MX2012010230A - Bomba de lubricante de desplazamiento variable. - Google Patents

Bomba de lubricante de desplazamiento variable.

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Carmine Cuneo
Giacomo Armenio
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Pierburg Pump Technology Gmbh
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Abstract

La presente invención se refiere a una bomba 10 de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar un lubricante a presión para un motor 70 de combustión interna. La bomba 10 mecánica comprende un rotor 13 de bomba con paletas 14 deslizantes en sentido radial que giran en un anillo 12 de control desplazable, en la que el anillo 12 de control se empuja mediante un primer émbolo 24 que empuja el anillo 12 de control en un sentido de alto volumen de bombeo. Además, la bomba comprende un sistema de control de presión para controlar la presión de descarga del lubricante a presión, en la que el sistema de control comprende una primera cámara 25 de control de presión en la que se proporciona el primer émbolo 24 de forma que puede moverse axialmente. La bomba se dota de un primer conducto 82, 87 de presión, el cual conecta un orificio 21 de salida de bomba con la primera cámara 25 de control, y la bomba se dota también de una primera válvula 60 de control de presión, la cual controla la presión en la primera cámara 25 de control de presión. La bomba de lubricante de desplazamiento variable mecánica 10 tiene una abertura 26 de salida en una pared 27 lateral de la primera cámara 25 de control de presión, mediante la cual el lubricante fluye a través de la abertura 26 de salida. La abertura 26 de salida puede controlarse mediante una segunda válvula 30 de control de presión, la cual se coloca entre la abertura 26 de salida y una baja presión. La segunda válvula 30 de control de presión es una válvula centrífuga que está mecánicamente conectada con el rotor 13 de bomba, y se cierra a una alta velocidad de rotación del rotor 13 de bomba. Adicionalmente, la abertura 26 de salida se cierra mediante el primer émbolo 24 en una posición de bajo volumen de bombeo y se deja abierta en una posición de alto volumen de bombeo.

Description

BOMBA DE LUBRICANTE DE DESPLAZAMIENTO VARIABLE Campo de la Invención La presente invención se refiere a una bomba de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar un lubricante a presión para un motor de combustión interna.
La bomba mecánica comprende un rotor de bomba con unas paletas deslizantes en sentido radial que giran en un anillo de control desplazable, en la que el anillo de control se empuja mediante un primer émbolo que empuja el anillo de control en un sentido de alto volumen de bombeo. Además, la bomba comprende un sistema de control de presión para controlar la presión de descarga del lubricante a presión, en la que el sistema de control comprende una primera cámara de control de presión en la que el primer émbolo se proporciona de forma que puede moverse axialmente. La bomba se dota de un primer conducto de presión, el cual conecta un orificio de salida de bomba con la primera cámara de control, y la bomba se dota también de una primera válvula de control de presión, la cual controla la presión en la primera cámara de control de presión.
Antecedentes de la Invención Se conocen bombas de paletas de desplazamiento variable del estado de la técnica a partir del documento O 2005/026553 Al. La bomba se dota de un sistema de control de presión para controlar la presión de descarga del lubricante. El sistema de control de presión comprende una primera cámara de control de presión en la que se proporciona un primer émbolo que puede moverse axialmente. La primera cámara de control de presión está conectada a través de un primer conducto de presión con el orificio de salida de bomba. El sistema de control de presión también comprende un elemento de control separado que se realiza como un elemento de cilindro-pistón, el cual mantiene la presión del lubricante a presión que se proporciona mediante la bomba a un nivel más o menos constante, independiente de la velocidad de rotación del rotor de bomba. Esto se consigue abriendo y cerrando una salida de control de la primera cámara de control de presión, moviendo de este modo el anillo de control en un sentido de bajo volumen de bombeo o empujando en un sentido de alto volumen de bombeo.
No obstante, el requisito de presión de lubricante depende de las condiciones de trabajo del motor. El requisito de presión de lubricante es más bajo a unas bajas velocidades de rotación y más alto a unas altas velocidades de rotación del motor. Un dispositivo con un sistema de control que proporciona dos niveles de presión del lubricante a presión se describe en el documento DE 10 2004 049 029 Al. El control de presión del dispositivo se realiza usando una válvula electromagnética. Las válvulas electromagnéticas no son a prueba de fallos, de tal modo que una pérdida de potencia eléctrica puede conducir a una lubricación insuficiente del motor .
