ITMI20132109A1

ITMI20132109A1 - Gruppo pompa per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna

Info

Publication number: ITMI20132109A1
Application number: IT002109A
Authority: IT
Inventors: Friedrich Boecking; Luca Alessandro De; Antonio Diaferia
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-18
Also published as: WO2015091264A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“GRUPPO POMPA PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE, PREFERIBILMENTE GASOLIO, AD UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA”

La presente invenzione riguarda un gruppo pompa per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna.

In generale, un gruppo pompa comprende un corpo pompa; una testata assemblata al corpo pompa; un pistone pompante alloggiato nella testata; un albero, avente una camma per l’azionamento del pistone pompante; una valvola di aspirazione; e una valvola di mandata.

La testata comprende un cilindro nel quale si muove di moto alternato il pistone pompante del gruppo pompa, e generalmente ha due sedi nelle quali sono alloggiate la valvola di aspirazione, e la valvola di mandata. La testata del cilindro è preferibilmente realizzata tramite forgiatura di una barra di acciaio di alta qualità in grado di resistere agli sforzi cui è sottoposta. Le valvole di aspirazione e le valvole di mandata sono assemblate alla testata grazie ad un accoppiamento filettato.

Uno degli inconvenienti dell’arte nota consiste nel fatto che, per realizzare le sedi delle due valvole e i filetti per gli accoppiamenti filettati nelle sedi della testata, sono necessarie lavorazioni di precisione piuttosto lunghe e costose. Inoltre, nelle relative sedi, le superfici di contatto e le superfici filettate possono dar luogo ad usura e corrosione durante il tempo di vita della pompa.

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo pompa del tipo sopra identificato e che limiti gli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione è realizzato un gruppo pompa per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna; il gruppo pompa comprendendo una testata all’interno della quale è ricavato un cilindro estendentesi lungo un asse; un pistone pompante estendentesi lungo l’asse e accoppiato in modo scorrevole al cilindro; e una valvola di aspirazione comprendente un corpo valvola ricavato all’interno della testata e in comunicazione con il cilindro.

Grazie alla presente invenzione, la sede della valvola di aspirazione viene realizzata tramite un processo di tornitura, evitando processi più costosi, come fresatura e rettifiche, riducendo così costi e tempi di produzione. Inoltre, il gruppo pompa presenta meno di problemi di usura e corrosione perché le superfici filettate tra la testata e la valvola di aspirazione non sono presenti.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, il corpo valvola e la testata sono realizzate da un unico monoblocco, preferibilmente tramite lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, la valvola di aspirazione comprende un condotto di aspirazione ricavato all’interno della testata.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, in cui il condotto di aspirazione comprende una camera che comunica con il condotto di aspirazione per ricevere il carburante.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, la valvola di aspirazione comprende un otturatore, il quale è supportato elasticamente dal pistone pompante tramite un elemento elastico disposto tra l’otturatore e l’estremità libera del pistone pompante.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, in cui l’otturatore è mobile lungo l’asse per permettere selettivamente il flusso di carburante.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, la testata comprende una sede e una valvola di mandata alloggiata nella sede.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, in cui la valvola di mandata è alloggiata all’interno di un connettore alloggiato nella sede ed, in parte, in contatto con la testata.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, il connettore della valvola di mandata è realizzato con un materiale avente un grado di durezza inferiore del materiale con il quale è realizzato la testata.

Grazie alla presente invenzione, il gruppo pompa ha un costo minore perché si utilizzano tipi di acciaio differente in base agli sforzi che devono sostenere le varie parti del gruppo pompa.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, comprendente un elemento di accoppiamento disposto nella sede tra la valvola di mandata e la testata, preferibilmente l’elemento di accoppiamento ha una forma troncoconica.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, in cui l’elemento di accoppiamento è realizzato di un materiale avente un grado di durezza inferiore del materiale con il quale è realizzato il connettore e del materiale con il quale è realizzata la testata.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, l’elemento di accoppiamento è realizzato in modo da permettere il centraggio automatico del connettore nella sede della testata.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, la valvola di mandata si estende lungo l’asse.

