BOMBA VARIABLE O MOTOR HIDRAULICO.

Bomba o motor hidráulico que comprende un árbol (3) con un primer eje de rotación (L),

montado de forma rotativa en una envolvente (10, 22, 23), primeros émbolos (28) conectados al árbol y rotativos alrededor del primer eje de rotación, una placa de orificios (8) montada en la envolvente y provista de una superficie de placa de orificios (7), con en un primer radio un orificio de alta presión (39) y un orificio de baja presión (40) cada uno conectado a una línea de presión respectiva, primeros cilindros (26) rotativos alrededor de un segundo eje de rotación (M), que cruza el primer eje en un plano central, y ajustados de forma estanca alrededor de los primeros émbolos para formar con los primeros émbolos cámaras con un volumen que en plena rotación cambia un volumen por carrera, ranuras de cilindro (31) cada una rotativa con y conectada a una cámara y que terminan en una superficie de válvula (6) que es rotativa a lo largo de la superficie de la placa de orificios (7) para conectar la cámara con el orificio de alta presión o el orificio de baja presión, por medio de lo cual al girar la placa de orificios alrededor de un tercer eje (N) que es perpendicular al plano central y cruza el primer eje y el segundo eje, pudiendo ser cambiado el volumen por carrera por medio de un accionamiento de posicionamiento de la placa de orificios (13, 19, 33) localizado en el plano central y que ejerce una fuerza sobre la placa de orificios, caracterizada porque el accionamiento de posicionamiento de la placa de orificios comprende dos accionadores hidráulicos opuestos (13, 33) que actúan en la placa de orificios (8) en la dirección de los primeros cilindros (26)

Bomba variable o motor hidráulico.

La invención se refiere a una bomba o motor hidráulico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Dichas bombas o motores hidráulicos se conocen como bombas o motores de eje acodado. Los émbolos de las bombas o motores conocidos están conectados de forma giratoria a una brida y son móviles en cilindros, que se encuentran en un extremo de un rotor. En el otro extremo del rotor, se posiciona una placa de orificios; este extremo del rotor forma la superficie de la válvula. La placa de orificios está situada entre la superficie de la válvula del rotor y la envolvente. En las bombas o motores conocidos, el accionamiento de posicionamiento de la placa de orificios comprende accionadores hidráulicos que desplazan un pasador de enganche en una ranura de la envolvente. El pasador de enganche se posiciona en un agujero en el centro de la placa de orificios, acoplando así la placa de orificios a los accionadores hidráulicos.

La técnica anterior más cercana está representada por la US 2005/019171.

Esta construcción conocida tiene el inconveniente de que en el plano central en el emplazamiento de la ranura, la envolvente no soporta suficientemente la placa de orificios de modo que la placa de orificios puede deformarse bajo la influencia de la alta presión entre la superficie de la placa de orificios y la superficie de la válvula. Asimismo entre los orificios de presión, que se encuentran en la zona del plano central, la presión entre la superficie de la placa de orificios y la superficie de la válvula varía con el paso de las ranuras del cilindro y por este medio produce fluctuaciones en las deformaciones. No es posible compensar estas fluctuaciones en el diseño de las piezas. Estas deformaciones variables crean intervalos que provocan la fuga de aceite. Si se limitan las deformaciones, por ejemplo hasta un máximo de 3 a 5 micromilímetros, la fuga entre la superficie de la placa de orificios y la superficie de la válvula sigue siendo aceptable. Un valor más alto reduce el rendimiento de la bomba o motor de una forma no deseable. Esta exigencia limita el primer radio, ya que un radio más grande reduce la rigidez de la placa de orificios y aumenta de esta manera las deformaciones.

Otro inconveniente de la construcción conocida consiste en que no es posible prolongar el árbol de transmisión por una abertura en la placa de orificios. Dicha prolongación posibilitaría la conexión de varias bombas o motores en serie. Una abertura en la placa de orificios con un diámetro adecuado para que el árbol de transmisión pueda pasar, reduciría además la rigidez de la placa de orificios y afectaría a los accionadores hidráulicos.