Sumario de la invención Es un objeto de la presente invención la provisión de una bomba de lubricante de desplazamiento variable con un sistema de control que proporciona dos niveles de presión del lubricante a presión con una flabilidad mejorada.
El presente objeto se soluciona con una bomba de paletas de lubricante de desplazamiento variable con las características de la reivindicación 1.
Descripción de las Figuras de la Invención La figura 1 muestra un sistema de bombeo que incluye una bomba de paletas de desplazamiento variable.
Las figuras 2a a 2d muestran la segunda válvula de control de presión de la figura 1 en una posición abierta y una cerrada.
Descripción Detallada de la Invención La bomba de lubricante de desplazamiento variable mecánica tiene una abertura de salida en una pared lateral de la primera cámara de control de presión, mediante la cual el lubricante fluye a través de la abertura de salida. La abertura de salida puede controlarse mediante una segunda válvula de control de presión, la cual se coloca entre la abertura de salida y una fuente de baja presión, que es, por ejemplo, la presión atmosférica en un depósito de lubricante. La segunda válvula de control de presión es una válvula centrífuga que está mecánicamente conectada con el rotor de bomba, y se cierra a una alta velocidad de rotación del rotor de bomba. Adicionalmente, la abertura de salida se cierra mediante el primer émbolo en una posición de bajo volumen de bombeo y se deja abierta en una posición de alto volumen de bombeo del anillo de control. La combinación de la primera válvula de control de presión y la segunda válvula de control de presión proporciona una solución mecánica y a prueba de fallos para un sistema de control de presión que proporciona dos niveles de presión del lubricante a presión suministrado, dependiendo de la velocidad de rotación del motor. A una baja velocidad de rotación, la presión de suministro se reduce.
Preferentemente, la segunda válvula de control de presión comprende un cuerpo principal giratorio que se gira mediante el rotor de bomba, en el que el cuerpo principal se dota de una abertura de control y la abertura de control puede cerrarse mediante un cuerpo de válvula, El cuerpo de válvula se monta de forma excéntrica y pivotante en el cuerpo principal y se empuja hacia una posición abierta mediante un elemento de pretensado. La abertura de control está abierta en la posición abierta del cuerpo de válvula. Este es un diseño de ingeniería simple y fiable para una válvula dependiente de la velocidad de rotación.
De acuerdo con una realización preferente, la segunda válvula de control de presión se dota de una antecámara entre un alojamiento de válvula y el cuerpo principal, y se dota de una abertura de salida que se encuentra en una pared lateral del segundo cuerpo principal de presión o del alojamiento de válvula. El cuerpo principal proporciona la abertura de control que se coloca en sentido radial en una pared circunferencial cilindrica. La antecámara se inunda con lubricante a presión que proviene de la primera cámara de control de presión. Tan pronto como la abertura de control del cuerpo principal giratorio se encuentra en la posición abierta, el lubricante fluye a través de la abertura de control hacia el cuerpo principal abertura de salida hasta la fuente de baja presión. Cuando la velocidad de rotación del cuerpo principal giratorio alcanza y supera una velocidad umbral, la fuerza centrifuga resultante del cuerpo de válvula es más alta que la fuerza de resorte de un elemento de pretensado, de tal modo que la abertura de control se cierra moviendo el cuerpo de válvula en sentido radial hacia fuera, de tal modo que la presión de lubricante se controla sólo mediante la primera válvula de control de presión.
Preferentemente, el orificio de control de la primera válvula de control de presión está conectado con el orificio de salida de la bomba. La primera válvula de control de presión controla la presión de lubricante a unas altas velocidades de rotación, de tal modo que la presión de lubricante se mantiene más o menos constante a una alta velocidad de rotación del motor.
De acuerdo con una realización preferente, una válvula reguladora de presión se coloca en el primer conducto de presión. Esta válvula reguladora limita el máximo consumo de lubricante del sistema de control de presión y es una parte relevante del sistema de control de presión. La válvula reguladora define la característica del control de presión.
