ITMI20072300A1

ITMI20072300A1 - Guarnizione per pompa di alta pressione e pompa di alta pressione comprendente tale guarnizione

Info

Publication number: ITMI20072300A1
Application number: IT002300A
Authority: IT
Inventors: Antonio Grimaldi; Rosanna Iorizzo; Di Santolo Pietro Scotto
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-06-07
Also published as: KR20100099150A; US20100266431A1; EP2220408B1; EP2220408A1; WO2009071462A1; JP5032671B2; CN101883939A; JP2011506859A; US8590442B2

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad una guarnizione e ad una pompa di alta pressione comprendente tale guarnizione. In particolare la presente invenzione è relativa ad una guarnizione e ad una pompa di alta pressione per alimentare combustibile in motori a combustione interna.

Le pompe di alta pressione comprendono generalmente un corpo pompa, almeno un elemento pompante, definito da un cilindro e da un pistone, ed una testata del cilindro. L'elemento pompante riceve il combustibile da un condotto di alimentazione di bassa pressione, lo comprime e lo invia, attraverso un condotto di mandata di alta pressione, ad un collettore di alta pressione, comunemente detto common rail.

Per evitare perdite di combustibile viene di solito utilizzata una guarnizione sostanzialmente piana, disposta tra il corpo pompa e la testata del cilindro, la quale presenta un primo foro definente parte del condotto di alimentazione di bassa pressione, un secondo foro atto ad essere impegnato dalla testata del cilindro ed un terzo foro definente parte del condotto di mandata di alta pressione.

Il documento DE 10310 124 divulga una guarnizione piana dotata di un bordo di tenuta che si estende attorno al primo e al terzo foro, creando una sorta di argine per eventuali perdite di combustibile provenienti dal primo, dal secondo e dal terzo foro.

Tuttavia, questo tipo di guarnizione ha evidenziato alcuni svantaggi.

In particolare, le guarnizioni di questo tipo, nonostante vengano sottoposte a test di tenuta prima di essere commercializzate, vengono spesso rese dall'acquirente. Tali guarnizioni, infatti, non permettono di evidenziare tempestivamente eventuali perdite di combustibile, le quali si manifestano nel lungo periodo.

È uno scopo della presente invenzione quello di realizzare una guarnizione che sia priva degli inconvenienti qui evidenziati dell'arte nota; in particolare, è uno scopo del trovato quello di realizzare una guarnizione affidabile e che sia al contempo di facile ed economica realizzazione.

In accordo a tali scopi la presente invenzione è relativa ad una guarnizione sostanzialmente piana comprendente una lastra metallica estendentesi principalmente su un primo piano ed avente un primo foro definente parte di un condotto di alimentazione di bassa pressione, un secondo foro atto ad essere impegnato da una testata di un cilindro, ed un terzo foro definente parte di un condotto di mandata di alta pressione; la guarnizione essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un rivestimento in materiale elastico, il quale si estende unicamente attorno al primo ed al secondo foro.

È un ulteriore scopo del trovato quello di realizzare una pompa di alta pressione che non evidenzi perdite di combustibile.

In accordo con tali scopi, la presente invenzione è relativa ad una pompa di alta pressione comprendente un condotto di mandata di alta pressione, un condotto di alimentazione di bassa pressione, un elemento pompante definito da un pistone e da un cilindro, ed una testata del cilindro; la pompa essendo caratterizzata dal fatto di comprendere una guarnizione sostanzialmente piana del tipo rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- la figura 1 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di una pompa di alta pressione secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in pianta di una guarnizione secondo la presente invenzione;

- la figura 3 è una vista della sezione III-III della guarnizione di figura 2;

- la figura 4 è una vista della sezione IV-IV della guarnizione di figura 2;

- la figura 5 è una vista della sezione V-V della guarnizione di figura 2;

- la figura 6 è una vista della sezione VI-VI della guarnizione dì figura 2.

In figura 1 è indicata con il numero di riferimento 1 una pompa di alta pressione (in figura ne è illustrata sono una porzione), la quale comprende un corpo pompa 2, un elemento pompante 4, definito da un cilindro 5 e da un pistone 6, ed una testata 8 del cilindro 5.

La pompa 1 comprende inoltre un condotto di alimentazione di bassa pressione 9, il quale alimenta 1 'elemento pompante 4 con combustibile a bassa pressione, una valvola di alimentazione 10, la quale è alloggiata nel cilindro 5, una valvola di mandata 11, ed un condotto di mandata di alta pressione 12, il quale alimenta un common rail (non illustrato nelle figure allegate) con il combustibile ad alta pressione proveniente dalla valvola di mandata 11 e compresso dall'elemento pompante 4.

