ITMI20012647A1

ITMI20012647A1 - Pompa comandata da elettromagnete

Info

Publication number: ITMI20012647A1
Application number: IT2001MI002647A
Authority: IT
Inventors: Orto Pierluigi Dell
Original assignee: Dellorto Spa
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-06-13
Also published as: EP1319832B1; DE60225996D1; EP1319832A3; ATE391837T1; EP1319832A2

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

POMPA COMANDATA DA ELETTROMAGNETE

La presente invenzione riguarda una pompa comandata da un elettromagnete per l'alimentazione precisa e controllata di olio in motori a combustione interna a due tempi.

Sono ben noti nella tecnica molti tipi di pompe con le quali si alimentano, in motori a combustione interna a due tempi, quantità precise e controllate di olio, in stretta correlazione con la marcia dei motori stessi. Fra le altre, sono entrate già da tempo nell'uso pompe azionate elettricamente,,in cui una bobina elettromagnetica comanda il pistone di un cilindro in asse con essa, contro l'azione di una molla, per svuotarne ad ogni ciclo di funzionamento una camera di pompaggio in cui viene dosato l'olio da erogare.

La presente invenzione riguarda una pompa di questo tipo, la cui struttura, mantenendo le caratteristiche di semplicità di costruzione, di precisione di dosaggio e di facilità di taratura indispensabili per la particolare destinazione della pompa stessa, ne consente una importante riduzione delle dimensioni generali e ne assicura una migliorata affidabilità.

A tale scopo la pompa secondo l'invenzione, comprendente in una carcassa un cilindro, un elemento a pistone con condotto passante, mobile assialmente nel cilindro, una bobina elettromagnetica coassiale al cilindro, per comandare i movimenti dell'elemento a pistone contro l'azione di mezzi a molla, una camera di pompaggio per l'olio da alimentare coassiale al cilindro e vicina ad una prima base di esso e mezzi a valvola alloggiati in detta carcassa e in detta camera, uno dei quali cooperante con una prima estremità di detto pistone, è caratterizzata da ciò che la bobina elettromagnetica è una bobina ad anello che circonda l'elemento a pistone ed opera frontalmente su un'ancora in materiale ferromagnetico vicina e parallela alla seconda base del cilindro^e solidale alla seconda estremiti dell'elemento a pistone, la quale sporge da detta seconda base del cilindro. Preferibilmente detto elemento a pistone è in materiale amagnetico e detta bobina ad anello è alloggiata in una cavità del cilindro praticata frontalmente a detta ancora in detta seconda base del cilindro.

In una prima forma di esecuzione della pompa secondo l'invenzione, fra detta seconda base del cilindro e detta ancora è interposto un disco avente un foro centrale attraverso cui passa liberamente detto elemento a pistone. Fra detto disco e detta ancora agiscono detti mezzi a molla che contrastano i movimenti dell'elemento a pistone comandati da detta bobina, disposti in prossimità del foro del disco o in prossimità della sua periferia. Alternativamente i mezzi a molla sono alloggiati alla periferia della camera di pompaggio, ,per agire direttamente sull'elemento a pistone, in corrispondenza della sua prima estremità. Essi consistono preferibilmente in una molla elicoidale cilindrica coassiale al cilindro della pompa stessa.

Opportunamente, secondo l'invenzione, l'elemento a pistone è formato, nelle diverse varianti della forma di esecuzione fin qui considerata, con una parte a diametro ridotto verso la sua seconda estremità, l'estensione di detta parte contribuendo a determinare la portata della pompa.

In una seconda forma di Esecuzione della pompa secondo l'invenzione, l'elemento a pistone ha invece diametro costante e la portata della pompa dipende dalla distanza fra ancora e cilindro quando l'ancora è soggetta alla sola azione della molla che contrasta i movimenti dell'elemento a pistone comandati dalla bobina. Questa molla può essere costituita da una molla a tazza coassiale al cilindro della pompa stessa e interposta tra detta seconda base del cilindro e detta ancora, oppure da una molla cilindrica elicoidale montata nella periferia della camera di pompaggio.

