ITTO20090290A1 - Macchina fluidica a capacita' variabile - Google Patents

Description

Descrizione

"Macchina fluidica a capacità variabile"

La presente invenzione si riferisce alle macchine fluidiche, e più in particolare riguarda una macchina fluidica a ingranaggi interni, in particolare una pompa, a capacità variabile.

Preferibilmente, ma non esclusivamente, la presente invenzione trova applicazione in una pompa per l'olio di lubrificazione di un motore di autoveicolo.

In molte applicazioni tecniche, per esempio per far circolare olio di lubrificazione sotto pressione in motori di autoveicoli, si usano spesso pompe volumetriche a ingranaggi interni. Queste pompe comprendono in generale: un corpo fisso; un orbitale esterno che ruota in detto corpo attorno a un primo asse e presenta una dentatura interna; un orbitale interno che ruota nell'orbitale esterno attorno a un secondo asse, diverso dal primo, e presenta una dentatura esterna che ingrana con tenuta idraulica solo parziale con la dentatura interna dell'orbitale esterno; un organo di trasmissione, generalmente comandato dal motore del veicolo, per mettere in rotazione uno dei due orbitali, che a sua volta trascina l'altro grazie all'impegno tra le rispettive dentature. Le dentature, che comprendono un numero diverso di denti, definiscono tra loro una successione di camere a volume variabile, attraverso le quali l'olio à ̈ trasportato da una luce di aspirazione a una luce di scarico.

In queste pompe, la capacità, e quindi la portata d'olio in uscita, dipende dalla velocità di rotazione del motore e pertanto le pompe sono progettate per fornire una portata sufficiente alle basse velocità, per garantire la lubrificazione anche in queste condizioni. Se la pompa ha geometria fissa, a velocità di rotazione elevata la portata à ̈ superiore a quella necessaria, cosicché si ha un consumo di energia non necessario e, in ultimo, un maggior consumo di carburante.

Problemi simili si hanno nelle pompe pneumatiche o quando la struttura descritta à ̈ utilizzata come motore, idraulico o pneumatico.

Per ridurre la variabilità delle prestazioni al variare delle condizioni operative e ovviare a questi inconvenienti sono già state proposte macchine fluidiche a capacità variabile, in cui la variazione della portata à ̈ ottenuta variando l'ampiezza della zona di impegno tra i due orbitali.

Un primo esempio à ̈ descritto in JP 56020788. In questa soluzione la regolazione di capacità à ̈ ottenuta traslando l'orbitale che riceve il moto dal motore: l'accoppiamento tra il movimento di rotazione della pompa e il movimento di traslazione per la regolazione della capacità dà una coppia assorbita elevata, che limita i vantaggi derivanti dalla regolazione di capacità.

WO 2004/003345 descrive una pompa secondo il preambolo della rivendicazione 1. In questa pompa, si separa il movimento di rotazione da quello di traslazione, trasmettendo il movimento di rotazione a uno degli orbitali e variando la capacità mediante una traslazione dell'altro orbitale, cosicché si risolve il problema dell'elevata coppia assorbita. Un problema con questa pompa nota à ̈ però che la regolazione della capacità si basa solo sul controllo della pressione in un ambiente comunicante con la camera di mandata. In queste condizioni, anche una sovrappressione che si produca prima del canale principale di comando del motore sarebbe interpretata come dovuta a un regime di rotazione elevato e porterebbe ad una conseguente riduzione della portata d'olio, con rischi di danneggiamento del motore a causa di un'insufficiente lubrificazione.

Inoltre, in tale pompa nota, la traslazione dell'orbitale non à ̈ ottenuta direttamente, ma indirettamente, grazie a un pistoncino che trasla al variare della pressione del fluido e provoca la traslazione dell'orbitale esterno. Ciò rende più complicata la costruzione della pompa e meno pronta la reazione.

Lo scopo della presente invenzione à ̈ di fornire una macchina idraulica a ingranaggi che ovvii agli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo l'invenzione ciò à ̈ ottenuto per il fatto che un meccanismo di traslazione, che provoca lo scorrimento dell'orbitale mobile assialmente, definisce, oltre all'ambiente comunicante con la camera ad alta pressione della macchina, un secondo ambiente di regolazione della capacità, in cui sono presenti seconde condizioni di pressione che dipendono da condizioni operative esistenti in un elemento, diverso dalla camera ad alta pressione, di un circuito fluidico in cui la macchina à ̈ inserita, e può scorrere assialmente nella parte di supporto in risposta anche alle condizioni di pressione esistenti nel secondo ambiente di regolazione o in risposta alla combinazione delle condizioni di pressione esistenti nei due ambienti di regolazione.