El elemento de pretensado es preferentemente un resorte. Un resorte está dotado de una tensión de resorte, de tal modo que puede disponerse de un pretensado deseado del resorte. La tensión de resorte determina la velocidad umbral de la válvula centrífuga.
La figura 1 muestra una bomba 10 de lubricante de desplazamiento variable como una parte de un sistema 100 de bombeo para suministrar un lubricante a un motor 70 de combustión interna. La bomba comprende un alojamiento 11 de bomba que tiene una cavidad 16 en la que se desplaza un anillo 12 de control desplazable en sentido radial.
El anillo 12 de control rodea un rotor 13 de bomba que se dota de numerosas paletas 14 deslizantes en sentido radial, en el que las paletas 14 están girando en el interior del anillo 12 de control desplazable. El alojamiento 11 de bomba se cierra mediante dos paredes 15 laterales de bomba, una de las cuales no se muestra en el dibujo. Las paredes 15 laterales de bomba, las paletas 14, el rotor 13 de bomba y el anillo 12 de control definen cinco cámaras 17 de bomba giratoria. Una de las paredes 15 laterales se dota de una abertura 18 de entrada de cámara de bomba y de una abertura 19 de salida de cámara de bomba, El anillo 12 de control se dota de un primer émbolo 24 alojado en una parte en una primera cámara 25 de control de presión y de un segundo émbolo 22 alojado en una parte en una segunda cámara 23 de control opuesta a la primera cámara 25 de control de pre.sión.
Un resorte 28 de pretensado en el interior de la primera cámara 25 de control de presión ejerce una fuerza de empuje sobre el primer émbolo 24. Ambas cámaras 25, 23 de control están formadas en el alojamiento 11 de bomba. El alojamiento 11 de bomba también comprende un orificio 20 de admisión para aspirar el lubricante a partir de un depósito 50 de lubricante y un orificio 21 de salida de bomba para alimentar el lubricante con una presión de descarga al motor 70. Un conducto 80 se extiende a partir del orificio 21 de salida de bomba para el suministro al motor 70.
El lubricante, que se suministra al motor 70, se conduce hacia la segunda cámara 23 de control a través de un conducto 81 de presión, y el lubricante se alimenta a la primera cámara 25 de control de presión a través de unos conductos 82, 87 de presión, Más específicamente, el lubricante en el conducto 82 de presión se alimenta finalmente a la primera cámara 25 de control de presión por un conducto 87 a través de una válvula 67 reguladora de presión en la que tiene lugar una caída de presión calibrada a medida que el lubricante fluye a través de la misma.
Los conductos 82, 88 de presión están conectados con un orificio 21 de control de una primera válvula 60 de control de presión mediante un conducto 88. La primera válvula 60 de control de presión comprende un cilindro 65 que aloja un pistón 61. Más específicamente, el pistón 61 comprende una primera porción 62 y una segunda porción 64, que están conectadas entre si mediante una varilla 63. Las porciones 62 y 64 de pistón son, en sección transversal, iguales a la sección transversal del cilindro 65, mientras que la varilla 63 es más pequeña en sección transversal que el cilindro 65.
El cilindro 65 tiene un orificio 66 de entrada que está conectado de forma hidráulica con la primera cámara 25 de control de presión mediante un conducto 83. El conducto 88 proporciona la presión de descarga en el conducto 82 a la superficie frontal de la primera porción 62 del pistón 61. El conducto a trazos en la figura 1 muestra la situación en la que el orificio 66 de entrada de la primera válvula 60 de control de presión se cierra mediante la segunda porción 64 del pistón 61.
La primera cámara 25 de control de presión tiene una abertura 26 de salida que está conectada de forma hidráulica con una segunda válvula 30 de control de presión mediante un conducto 85. La abertura 26 de salida se proporciona en una pared 27 lateral de la primera cámara 25 de control de presión, de tal modo que el primer émbolo 24 abre y cierra la abertura 26 dependiendo de la posición del émbolo.