Il trovato viene illustrato più dettagliatamente qui di seguito con riferimento ai disegni allegati, in cui:

fig. 1 è la sezione assiale di una prima forma di esecuzione della pompa secondo l'invenzione;

fig. 2 illustra un particolare della pompa secondo la sezione II-II di fig. 1;

fig. 3 rappresenta una prima variante della forma di esecuzione di fig. 1 della pompa secondo l'invenzione;

fig. 4 rappresenta una seconda variante della forma di esecuzione di fig. 1 della pompa secondo l'invenzione;

fig. 5 illustra una seconda forma di esecuzione della pompa secondo l'invenzione in una sua prima variante;

fig. 6 rappresenta una seconda variante della forma di esecuzione di fig. 5 della pompa secondo l'invenzione; e

fig. 7 illustra un particolare della pompa secondo la sezione VII-VII di fig. 6.

Con riferimento ai disegni, la pompa secondo l'invenzione è del tipo che comprende, come è chiaramente illustrato, una carcassa 1 entro la quale sono disposti un cilindro 2 ed un elemento a pistone 3, mobile assialmente nel cilindro 2 e attraversato da un condotto passante 4 in comunicazione con raccordi 5 e 6, rispettivamente di immissione e di erogazione dell'olio, della carcassa 1. Vicino a una prima base 7 del cilindro 2 a contatto della carcassa 1 e lungo il raccordo 6 corrispondente, è prevista una camera 8 di pompaggio dell'olio da alimentare, che alloggia anche i mezzi a valvola della pompa, descritti più avanti. Vicino alla seconda base 9 del cilindro 2 è ricavata una cavità 10 entro cui viene alloggiata una compatta bobina elettromagnetica 11 ad anello, che circonda l'elemento a pistone 3 e che è alimentata di corrente ad impulsi in stretta correlazione con la marcia del motore a due tempi da equipaggiare con la pompa. La cavità 10 è prevista di profondità di poco superiore all'altezza della bobina 11, cosi che questa vi rimane completamente contenuta e risulta efficacemente protetta.

Secondo l'invenzione, l'elemento a pistone 3 è solidale, alla sua estremità 12 corrispondente alla base 9 del cilindro 2, con un'ancora 13 parallela e vicina a detta base 9 del cilindro 2. La bobina elettromagnetica 11 opera frontalmente su questa ancora 13, che è in materiale ferromagnetico, contro l'azione di mezzi a molla. L'ancora 13 trascina nei suoi movimenti l'elemento a pistone 3, fatto preferibilmente di materiale amagnetico. Grazie alla efficacia con cui si esplica, con modesto traferro e circuito magnetico di bassa riluttanza, l'azione frontale della bobina 11 sull'ancora 13 -efficacia assai maggiore di quella ottenibile fino ad oggi nelle pompe con bobine estendentisi di solito lungo tutto il cilindro della pompa, esternamente ad esso ed operanti direttamente su un pistone di materiale ferromagnetico in senso assiale, in circuiti magnetici di elevatissima riluttanza - il comando dei movimenti dell'elemento a pistone 3 della pompa secondo l'invenzione può essere ottenuto mediante una bobina 11 di dimensioni molto modeste e di struttura molto compatta. Ciò riduce in modo rilevante le dimensioni di ingombro della pompa, con un vantaggio che è particolarmente importante per le applicazioni indicate all'inizio della descrizione, come l'alimentazione di olio nei motori a combustione interna a due tempi.

La pompa secondo l'invenzione può essere realizzata secondo varie forme di esecuzione, alcune delle quali sono illustrate nei disegni allegati.