Vantaggiosamente, l'ingranaggio scorrevole assialmente à ̈ realizzato come parte integrante del meccanismo di traslazione.

Nel caso preferito di impiego della macchina come pompa per l'olio di lubrificazione per il motore di un autoveicolo, il primo ambiente di regolazione à ̈ in comunicazione con un lato di mandata della pompa. Inoltre, in una prima realizzazione, il secondo ambiente di regolazione riceve fluido di lubrificazione in pressione rinviato dal motore alla pompa e, in una seconda realizzazione, in cui la capacità della macchina à ̈ stabilita da una logica di gestione esterna che risponde alle condizioni operative del motore, quando la pompa à ̈ fatta operare alla capacità massima il secondo ambiente à ̈ in comunicazione con la coppa dell'olio per scaricare verso questa eventuali trafilamenti di olio che avvengono nella pompa e, quando la pompa à ̈ fatta operare a capacità inferiore alla capacità massima à ̈ in comunicazione con il lato di mandata della pompa.

L'invenzione riguarda anche un procedimento per variare la capacità di una macchina fluidica a ingranaggi interni. Secondo il procedimento, si crea un primo ambiente di regolazione della capacità comunicante con una camera ad alta pressione della macchina e si fa variare la capacità della macchina facendo scorrere assialmente uno dei due ingranaggi della macchina rispetto all'altro per variare l'estensione di una zona di impegno tra le rispettive dentature in risposta a prime condizioni di pressione esistenti nel primo ambiente di regolazione. Il procedimento prevede inoltre che: si crei un secondo ambiente di regolazione della capacità; si stabiliscano nel secondo ambiente condizioni di pressione dipendenti delle condizioni operative di un elemento, diverso dalla camera ad alta pressione, di un circuito fluidico in cui la macchina à ̈ inserita, e si faccia scorrere assialmente l'ingranaggio scorrevole anche in risposta alle condizioni di pressione esistenti nel secondo ambiente di regolazione della capacità, oppure in risposta alla combinazione delle condizioni di pressione esistenti nei due ambienti di regolazione della capacità.

L'invenzione sarà ora descritta con maggiori dettagli con riferimento ai disegni allegati, che mostrano una forma preferita di realizzazione data a titolo di esempio non limitativo e relativa all'uso dell'invenzione come pompa per l'olio di lubrificazione per il motore di un autoveicolo, e in cui:

- la fig.1 Ã ̈ una vista esplosa di una pompa secondo l'invenzione;

- la fig.2 Ã ̈ una vista prospettica della pompa di fig.1, in condizione montata;

- la fig.3 Ã ̈ una vista prospettica del corpo centrale della pompa;

- la fig. 4 à ̈ una vista in sezione della pompa secondo la linea IV - IV di fig. 2, in condizioni di massima capacità della pompa;

- la fig.5 Ã ̈ una vista in sezione secondo la linea V - V di fig.3;

- le figure 6 e 7 sono viste del corpo inferiore e rispettivamente del corpo superiore della parte di supporto della pompa, prese dall'interno della pompa;

- le figure. 8 e 9 sono viste parziali in sezione della pompa, in due diverse condizioni di pressione dell'olio nel motore;

- le figure 10 e 11 sono viste in sezione del corpo centrale della pompa, in due diverse condizioni di pressione nel lato di mandata della pompa; e

- le figure 12 e 13 sono schemi relativi al comando della pompa mediante una valvola esterna, che mostrano la pompa rispettivamente in condizioni di massima capacità e di capacità ridotta.

Nella descrizione che segue, a puro titolo di esempio e per chiarezza e semplicità di descrizione, si farà riferimento a una pompa orientata con asse verticale e che riceve il moto dal basso, e i termini "superiore", "inferiore" ecc. sono quindi riferiti a questo orientamento.

Con riferimento alle figure 1 - 5, la pompa secondo l'invenzione, indicata nel suo complesso con 1, à ̈ sostanzialmente una pompa volumetrica a ingranaggi interni, comprendente una parte operativa o corpo centrale 100 e una parte di supporto, costituita da un primo corpo (corpo inferiore) 102 e un secondo corpo (corpo superiore) 104, tra i quali à ̈ racchiusa la parte operativa 100.