Secondo un’altra forma preferita di attuazione della presente invenzione, in cui la valvola di aspirazione si estende lungo l’asse.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, del gruppo pompa realizzato secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista lungo la sezione II-II del gruppo pompa di figura 1; e

- la figura 3 è una vista ingrandita e con parti asportate per chiarezza della sezione III-III.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 è indicato, nel suo complesso, una gruppo pompa per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna (non illustrato).

Il gruppo pompa 1 comprende una pompa 4 di alta pressione a pistoni pompanti atta ad alimentare il combustibile al citato motore a combustione interna (non illustrato); ed una pompa ad ingranaggi nota e non illustrata atta ad alimentare il combustibile alla pompa 4. La pompa 4 e la pompa ad ingranaggi sono mosse da un albero (non illustrato nelle figure allegate).

La pompa 4 comprende un corpo pompa 2; una testata 5 assemblata al corpo pompa 2; un pistone pompante 7 che si estende lungo un asse A1 e accoppiato alla testata 5; un condotto di aspirazione 13 ricavato in parte nella testata 5; una valvola di aspirazione 18 in comunicazione con il condotto di aspirazione 13; una camera di compressione 20 in comunicazione con la valvola di aspirazione 18; un condotto di mandata 19 realizzato in parte all’interno della testata 5 e in comunicazione con la camera di compressione 20; e una valvola di mandata 21 per bloccare selettivamente il carburante lungo il condotto di mandata 19.

La testata 5 comprende un cilindro 6 che si estende lungo l’asse A1. Il cilindro 6 è impegnato in maniera scorrevole dal pistone pompante 7 pompante ed è coassiale al pistone pompante 7.

La testata 5 presenta un foro 11 centrale, il quale è ricavato attraverso la testata 5 coassialmente all’asse A1, ed è in comunicazione con il cilindro 6. Il foro 11 presenta una forma ad imbuto che definisce una sede 12.

Con riferimento alla figura 2, la camera di compressione 20 è disposta tra il pistone pompante 7 e la valvola di mandata 21. Il pistone pompante 7 viene spostato da un dispositivo di azionamento (non illustrato nelle figure allegate) lungo il cilindro 6 con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del combustibile nel cilindro 6 ed una corsa di compressione del combustibile contenuto all’interno del cilindro 6 stesso per comprimere il carburante aspirato nella camera di compressione 20.

Con riferimento alle figure 2 e 3, la valvola di aspirazione 18 è atta a controllare selettivamente l’alimentazione del combustibile nel cilindro 6 stesso dal condotto di aspirazione 13. Il condotto di aspirazione 13 è ricavato all’interno della testata 5 e trasversale all’asse A1. Il condotto di aspirazione 13 collega la pompa ad ingranaggi con la valvola di aspirazione 18.

La valvola di aspirazione 18 si estende lungo l’asse A1 e comprende un corpo valvola 22 che è ricavato all’interno della testata 5 ed è in comunicazione con il cilindro 6. In altre parole, una porzione della testata 5 definisce il corpo valvola 22 della valvola di aspirazione 18. Inoltre, il corpo valvola 22 e la testata 5 sono realizzate da un unico monoblocco, preferibilmente tramite lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo.

Inoltre, la valvola di aspirazione 18 comprende un otturatore 23 mobile lungo l’asse A1 per permettere selettivamente il flusso di carburante. L’otturatore 23 è supportato elasticamente al pistone pompante 7. In maggior dettaglio, la valvola di aspirazione 18 comprende un elemento elastico 26, che si estende lungo l’asse A1, ed è disposto tra l’otturatore 23 e l’estremità libera del pistone pompante 7. In maggior dettaglio la valvola di aspirazione 18 comprende una elemento di accoppiamento 28 che da un lato è accoppiato all’otturatore 23 e dal lato opposto impegna l’elemento elastico 26. L’elemento elastico 26 nella forma illustrata ma non limitativa nelle figure allegate è una molla elicoidale impegnata tra l’estremità libera del pistone pompante 7 e l’elemento di accoppiamento 28.

L’otturatore 23 in una forma di attuazione preferita e non vincolante è una sfera. In una forma di attuazione alternativa alla presente invenzione non illustrata nelle figure allegate, l’otturatore è un disco piatto oppure ha una forma conica.

