Conjunto de accionamiento intermedio.

Un conjunto de accionamiento intermedio (1) para una bomba de combustible (10),

la bomba de combustible (10) que incluye un alojamiento de bomba (12) dotado con al menos un orificio (20a, 20b, 20c) para recibir el conjunto de accionamiento intermedio (1) y un émbolo de bombeo (30) que se acciona, en uso, de una manera alternativa dentro del orificio (20a, 20b, 20c) por una adaptación de accionamiento (2) para presurizar combustible dentro de la cámara de la bomba (32), el conjunto de accionamiento intermedio (1) que está dispuesto para cooperar entre la adaptación de accionamiento (2) y el émbolo de bombeo (30);

el conjunto de accionamiento intermedio (1) que comprende:

un taqué (34) que tiene una parte de base (38) y una parte de pared lateral (36) de forma generalmente cilíndrica vertical desde el perímetro de la parte de base (38), en uso, para cooperar con el orificio (20a, 20b, 20c) del alojamiento de la bomba (12) para guiar dicho movimiento alternativo del conjunto de accionamiento intermedio (1) y el émbolo de bombeo (30), la parte de pared lateral (36) y la parte de base (38) que definen una cámara interna (52); la parte de base (38) que tiene una superficie de accionamiento (5) para cooperar con la adaptación de accionamiento (2) y una superficie de empuje (7) para cooperar con e impartir accionamiento al émbolo de bombeo (30); y

un mecanismo de acoplamiento, en uso para acoplar el émbolo de bombeo (30) a la parte de base (38), el mecanismo de acoplamiento que comprende un asiento de resorte (40) adaptado para ser recibido dentro de la cámara interna (52) y para enganchar un extremo del émbolo de bombeo (30); y

caracterizado porque el mecanismo de acoplamiento además comprende unos medios de enclavamiento, en uso para impedir sustancialmente la rotación relativa entre la parte de base (38) y el asiento de resorte (40);

y en donde la parte de base (38) se dota con un hueco (9), el hueco (9) que recibe una inserción (11) formada de un material que tiene una dureza mayor que la parte de base (38), la inserción (11) que define la superficie de empuje (7) para el enganche con la base (31) del émbolo de bombeo (30), y en donde la inserción (11) es un ajuste con holgura en el hueco (9) de la parte de base (38).

Conjunto de accionamiento intermedio Campo de la invención Esta invención se refiere a un conjunto de accionamiento intermedio para una bomba de combustible. En particular, la invención se refiere a un mecanismo para reducir el desgaste mecánico en una bomba de combustible, y específicamente reducir el desgaste mecánico entre el émbolo de bombeo y la superficie de empuje del conjunto de accionamiento intermedio contra el que se asienta un extremo del émbolo.

Antecedentes de la invención En una bomba de combustible de conducto común conocida, por ejemplo como se describe en la EP 1184568, se disponen tres émbolos de bombeo en ubicaciones separadas de manera equiangular alrededor de una leva de accionamiento de motor. La leva tiene un anillo de leva (o soporte de leva) , que se desplaza sobre la superficie de la leva según se acciona por el motor. Cada émbolo se monta dentro de un orificio de émbolo respectivo proporcionado en un alojamiento de la bomba y, según se acciona la leva, se hace moverse alternativamente a cada uno de los émbolos dentro de su orificio. Según se mueven alternativamente los émbolos, cada uno causa una presurización del combustible dentro de una cámara de la bomba asociada. La entrega de combustible desde las cámaras de la bomba a un paso de suministro de alta presión común se controla por medio de las válvulas de entrega respectivas asociadas con cada una de las bombas. El paso de suministro de alta presión suministra combustible a un conducto común, u otro volumen acumulador, para entrega a los inyectores aguas abajo del sistema de inyección.

En esta adaptación es típico que un elemento de accionamiento intermedio en forma de taqué sea proporcionado para transmitir accionamiento desde la adaptación de leva/soporte de leva a cada uno de los émbolos. Cada taqué se sitúa dentro de un orificio de taqué proporcionado en el alojamiento de la bomba principal y dispuesto de manera que, según se acciona la leva, se hace moverse alternativamente a cada taqué dentro de su orificio respectivo, provocando un movimiento alternativo a los émbolos. Según se acciona el taqué radialmente hacia afuera del eje por el soporte de leva, se acciona su émbolo respectivo para reducir el volumen de la cámara de la bomba. Esta parte del ciclo de bombeo se conoce como la carrera de avance del émbolo, durante la cual se presuriza el combustible dentro de la cámara de la bomba asociada a un nivel relativamente alto. Durante una carrera de retorno del émbolo, el émbolo se empuja a una dirección hacia dentro radialmente bajo la influencia de un resorte de retorno del émbolo. Una función secundaria del taqué es reducir las fuerzas laterales aplicadas al émbolo transmitiendo cargas transversales al orificio del taqué de manera que generalmente el émbolo se acciona por el taqué a lo largo de su eje longitudinal. Un taqué conocido es generalmente en forma de copa y tiene una parte de pared lateral cilíndrica para cooperar con la pared del orificio, y una parte extrema de la base que se opone al soporte de leva, que juntas definen una cámara interna. Se pueden proporcionar respiraderos en la parte de pared lateral para permitir a un fluido lubricante fluir desde una región alrededor del mecanismo de leva a una región dentro del taqué de manera que las fuerzas hidráulicas no inhiban el libre movimiento del taqué dentro de un orificio del taqué.