La parte operativa 100 comprende, in modo convenzionale, un primo ingranaggio 2 (orbitale esterno), che presenta una dentatura interna, p. es. con cinque denti 2A (fig.5), e un secondo ingranaggio 4 (orbitale interno), che à ̈ montato nella cavità assiale 25 dell'orbitale esterno 2, presenta una dentatura esterna, p. es. con quattro denti 4A, che si impegna con la dentatura dell'orbitale esterno 2 con tenuta idraulica solo parziale. L'orbitale interno 4 à ̈ montato su un albero 6 della pompa (p. es. azionato direttamente o tramite un opportuno sistema di trasmissione dal motore dell'autoveicolo), à ̈ messo in rotazione da questo attorno a un primo asse coincidente con quello dell'albero 6 e trascina in rotazione l'orbitale esterno 2 attorno a un secondo asse, parallelo al primo. Le due dentature definiscono camere 11 (fig.4) a volume variabile durante la rotazione, attraverso le quali l'olio à ̈ compresso passando da un lato di aspirazione a un lato di mandata della pompa 100. L'estensione assiale della regione su cui le due dentature ingranano determina la capacità o cilindrata della pompa, e quindi la portata dell'olio in uscita dalla pompa.

L'orbitale esterno 2 à ̈ montato con possibilità di scorrimento assiale rispetto all'orbitale interno 4 per variare la capacità della pompa al variare delle condizioni di lavoro, in particolare per ridurre tale capacità, e quindi la portata d'uscita dell'olio, a velocità di rotazione elevate. Come si descriverà più in dettaglio in seguito, la regolazione può essere comandata dalla pressione effettivamente esistente nel motore oppure dalla pressione interna alla pompa (pressione di mandata). Ciò consente di salvaguardare l'integrità dell'intero impianto di lubrificazione e di evitare riduzioni della portata in caso di aumenti di pressione dovuti a situazioni anomale e non a un effettivo aumento del regime di rotazione. Inoltre, portando in rotazione con l'albero 6 uno dei due orbitali e regolando la capacità mediante una traslazione dell'altro orbitale, si disaccoppia il moto di rotazione della pompa dalla regolazione della capacità, con una conseguente riduzione della coppia assorbita rispetto a soluzioni in cui uno stesso orbitale compie i due movimenti.

L'orbitale esterno 2 à ̈ solidale per la rotazione e la traslazione ad un anello esterno 8 montato a interferenza sull'estremità inferiore dell'orbitale esterno 2 in modo da poggiare contro un gradino 7 di tale superficie. In corrispondenza della zona di accoppiamento tra l'orbitale esterno 2 e l'anello 8, sui bordi di questi due elementi sono previsti intagli 12 sull'orbitale esterno e intagli 10 sull'anello 8, rispettivamente, che definiscono aperture 13 (fig. 3) per l'ingresso/uscita dell'olio dalle camere 11. A pompa montata, l'anello esterno 2 trova sede in una cavità 40 del corpo inferiore 102.

All'interno dell'anello 12 trova sede un primo tappo (tappo inferiore) 14 contro la cui faccia superiore poggiano sia la base inferiore dell'orbitale esterno 2 in condizioni di massima capacità della pompa, sia la base inferiore dell'orbitale interno 4, come si vede in fig. 4. Il tappo 14 à ̈ montato in posizione assialmente fissa e l'anello 12 e l'orbitale esterno 2 possono scorrere rispetto ad esso per la regolazione della capacità della pompa. La parte inferiore del tappo inferiore 14 sporge dall'anello esterno 12 e definisce, con le pareti della cavità 40, una camera 15 (primo ambiente di regolazione) che à ̈ separata, ad opera del tappo inferiore 14, dalle camere di pompaggio 11. Nella camera 15 sbocca un condotto radiale 50 che si apre su una parete laterale del corpo inferiore 102, come indicato con 51 nelle figure 1 e 2, e che à ̈ in comunicazione con il motore per riceverne olio in pressione. In questo modo, nella camera 15 esistono condizioni di pressione rappresentative della pressione effettivamente esistente nel motore, la quale costituisce una prima pressione di comando della regolazione della capacità, destinata ad agire sulla parte inferiore 8A dell'anello 8 per provocare la traslazione dell'anello solidalmente all'orbitale esterno 2. Il tappo inferiore 14 presenta inoltre un foro eccentrico 16 per il passaggio dell'albero 6.

Nella sua parte superiore, sopra l'orbitale interno 4, la cavità 25 dell'orbitale 2 dà sede a un secondo tappo (tappo a stella) 18 che presenta una parte inferiore dentata 19, avente una superficie esterna sagomata in modo complementare alla superficie interna dell'orbitale esterno 2, e una parte superiore cilindrica 20. Questa trova sede in una cavità cilindrica di un terzo tappo (tappo superiore) 22. Il tappo superiore 22 à ̈ montato a interferenza sulla parte superiore dell'orbitale esterno 2 in modo da essere solidale a questo per la rotazione e la traslazione, e poggia contro un gradino 9 (fig. 4) della superficie laterale dell'orbitale esterno 2. L'orbitale esterno 2 e il meccanismo per la sua traslazione, costituito dall'anello 8 e dal tappo superiore 22, che sono le parti esposte alle pressioni di comando, si comportano quindi come un elemento di regolazione unico, che sarà anche chiamato nel seguito "corpo orbitale".

