BOMBA VOLUMÉTRICA CON AJUSTE DE VOLUMEN DESPLAZADO.

La invención se refiere a una bomba volumétrica con un ajuste de su volumen desplazado específico. La bomba comprende al menos dos rodetes de desplazamiento alojados de forma giratoria que están en engrane de desplazamiento entre ellos para desplazar un fluido de trabajo bajo aumento de presión de un lado de baja presión de la bomba a un lado de alta presión de la bomba durante un accionamiento giratorio de al menos uno de los rodetes de desplazamiento. Asimismo, la invención se refiere a un sistema que comprende la bomba para la alimentación de un grupo con un fluido de trabajo o lubricante. En sus usos preferibles, la bomba sirve para alimentar aceite lubricante un motor de combustión interna, es decir, en este uso constituye la bomba de aceite lubricante del motor. Por volumen desplazado específico se entiende el volumen desplazado de la bomba referido a un número de revoluciones de uno de los rodetes de desplazamiento [volumen desplazado/número de revoluciones]. En las bombas volumétricas, por ejemplo bombas de ruedas dentadas, el volumen desplazado específico es constante y, por tanto, el volumen desplazado es proporcional al número de revoluciones de los rodetes de desplazamiento, mientras el grado de llenado de las celdas de desplazamiento formadas por los rodetes de desplazamiento sea del 100%. En muchos casos de aplicación esta proporcionalidad resulta molesta. Por ejemplo, en una prensa, para la marcha rápida se requiere una gran cantidad de suministro de aceite a presión, pero en la fase final de la carrera de trabajo de la prensa ya sólo se requiere una presión alta, mientras que la necesidad de volumen de desplazamiento de aceite se reduce a cero. Dado que el número de revoluciones de accionamiento de la bomba generalmente se mantiene constante, se produce un exceso de corriente de aceite que se encuentra bajo alta presión y que recircula a un depósito de aceite conllevando una pérdida de energía. Un exceso de corriente de aceite también resulta molesto por ejemplo en bombas de lubricante de motor y bombas de alimentación de aceite de cajas de cambio automáticas de automóviles. Aunque estos grupos, a un bajo número de revoluciones de motor y, por tanto, a un bajo número de revoluciones de bomba, especialmente en ralentí, requieren un volumen de desplazamiento mínimo, y a un alto número de revoluciones requieren una presión de aceite mínima, la necesidad de fluido a un número de revoluciones más alto está muy por debajo de la línea de proporcionalidad. El volumen desplazado específico de bombas debería estar adaptado a la necesidad del consumidor, por ejemplo un motor de combustión interna, una caja de cambios automática o una prensa, es decir que debería ser ajustable. En las bombas volumétricas conocidas, el ajuste del volumen desplazado específico se realiza mediante un ajuste del engrane de desplazamiento de los rodetes de desplazamiento. Se conoce toda una serie de mecanismos de ajuste para ello. En el documento DE 198 47 132 C2 se describe una bomba de ruedas dentadas exteriores, cuyo volumen desplazado específico está regulado de tal forma que a partir de un número de revoluciones límite predefinido ya sólo aumenta de forma proporcionalmente inferior al número de revoluciones o incluso se mantiene constante mientras sigue aumentando el número de revoluciones de accionamiento de la bomba. La bomba presenta dos ruedas cilíndricas con dentado recto que están alojadas en una cámara de desplazamiento de la bomba y que están engranadas entre ellas. El engrane de desplazamiento queda realizado por el engrane de los dientes de las dos ruedas cilíndricas. Para limitar el volumen desplazado específico de la bomba, una de las dos ruedas cilíndricas está alojada de forma giratoria sobre un émbolo. El émbolo está alojado de forma deslizable en sentido recto dentro de una carcasa de la bomba y, para su deslizamiento, en un lado del émbolo, se somete a un fluido transportado por la bomba desde el lado de alta presión de la bomba. Contra la presión del fluido actúa un elemento de resorte en el lado opuesto del émbolo. Por el equilibrio de fuerzas de la presión del fluido y la fuerza elástica resulta la posición de deslizamiento del émbolo y, por tanto, también la posición axial de la rueda cilíndrica alojada sobre el émbolo, con respecto a la otra rueda cilíndrica no deslizable. Por lo tanto, por el movimiento de deslizamiento del émbolo se modifica la longitud de engrane axial de las dos ruedas cilíndricas y, por tanto, el volumen desplazado específico de la bomba. El émbolo se somete a un fluido del lado de alta presión, de tal forma que a medida que aumenta la presión del fluido se reduce la longitud de engrane de las dos ruedas cilíndricas contra la fuerza elástica de retroceso del elemento de resorte. Bombas con ruedas dentadas exteriores comparables en cuanto al ajuste del volumen desplazado específico se conocen por los documentos DE 41 21 074 A1, DE-A-100 43 842 y DE 35 28 651 