Una placa o asiento de resorte se monta a o engancha de otro modo con el extremo inferior del émbolo y se recibe en la cámara interna del taqué. Un resorte de retorno del émbolo se apoya en la cara exterior radialmente del asiento de resorte y se comprime durante una carrera de bombeo del émbolo, a fin de que se aplique al émbolo una fuerza de empuje de retorno, a través del asiento de resorte, para ayudar a accionar la carrera de retorno del émbolo. En la WO 2004/104409 se usa un mecanismo de acoplamiento en forma de una arandela de retención para acoplar el taqué de tolva a la parte inferior del émbolo de bombeo, a fin de que un movimiento axial de uno (por ejemplo el taqué) provoque un movimiento axial en el otro (por ejemplo el émbolo) .

Para asegurar que hay un grado de articulación entre el taqué y la base del émbolo de bombeo, una o ambas de las interfaces de émbolo y de taqué pueden tener un radio esférico, que provoca una situación de contacto Hertziano entre los dos componentes. Dado que la carga de bombeo completa se transmite a través de esta pequeña área de contacto Hertziano, se generan grandes tensiones de contacto, que pueden causar un desgaste extensivo y excesivo en la interfaz de émbolo/taqué. Este desgaste no solamente crea y acorta el tiempo de vida de la adaptación de émbolo y taqué, además, cualquier deshecho que se genera puede extenderse y promover un desgaste aumentado en otras partes de la bomba de combustible. Por consiguiente, sería beneficioso reducir la cantidad de desgaste entre el taqué y el émbolo de bombeo, para aumentar el tiempo de vida operacional del aparato, pero sin comprometer la calidad de la adaptación de la conexión.

A este respecto, ya es conocido proporcionar lubricación entre la interfaz del taqué y el émbolo proporcionando una película de fluido relativamente fina entre las dos superficies para generar una presión de fluido transitoria. Según se acciona el taqué a través del ciclo de bombeo, la película de fluido delgada sirve para reducir la fricción entre las superficies de deslizamiento, y según se disipa el fluido entre las superficies la presión del fluido transitoria soporta una carga de retorno del taqué. Además, actualmente, los émbolos y taqués se hacen típicamente de un acero portador de buena calidad que es duro, resistente a la fatiga y dimensionalmente estable, que se pretende que aumente la resistencia al desgaste y el tiempo de vida. Sin embargo, los inventores han reconocido ahora, a partir de una prueba de resistencia larga, que estas medidas conocidas no superan completamente los problemas de desgaste relacionado con la fricción y la tensión entre el taqué y el émbolo, de manera que todavía se puede observar una cantidad significativa de desgaste en algunas circunstancias. Adicionalmente, se puede esperar un envejecimiento prematuro de las bombas de combustible que llega a ser un problema aún más significativo en bombas de combustible futuras, que son probables que sean requeridas para entregar combustible a muy alta presión (por ejemplo quizás muy por encima de 2.000 bares) , y así dar lugar a cargas de bombeo extremadamente altas que actúan sobre el taqué. Por lo tanto, sería deseable tener una adaptación de émbolo de bombeo/taqué para una bomba de combustible en la que se reduzcan o eliminen las fuerzas que actúan en la interfaz de contacto del taqué y el émbolo de bombeo y/o el desgaste entre las superficies opuestas, por ejemplo, para aumentar el tiempo de vida de la bomba de combustible.

Se conocen mecanismos para extender el tiempo de vida de una bomba de combustible de alta presión reduciendo el desgaste en la interfaz de contacto entre la superficie inferior de un taqué (o estribo del pistón) y su adaptación de accionamiento correspondiente (por ejemplo un soporte de leva) a partir de la DE 102008034993 y la DE 10326863. En la DE 102008034993, se aplica un recubrimiento tipo diamante a la superficie inferior de la base del taqué para proporcionar una superficie endurecida. Alternativamente, la parte de la base entera del taqué se puede fabricar de un material endurecido. Por el contrario, la DE 10326863 describe la colocación de una ‘inserción’ endurecida en un hueco o bien en la superficie inferior de la base del taqué o bien en la superficie superior del soporte de la adaptación de accionamiento. No obstante, ninguno de estos documentos contempla el problema de desgaste en la interfaz entre una base del émbolo y su taqué correspondiente.