La parte dentata 19 del tappo a stella 18 à ̈ inserita sostanzialmente a tenuta nella cavità 25, p. es. in modo che la sua base inferiore sia sostanzialmente a contatto con la base superiore dell'orbitale interno 4, e la sua base superiore delimita, con il fondo della cavità del tappo superiore 22, una camera 24 (secondo ambiente di regolazione) che comunica con una camera di mandata 48 (fig. 4) attraverso aperture 26 (fig. 3) formate, in modo analogo alle aperture 13, da intagli 17, 23 previsti sui bordi cooperanti dell'orbitale esterno 2 e del tappo superiore 22. In questa camera 24 si ha pertanto la pressione esistente sul lato di mandata della pompa, che agisce sul fondo 22A (figure 9, 11) del tappo superiore 22 e costituisce una seconda pressione di comando della regolazione della capacità della pompa 100. Le aperture 26 si aprono in una gola anulare 30 formata da parti rientranti della superficie laterale dell'orbitale esterno 2 e del tappo superiore 22.

Il tappo superiore 22 trova sede in una cavità 60 (fig.4) del corpo superiore 104 ed à ̈ tenuto premuto contro il gradino 9 da una molla 28, p. es. una molla elicoidale, che à ̈ avvolta su un codolo 21 del tappo a stella 18 e poggia con un'estremità contro la faccia superiore del tappo superiore 22, e con l'altra estremità poggia contro il fondo 36 di una cavità assiale di un coperchio 34 della molla, fissato sopra il corpo superiore 104. La molla 28 à ̈ precaricata in modo tale da stabilire una soglia per la pressione nelle camere 15 e/o 24, superata la quale si ottiene lo spostamento del corpo orbitale. Il codolo 21 penetra nella cavità generata sul tappo superiore 22 passando attraverso un foro assiale 32 del tappo superiore 22 e un foro assiale 66 della cavità 60 del corpo superiore 104. Attraverso il foro 66 passa anche la molla 38.

Facendo anche riferimento alle figure 6 - 7, il corpo inferiore e superiore 102 e 104, che sono destinati a essere uniti fra loro p. es. mediante viti (non rappresentate), presentano sulla faccia rivolta verso l'interno della pompa le rispettive cavità 40 e 60, la cui profondità à ̈ scelta in modo da consentire la corsa di regolazione desiderata per il corpo orbitale. Nel corpo inferiore 102, in prossimità di un bordo, sono formati i condotti di aspirazione e mandata 42, 44, sostanzialmente verticali, che comunicano con la cavità 40 tramite incavi 46, 48A della faccia superiore del corpo 102. L'incavo 46 che, a pompa montata, à ̈ chiuso superiormente superficie inferiore del corpo superiore 104, forma la camera di aspirazione.

L'incavo 48A forma, con un incavo complementare 48B della superficie inferiore del corpo superiore 104, la camera di mandata 48. Le differenti altezze delle camere di aspirazione 46 e di mandata 48 sono dovute al fatto che la camera di aspirazione 46 deve comunicare solo con le camere 11 (fig. 4), mentre la camera di mandata 48 deve comunicare anche con la camera 24.

Si descriverà ora il funzionamento della pompa secondo l'invenzione, facendo riferimento anche alle figure 8 - 11. In queste figure, le frecce a doppia linea indicano ingressi dell'olio, le frecce a linea singola continua pressioni dell'olio superiori alla soglia stabilita dalla molla 28 e le frecce in linea a punti pressioni inferiori alla soglia.

In modo convenzionale, la coppia trasmessa dall'albero 6 à ̈ trasmessa all’orbitale interno 4 che, ruotando, trascina l'orbitale esterno, consentendo alla pompa di trasportare dalla camera di aspirazione 46 a quella di mandata 48 l'olio aspirato dalla coppa e compresso per effetto del passaggio tra le varie camere 11. Dal motore arriva olio in pressione nella camera 15 tra l'anello 8 e il fondo della cavità 40, come indicato dalla freccia F1 nelle figure 8 e 9. Inoltre, olio in pressione passa anche dalla camera di mandata 48 alla camera 24 tra il tappo superiore 22 e il tappo a stella 18, come indicato dalla freccia F2 nelle figure 10 e 11.

