BOMBA CON ENGRANAJE INTERIOR CON LLENADO MEJORADO.

La invención se refiere a bombas con engranaje interior, particularmente a bombas con engranaje interior para el uso como bombas de aceite lubricante para motores de pistón de combustión. En las bombas con engranaje interior habituales, para números de revoluciones por unidad de tiempo del juego de engranajes de la bomba por encima de 7.000 r.p.m. se generan velocidades de circulación tan elevadas, que ya no es posible un llenado completo del juego de engranajes. Debido al llenado incompleto se produce la cavitación. Con el comienzo de la cavitación decae notablemente el rendimiento volumétrico de la bomba, es decir, el rendimiento volumétrico empeora. El documento DE 1263973 B trata una máquina de pistón giratorio con pistones giratorios a modo de engranajes dispuestos de forma excéntrica entre sí, de los cuales el exterior arrastra directamente al interior, en donde el dentado del pistón giratorio interior contacta constantemente con el dentado interior del pistón giratorio exterior, o contacta prácticamente con éste. En las celdas de transporte así formadas se alimenta y extrae axialmente un medio de trabajo líquido o gaseoso por la cara frontal del pistón giratorio. Los entredientes que se encuentran entre las cabezas de dientes del pistón giratorio interior se encuentran biselados lateralmente y aumentan de este modo el volumen de las celdas de transporte formadas por los pistones. El objeto de este aumento de volumen es una reducción de la velocidad del flujo de entrada y de salida del medio de transporte o de trabajo hacia las celdas de transporte. El documento DE 4 200 883 se considera como el estado de la técnica más cercano y publica una bomba de engranaje interior con un engranaje interior, que presenta una ranura axial en cada base del pie de diente. Por el lado de aspiración de la bomba está previsto un orificio de admisión, que presenta una anchura en dirección radial tal que recubre las ranuras axiales en una cara frontal. Las ranuras axiales en la base de los entredientes del piñón garantizan un cierto espacio muerto, en el que se pueden acumular burbujas de cavitación y aceite de compresión junto con vapor del líquido de servicio. Las ranuras pueden presentar correspondientemente un perfil en arco de círculo en la sección axial o discurrir con un perfil constante a lo largo de toda la anchura del diente. También el orificio de salida en el lado de presión de la bomba presenta una anchura en dirección radial tal que recubre las ranuras axiales en una cara frontal. El objeto de la invención es el de mejorar el rendimiento volumétrico de bombas con engranaje interior. La invención se refiere a una bomba con engranaje interior, que presenta al menos una cámara de engranaje formada en la carcasa y al menos dos engranajes alojados en la cámara de engranaje que se encuentran en engrane. Uno de los engranajes es un engranaje interior con dentado exterior, el otro es un engranaje exterior con dentado interior. Los engranajes pueden girar alrededor de unos ejes de giro mutuamente desplazados entre sí. En la cámara de engranaje desembocan al menos un orificio de admisión en el lado de baja presión, también denominado lado de aspiración, y al menos un orificio de salida en el lado de alta presión para un fluido a transportar mediante la bomba. El fluido consiste preferentemente en un líquido hidráulico. El dentado interior del engranaje exterior presenta al menos un diente más que el dentado exterior del engranaje interior, preferentemente presenta exactamente un diente más. Los dentados forman unas celdas de transporte, que se expanden en la dirección de giro de los engranajes desde una zona con el mayor engrane hasta una zona con el menor engrane en el lado de baja presión de la cámara de engranaje, es decir, aumentan su tamaño, y se reducen a continuación desde la zona de menor engrane hasta la zona de mayor engrane en el lado de alta presión de la cámara de engranaje, es decir, forman celdas de transporte de compresión en el lado de alta presión. Durante un movimiento de giro de los engranajes, se aspira fluido por el lado de baja presión de la cámara de engranaje a través de las celdas de transporte que allí se expanden, se transporta a través de la zona de menor engrane, y se desaloja de las celdas de transporte de compresión en el lado de alta presión a través del por lo menos un orificio de salida. En cada uno de los pies de diente, de preferencia exactamente en el vértice del dentado exterior, está formada al menos una cavidad, que se extiende de acuerdo con la invención desde una cara frontal del dentado exterior sólo hasta la base del pie de diente, es decir, las cavidades de acuerdo con la invención se encuentran abiertas hacia la cara frontal correspondiente del dentado exterior y terminan cada una en una base del pie de diente correspondiente. La cavidad formada de acuerdo con la invención no se extiende de este modo de forma continua desde una cara frontal hasta la otra cara frontal situada enfrente del dentado exterior, sino que en los pies de diente queda un nervio, que llega hasta la circunferencia de fondo del dentado exterior y determina la circunferencia de fondo. En caso de que las cavidades se extiendan en una u otra forma de realización de la invención axialmente y de forma continua desde una cara frontal hasta la otra cara frontal, éstas presentan sin embargo en al menos una de las caras frontales una profundidad radial mayor que en una zona en el interior de la base del pie de diente correspondiente, es decir, para el caso de cavidades continuas en dirección axial, su profundidad radial no es 2   uniforme a lo largo de toda la longitud axial de la cavidad correspondiente, sino que estas cavidades son más planas en el interior de la base de pie de diente correspondiente que en al menos una de las dos caras frontales del dentado exterior. La profundidad radial de las cavidades puede aumentar particularmente también desde un punto más plano de la base del pie de