La valvola di aspirazione 18 comprende una camera 24 cilindrica che comunica con il condotto di aspirazione 13 per ricevere il carburante; e una camera 27 troncoconica comunicante con la camera 24 cilindrica. Le camere 24 e 27 si estendono lungo l’asse A1. La camera troncoconica 27 è in comunicazione con la camera di compressione 20 e definisce una sede per l’otturatore 23. Quando il pistone pompante 7 è in fase di compressione, spinge l’otturatore 23 verso la camera troncoconica 27, di conseguenza, l’otturatore 23 è in posizione di chiusura. In questo caso, la camera troncoconica 27 essendo impegnata dall’otturatore 23, non permette il passaggio del carburante dalla camera cilindrica 24 della valvola di aspirazione 18 alla camera di compressione 20 della pompa di alta pressione 1. Quando, il pistone pompante 7 è in fase di aspirazione, l’otturatore 23 viene spinto dalla pressione all’interno della camera 24 lungo l’asse A1 verso il pistone pompante 7 stesso. In questo caso, l’otturatore 20 è in posizione di apertura e, di conseguenza, la camera cilindrica 24 è in comunicazione con la camera di compressione 20, tramite la camera troncoconica 27. In questo caso, quindi il carburante fluisce dalla valvola di aspirazione 18 alla camera di compressione 20.

Il gruppo pompa 1 comprende dei condotti di collegamento 25 che mettono in comunicazione la camera di compressione 20 con la sede 12 e, di conseguenza, con la valvola di mandata 21. I condotti di collegamento 25 si estendono lungo un asse parallelo all’asse A1. I condotti di collegamento 25 nella figura allegata sono sei, ma possono essere in un numero qualsiasi maggiore o minore di 6.

Il gruppo pompa 1 comprende un connettore 32 per alloggiare la valvola di mandata 21 nella sede 12 e un elemento di accoppiamento 34. La valvola di mandata 21 è alloggiata lungo il condotto di mandata 19 ed è atta a controllare selettivamente l’alimentazione del combustibile al citato motore a combustine interna (non illustrato).

Il connettore 32 presenta un foro centrale 36 per alloggiare al proprio interno la valvola di mandata 19. Il connettore 32 è alloggiato nella sede 12 ed è, in parte, a contatto con la testata 5. Inoltre, il gruppo pompa 1 comprende mezzi di fissaggio 42 per fissare il connettore 32 alla sede 12 attraverso un accoppiamento filettato. In particolare i filetti per l’accoppiamento filettato sono realizzati lungo una superficie esterna della testata 5.

L’elemento di accoppiamento 34 è interposto tra il connettore 21 e la testata 5 lungo la direzione assiale dell’asse A1. L’elemento di accoppiamento 34 ha una forma troncoconica ed è realizzato in modo da permettere il centraggio automatico del connettore 32 nella sede 12 della testata 5. In altre parole, in fase di montaggio della valvola di mandata 19, la valvola di mandata 19 viene inserita nel connettore 32, l’elemento di accoppiamento 34 viene inserito nella sede 12 e successivamente il connettore 32 viene inserito nella sede 12. In questo modo l’asse, lungo il quale, la valvola di mandata 19 si estende, è sovrapposto all’asse A1 in modo semplice ed automatico. La valvola di mandata 19 è quindi coassiale all’asse A1.

La valvola di mandata 19 comprende un otturatore 38 mobile lungo l’asse A1 sotto la spinta della pressione del fluido; e un elemento fisso 40 solidale al connettore 32. In particolare, l’otturatore 38 è vincolato elasticamente all’elemento fisso 40 della valvola di mandata 19. Quando il pistone 7 sale, comprime il combustibile, fino a quando la pressione nella camera di compressione 20 è maggiore della pressione nel condotto di mandata 18. Di conseguenza, l’otturatore 38 si muove lungo l’asse A1 e permette il passaggio del carburante nel condotto di mandata 19 dalla camera di compressione 20.

La testata 5 è realizzato con un materiale, preferibilmente acciaio di alta qualità, avente un’elevata durezza.

Inoltre, il connettore 32 è realizzato con un materiale, preferibilmente acciaio di buona qualità, avente un grado di durezza inferiore al grado di durezza del materiale della testata 5.