In condizioni di basso regime di rotazione del motore (fig. 8), la pressione dell'olio nel motore, che agisce sull'anello esterno 8 (frecce F3), non à ̈ sufficiente a vincere la resistenza della molla 28. Questa tiene l'orbitale esterno 2 a contatto con il tappo inferiore 14, cosicché le camere 11 (fig.4) hanno volume massimo e determinano le condizioni di massima capacità per la pompa 100. Quando la pressione che agisce sul bordo inferiore 8A dell'anello 8 aumenta per effetto di un aumento del numero di giri del motore e supera la soglia stabilita dal precarico della molla 28 (frecce F4 in fig. 9), il corpo orbitale si sposta verso il corpo superiore 104 e la capacità si riduce a causa della riduzione dell'altezza delle camere di pompaggio 11. Inoltre, a causa di questo allontanamento, tra l'orbitale esterno 2 e il tappo inferiore 14 si forma una camera secondaria 29 che crea una condizione di cortocircuito idraulico o ricircolo dell'olio tra la camera di aspirazione 46 e la camera di mandata 48. La condizione di cortocircuito porta ad un abbassamento della pressione che tende a riportare la pompa alla situazione originaria di fig.8.

La pressione di mandata della pompa presente nella camera 24 determina condizioni di funzionamento analoghe a quelle descritte. In condizioni di funzionamento regolare, la pressione nella camera 24 à ̈ insufficiente a vincere la forza esercitata dalla molla 28 (freccia F5, fig.10): l'orbitale esterno 2 à ̈ allora a contatto con il tappo inferiore 14 e la pompa 100 lavora in condizioni di massima capacità. Un innalzamento della pressione di mandata dell'olio sopra una pressione di soglia determinata (frecce F6 in fig. 11) provoca l'allontanamento del tappo superiore 22 dal tappo a stella 18. Di conseguenza, anche l'orbitale esterno 2 si allontana dal tappo inferiore 14, stabilendo la condizione di cortocircuito idraulico attraverso la camera 29, come detto sopra.

In entrambi i casi, durante lo spostamento del corpo orbitale, l'orbitale interno 4 rimane sempre in presa con l'orbitale esterno 2, garantendo il funzionamento della pompa.

L'invenzione permette chiaramente di raggiungere gli scopi proposti. Infatti, la traslazione del corpo orbitale, e quindi l'eventuale riduzione di capacità della pompa 100 e di portata dell'olio, à ̈ comandata dalla pressione dell'olio in due ambienti, 15 e 24, che comunicano con due punti diversi del circuito di lubrificazione, e cioà ̈ con il motore e con la mandata della pompa. Quindi, da un lato, tramite il segnale di pressione inviato alla pompa attraverso il condotto 50, à ̈ il motore stesso che richiede alla pompa la portata d'olio effettivamente necessaria per le condizioni di lavoro esistenti a un dato istante; dall'altro, un incremento di pressione che avviene a monte del canale di comando principale del motore, ad esempio per intasamento dei filtri o in caso di partenza a freddo, si traduce in una sovrappressione nel canale di mandata che, superata la soglia di sicurezza, porta la pompa in condizioni di cortocircuito idraulico, o ricircolo dell'olio, evitando danni al motore dovuti a insufficienza di lubrificazione.

Inoltre, la regolazione della portata à ̈ ottenuta agendo direttamente sull'elemento traslabile, e non indirettamente, tramite un pistone che a sua volta spinge l'elemento traslabile: quindi la struttura à ̈ più semplice e la risposta à ̈ più rapida.

Nelle figure 12 e 13 si à ̈ rappresentato in forma schematica l'impiego della pompa 1 secondo l'invenzione in motori in cui la portata dell'olio di lubrificazione à ̈ stabilita da una logica di gestione esterna che risponde alla pressione dell'olio nel motore o, più in generale, alle condizioni complessive di lavoro del motore (pressione e temperatura dell'olio, velocità di rotazione...). La struttura della pompa 1 à ̈ quella illustrata nelle figure 1 - 11. Per chiarezza, il condotto di mandata 44 à ̈ indicato anche all'esterno della pompa 1. Le linee continue indicano percorsi dell'olio in pressione e le linee a punti lo scarico degli eventuali trafilamenti, indicato con S.

In questa configurazione, il condotto di mandata 44 à ̈ collegato a una porta (porta D) di una valvola di distribuzione 110, p. es. una valvola a cassetto comandata da un organo di comando 120, p. es. una valvola a solenoide, azionato elettricamente in modo da cambiare il suo stato in base alle condizioni di lavoro del motore, rilevate da opportuni sensori (non rappresentati). In particolare, la valvola a solenoide 120 assume un primo o un secondo stato corrispondenti rispettivamente al funzionamento della pompa alla massima capacità (e massima portata) e alla regolazione della capacità a un valore inferiore al massimo, e fa assumere di conseguenza un primo e un secondo stato alla valvola di distribuzione 110.

