Dispositivo de distribución hidráulica mediante una bomba de doble acción y de caudal variable.

Bomba hidráulica de cilindrada variable y con doble sentido de rotación,

que comprende dos pistones axiales (1) que se apoyan contra un plato oscilante (2) cuya inclinación se puede modificar a voluntad, esta inclinación está controlada por dos cilindros antagónicos (5, 6), de los cuales uno (5), de sección fina, siempre está en conexión con la presión de impulsión de la bomba y el otro (6), de sección más importante, está unido: bien a la presión de impulsión; bien a la presión de retorno al depósito bajo la acción de un módulo actuador (7), la bomba consta de un tambor rotativo (20) que un árbol (21) pone en rotación y que porta los cilindros (1a) en los que se alojan los pistones (1), estando la distribución de la bomba asegurada por un plato de válvula (3) posee una lumbrera de aspiración (22) y una lumbrera de impulsión (23), que son idénticas, cada cilindro (1a), está dotado en su base de un orificio (4) que pasa sucesivamente delante de la lumbrera de aspiración (22) y de la lumbrera de impulsión (23) del plato de válvula (3) durante la rotación del tambor (20), caracterizada porque dicho plato de válvula (3) consta de medios de descompresión y de subida en presión dispuestos en los dos extremos de cada una de las lumbreras mencionadas (22, 23), dichos medios de descompresión y de subida en presión constan de dos pares de semirranuras (25, 26) colocadas de manera que en los extremos adyacentes de dos lumbreras (22, 23) se encuentren cada vez, un par de semirranuras de compresión (25, 26) desfasadas longitudinalmente de forma que el extremo de la primera semirranura de compresión (26) esté a la altura del comienzo de la segunda semirranura de compresión (25) y un par de semirranuras de descompresión (25, 26) desfasadas longitudinalmente de forma que el extremo de la primera semirranura de descompresión (26) esté a la altura del comienzo de la segunda semirranura de descompresión (25), cada semirranura de compresión (25, 26) consta de una ranura sobre el plato de válvula (3) destinada a comunicar con la lumbrera de impulsión (23) para hacer pasar progresivamente el orificio (4) de un cilindro de la presión de aspiración a la presión de impulsión, cada semirranura de descompresión (25, 26) consta de una ranura sobre el plato de válvula (3) y está destinada a comunicar con la lumbrera de aspiración (22) para hacer pasar progresivamente el orificio (4) de un cilindro de la presión de impulsión a la presión de aspiración, las longitudes de las semirranuras se determinan de forma que las semirranuras de descompresión no puedan comunicar con las lumbrera de impulsión (23) por medio de orificios (4) de los cilindros en el curso de la rotación del tambor (20), y que las semirranuras de compresión no se puedan comunicar con la lumbrera de aspiración (22) por medio de orificios (4) de los cilindros en el curso de la rotación del tambor (20).

Dispositivo de distribución hidráulica mediante una bomba de doble acción y de caudal variable.

La presente invención se refiere de manera general a bombas hidráulicas con pistones axiales que se apoyan sobre un plato oscilante y con un plato de válvula y de forma más concreta del tipo de bombas equipadas de medios que permiten hacer variar la cilindrada variando la inclinación del plato oscilante.

El documento de patente US-A-4 907 408 describe una bomba de este tipo, de cilindrada variable, que puede girar en los dos sentidos de rotación. El preámbulo de la reivindicación independiente 1 está basado en dicho documento.

De manera conocida las bombas hidráulicas con pistones axiales y con un plato de válvula constan de una superficie plana en la parte trasera de los pistones, llamada plato, sobre la que se graban dos lumbreras curvas destinadas a garantizar la distribución, una para la aspiración, la otra para la impulsión.

Si la bomba está concebida para funcionar en un solo sentido de rotación, la lumbrera de aspiración tendrá una sección más grande que la ranura de la lumbrera de impulsión; mientras que si la bomba está concebida para poder funcionar en los dos sentidos de rotación las dos lumbreras serán idénticas.