Al fine di evitare perdite di combustibile tra il corpo pompa 2 e la testata 8 del cilindro 5 durante il funzionamento della pompa 1, la pompa 1 comprende una guarnizione 13.

Con riferimento alla figura 2, la guarnizione 13 comprende una lastra 14, la quale si estende principalmente lungo un piano P, ha una forma sostanzialmente rettangolare e definisce due facce 15 e 16 opposte.

La lastra 14 è realizzata in metallo, preferibilmente in acciaio inossidabile, e presenta un primo foro 17 atto definire parte del condotto di alimentazione di bassa pressione 9, un secondo foro 18 atto ad essere impegnato dalla testata 8 del cilindro 5, ed un terzo foro 19 atto a definire parte del condotto di mandata di alta pressione 12.

La lastra 14 comprende inoltre quattro fori 20, sostanzialmente disposti ai vertici della lastra 14 e atti ad essere impegnati da viti di serraggio (non illustrate) per il posizionamento della guarnizione 13.

Con riferimento alle figure 2-4, la lastra 14 presenta una porzione anulare sfalsata 22, disposta attorno al primo foro 17 su un piano sfalsato e parallelo rispetto al piano P, ed una porzione anulare troncoconica 23 disposta attorno al primo foro 17 ed attorno alla porzione anulare sfalsata 22 per collegare la porzione anulare sfalsata 22 con la restante parte della lastra 14 giacente sul piano P.

Con riferimento alle figure 2-5, la lastra 14 presenta una porzione anulare sfalsata 25, disposta attorno al secondo foro 18 su un piano sfalsato e parallelo rispetto al piano P, ed una porzione anulare troncoconica 26 disposta attorno al secondo foro 18 ed attorno alla porzione anulare sfalsata 25 per collegare la porzione anulare sfalsata 25 con la restante parte della lastra 14 giacente sul piano P.

Le porzioni anulari sfalsate 22 e 25 e le porzioni anulari troncoconiche 23 e 26 della lastra 14 presentano valori di rigidezza inferiori rispetto ai valori di rigidezza evidenziati nella parte restante della lastra 14 giacente sul piano P. Ciò consente di ottenere una determinata elasticità della lastra 14 al fine di ottimizzare la capacità di tenuta della guarnizione 13 in corrispondenza dei fori 17 e 18.

Con riferimento alle figure 2-5, la guarnizione 13 comprende un rivestimento 34 in materiale elastico, il quale si estende, su entrambe le facce 15 e 16 della guarnizione 13, unicamente attorno al primo foro 17 ed al secondo foro 18 e non si estende attorno al terzo foro 19.

In particolare, il rivestimento 34 ricopre almeno in parte le porzioni anulari sfalsate 22 e 25 e le porzioni anulari troncoconiche 23 e 26. Preferibilmente, come illustrato nelle figure allegate, il rivestimento 34 ricopre la porzione anulare sfalsata 22 e la porzione anulare troncoconica 23 estendendosi oltre i confini della porzione anulare troncoconica 23; ricopre una parte della porzione anulare sfalsata 25 e la porzione anulare troncoconica 26 estendendosi oltre i confini della porzione anulare troncoconica 26; ed inoltre ricopre anche la superficie compresa tra la porzione anulare troncoconica 23 e la porzione anulare troncoconica 26. Come meglio illustrato nelle figure 2 e 5, il rivestimento 34 non ricopre una zona anulare 30 della porzione anulare sfalsata 25 prossima al secondo foro 18.

Il rivestimento 34 è così disposto allo scopo di prevenire le micro-perdite dovute a difetti superficiali del materiale con cui sono realizzati la guarnizione 13, la testata 8 ed il corpo pompa 2.

Il materiale elastico con cui è realizzato il rivestimento 34 è preferibilmente una gomma al fluoro, la quale comprende gruppi sostituenti perfluoroalchilici e/o periluoroalcossi.

Con riferimento alle figure 2, 3 e 6, la lastra 14 comprende una porzione anulare ondulata 36 disposta attorno al terzo foro 19, la quale è provvista di ondulazioni 37 concentriche con il terzo foro 19.

Questa conformazione ondulata conferisce alla guarnizione 13 una maggiore rigidezza in corrispondenza del terzo foro 19 definente parte del condotto di alta pressione 12 rispetto alle altre zone della guarnizione 13, ma anche un'adeguata flessibilità, in modo da garantire una corretta tenuta.