La segunda válvula 30 de control de presión comprende un alojamiento 35 de válvula con un cuerpo 32 principal. El cuerpo 32 principal se monta sobre el eje del rotor 13 de bomba y se gira mediante el rotor 13 de bomba. El cuerpo 32 principal se dota de una abertura 36 de control, la cual se coloca en sentido radial en una pared 38 circunferencial y con una segunda abertura 37 de salida en una pared 39 lateral de la segunda válvula 30 de control de presión. El cuerpo 32 principal está alojando un cuerpo 33 de válvula que se monta de forma pivotante y se mantiene en una posición abierta mediante un elemento 34 de pretensado. El cuerpo 33 de válvula es un cuerpo de masa en semicírculo que se encuentra en equilibrio con la fuerza de resorte del elemento 34 de pretensado y la fuerza centrífuga que se genera mediante la rotación del cuerpo 32 principal cuando el cuerpo 33 de válvula está pivotando entre la posición abierta y la cerrada. El elemento 34 de pretensado es un resorte de metal.
Las figuras 2a a 2d muestran la segunda válvula 30 de control de presión en una posición abierta y en una posición cerrada.
Cuando la velocidad de rotación del motor 70 es menor que la velocidad umbral de por ejemplo; 3.000 rpm, la segunda válvula 30 de control de presión se abre. Más específicamente, el elemento 34 de pretensado mantiene el cuerpo 32 de válvula en la posición abierta, tal como se muestra en las figuras 2a y 2b que muestran la válvula 30a. Si la segunda válvula 30 de control de presión está abierta, el primer émbolo 24 se mantiene en una posición constante en la abertura 26 de salida, de tal modo que la bomba 10 se acciona con un volumen de bombeo más o menos constante, independiente de la velocidad de rotación de la bomba.
Cuando la velocidad de rotación del motor 70 es más alta que la velocidad umbral, la segunda válvula 30 de control de presión se cierra. Más específicamente, la fuerza centrífuga resultante del cuerpo 33 de válvula es más alta que la fuerza de resorte de un elemento 34 de pretensado, de tal modo que la abertura 36 de control se cierra mediante el cuerpo 33 de válvula tal como se muestra en las figuras 2c y 2d que muestran la válvula 30b.
Si la segunda válvula 30 de control de presión se cierra, la abertura 26 de salida de la primera cámara 25 de control de presión ya no está conectada con la fuente de baja presión que se define mediante el depósito 50 de lubricante. La presión de lubricante en la primera cámara 25 de control de presión se controla entonces sólo mediante la primera válvula 60 de control de presión, de tal modo que se consigue una alta presión de salida de bomba constante en el orificio 21 de salida de bomba.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Una bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar un lubricante a presión para un motor (70) de combustión interna, que comprende: un rotor (13) de bomba con paletas (14) deslizantes en sentido radial que giran en un anillo (12) de control desplazable, estando el anillo (12) de control empujado por un primer émbolo (24) que empuja el anillo (12) de control en un sentido de alto volumen de bombeo, un sistema de control de presión para controlar la presión de descarga del lubricante a presión, comprendiendo el sistema de control una primera cámara (25) de control de presión en la que se proporciona el primer émbolo (24) de forma que puede moverse axialmente, un primer conducto (82, 87) de presión que conecta un orificio (21) de salida de bomba con la primera cámara (25) de control, y una primera válvula (60) de control de presión que controla la presión en la primera cámara (25) de control de presión, caracterizada por una abertura (26) de salida en una pared (27) lateral de la primera cámara (25) de control de presión, pudiendo controlarse la abertura (26) de salida mediante una segunda válvula (30) de control de presión, en la que la segunda válvula (30) de control de presión se coloca entre la abertura (26) de salida y una fuente de baja presión, que la segunda válvula (30) de control de presión es una válvula centrifuga que está mecánicamente conectada con el rotor (13) de bomba y que se cierra a una alta velocidad de rotación del rotor (13) de bomba, y que la abertura (26) de salida se cierra mediante el primer émbolo (24) en una posición de bajo volumen de bombeo y se abre en una posición de alto volumen de bombeo.
2. La bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de la reivindicación 1, en la que la segunda válvula (30) de control de presión comprende un cuerpo (32) principal giratorio que se gira mediante el rotor (13) de bomba, en la que el cuerpo (32) principal se dota de una abertura (36) de control y la abertura (36) de control puede cerrarse mediante un cuerpo (33) de válvula que se monta de forma pivotante en el cuerpo (32) principal y en la que el cuerpo (33) de válvula se mantiene en una posición abierta mediante un elemento (34) de pretensado, estando la abertura (36) de control abierta en la posición abierta del cuerpo (33) de válvula .