L’elemento di accoppiamento 34 è realizzato con un materiale, preferibilmente acciaio, avente un grado di durezza inferiore del materiale con il quale è realizzato il connettore 32 e del materiale con il quale è realizzato il testata 5. In questo modo si hanno dei costi inferiori.

Come già detto, la testata 5 è un monoblocco cilindrico che è realizzato tramite una lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo, preferibilmente tramite un processo di tornitura. Di conseguenza i costi sono bassi.

Grazie alla presente invenzione, la valvola di aspirazione 18 essendo realizzata all’interno della testata 5 non necessita di grandi forze per fissare la valvola di aspirazione 18 sulla testata 5. Infatti, in questo modo si elimina un’area di elevato stress fisico e di interfaccia, e non si hanno problemi di sigillatura della valvola di aspirazione alla testata. Inoltre, grazie al fatto che la valvola di aspirazione è integrata alla testata, non c’è un movimento relativo tra la valvola di aspirazione e la testata e, di conseguenza, si riducono i problemi di usura e di corrosione rispetto all’arte nota.

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

RIVENDICAZIONI 1.- Un gruppo pompa per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna; il gruppo pompa (1) comprendendo una testata (5) all’interno della quale è ricavato un cilindro (6) estendentesi lungo un asse (A1); un pistone pompante (7) estendentesi lungo l’asse (A1) e accoppiato in modo scorrevole al cilindro (6); e una valvola di aspirazione (18) comprendente un corpo valvola (22) ricavato all’interno della testata (5) e in comunicazione con il cilindro (6). 2.- Il gruppo pompa come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui il corpo valvola (22) e la testata (5) sono realizzate da un unico monoblocco, preferibilmente tramite lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo. 3.- Il gruppo pompa come rivendicato nelle rivendicazioni 1 o 2, e comprendente un condotto di aspirazione (13) ricavato all’interno della testata (5). 4.- Il gruppo pompa come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la valvola di aspirazione (18) comprende una camera (24) che comunica con il condotto di aspirazione (13) per ricevere il carburante. 5.- Il gruppo pompa come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la valvola di aspirazione (18) comprende un otturatore (23), il quale è supportato elasticamente dal pistone pompante (7) tramite un elemento elastico (26) disposto tra l’otturatore (23) e l’estremità libera del pistone pompante (7). 6.- Il gruppo pompa come rivendicato nella rivendicazione 4 o 5, in cui l’otturatore (23) è mobile lungo l’asse (A1) per permettere selettivamente il flusso di carburante. 7.- Il gruppo pompa come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la testata (5) comprende una sede (12) e una valvola di mandata (21) alloggiata nella sede (12). 8.- Il gruppo pompa come rivendicato nella rivendicazione 7, in cui la valvola di mandata (21) è alloggiata all’interno di un connettore (32) alloggiato nella sede (12) e, in parte, a contatto con la testata (5). 9.- Il gruppo pompa come rivendicato nelle rivendicazioni 7 o 8, in cui il connettore (32) della valvola di mandata (21) è realizzato con un materiale avente un grado di durezza inferiore del materiale con il quale è realizzata la testata (5). 10.- Il gruppo pompa come rivendicato in una delle rivendicazioni da 7 a 9, comprendente un elemento di accoppiamento (34) disposto nella sede (12) tra la valvola di mandata (21) e la testata (5); preferibilmente l’elemento di accoppiamento (34) ha un forma troncoconica. 11.- Il gruppo pompa come rivendicato nella rivendicazione 10, in cui l’elemento di accoppiamento (34) è realizzato con un materiale avente un grado di durezza inferiore del materiale con il quale è realizzato il connettore (32) e del materiale con il quale è realizzata la testata (5). 12.- Il gruppo pompa come rivendicato in una delle rivendicazioni da 7 a 11, in cui l’elemento di accoppiamento (34) è realizzato in modo da permettere il centraggio automatico del connettore nella sede (12) della testata (5). 13.- Il gruppo pompa come rivendicato in una delle rivendicazioni da 7 a 12, in cui la valvola di mandata (21) si estende lungo l’asse (A1). 14.- Il gruppo pompa come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la valvola di aspirazione (18) si estende lungo l’asse (A1).