In una prima forma di esecuzione (figg. 1 a 4), fra la seconda base 9 del cilindro 2 e l'ancora 13 è interposto un disco 14, preferibilmente in materiale amagnetico avente un foro centrale attraverso cui passa liberamente la estremità 12> realizzata a diametro ridotto per la sua parte 12A (fig. 2), di detto elemento a pistone 3, la cui porzione a diametro maggiore si arresta invece contro detto disco 14. Fra questo e detta ancora 13 agiscono i mezzi a molla che contrastano i movimenti dell'elemento a pistone comandati dalla bobina 11. Essi sono disposti centralmente - in 15 - in prossimità del foro del disco 14, nella variante di figg. 1 e 2, mentre sono disposti in prossimità della periferia del disco 14 - in 16 - nella variante di fig. 3. Alternativamente - variante di fig. 4 - i detti mezzi a molla consistono in 'una molla elicoidale cilindrica 17 coassiale al cilindro 2 ed alloggiata perifericamente nella camera di pompaggio 8. La molla 17 agisce, anziché sull'ancora 13 come le molle 15 e 16, direttamente sull'elemento a pistone 3, in corrispondenza della sua prima estremità, opposta a quella cui è solidale l'ancora 13.

In una seconda forma di esecuzione (figg. 5 e 6) l'elemento a pistone 3 è a diametro costante, essendo realizzato (con costi ridotti rispetto alla forma di esecuzione precedente) ricavandolo da una barra rettificata.

Nella variante di fig. 5 non esiste il disco 14, mentre si prevede di interporre, fra la seconda base 9 del cilindro e l'ancora 13, una semplice molla a tazza 18 coassiale al cilindro 2. Questa molla 18 costituisce ovviamente, in questa realizzazione, i detti mezzi a molla che contrastano i movimenti dell'elemento a pistone 3 comandati dalla bobina 11.

Nella variante di fig. 6, invece, questo mezzi sono costituiti, similmente a quelli della variante di fig. 4, da una molla elicoidale cilindrica 17 coasssiale al cilindro 2 ed alloggiata alla periferia della camera di pompaggio 8.

Nel funzionamento, la bobina 11 comanda, quando viene attivata, i movimenti dell'elemento a pistone 3 verso la camera 8, attirando a sè l'ancora 13 contro l'azione dei mezzi a molla 15, 16 o 17, che producono movimenti di senso opposto quando la bobina 11 è disattivata. In corrispondenza della camera 8 di pompaggio dell'olio sono previste, in modo noto, nella carcassa 1 e nel raccordo 6, due valvole a sfera 19 e 20, la prima delle quali coopera con l'estremità dell'elemento a pistone 3 corrispondente alla prima base 7 del cilndro 2. Come si vede meglio più avanti, quando l'ancora 13 viene attratta dalla bobina elettromagnetica 11 e l'elemento a pistone 3 si sposta verso il raccordo 6, la valvola 19 è chiusa, mentre si apre la valvola 20. Viceversa quest'ultima si chiude quando l'elemento a pistone 3 viene richiamato dalla molla 15 o 16 o 17, mentre si apre allora la valvola 19. .

La fig. 2 è un dettaglio di fig. 1, che illustra come si possa far dipendere la portata di olio pompato per ogni corsa della pompa secondo l'invenzione variando la distanza a-b della figura, cioè il rapporto fra la lunghezza della porzione a diametro maggiore e la lunghezza della parte a diametro ridotto 12Λ dell'elemento a pistone 3. Ciò vale naturalmente anche per le realizzazioni della pompa che adotta un elemento a pistone 3 cosiffatto (figg.3 e 4) mostrate dalle altre figure.

Nel caso delle varianti della pompa secondo l'invenzione di figg.5 e 6, per le quali si prevede un elemento a pistone a diametro costante, la portata di olio pompato per ogni corsa della pompa è data, invece, come mostra chiaramente la fig. 7, dalla distanza fra ancora 13 e base 9 del cilindro 2 quando l'ancora è soggetta alla sola azione dei mezzi a molla 18 o 17 e la bobina 11 è disattivata.

