se fabrica una pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) con una primera y una segunda sección de sellado circunferencial radialmente interna (78); en donde la primera y la segunda sección de sellado (78) están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) que están dispuestas distanciadas entre sí y fabricadas mediante post-mecanizado con desprendimiento de viruta.
10. Procedimiento para la fabricación de una bomba de combustible de alta presión (28) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de sellado (74) se fabrica según los siguientes pasos:
(a1) moldeo por inyección (102) de una pieza moldeada por inyección del dispositivo de sellado (74) para conformar una forma inicial;
(a2) perforación (104) de una perforación central axial en la forma inicial;
(b) post-mecanizado con desprendimiento de viruta (106) de un contorno radialmente interno de la forma inicial, mediante el cual se fabrica una pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) con una primera y una segunda sección de sellado circunferencial radialmente interna (78); en donde la primera y la segunda sección de sellado (78) están dispuestas respectivamente en zonas extremas axiales de la pieza moldeada por inyección post-mecanizada (77) que están dispuestas distanciadas entre sí y fabricadas mediante post-mecanizado con desprendimiento de viruta.
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