Nel primo stato delle valvole, rappresentato in fig. 12, la valvola di distribuzione 110 riceve olio dal condotto 44 anche a una seconda (porta E) attraverso la valvola a solenoide 120, e quest'olio porta il cassetto della valvola in una posizione avanzata contro l'azione della molla 112. In queste condizioni, il condotto 50 non à ̈ alimentato con olio in pressione, ma raccoglie solo eventuali trafilamenti attraverso la pompa, che sono poi scaricati verso la coppa dell'olio attraverso le porte B e C della valvola di distribuzione 110. Anche la porta A raccoglie solo eventuali trafilamenti da scaricare verso la coppa. Un'opportuna taratura della molla 28 di contrasto del corpo orbitale fa sì che la presenza di olio in pressione nella sola camera 24 della pompa 1 sia insufficiente, in condizioni di funzionamento regolare del motore e della pompa, per vincere la resistenza della molla 28, cosicché l'orbitale esterno 2 poggia contro il tappo inferiore 14.

Nel secondo stato, rappresentato in fig. 13, la valvola a solenoide 120 chiude il passaggio dell'olio verso la valvola di distribuzione 110, cosicché la porta E non à ̈ alimentata. La valvola ritorna allora in una posizione di riposo, in cui tutto l'olio arriva nella camera D ed à ̈ inviato in parte anche nella camera 15 attraverso le porte A e B e il condotto 50. La presenza di olio in pressione in entrambe le camere 15 e 24 fa sì che la pressione complessiva esercitata sul corpo orbitale vinca la resistenza della molla 28 e provochi lo spostamento del corpo orbitale, creando la camera di ricircolo 29.

Si noti che, in entrambi gli stati, un'eventuale sovrappressione nella camera di mandata 48 della pompa dovuta a qualche anomalia di funzionamento provocherà lo spostamento dell'orbitale esterno 2 indipendentemente dalle condizioni della valvola.

Anche questa configurazione mantiene la sicurezza legata a un comando della variazione di capacità basato su due distinte pressioni.

E' evidente che quanto descritto à ̈ dato unicamente a titolo di esempio non limitativo e che varianti e modifiche sono possibili senza uscire dal campo di protezione dell'invenzione.

Per esempio, anche se nei disegni si à ̈ illustrato un corpo orbitale formato da tre elementi distinti 2, 12 e 22 resi solidali fra loro per la rotazione e la traslazione per esempio grazie a un montaggio a interferenza, il corpo orbitale può essere costituito da un pezzo unico opportunamente sagomato per formare l'orbitale esterno 2 e definire i due ambienti 15 e 24 che concorrono alla traslazione del corpo orbitale.

Inoltre, anche se si à ̈ supposto che l'orbitale interno 4 sia messo in rotazione dall'albero e l'orbitale esterno 2 possa traslare sull'orbitale interno per variare la capacità della pompa e formi l'organo di distribuzione del fluido tra la camera di aspirazione 46 e le camere interne 11 della pompa e tra queste e la camera di mandata 48, à ̈ evidente che i ruoli dei due orbitali potrebbero essere scambiati, anche se la soluzione descritta à ̈ preferibile per ragioni di semplicità costruttiva.

Ancora, anche se l'invenzione à ̈ stata descritta con riferimento alla sua applicazione ad una pompa, la realizzazione delle figure 1 - 11 può trovare impiego anche in una macchina impiegata come motore, che riceve un fluido a pressione elevata attraverso il condotto 44 e lo scarica a pressione inferiore attraverso il condotto 42. Tuttavia, nel funzionamento come motore, à ̈ solo la pressione nel primo ambiente 24 a determinare l'eventuale variazione di cilindrata.

