ITMI20090392A1 - Pompa a pistoni di alta pressione per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, a un motore a combustione interna - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“POMPA A PISTONI DI ALTA PRESSIONE PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE, PREFERIBILMENTE GASOLIO, A UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNAâ€

La presente invenzione riguarda una pompa di alta pressione a pistoni per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, a un motore a combustione interna.

Generalmente, una pompa di alta pressione a pistoni comprende un corpo pompa; una camera di compressione ricavata nel corpo pompa; un pistone mobile nella camera di compressione lungo un primo asse; e un albero girevole attorno a un secondo asse per operare il pistone lungo il primo asse; e almeno un cuscinetto disposto fra l’albero e il corpo pompa.

L’albero à ̈ montato in modo girevole al corpo pompa attorno al secondo asse, à ̈ azionato tramite il motore a combustione interna, e trasmette il moto al pistone lungo il primo asse. Il pistone, durante la fase di compressione del combustibile nella camera di compressione, trasmette all’albero forze tanto più elevate quanto più elevata à ̈ la pressione di esercizio. Queste forze sono sostanzialmente allineate al primo asse e perpendicolari al secondo asse, deformano a flessione l’albero, e modificano la distanza fra l’albero e il cuscinetto, in particolare in prossimità del bordo del cuscinetto prossimo al primo asse. Inoltre, le citate forze assumono valori elevati in considerazione del fatto che la pressione di esercizio del combustibile à ̈ superiore a 2.000 bar.

Di conseguenza, il cuscinetto à ̈ particolarmente sollecitato in corrispondenza del citato bordo. Le prove eseguite dalla richiedente hanno effettivamente mostrato che l’usura del cuscinetto à ̈ particolarmente evidente in corrispondenza del bordo del cuscinetto prossimo al primo asse.

In generale, uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una pompa a pistoni di alta pressione che ovvi agli inconvenienti dell’arte nota.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una pompa a pistoni in grado di minimizzare l’usura del cuscinetto.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzata una pompa a pistoni di alta pressione per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, a un motore a combustione interna; la pompa a pistoni comprendendo un corpo pompa; una camera di compressione ricavata nel corpo pompa; un pistone mobile nella camera di compressione lungo un primo asse; un albero girevole attorno a un secondo asse per operare il pistone lungo il primo asse; almeno un cuscinetto disposto fra l’albero e il corpo pompa e comprendente un bordo prossimo al primo asse; e un manicotto, il quale à ̈ disposto fra l’albero e il cuscinetto ed à ̈ strutturalmente indebolito in una zona disposta in corrispondenza del detto bordo.

La presente invenzione permette di ridurre le sollecitazioni massime trasmesse dall’albero al cuscinetto e, di conseguenza, di ridurre l’usura del cuscinetto.

Secondo una preferita forma di attuazione della presente invenzione l’albero comprende una prima faccia cilindrica; il manicotto essendo calzato sull’albero lungo la prima faccia cilindrica e comprendendo una parete cilindrica indebolita in corrispondenza della detta zona in corrispondenza del detto bordo.

Preferibilmente, la detta parete cilindrica ha uno spessore sostanzialmente ridotto nella zona disposta in corrispondenza del detto bordo rispetto alle restanti parti del manicotto.

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

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

- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica, con parti in sezione, di una struttura tubolare di rinforzo della pompa di alta pressione a pistoni della figura 1; e

- la figura 3 Ã ̈ una vista in elevazione laterale, con parti in sezione, della struttura tubolare di rinforzo della figura 2.

Nella figura 1 con il numero di riferimento 1 Ã ̈ indicata nel suo complesso una pompa di alta pressione a pistoni per alimentare combustibile a un motore a combustione interna non illustrato nella figura 1.

Nella fattispecie illustrata, la pompa 1 ha la funzione di alimentare gasolio a una pressione uguale a quella di esercizio (generalmente superiore a 2.000 bar) e comprende un corpo pompa 2; tre camere di compressione 3 (una sola illustrata nella figura 1); tre pistoni 4 (uno solo mostrato nella figura 1); un meccanismo di trasmissione 5 per muovere di moto alternato i pistoni 4 nelle rispettive camere di compressione 3 lungo rispettivi assi A1 (uno solo mostrato nella figura 1); tre condotti di alimentazione 6 (uno solo mostrato nella figura 1) per alimentare il combustibile alla rispettiva camera di compressione 3; tre valvole di alimentazione 7 (una sola mostrata nella figura 1) per regolare l’alimentazione del combustibile alla rispettiva camera di compressione 3; tre condotti di mandata 8 (uno solo mostrato nella figura 1) per alimentare il combustibile compresso da una rispettiva camera di compressione 3 al motore a combustione interna, non illustrato nella figura 1. La pompa a pistoni 1 comprende anche tre valvole di mandata 9 disposte lungo i condotti di mandata 8.