Es igualmente conocida la fabricación de bombas de cilindrada variable y por lo tanto de caudal variable empleando medios que permitan hacer variar la inclinación del plato oscilante contra el que se apoyan los pistones y por lo tanto la carrera de éstos.

Estos medios se componen, por ejemplo, de dos pistones que actúan sobre el plato oscilante de la bomba: un pistón de sección fina, que está siempre en contacto con la presión de impulsión de la bomba; y un segundo pistón, de sección más gruesa, que se unirá a la presión de impulsión de la bomba o a la presión de retorno en el depósito, gracias a las acción de un módulo actuador que hace las veces de distribuidor.

Estas bombas conocidas, que son “de un sentido de giro”, es decir, que funcionan en solo un sentido, presentan el inconveniente de que a partir de cierta velocidad de rotación, generan un nivel sonoro muy elevado.

Este ruido proviene del pistón al pasar de la posición contra el plato de válvula donde está en impulsión con la presión máxima a la posición donde comienza la aspiración, este cambio brutal de presión provoca un choque generador de ruido.

Para solucionar esto es conocido el empleo de una ranura grabada sobre el plato de válvula al final de la lumbrera de impulsión, llamada “ranura de descompresión”.

Igualmente conocido es el empleo de una “ranura de compresión” para pasar de la presión de aspiración a la de impulsión.

Al ser la bomba de un sentido de giro, es decir que solo puede funcionar en un sentido de rotación, la bomba se vuelve de cilindrada variable al incorporar los medios que hacen variar la inclinación del plato oscilante, lo cual no supone ningún problema.

Por el contrario, fabricar una bomba que sea a la vez de doble sentido y de cilindrada variable supone numerosos problemas: tanto en lo que concierne a la posición del plato con respecto a la culata del tambor rotativo que porta los pistones como en lo que concierne a las ranuras de descompresión y compresión, o incluso en lo que concierne al circuito hidráulico en el que está colocada la bomba.

Como la construcción de una bomba de distribución plana, con un plato, obliga a utilizar lumbreras idénticas para que puedan ser alternativamente lumbrera de aspiración o lumbrera de impulsión según el sentido de rotación elegido por el utilizador, es necesario, para no perjudicar el rendimiento de la bomba, colocar la posición angular de dicho plato de válvula en un ángulo X para optimizar su posición angular. Esto requiere de medios que permitan un desfase X en los dos sentidos alrededor de su eje de rotación.

En lo que respecta a la alimentación, son necesarios medios que controlen la variación de la inclinación del plato oscilante, a saber: por un lado, para el cilindro pequeño, siempre en contacto con la presión de impulsión de la bomba; por otro lado, para el cilindro grande, y por acción del actuador, en contacto con el circuito y la presión de impulsión o con el circuito de retorno al depósito de la bomba.

La presente invención tiene como objetivo resolver diferentes problemas.

La bomba según la presente invención es una bomba hidráulica de cilindrada variable y con doble sentido de rotación, que comprende dos pistones axiales que se apoyan contra un plato oscilante cuya inclinación se puede modificar a voluntad, esta inclinación está controlada por dos cilindros antagónicos, de los cuales uno, de sección fina, siempre está en conexión con la presión de impulsión de la bomba y el otro, de sección más importante, está unido: bien a la presión de impulsión, bien a la presión de retorno al depósito bajo la acción de un módulo actuador, estando la distribución de la bomba asegurada por un plato de válvula que tiene una lumbrera de aspiración y una lumbrera de impulsión, que son idénticas, caracterizada porque dicho plato de válvula incluye, entre los extremos de dos lumbreras, un par de ranuras de compresión y un par de ranuras de descompresión, cuyas dimensiones están determinadas de forma que las ranuras de descompresión no se puedan comunicar con la lumbrera de impulsión, y que las ranuras de compresión no se puedan comunicar con la lumbrera de aspiración.