A1. Por el documento EP 1 182 351 se conoce también una bomba de ruedas dentadas interiores, cuyo volumen desplazado específico puede ajustarse. La bomba presenta una rueda interior con dentado exterior y una rueda hueca con dentado interior que están alojadas de forma giratoria alrededor de ejes de giro excéntricas en una cámara de desplazamiento de la carcasa de la bomba siendo accionadas de forma giratoria para el desplazamiento del fluido. Los dos rodetes de desplazamiento constituyen celdas de desplazamiento que se expanden desde un punto del engrane más profundo de los dientes hasta un punto del menor engrane de los dientes y celdas de desplazamiento que se comprimen desde el punto del menor engrane de los dientes hasta el punto del engrane más profundo de los 2 ES 2 367 969 T3 dientes. En la zona de las celdas de transporte que se expanden desemboca una entrada en la cámara de desplazamiento, y en la zona de las celdas de desplazamiento que se comprimen, en la cámara desemboca una salida. Las celdas de fluido que se expanden succionan fluido de la entrada y las celdas de desplazamiento que se comprimen desplazan el fluido a través de la salida. Para poder ajustar el volumen desplazado específico de la bomba, la rueda hueca con dentado interior está alojada de forma giratoria en un anillo excéntrico. El anillo excéntrico también está alojado en la carcasa de forma giratoria alrededor de un eje de giro excéntrico con respecto al eje de giro de la rueda hueca. Mediante un ajuste de la posición de ángulo de giro del anillo excéntrico con respecto a la entrada y la salida se realiza el ajuste del volumen desplazado específico. Para ajustar la posición de ángulo de giro del anillo excéntrico, un émbolo actúa sobre el anillo excéntrico a través de una cremallera, convirtiéndose movimientos axiales del émbolo en movimientos giratorios de ajuste del anillo excéntrico. Al igual que el émbolo en las bombas con ruedas dentadas exteriores conocidas, el émbolo se somete en un lado a la presión de fluido del lado de alta presión y a la fuerza elástica de un elemento de resorte de retroceso que actúa contra la presión de fluido. Los mecanismos de ajuste conocidos requieren grandes fuerzas de retroceso durante el funcionamiento completo de la bomba. Si el elemento de retroceso que actúa contra la presión de fluido que actúa sobre el émbolo es un elemento de resorte, la cámara de resorte que aloja el elemento de resorte debe ser muy larga debido a las fuerzas elásticas necesarias. Dado el caso, el elemento de resorte tiene que estar realizado como resorte múltiple, por ejemplo un resorte doble. La invención tiene el objetivo de proporcionar una bomba volumétrica que presente un dispositivo de ajuste que ahorre espacio, que sea económico y que sea estable durante el funcionamiento permanente, para un ajuste del volumen desplazado específico de la bomba. Este objetivo se consigue mediante una bomba volumétrica indicada en la reivindicación 1. La invención se refiere a una bomba volumétrica, cuyo volumen desplazado específico puede ajustarse y que comprende una carcasa con una cámara de desplazamiento, con al menos dos rodetes de desplazamiento alojados en la cámara de desplazamiento y con un dispositivo de ajuste para el ajuste de su volumen desplazado específico. En la cámara de desplazamiento desembocan al menos una entrada y al menos una salida para un fluido que ha de ser desplazado por la bomba. La entrada está comunicada con un lado de baja presión de la bomba y la salida está comunicada con un lado de alta presión de la bomba. Por lado de baja presión se entiende el sistema completo de conducción de fluido desde un depósito de fluido hasta la entrada a la cámara de desplazamiento, es decir, el sistema completo de conducción de fluido corriente arriba desde la entrada incluidos los canales de suministro... [Seguir leyendo]

1. Bomba volumétrica con volumen desplazado específico ajustable con a) una carcasa (3) que contiene una cámara de desplazamiento (4) en la que desembocan, en un lado de baja presión de la bomba, al menos una entrada (5) para un fluido, y en un lado de alta presión de la bomba, al menos una salida (6) para un fluido, b) al menos dos rodetes de desplazamiento (1, 2) que pueden accionarse de forma giratoria y que están alojados en la cámara de desplazamiento (4) y que están en engrane de desplazamiento entre ellos para desplazar el fluido desde la entrada (5) hasta la salida (6), pudiendo ajustarse los rodetes de desplazamiento (1, 2) de tal forma que por un ajuste de los rodetes de desplazamiento (1, 2) uno con respecto a otro o con respecto a la entrada (5) y/o la salida (6), se ajusta el volumen desplazado específico de la bomba, c) un émbolo (7/8; 25) que, para el ajuste de los rodetes de desplazamiento (1, 2), está acoplado con al menos uno de los rodetes de desplazamiento (1, 2), d) una primera cámara de presión (9) y una segunda cámara de presión (10) para cargar el émbolo (7/8; 25) respectivamente con el fluido del lado de alta