La definizione “corpo pompa†si riferisce alla struttura portante che supporta i pistoni 4 e il meccanismo di trasmissione 5 e definisce le camere di compressione 3. Nella fattispecie illustrata, il corpo pompa 2 comprende un elemento 10, e un elemento 11 assemblati l’uno all’altro e in cui gli elementi 9 e 10 sono dei blocchi metallici che supportano il meccanismo di trasmissione 5. Nell’elemento 11 sono ricavate le camere di compressione 3 e sono alloggiate le rispettive valvole di alimentazione 7 e le rispettive valvole di mandata 9.

Il meccanismo di trasmissione 5 comprende un albero 12, il quale à ̈ girevole attorno a un asse A2, à ̈ supportato dal corpo pompa 2, e comprende una porzione eccentrica 14 cilindrica, la quale si estende attorno a un asse A3 parallelo e sfalsato rispetto all’asse A2; un anello poligonale 15 montato in modo girevole attorno alla porzione eccentrica 14 tramite l’interposizione di un cuscinetto 16; tre elementi intermedi 17 (uno solo mostrato nella figura 1), ciascuno dei quali à ̈ interposto fra un rispettivo pistone 4 e l’anello poligonale 15; tre molle 18 (una sola mostrata nella figura 1), ciascuna delle quali à ̈ disposta fra l’elemento 11 e il pistone 4 (uno solo mostrato nella figura 1). Ciascuna molla 18 ha la funzione di garantire la corsa di aspirazione del rispettivo pistone 4 e di mantenere il rispettivo pistone 4 a contatto del rispettivo elemento intermedio 17 e il rispettivo elemento intermedio 17 a contatto dell’anello poligonale 15 tramite il rispettivo pistone 4.

In maggiore dettaglio, la pompa a pistoni 1 comprende tre camere di compressione 3 (una sola mostrata nella figura 1) uniformemente distribuite attorno all’asse A2 e tre pistoni 4 (uno solo mostrato nella figura 1), ciascuno dei quali opera in una rispettiva camera di compressione 3.

L’anello poligonale 15 à ̈, di fatto, un manicotto avente una sede interna circolare e tre facce piane 19 esterne (una sola mostrata nella figura 1), ciascuna delle quali à ̈ affacciata a una rispettiva camera di compressione 3 e si muove parallelamente a se stessa lungo un’orbita circolare.

Ciascun pistone 4 si estende lungo l’asse A1 e comprende un piede di pistone 20 alloggiato nell’elemento intermedio 17.

Il corpo pompa 2 supporta l’albero 12 tramite due cuscinetti 21 e 22, in particolare due cuscinetti a strisciamento, ciascuno dei quali comprende una boccola metallica di supporto e un rivestimento disposto lungo la faccia interna della boccola.

Il corpo pompa 2 presenta due fori 23 e 24 in cui sono inseriti a interferenza rispettivamente i due cuscinetti 21 e 22, i quali sono disposti da bande opposte rispetto all’asse A1 e alla porzione eccentrica 14.

L’albero 12 ha due spallamenti anulari 25 e 26 disposti da bande opposte della porzione anulare eccentrica 14.

La pompa 1 comprende inoltre due cuscinetti reggispinta 27 e 28, i quali sono disposti rispettivamente fra gli spallamenti 25 e 26 e il corpo pompa 2; e una struttura tubolare di rinforzo 29 disposta fra l’albero 12 e il cuscinetto 22 e fra lo spallamento anulare 26 e il reggispinta 28.

Nella fattispecie, la struttura anulare di rinforzo 29 comprende un manicotto 30 e una flangia anulare 31. Il manicotto 30 si estende assialmente lungo l’asse A2 per una lunghezza maggiore della lunghezza del cuscinetto 22. In particolare, il cuscinetto 22 comprende un bordo 32 prossimo all’asse A1 e alla porzione eccentrica 14 e un bordo remoto dall’asse A1 e dalla porzione eccentrica 14. Il manicotto 30 si estende oltre il bordo 32 verso la porzione eccentrica 14 e l’asse A1.

L’albero 12 comprende una faccia cilindrica 33 lungo la quale à ̈ inserito a interferenza il manicotto 30, il quale comprende una parete cilindrica 34 avente una faccia cilindrica 35 interna a contatto della faccia cilindrica 33 e una faccia cilindrica 36 esterna affacciata al cuscinetto 22.

Il manicotto 30 Ã ̈ strutturalmente indebolito in una zona disposta in corrispondenza del bordo 32 del cuscinetto 22. In particolare, la parete cilindrica 34 del manicotto 30 Ã ̈ indebolita nella zona disposta in corrispondenza del bordo 32. Di fatto, la parete cilindrica 34 del manicotto 32 ha uno spessore ridotto lungo un tratto del manicotto 30 rispetto allo spessore della parte restante della parete cilindrica 34 del manicotto 30. In altre parole, il manicotto 30 comprende una faccia cilindrica 37 interna avente un diametro maggiore della faccia cilindrica 35 interna secondo quando meglio illustrato nelle figure 2 e 3.