diente correspondiente hacia las dos caras frontales del dentado exterior. La afirmación acerca de la diferencia de profundidad también es válida para las primeras formas de realización mencionadas, en las que las cavidades terminan en la base del pie de diente dejando un nervio. Asimismo también es válida la afirmación para las cavidades cuya profundidad radial sólo varía una vez, concretamente en un nervio de este tipo o en un punto plano interior. Mediante la cavidad formada de acuerdo con la invención se aumenta la sección de aspiración de la celda de transporte correspondiente en el lado de baja presión de la cámara de engranaje en la cara frontal, hacia la que se extiende la cavidad. Por otro lado, la dimensión de la ampliación del volumen de la celda de transporte se puede reducir en comparación con una cavidad que se extiende de forma continua en dirección axial con profundidad uniforme para una misma sección de admisión en la cara frontal. A medida que aumenta el número de revoluciones por unidad de tiempo de los engranajes aumentan las fuerzas centrífugas orientadas radialmente hacia el exterior que actúan sobre el fluido en el interior de las celdas de transporte, lo que provoca además de la expansión de las celdas de transporte en el lado de baja presión una aspiración orientada radialmente hacia el exterior. El fluido es presionado contra el engranaje exterior debido a la fuerza centrífuga, mientras que en el engranaje interior sin las cavidades queda un espacio vacío. Este espacio vacío se reduce en base a la conformación de las cavidades de acuerdo con la invención, puesto que las celdas de transporte presentan una sección de aspiración ampliada en la cara frontal en comparación con celdas de transporte sencillas, así como un menor volumen de celda en comparación con celdas de transporte con cavidades que se extienden de forma continua. El nivel de llenado de las celdas de transporte se puede aumentar mediante el aprovechamiento óptimo de la fuerza centrífuga para la aspiración del fluido. El comienzo de la cavitación se desplaza de este modo a números de revoluciones por unidad de tiempo más elevados. Asimismo el rendimiento volumétrico en el intervalo de revoluciones por encima del comienzo de la cavitación se reduce de forma menos acusada que en las bombas con engranaje interior tradicionales. La profundidad de cada una de las cavidades se mide en dirección radial con respecto al contorno de los pies de diente sin cavidad, es decir, se mide exactamente en el vértice con respecto a la circunferencia de fondo del dentado exterior. La profundidad puede variar en un único escalón. Sin embargo, preferentemente, la profundidad varía de forma continua en dirección axial desde una profundidad máxima en la cara frontal hasta un valor mínimo, preferentemente hasta el valor 0. De este modo se reduce... [Seguir leyendo]

b) una cámara de engranaje (4) formada en la carcasa (3), que presenta un orificio de admisión (5) en el lado de baja presión y un orificio de salida (6) en el lado de alta presión para un fluido, c) un engranaje interior (1) alojado en la cámara de engranaje (4), que puede girar alrededor de un eje de giro (D1), así como un dentado exterior (1a), d) un engranaje exterior (2) alojado en la cámara de engranaje (4), que presenta un dentado interior (2i), que está en contacto engranado con el dentado exterior (1a) y que para un accionamiento giratorio de los engranajes (1, 2) forma junto con el dentado exterior unas celdas de transporte (7) que se expanden en el lado de baja presión y que se comprimen en el lado de alta presión, e) presentando el dentado interior (2i) del engranaje exterior (2) al menos un diente más que el dentado exterior (1a) del engranaje interior (1), f) y estando formada, en cada uno de los pies de diente del dentado exterior (1a), al menos una cavidad (10) en la base del pie de diente, que se extiende hasta la cara frontal del dentado exterior (1a) y que presenta en la cara frontal una profundidad (T) radial mayor que en una zona de la base del pie de diente interior separada axialmente de la cara frontal, g) y recubriendo el orificio de admisión (5), axialmente opuesto enfrentado de la cara frontal del dentado exterior (1a), las celdas de transporte (7) y las cavidades (10), caracterizada porque h) el orificio de salida (6) axialmente opuesto enfrentado a la cara frontal del dentado exterior (1a) recubre las celdas de transporte (7), pero no las cavidades (10) en el lado de alta presión. 2. Bomba con engranaje interior según la reivindicación 1, caracterizada porque en pies de diente del dentado exterior (1a) está formada al menos una cavidad (10) en cada base de pie de diente, que se extiende hasta la otra cara frontal del dentado exterior (1a) y que presenta una profundidad (T) radial mayor en la otra cara frontal que en una zona de la base del pie de diente interior separada axialmente de la cara frontal. 3. Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la profundidad (T) de las cavidades (10) aumenta de forma continua hacia la cara frontal. 4. Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cavidades (10) son cóncavas en dirección axial radialmente hacia el exterior. 5. Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cavidades (10) se extienden hasta un nervio (11) que queda de un perfil de diente en la zona interior de la base del pie de diente correspondiente, que forma preferentemente la mitad axial del dentado exterior (1a). 6. Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cavidades (10) se ensanchan hacia la cara frontal, hasta la que se extienden. 7. Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cavidades (10) presentan una sección cóncava en dirección radial hacia afuera. 8. Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cavidades (10) son hiperboloides. 9. Bomba con engranaje interior según una de las reivindicaciones 1 a 3 ó 5 a 7, caracterizada porque las cavidades son cónicas con una generatriz que es recta o curvada en dirección axial. 7   8   9     11