Con el fin de superar estos inconvenientes, la bomba o motor hidráulico está de acuerdo con la parte caracterizadora de la reivindicación 1. El soporte de la placa de orificios en el plano central por medio de accionadores hidráulicos reduce las deformaciones causadas por la alta presión variable entre la superficie de la válvula y la superficie de la placa de orificios, posibilitando la superación de los inconvenientes del diseño conocido sin más fugas.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 2. De esta forma los accionadores hidráulicos soportan directamente la zona sometida a la presión variable reduciendo además por este medio las deformaciones variables.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 3. Al conectar el segundo accionador con el orificio de alta presión, es necesario que la unidad de control mantenga también el primer accionador bajo presión. De esta forma, se asegura que ambos accionadores soporten la placa de orificios.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 4. El primer accionador y el tercer accionador funcionan conjuntamente, por medio de lo cual el tercer accionador compensa directamente la fuerza que el segundo accionador ejerce sobre la placa de orificios. Esto conduce a fuerzas más bajas sobre la placa de orificios y reduce las deformaciones.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 5 ó 6. Esto reduce el número de piezas independientes.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 7. De esta manera, el par para posicionar o rotar la placa de orificios es más o menos independiente de la posición rotacional de la placa de orificios, facilitando de esta forma el posicionamiento de la placa de orificios.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 8. De esta manera, los accionadores hidráulicos tienen un diseño sencillo y son de coste adecuado.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 9. Esto asegura que los segundos cilindros no ejerzan una fuerza lateral sobre la placa de orificios y que el diseño pueda ser más compacto al tener ranuras en la placa de orificios para suministrar aceite a los distintos cilindros.

De acuerdo con una realización, la bomba o motor hidráulico es según la reivindicación 10. Esto asegura que durante la presión de arranque pueda tener lugar un aumento en el orificio de alta presión y en los cilindros conectados impidiendo fugas por varios intervalos. Después del arranque, la alta presión asegura que los intervalos permanezcan cerrados.

De acuerdo con una realización, la bomba variable o motor hidráulico es según la reivindicación 11. Esto reduce el número de piezas diferentes en el dispositivo y facilita la producción o mantenimiento de la bomba o motor.

De acuerdo con una realización, la bomba variable o motor hidráulico es según la reivindicación 12. Al proporcionar en las superficies de apoyo aberturas conectadas a los orificios de presión, existe una conexión sencilla y directa entre las líneas de presión y las cámaras.

De acuerdo con una realización, la bomba variable o motor hidráulico es según la reivindicación 13. Esto evita además fuerzas de flexión sobre la placa de orificios y las deformaciones resultantes.

De acuerdo con una realización, la bomba variable o motor hidráulico es según la reivindicación 14. De esta forma, se realiza una bomba o motor compacto de alta capacidad.

La invención se explica a continuación haciendo referencia a una realización y con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1, muestra una sección transversal y el interior de un dispositivo hidráulico, tal como una bomba.

La figura 2, muestra una vista en perspectiva del interior del dispositivo hidráulico de la figura 1.

La figura 3, muestra una vista en perspectiva de las placas de orificios y de los accionamientos de las placas de orificios del dispositivo hidráulico de la figura 1.

La figura 4, muestra una vista lateral de una placa de orificios del dispositivo hidráulico de la figura 1; y:

La figura 5, es una vista frontal de la placa de orificios de la figura 4.

El dispositivo hidráulico mostrado en la figura 1 se describe a continuación como bomba 12. Un motor (no mostrado) acciona la bomba 12 por medio del extremo de árbol estriado 24. La bomba 12 está conectada a líneas de presión (no mostradas) y comprime aceite a baja presión en aceite a alta presión. Por medio de más o menos los mismos componentes, el dispositivo hidráulico se puede utilizar también como motor hidráulico. En este caso, el aceite a alta presión alimenta el motor y el extremo del árbol estriado 24 acciona el equipo. El documento WO 03/058035 describe los distintos componentes utilizados en la realización de forma más detallada y esta descripción se incluye en la presente por si es necesario para más explicación de la invención.

La bomba 12 comprende una envolvente 22 en la que una primera tapa 10 y una segunda tapa 23 se sujetan mediante los tornillos 1, la primera tapa 10 y la segunda tapa 23 tienen cojinetes 2 en los que un árbol 3 puede girar alrededor de un primer eje L. El árbol 3 se extiende herméticamente por la segunda tapa 23 y termina como extremo de árbol estriado 24. El árbol 3 tiene una brida 29 en el centro de la envolvente 22 y los émbolos de bomba 28 se extienden en ambos lados de la brida 29, en esta realización en ambos lados doce émbolos de bomba 28. Los cilindros de bomba 26 encierran los émbolos de bomba 28 y se apoyan contra una placa acanalada...