3. La bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de la reivindicación 1 o 2, en la que la abertura (36) de control se coloca en sentido radial en una pared (38) circunferencial cilindrica del cuerpo (32) principal.
4. La bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que la segunda válvula (30) de control de presión se dota de una antecámara (31) entre un alojamiento (35) de válvula y el cuerpo (32) principal.
5. La bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que la segunda válvula (30) de control de presión se dota de una abertura (37) de salida que se encuentra en una pared (39) lateral del alojamiento (35) de válvula.
6. La bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera válvula (60) de control de presión está conectada con el orificio (21) de salida de la bomba (10).
7. La bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que una válvula (67) reguladora de presión se coloca en el primer conducto (82, 87) de presión.
8. La bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento (34) de pretensado es un resorte. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una bomba 10 de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar un lubricante a presión para un motor 70 de combustión interna. La bomba 10 mecánica comprende un rotor 13 de bomba con paletas 14 deslizantes en sentido radial que giran en un anillo 12 de control desplazable, en la que el anillo 12 de control se empuja mediante un primer émbolo 24 que empuja el anillo 12 de control en un sentido de alto volumen de bombeo. Además, la bomba comprende un sistema de control de presión para controlar la presión de descarga del lubricante a presión, en la que el sistema de control comprende una primera cámara 25 de control de presión en la que se proporciona el primer émbolo 24 de forma que puede moverse axialmente. La bomba se dota de un primer conducto 82, 87 de presión, el cual conecta un orificio 21 de salida de bomba con la primera cámara 25 de control, y la bomba se dota también de una primera válvula 60 de control de presión, la cual controla la presión en la primera cámara 25 de control de presión. La bomba de lubricante de desplazamiento variable mecánica 10 tiene una abertura 26 de salida en una pared 27 lateral de la primera cámara 25 de control de presión, mediante la cual el lubricante fluye a través de la abertura 26 de salida. La abertura 26 de salida puede controlarse mediante una segunda válvula 30 de control de presión, la cual se coloca entre la abertura 26 de salida y una baja presión. La segunda válvula 30 de control de presión es una válvula centrifuga que está mecánicamente conectada con el rotor 13 de bomba, y se cierra a una alta velocidad de rotación del rotor 13 de bomba. Adicionalmente, la abertura 26 de salida se cierra mediante el primer émbolo 24 en una posición de bajo volumen de bombeo y se deja abierta en una posición de alto volumen de bombeo. RESUMEN La presente invención se refiere a una bomba 10 de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar un lubricante a presión para un motor 70 de combustión interna. La bomba 10 mecánica comprende un rotor 13 de bomba con paletas 14 deslizantes en sentido radial que giran en un anillo 12 de control desplazable, en la que el anillo 12 de control se empuja mediante un primer émbolo 24 que empuja el anillo 12 de control en un sentido de alto volumen de bombeo. Además, la bomba comprende un sistema de control de presión para controlar la presión de descarga del lubricante a presión, en la que el sistema de control comprende una primera cámara 25 de control de presión en la que se proporciona el primer émbolo 24 de forma que puede moverse axialmente. La bomba se dota de un primer conducto 82, 87 de presión, el cual conecta un orificio 21 de salida de bomba con la primera cámara 25 de control, y la bomba se dota también de una primera válvula 60 de control de presión, la cual controla la presión en la primera cámara 25 de control de presión. La bomba de lubricante de desplazamiento variable mecánica 10 tiene una abertura 26 de salida en una pared 27 lateral de la primera cámara 25 de control de presión, mediante la cual el lubricante fluye a través de la abertura 26 de salida. La abertura 26 de salida puede controlarse mediante una segunda válvula 30 de control de presión, la cual se coloca entre la abertura 26 de salida y una baja presión. La segunda válvula 30 de control de presión es una válvula centrifuga que está mecánicamente conectada con el rotor 13 de bomba, y se cierra a una alta velocidad de rotación del rotor 13 de bomba. Adicionalmente , la abertura 26 de salida se cierra mediante el primer émbolo 24 en una posición de bajo volumen de bombeo y se deja abierta en una posición de alto volumen de bombeo.
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