Con riferimento alle figure 2 e 3, la flangia anulare 31 à ̈ solidale al manicotto 30 e comprende una parete anulare 38, la quale presenta un’estremità libera indebolita. La parete 38 à ̈ delimitata da una faccia anulare 39 affacciata, almeno in parte, al cuscinetto reggispinta 28 (figura 1) e adiacente alla faccia cilindrica 36 esterna; da una faccia anulare 40 a contatto, almeno in parte, con la porzione eccentrica 14 in corrispondenza dello spallamento 26; e da una faccia anulare 41.

Le facce anulari 39, 40 e 41 sono parallele fra loro. La distanza fra le facce anulari 39 e 40 Ã ̈ maggiore della distanza fra le facce anulari 39 e 41. Di fatto, la parete 38 della flangia anulare 31 Ã ̈ strutturalmente indebolita in una regione in corrispondenza del reggispinta 28.

Con riferimento alla figura 1, il manicotto 30 e la flangia anulare 31 formano una camera anulare 42 attorno al detto albero 12 e il manicotto 30 presenta una apertura 43 di accesso alla camera anulare 42.

I vantaggi derivanti dagli indebolimenti strutturali sono quelli di salvaguardare il cuscinetto 22 e il reggispinta 28. Di conseguenza, la struttura tubolare di rinforzo 29 esercita un irrigidimento dell’albero 12 e, localmente, permette di dissipare gli sforzi eccessivi.

Nella fattispecie descritta con riferimento alle figure allegate la struttura tubolare di rinforzo 29 Ã ̈ formata in un unico pezzo comprendente il manicotto 30 e la flangia anulare 31.

Secondo una forma di attuazione non illustrata nelle figure allegate il manicotto e la flangia anulare sono due pezzi distinti accoppiati l’uno all’altro.

È inoltre evidente che la presente invenzione copre anche forme di attuazione non descritte nella descrizione dettagliata e forme di attuazione equivalenti che rientrano nell’ambito di protezione delle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pompa a pistoni di alta pressione per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, a un motore a combustione interna; la pompa a pistoni (1) comprendendo un corpo pompa (2); una camera di compressione (3) ricavata nel corpo pompa (2); un pistone (4) mobile nella camera di compressione (3) lungo un primo asse (A1); un albero (12) girevole attorno a un secondo asse (A2) per azionare il pistone (4) lungo il primo asse (A1); almeno un cuscinetto (22) disposto fra l’albero (12) e il corpo pompa (2) e comprendente un bordo (32) prossimo al primo asse (A1); e un manicotto (30), il quale à ̈ disposto fra l’albero (12) e il cuscinetto (22) ed à ̈ strutturalmente indebolito in una zona disposta in corrispondenza del detto bordo (32).
2. 2. Pompa a pistoni secondo la rivendicazione 1, in cui l’albero (12) comprende una prima faccia cilindrica (33); il manicotto (30) essendo calzato sull’albero (12) lungo la prima faccia cilindrica (33) e comprendendo una parete cilindrica (34) indebolita in corrispondenza della detta zona in corrispondenza del detto bordo (32).
3. 3. Pompa a pistoni secondo la rivendicazione 2, in cui la detta parete cilindrica (34) ha uno spessore sostanzialmente ridotto nella zona disposta in corrispondenza del detto bordo rispetto alle restanti parti del manicotto (30).
4. 4. Pompa a pistoni secondo la rivendicazione 3, in cui il manicotto (30) ha una seconda faccia cilindrica (35) a contatto della prima faccia cilindrica (33); una terza faccia cilindrica (36) affacciata al cuscinetto (22); e una quarta faccia cilindrica (37), la quale à ̈ disposta nella zona disposta in corrispondenza del detto bordo (32) à ̈ raccordata alla seconda faccia cilindrica (35) e ha un diametro maggiore della seconda faccia cilindrica (35).
5. 5. Pompa a pistoni secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il manicotto (30) à ̈ solidale a una flangia anulare (31) disposta in battuta contro uno spallamento anulare (26) dell’albero (12).
6. 6. Pompa a pistoni secondo la rivendicazione 5 in cui la flangia anulare (31) presenta una porzione di estremità disposta a contatto di un reggispinta (28) e strutturalmente indebolita.
7. 7. Pompa a pistoni secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il manicotto (30) e la flangia anulare (31) formano una camera anulare (42) attorno al detto albero (12).
8. 8. Pompa a pistone secondo la rivendicazione 7, in cui il manicotto (30) presente una apertura (43) di accesso alla detta camera anulare (42).
9. 9. Pompa a pistoni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, in cui il manicotto (30) e la flangia anulare (31) forma una struttura tubolare di rinforzo (29).
10. 10. Pompa a pistoni secondo la rivendicazione 9, in cui la struttura tubolare di rinforzo (29) Ã ̈ formata in un unico pezzo.