Ovviamente, la pompa o il motore potranno essere macchine pneumatiche, anziché idrauliche. Così pure, i singoli elementi descritti possono essere sostituiti da elementi funzionalmente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina fluidica a ingranaggi, comprendente una parte di supporto (102, 104) in cui sono formate una camera a bassa pressione (46) e una camera ad alta pressione (48) che comunicano con parti a bassa e rispettivamente alta pressione di un circuito fluidico in cui la macchina (1) à ̈ inserita, e una parte operativa (100) di trasferimento di un fluido tra dette due camere (46, 48), montata nella parte di supporto (102, 104) e comprendente a sua volta: - un ingranaggio esterno (2), atto a ruotare attorno a un primo asse e avente una dentatura interna (2A) con un primo numero di denti; e - un ingranaggio interno (4), che trova sede in una cavità assiale (25) dell'ingranaggio esterno (2), à ̈ atto a ruotare attorno a un secondo asse distinto dal primo e presenta una dentatura esterna (4A) con un secondo numero di denti, atta a impegnarsi con la dentatura interna (2A) dell'ingranaggio esterno (2) con tenuta di fluido solo parziale, i denti dei due ingranaggi (2, 4) definendo camere (11) il cui volume varia durante la rotazione e attraverso le quali il fluido à ̈ trasferito da un ingresso della macchina collegato a una tra le camere a bassa e alta pressione (46, 48) a un'uscita della macchina collegata all'altra tra le camere a bassa e alta pressione (46, 48); in cui uno (4) tra l'ingranaggio interno e quello esterno (2, 4) à ̈ montato in posizione assialmente fissa e l'altro ingranaggio (2) à ̈ associato a un meccanismo di traslazione (8, 22) atto a provocarne uno scorrimento assiale rispetto all'ingranaggio montato in posizione assialmente fissa (4) per variare la capacità della macchina variando l'estensione assiale di una zona di impegno tra i denti (2A, 4A) dei due ingranaggi (2, 4), e in cui il meccanismo di traslazione (8, 22) definisce un primo ambiente di regolazione della capacità (24) comunicante con la camera ad alta pressione (48) ed à ̈ atto a traslare in risposta a prime condizioni di pressione esistenti nel primo ambiente di regolazione della capacità (24) per provocare lo scorrimento dell'ingranaggio scorrevole assialmente (2), caratterizzata dal fatto che il meccanismo di traslazione (8, 22) definisce inoltre un secondo ambiente di regolazione della capacità (15), in cui sono presenti seconde condizioni di pressione che dipendono da condizioni operative esistenti in un elemento del circuito fluidico diverso dalla camera ad alta pressione (48) della macchina, il meccanismo di traslazione (8, 22) potendo scorrere assialmente nella parte di supporto (102, 104) anche in risposta alle condizioni di pressione esistenti nel secondo ambiente di regolazione della capacità (15), oppure in risposta a una combinazione delle condizioni di pressione esistenti nel primo e nel secondo ambiente di regolazione della capacità (24, 15).
2. 2. Macchina secondo la riv.1, caratterizzata dal fatto di consistere in una pompa (1) inserita nel circuito di lubrificazione di un motore, in particolare un motore di autoveicolo, e il primo ambiente di regolazione della capacità (24) à ̈ in comunicazione con un lato di mandata (44, 48) della pompa (1).
3. 3. Macchina secondo la riv. 1 o 2, caratterizzata dal fatto che l'ingranaggio scorrevole assialmente (2) à ̈ solidale al meccanismo di traslazione (8, 22) o à ̈ realizzato in un corpo unico con questo, e il primo ambiente di regolazione della capacità (24) à ̈ costituito da una camera formata all'interno del meccanismo di traslazione (8, 22).
4. 4. Macchina secondo la riv. 3, caratterizzata dal fatto che il meccanismo di traslazione (8, 22) comprende inoltre un primo elemento di chiusura (22) a una sua prima estremità assiale, e dal fatto che la camera che forma il primo ambiente di regolazione della capacità (24) à ̈ definita tra il primo elemento di chiusura (22), le pareti della cavità assiale (25) dell'ingranaggio scorrevole (2) e un elemento di chiusura (18) di detta cavità, che à ̈ disposto in posizione assialmente fissa nella cavità stessa e presenta, su parte di una superficie laterale, una dentatura esterna complementare alla dentatura dell'ingranaggio scorrevole (2) e atta ad impegnarsi a tenuta con questa per separare le camere (11) a volume variabile dal primo ambiente di regolazione della capacità (24), consentendo contemporaneamente lo scorrimento dell'ingranaggio scorrevole (2) per la regolazione della capacità.
5. 5. Macchina secondo la riv. 4, caratterizzata dal fatto che il meccanismo di traslazione (8, 22) presenta, all'estremità opposta al primo elemento di chiusura (22), una parte terminale anulare (8) in cui à ̈ ricevuto, in posizione assialmente fissa, un secondo elemento (14) di chiusura, e dal fatto che il secondo ambiente (15) à ̈ definito tra un bordo (8A) della parte terminale anulare (8), il secondo elemento di chiusura (14) e le pareti di una cavità (40) della parte di supporto che dà sede a tale parte terminale anulare (8) e al secondo elemento di chiusura (14).