La presente invenzione presenta i seguenti vantaggi .

La guarnizione 13 secondo la presente invenzione è più affidabile rispetto alle guarnizioni note dallo stato dell'arte.

Si è notato, infatti, che le guarnizioni 13 secondo la presente invenzione che superano i tradizionali test di tenuta sono più affidabili rispetto a quelle note. Il test di tenuta normalmente consiste nel sottoporre la guarnizione ad elevate sollecitazioni causate da condotti in cui scorrono fluidi ad alta pressione.

Ad esempio, le pompe ad alta pressione equipaggiate con guarnizioni del tipo divulgato dal documento DE 103 10 124 vengono spesso rese dall'acquirente, il quale lamenta perdite anche dopo poche ore di utilizzo, con evidenti svantaggi da un punto di vista economico e di immagine per il produttore .

Alcune delle guarnizioni del tipo sopra indicato, infatti, nonostante superino il test di tenuta, vengono rese dall'acquirente per il verificarsi di perdite in corrispondenza del foro definente parte del condotto di mandata di alta pressione. Ciò è dovuto alla presenza del bordo di tenuta che si estende attorno al foro definente parte del condotto di mandata di alta pressione ed il quale impedisce di rilevare le perdite che si verificano durante la prova di tenuta specialmente in corrispondenza del foro definente parte del condotto di mandata di alta pressione. Più in dettaglio, durante il test di tenuta, il bordo di tenuta argina le perdite dovute a difetti del foro definente parte del condotto di alta pressione e pertanto, tali difetti non vengono rilevati durante il test. Ciò comporta l'installazione in pompe di alta pressione di guarnizioni difettose in partenza con evidenti svantaggi dal punto di vista economico sia per il fornitore, che per l'acquirente.

Risulta infine evidente che alla guarnizione e alla pompa di alta pressione qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Guarnizione sostanzialmente piana comprendente una lastra (14) metallica estendentesi lungo un piano (P) ed avente un primo foro (17) definente parte di un condotto di alimentazione di bassa pressione (9), un secondo foro (18) atto ad essere impegnato da una testata (8) di un cilindro (5), ed un terzo foro (19) definente parte di un condotto di mandata di alta pressione (12); la guarnizione (13) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un rivestimento (34) in materiale elastico, il quale si estende unicamente attorno al primo ed al secondo foro (17, 18).
2. Guarnizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il rivestimento (34) si estende unicamente attorno al primo e al secondo foro (17, 18) su entrambe le facce (15, 16) della lastra metallica (14).
3. Guarnizione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la lastra (14) presenta una porzione ondulata (36) anulare disposta attornio al terzo foro (19).
4. Guarnizione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la porzione ondulata (36) è provvista di ondulazioni (37) concentriche col terzo foro (19).
5. Guarnizione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che la lastra (14) comprende una prima porzione anulare sfalsata (22) disposta attorno al primo foro (17) su un secondo piano, sfalsato e parallelo rispetto al primo piano (P).
6. Guarnizione secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la lastra (14) comprende una prima porzione anulare troncoconica (23) disposta attorno al primo foro (17) e atta a collegare la prima porzione anulare sfalsata (22) con la restante parte della lastra (14) giacente sul primo piano (P).
7. Guarnizione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che la lastra (14) comprende una seconda porzione anulare sfalsata (25) disposta attorno al secondo foro (18) su un terzo piano, sfalsato e parallelo rispetto al primo piano (P).
8. Guarnizione secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la lastra (14) comprende una seconda porzione anulare troncoconica (26) disposta attorno al secondo foro (18) e atta a collegare la seconda porzione anulare sfalsata (25) con la restante parte della lastra (14) giacente sul primo piano (P).
9. Guarnizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il rivestimento (34) ricopre almeno in parte la prima porzione anulare sfalsata (22) e la prima porzione anulare troncoconica (23).
10. Guarnizione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il rivestimento (34) ricopre almeno in parte la seconda porzione anulare sfalsata (25) e la seconda porzione anulare troncoconica (26).
11. Guarnizione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che il materiale elastico è una gomma al fluoro.
12. Guarnizione secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che la gomma al fluoro comprende gruppi sostituenti perfluoroalchilici e/o perfluoroalcossi .
13. Pompa di alta pressione comprendente un condotto di mandata di alta pressione (12), un condotto di alimentazione di bassa pressione (9), un elemento pompante (4) definito da un pistone (6) e da un cilindro (5), ed una testata (8) del cilindro (5); la pompa (1) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere una guarnizione (13) sostanzialmente piana come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.