Las formas de realización de la presente invención pueden comprender además todas o algunas de las siguientes disposiciones.

a) Dicho plato de válvula está montado en pivote alrededor del eje de rotación de la bomba, su movimiento de rotación está limitado por un dedo de indexación que atraviesa una ranura curva dispuesta en dicho plato, definiendo un ángulo de desfase X.

b) El movimiento de rotación del plato de válvula está provocado por la fricción del tambor contra la culata de la bomba.

c) El movimiento de rotación del plato está controlado de forma positiva por una arandela que tiene una lengüeta que penetra en la ranura del plato, arandela cuya rotación está controlada por un tornillo.

d) Una canalización de aspiración y una canalización de impulsión de la bomba unidas respectivamente a una canalización de servicio por dos válvulas antirretorno, cuyo efecto es de siempre: por un lado conectar el cilindro pequeño con el circuito de impulsión y la presión de impulsión de la bomba y, por otro lado, contactar el cilindro grande, por la acción del módulo actuador: bien con el circuito de impulsión y la presión de impulsión de la bomba; bien con el circuito de retorno y la presión de retorno al depósito; estas dos válvulas antirretorno están respectivamente unidas a la canalización de aspiración y a la canalización de impulsión de la bomba.

e) La canalización de servicio alimenta en presión de impulsión: por una parte directamente el cilindro pequeño; por la otra parte el cilindro grande, mediante un distribuidor controlado por el módulo actuador, el cual está unido a dicha canalización de servicio.

f) El cilindro se sección mayor está unido mediante el distribuidor: bien a la canalización de servicio que transporta la presión de impulsión de la bomba, bien a una canalización de retorno al depósito.

g) La canalización de retorno al depósito está unida a una quinta canalización que desemboca en el cárter de la bomba, el cual está unido por un orificio de drenaje a una canalización de drenaje, que llega al depósito.

h) Preferiblemente, el retorno al depósito del módulo actuador se hace por el circuito de retorno de la bomba usando el drenaje del cárter de la bomba.

Con el fin de explicar mejor las características del invento, las siguientes realizaciones preferidas se describen con referencia a los dibujos que acompañan como un ejemplo solamente sin que sean de alguna forma limitativos, en los cuales:

La figura 1 representa una vista en corte longitudinal de una bomba de pistones axiales de cilindrada variable y con plato de válvula del tipo conocido.

Las figuras 2 y 3 representan la culata de una bomba conocida que solo puede girar en un sentido; bien en sentido horario (fig. 2) ; bien en sentido antihorario (fig. 3) .

La figura 4 representa en corte una ranura de descompresión conocida como la de las representadas en las figuras 2 y 3.

La figura 5 representa una vista en plano de la figura 4.

La figura 6 representa la mitad de una culata de una bomba de acuerdo con la invención; que puede girar tanto... [Seguir leyendo]