6. 6. Macchina secondo la riv.5, caratterizzata dal fatto che il secondo elemento di chiusura (14) à ̈ atto a poggiare, in una posizione di riposo del meccanismo di traslazione (8, 22) che determina una capacità massima della macchina (1), contro un'estremità adiacente dell'ingranaggio scorrevole (2) e, in posizioni del meccanismo di traslazione (8, 22) traslate rispetto alla posizione di riposo, à ̈ atto a delimitare con tale estremità dell'ingranaggio scorrevole (2) e la parte anulare (8) del meccanismo di traslazione (8, 22) una camera secondaria (29) che stabilisce un cortocircuito fluidico tra la camera a bassa pressione (46) e la camera ad alta pressione (48).
7. 7. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, caratterizzata dal fatto che il secondo ambiente di regolazione della capacità (15) à ̈ atto a ricevere fluido di lubrificazione in pressione rinviato dal motore alla pompa (1), e il meccanismo di traslazione (8, 22) à ̈ atto a provocare lo scorrimento dell'ingranaggio scorrevole (2) quando la pressione del fluido di lubrificazione nel primo o nel secondo ambiente di regolazione della capacità (24, 15) supera una soglia prestabilita.
8. 8. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, caratterizzata dal fatto di essere associata ad una logica di gestione esterna che stabilisce la capacità della pompa (1), e quindi la portata di fluido di lubrificazione, in base alle condizioni operative del motore, e dal fatto che: - il lato di mandata (44, 48) della pompa (1) à ̈ collegato a una valvola di distribuzione di fluido in pressione (110) associata a un organo di comando (120) controllato dalla logica di gestione esterna e atto a disporre la valvola di distribuzione (110) in una prima condizione di lavoro, quando la pompa (1) deve operare alla massima capacità, o in una seconda condizione di lavoro, quando si deve variare la capacità della pompa (1); e - il secondo ambiente di regolazione (15) à ̈ in comunicazione, attraverso la valvola di distribuzione (110), o con un punto a bassa pressione del circuito di lubrificazione, nella prima condizione della valvola di distribuzione (110), o con il lato di mandata (44, 48) della pompa (1), nella seconda condizione della valvola di distribuzione (110).
9. 9. Procedimento per variare la capacità di una macchina fluidica a ingranaggi (1), comprendente un ingranaggio esterno (2) atto a ruotare attorno a un primo asse e avente una dentatura interna con un primo numero di denti (2A) e un ingranaggio interno (4) che trova sede in una cavità assiale (25) dell'ingranaggio esterno, à ̈ fatto ruotare attorno a un secondo asse distinto dal primo e presenta una dentatura esterna con un secondo numero di denti (4A) che si impegna con la dentatura interna dell'ingranaggio esterno (2) con tenuta di fluido solo parziale, i denti dei due ingranaggi (2, 4) definendo camere (11) il cui volume varia durante la rotazione e attraverso le quali un fluido à ̈ trasferito da un ingresso a un'uscita della macchina, il procedimento comprendendo le operazioni di: - creare un primo ambiente di regolazione della capacità (24) comunicante con una camera ad alta pressione (44, 48) della macchina (1); - far scorrere assialmente uno dei due ingranaggi rispetto all'altro per variare l'estensione assiale di una zona di impegno tra le dentature dei due ingranaggi (4) in risposta a prime condizioni di pressione esistenti nel primo ambiente di regolazione della capacità (24); ed essendo caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre le operazioni seguenti: - creare un secondo ambiente di regolazione della capacità (15); - stabilire nel secondo ambiente di regolazione della capacità (15) seconde condizioni di pressione dipendenti da condizioni operative esistenti in un elemento, diverso dalla camera ad alta pressione (48), di un circuito fluidico in cui la macchina (1) à ̈ inserita; e - far scorrere assialmente l'ingranaggio scorrevole (2) anche in risposta alle condizioni di pressione esistenti nel secondo ambiente di regolazione (15), oppure in risposta a una combinazione delle condizioni di pressione del primo e del secondo ambiente di regolazione (15, 24).
10. 10. Procedimento secondo la riv.9, caratterizzato dal fatto che la macchina fluidica à ̈ una pompa inserita nel circuito di lubrificazione di un motore, in particolare un motore di autoveicolo, e dal fatto che la fase di stabilire seconde condizioni di pressione nel secondo ambiente di regolazione della capacità (15) à ̈ realizzata rinviando fluido di lubrificazione in pressione dal motore a tale secondo ambiente (15), oppure collegando il secondo ambiente (15) o a un punto a bassa pressione del circuito di lubrificazione, se le condizioni operative del motore richiedono una capacità massima della pompa (1), o a un lato di mandata (44, 48) della pompa (1), se le condizioni operative del motore richiedono una capacità della pompa (1) inferiore alla capacità massima.