presión, actuando una presión de fluido (P9) de la primera cámara de presión (9), que actúa sobre el émbolo (7/8; 25), contra una presión de fluido (P10) de la segunda cámara de presión (10), que actúa sobre el émbolo (7/8; 25). e) una primera comunicación de fluido (11) que comunica la primera cámara de presión (9) con el lado de alta presión, y con una segunda comunicación de fluido (12) que comunica la segunda cámara de presión (10) con el lado de alta presión, f) un elemento de resorte (13) que actúa contra la presión de fluido (P9) que actúa sobre el émbolo (7/8; 25) en la primera cámara de presión (9), y g) un regulador (15) que regula la presión de fluido (P10) de la segunda cámara de presión (10) en función de una magnitud de regulación (PR) del lado de alta presión, decisiva para el desplazamiento de fluido de la bomba, caracterizada porque ES 2 367 969 T3 h) el regulador (15) corta la segunda comunicación de fluido (12) cuando la magnitud de regulación (PR) sobrepasa un valor predefinido. 2. Bomba volumétrica según la reivindicación 1, caracterizada porque la magnitud de regulación (PR) es una presión de regulación de fluido del lado de alta presión. 3. Bomba volumétrica según la reivindicación anterior, caracterizada porque al regulador (15) está conectado un conducto de comunicación por el que el fluido del lado de alta presión, que se encuentra bajo la presión de regulación de fluido (PR), puede suministrarse al regulador (15) desde fuera de la carcasa (3) de la bomba. 4. Bomba volumétrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el regulador (15) es o comprende una válvula reguladora en la que como magnitud de regulación (PR) se aplica una presión de regulación de fluido (PR) del lado de alta presión de la bomba, actuando contra la presión de regulación de fluido (PR) una fuerza de retroceso de un elemento de retroceso (16). 5. Bomba volumétrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el regulador (15) es una válvula reguladora con al menos dos posiciones de conmutación discretas (estados de regulador) que se conmutan en función de la magnitud de regulación (PR). 6. Bomba volumétrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en un primer estado de regulador el regulador (15) comunica la segunda cámara de presión (10) con el lado de alta presión de la bomba y en un segundo estado de regulador la comunica con el lado de baja presión de la bomba, adoptando el regulador (15) el segundo estado de regulador cuando el valor de la magnitud de regulación (PR) es superior al primer estado de regulador. 7. Bomba volumétrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el regulador (15) en un primer estado de regulador comunica la segunda cámara de presión (10) con la primera cámara de presión (9) y en un segundo estado de regulador la separa de la primera cámara de presión (9) y la comunica con el lado de baja presión de la bomba, adoptando el regulador (15) el segundo estado de regulador cuando el valor de la magnitud de regulación (PR) es superior al primer estado de regulador. 8. Bomba volumétrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la bomba es una bomba de ruedas dentadas exteriores y los al menos dos rodetes de desplazamiento (1, 2) son ruedas cilíndricas con dentado exterior que están en engrane de dientes entre ellos para desplazar el fluido desde la entrada (5) hasta la salida (6), formando el émbolo (7/8) un cojinete giratorio para uno de los rodetes de desplazamiento (1, 2), y 11 ES 2 367 969 T3 en el que el deslizamiento axial del émbolo (7/8) modifica una longitud de engrane axial de los rodetes de desplazamiento (1, 2) y con ello se ajusta el volumen desplazado específico de la bomba. 9. Bomba volumétrica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la bomba es una bomba de ruedas dentadas interiores y los al menos dos rodetes de desplazamiento (1, 2) son una rueda interior con 5 dentado exterior y una rueda hueca con dentado interior que estando en engrane de dientes forman celdas de desplazamiento que desplazan el fluido desde la entrada (5) hasta la salida (6), presentando la rueda hueca al menos un diente más que la rueda interior, comprendiendo la bomba volumétrica: - un anillo excéntrico (21) que está alojado de forma giratoria dentro de la carcasa (3) alrededor de un eje de giro (D1) del anillo excéntrico y que aloja uno de los rodetes de desplazamiento (1, 2) de forma giratoria alrededor de su 10 eje de giro (D2), siendo excéntricos uno respecto a otro el eje de giro (D1) del anillo excéntrico y el eje de giro (D2) del rodete de desplazamiento (2) alojado de forma giratoria por el anillo excéntrico (21), - y un engranaje de ajuste (23, 26) que acopla el anillo excéntrico (21) con el émbolo (25) y que convierte un movimiento de ajuste del émbolo (25) en un movimiento de giro del anillo excéntrico (21) para ajustar los rodetes de desplazamiento (1, 2) con respecto a la entrada (5) y la salida (6). 12 ES 2 367 969 T3 13 ES 2 367 969 T3 14 ES 2 367 969 T3 ES 2 367 969 T3 16