1. Bomba hidráulica de cilindrada variable y con doble sentido de rotación, que comprende dos pistones axiales (1) que se apoyan contra un plato oscilante (2) cuya inclinación se puede modificar a voluntad, esta inclinación está controlada por dos cilindros antagónicos (5, 6) , de los cuales uno (5) , de sección fina, siempre está en conexión con la presión de impulsión de la bomba y el otro (6) , de sección más importante, está unido: bien a la presión de impulsión; bien a la presión de retorno al depósito bajo la acción de un módulo actuador (7) , la bomba consta de un tambor rotativo (20) que un árbol (21) pone en rotación y que porta los cilindros (1a) en los que se alojan los pistones (1) , estando la distribución de la bomba asegurada por un plato de válvula (3) posee una lumbrera de aspiración (22) y una lumbrera de impulsión (23) , que son idénticas, cada cilindro (1a) , está dotado en su base de un orificio (4) que pasa sucesivamente delante de la lumbrera de aspiración (22) y de la lumbrera de impulsión (23) del plato de válvula (3) durante la rotación del tambor (20) , caracterizada porque dicho plato de válvula (3) consta de medios de descompresión y de subida en presión dispuestos en los dos extremos de cada una de las lumbreras mencionadas (22, 23) , dichos medios de descompresión y de subida en presión constan de dos pares de semirranuras (25, 26) colocadas de manera que en los extremos adyacentes de dos lumbreras (22, 23) se encuentren cada vez, un par de semirranuras de compresión (25, 26) desfasadas longitudinalmente de forma que el extremo de la primera semirranura de compresión (26) esté a la altura del comienzo de la segunda semirranura de compresión (25) y un par de semirranuras de descompresión (25, 26) desfasadas longitudinalmente de forma que el extremo de la primera semirranura de descompresión (26) esté a la altura del comienzo de la segunda semirranura de descompresión (25) , cada semirranura de compresión (25, 26) consta de una ranura sobre el plato de válvula (3) destinada a comunicar con la lumbrera de impulsión (23) para hacer pasar progresivamente el orificio (4) de un cilindro de la presión de aspiración a la presión de impulsión, cada semirranura de descompresión (25, 26) consta de una ranura sobre el plato de válvula (3) y está destinada a comunicar con la lumbrera de aspiración (22) para hacer pasar progresivamente el orificio (4) de un cilindro de la presión de impulsión a la presión de aspiración, las longitudes de las semirranuras se determinan de forma que las semirranuras de descompresión no puedan comunicar con las lumbrera de impulsión (23) por medio de orificios (4) de los cilindros en el curso de la rotación del tambor (20) , y que las semirranuras de compresión no se puedan comunicar con la lumbrera de aspiración (22) por medio de orificios (4) de los cilindros en el curso de la rotación del tambor (20) .

2. Bomba hidráulica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho plato de válvula (3) está montado en pivote alrededor del eje de rotación (21) de la bomba, su movimiento de rotación está limitado por un dedo de indexación (28) que atraviesa una ranura curva (27) dispuesta en dicho plato (3) , definiendo un ángulo de desfase X.

3. Bomba hidráulica de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el movimiento de rotación del plato de válvula (3) está provocado por la fricción del tambor (20) contra la culata de la bomba.

4. Bomba hidráulica de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el movimiento de rotación del plato de válvula (3) está controlado de forma positiva por una arandela (30) que tiene una lengüeta (30a) que penetra en la ranura (27) del plato (3) , la rotación de esta arandela está controlada por un tornillo (34)

5. Bomba hidráulica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque una canalización de aspiración y una canalización de impulsión de la bomba están unidas respectivamente a una canalización de servicio (8) por dos válvulas antirretorno (17, 18) , cuyo efecto es de siempre: por un lado conectar el cilindro pequeño (5) con el circuito de impulsión y la presión de impulsión de la bomba (101) y, por otro lado, contactar el cilindro grande (6) , por la acción del módulo actuador (7) , contando: bien con el circuito de impulsión y la presión de impulsión de la bomba (101) ; o bien con el circuito de retorno y la presión de retorno al depósito (104) ; estas dos válvulas antirretorno (17, 18) están respectivamente unidas a la canalización de aspiración y a la canalización de impulsión de la bomba.

6. Bomba hidráulica de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque la canalización de servicio (8) alimenta en presión de impulsión: por una parte directamente el cilindro pequeño (5) ; por la otra parte el cilindro grande (6) , mediante un distribuidor (10) , controlado por el módulo actuador (7) , el cual está unido a dicha canalización de servicio (8) .

7. Bomba hidráulica de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el cilindro se sección mayor (6) está unido mediante el distribuidor (10) : bien a la canalización de servicio (8) que transporta la presión de impulsión de la bomba, bien a una canalización (11) de retorno al depósito (104) .

8. Bomba hidráulica de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la canalización (11) de retorno al depósito está unida a una quinta canalización (12) que desemboca en el cárter de la bomba (101) , el cual está unido por un orificio de drenaje (13) a una canalización de drenaje (14) , que llega al depósito (104) .