Grazie alla particolare configurazione del suo originale circuito magnetico, la pompa che si è descritta ha una struttura di grande semplicità e un funzionamento altamente affidabile, ma soprattutto, come si è accennato, consente di limitare drasticamente il dimensionamento elettrico e l'ingombro della bobina di comando, ciò che influisce in modo molto rilevante sulle dimensioni delle pompa nel suo insieme, così da potersi affermare che se ne ottiene la miniaturizzazione. Nelle sue forme di esecuzione delle figg. 1, 3 e 4, la pompa secondo l'invenzione può essere inoltre adattata, con facilità e costi ridotti, alle più varie esigenze di portata, variando semplicemente la posizione assiale della battuta che risulta dalla realizzazione in due parti a diametro diverso dell'elemento a pistone 3.

Nella più semplice forma di esecuzione delle figg. 5 e 6 la pompa è invece meno versatile, ma più economica da costruire.

Si iptende comunque che altre, diverse da quella descritta, potranno essere le pratiche forme di esecuzione della pompa che rientrano nell'ambito dell'invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Pompa azionata elettricamente per l'alimentazione di quantità precise e controllate di olio in motori a combustione interna, a due tempi, del tipo comprendente in una carcassa: un cilindro, un elemento a pistone con condotto passante, mobile assialmente nel cilindro, una bobina elettromagnetica coassiale al cilindro per comandare i movimenti dell'elemento a pistone contro l'azione di mezzi a molla, una camera di pompaggio per l'olio da alimentare coassiale al cilindro e vicina a una prima base di esso, e mezzi a valvola alloggiati in detta carcassa e in detta camera, uno dei quali cooperante con una prima estremità di detto pistone, caratterizzata da ciò che la bobina elettromagnetica è una bobina ad anello che circonda l'elemento a pistone ed opera frontalmente su un'ancora in materiale ferromagnetico vicina e parallela alla seconda base del cilindro e solidale alla seconda estremità dell'elemento a pistone, la quale sporge da detta seconda base del cilindro.
2) Pompa come in 1) in cui l'elemento a pistone è in materiale amagnetico.
3) Pompa come in 1) in.cui detta bobina ad anello è alloggiata in una cavità del cilindro praticata frontalmente a detta ancora in detta seconda base del cilindro.
4) Pompa come in 3) in cui detta cavità del cilindro che alloggia la bobina ha profondità di poco superiore all'altezza della bobina stessa.
5) Pompa come in 1) in cui fra detta seconda base del cilindro e detta ancora è interposto un disco avente un foro centrale attraverso cui passa liberamente detto elemento a pistone, fra detto disco e detta ancora agendo detti mezzi a molla che contrastano i movimenti dell'elemento a pistone comandati da detta bobina.
6) Pompa come in 5) in cui detti mezzi a molla sono disposti in prossimità del foro del disco.
7) Pompa come in 5) in cui detti mezzi a molla sono disposti in prossimità della periferia del disco.
8) Pompa come in 5) a 7) in cui detti mezzi a molla consistono in una molla elicoidale cilindrica coassiale al cilindro della pompa stessa.
9) Pompa come in 5) a 8) in cui detto disco è di materiale amagnetico.
10) Pompa come in 1) a 9) in cui l'elemento a pistone è formato con una porzione a diametro maggiore ed una parte a diametro ridotto verso la sua seconda estremità.
11) Pompa come in 1) à 4) in cui l'elemento a pistone ha diametro costante.
12) Pompa come in 1) in cui fra detta seconda base del cilindro e detta ancora è interposta una molla a tazza coassiale al cilindro della pompa stessa che costituisce detti mezzi a molla che contrastano i movimenti dell'elemento a pistone comandati da detta bobina.
13) Pompa come in 1) in cui detti mezzi a molla che contrastano i movimenti dell'elemento a pistone comandati da detta bobina sono costituiti da una molla elicoidale cilindrica alloggiata perifericamente nella camera di pompaggio ed agente direttamente sull'elemento a pistone, in corrispondenza della sua prima estremità.