1. Bomba o motor hidráulico que comprende un árbol (3) con un primer eje de rotación (L), montado de forma rotativa en una envolvente (10, 22, 23), primeros émbolos (28) conectados al árbol y rotativos alrededor del primer eje de rotación, una placa de orificios (8) montada en la envolvente y provista de una superficie de placa de orificios (7), con en un primer radio un orificio de alta presión (39) y un orificio de baja presión (40) cada uno conectado a una línea de presión respectiva, primeros cilindros (26) rotativos alrededor de un segundo eje de rotación (M), que cruza el primer eje en un plano central, y ajustados de forma estanca alrededor de los primeros émbolos para formar con los primeros émbolos cámaras con un volumen que en plena rotación cambia un volumen por carrera, ranuras de cilindro (31) cada una rotativa con y conectada a una cámara y que terminan en una superficie de válvula (6) que es rotativa a lo largo de la superficie de la placa de orificios (7) para conectar la cámara con el orificio de alta presión o el orificio de baja presión, por medio de lo cual al girar la placa de orificios alrededor de un tercer eje (N) que es perpendicular al plano central y cruza el primer eje y el segundo eje, pudiendo ser cambiado el volumen por carrera por medio de un accionamiento de posicionamiento de la placa de orificios (13, 19, 33) localizado en el plano central y que ejerce una fuerza sobre la placa de orificios, caracterizada porque el accionamiento de posicionamiento de la placa de orificios comprende dos accionadores hidráulicos opuestos (13, 33) que actúan en la placa de orificios (8) en la dirección de los primeros cilindros (26).

2. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 1, caracterizada porque los accionadores hidráulicos (13, 19, 33) actúan sobre la placa de orificios (8) en un radio igual o superior al primer radio.

3. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el primer accionador hidráulico (33) está conectado a una unidad de control y el segundo accionador hidráulico (13) al orificio de alta presión (39).

4. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 3, caracterizada porque el accionamiento de posicionamiento de la placa de orificios comprende un tercer accionador hidráulico (19) que está conectado al primer accionador hidráulico (33), que está colocado en una posición opuesta y que contrarresta al segundo accionador (13).

5. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 4, caracterizada porque la placa de orificios (8) comprende una primera ranura (17) que conecta el primer accionador (33) y el tercer accionador (19).

6. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 3, 4 ó 5, caracterizada porque la placa de orificios comprende una segunda ranura (16) que conecta el segundo accionador (13) con el orificio de alta presión (39).

7. Bomba o motor hidráulico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las fuerzas ejercidas por los accionadores hidráulicos (13, 19, 33) en la placa de orificios (8) son paralelas al segundo eje (M).

8. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 7, caracterizada porque los accionadores hidráulicos (13, 19, 33) comprenden cada uno un segundo émbolo (1, 18) montado en la envolvente (10, 22) y un segundo cilindro en forma de copa (14) ajustado alrededor del segundo cierre estanco de émbolo en un plano perpendicular al segundo eje (M).

9. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque los segundos cilindros (14) están soportados de forma deslizable y/o estanca en la placa de orificios (8).

10. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 7, 8 ó 9, caracterizada porque el segundo cilindro (14) y/o la placa de orificios (8) tiene un resorte y/o medios de sujeción para impedir un importante hueco entre el segundo cilindro y la placa de orificios.

11. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 7, 8, 9 ó 10, caracterizada porque los primeros émbolos (28) y los primeros cilindros (26) son idénticos a los segundos émbolos (1, 18) y los segundos cilindros (14) respectivamente.

12. Bomba o motor hidráulico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la placa de orificios (8) comprende en la posición opuesta a la superficie de la placa de orificios dos superficies de apoyo cilíndricas (37) para soportar la placa de orificios en la envolvente (10, 23), teniendo las superficies de apoyo cilíndricas el tercer eje de rotación (N) como línea central y estando cada superficie provista de una abertura (36, 38) conectada al orificio de alta presión (39) o al orificio de baja presión (40) localizado en el lado opuesto de la placa de orificios.

13. Bomba o motor hidráulico según la reivindicación 12, caracterizada porque la superficie de apoyo cilíndrica (37) opuesta al orificio de alta presión (39) está diseñada de modo tal que el saliente en la superficie de la placa de orificios (7) de la zona que tiene alta presión entre la envolvente (10, 23) y la superficie de apoyo cilíndrica es más o menos igual a la zona que tiene alta presión entre la superficie de válvula (6) y la superficie de la placa de orificios.

14. Bomba o motor hidráulico según una las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el árbol (3) comprende una brida (29) con dos conjuntos de primeros émbolos (28), extendiéndose estos conjuntos en direcciones opuestas, y en ambos lados de la brida una placa de orificios (8) en forma de anillo por la que se extiende el árbol de accionamiento.