Por consiguiente, la presente invención busca abordar al menos uno de los problemas antes mencionados en la técnica.

Compendio de la invención En términos generales, la invención proporciona un sistema para reducir el desgaste mecánico en una bomba de combustible. En particular, el movimiento de deslizamiento y las fuerzas de fricción entre un émbolo de bombeo y un conjunto de accionamiento intermedio, que acciona el émbolo alternativamente en su orificio, conduce a un desgaste mecánico y una degradación del material en la interfaz y la liberación de partículas dentro de la bomba de combustible. Esto es especialmente problemático a presiones de bombeo altas, durante usos sostenidos/de resistencia, y donde es frecuente el arranque y parada de la bomba. La invención por lo tanto proporciona mecanismos que reducen y/o contrarrestan las fuerzas de fricción... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto de accionamiento intermedio (1) para una bomba de combustible (10) , la bomba de combustible (10) que incluye un alojamiento de bomba (12) dotado con al menos un orificio (20a, 20b, 20c) para recibir el conjunto de accionamiento intermedio (1) y un émbolo de bombeo (30) que se acciona, en uso, de una manera alternativa dentro del orificio (20a, 20b, 20c) por una adaptación de accionamiento (2) para presurizar combustible dentro de la cámara de la bomba (32) , el conjunto de accionamiento intermedio (1) que está dispuesto para cooperar entre la adaptación de accionamiento (2) y el émbolo de bombeo (30) ;

el conjunto de accionamiento intermedio (1) que comprende:

un taqué (34) que tiene una parte de base (38) y una parte de pared lateral (36) de forma generalmente cilíndrica vertical desde el perímetro de la parte de base (38) , en uso, para cooperar con el orificio (20a, 20b, 20c) del alojamiento de la bomba (12) para guiar dicho movimiento alternativo del conjunto de accionamiento intermedio (1) y el émbolo de bombeo (30) , la parte de pared lateral (36) y la parte de base (38) que definen una cámara interna (52) ; la parte de base (38) que tiene una superficie de accionamiento (5) para cooperar con la adaptación de accionamiento (2) y una superficie de empuje (7) para cooperar con e impartir accionamiento al émbolo de bombeo (30) ; y

un mecanismo de acoplamiento, en uso para acoplar el émbolo de bombeo (30) a la parte de base (38) , el mecanismo de acoplamiento que comprende un asiento de resorte (40) adaptado para ser recibido dentro de la cámara interna (52) y para enganchar un extremo del émbolo de bombeo (30) ; y

caracterizado porque el mecanismo de acoplamiento además comprende unos medios de enclavamiento, en uso 20 para impedir sustancialmente la rotación relativa entre la parte de base (38) y el asiento de resorte (40) ;

y en donde la parte de base (38) se dota con un hueco (9) , el hueco (9) que recibe una inserción (11) formada de un material que tiene una dureza mayor que la parte de base (38) , la inserción (11) que define la superficie de empuje (7) para el enganche con la base (31) del émbolo de bombeo (30) , y en donde la inserción (11) es un ajuste con holgura en el hueco (9) de la parte de base (38) .

2. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de la reivindicación 1, en donde la holgura es de 0, 15 a 0, 35 mm aproximadamente.

3. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la superficie de empuje (7) es parcialmente esférica.

4. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de cualquier reivindicación precedente, en donde la inserción (11)

está formada de un material seleccionado de carbono tipo diamante, carburo cementado, acero tratado térmicamente o cerámica.

5. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de la reivindicación 4, en donde el material cerámico es circonio, alúmina, cerámica de carburo o silicio.

6. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en donde el material 35 cerámico es un carburo de boro, carburo de tungsteno, nitruro de silicio o cerámico de carburo de silicio.

7. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de cualquier reivindicación precedente, que además incluye un émbolo de bombeo (30) , y en donde la adaptación de acoplamiento comprende un asiento de resorte (40) dotado con una abertura (33) para recibir un extremo inferior del émbolo de bombeo (30) , en uso.

8. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de la reivindicación 7, en donde el asiento de resorte (40) se dota

con una abertura (33) para recibir un extremo del émbolo de bombeo (30) , la abertura (33) que es un ajuste por presión o ajuste por fricción con el extremo del émbolo de bombeo (30) .

9. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de cualquier reivindicación precedente, en donde los medios de enclavamiento comprenden: al menos un elemento macho (29) asociado con uno o más del asiento de resorte (40) , la parte de base (38) y la parte de pared lateral (36) ; y al menos un elemento hembra (35) asociado con uno o más 45 del asiento de resorte (40) , la parte de base (38) y la parte de pared lateral (36) ; el al menos un elemento macho (29) y el al menos un elemento hembra (35) dispuestos en uso para enclavarse entre el asiento de resorte (40) y la parte de base (38) y/o la parte de pared lateral (36) .

10. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de cualquier reivindicación precedente, en donde los medios de enclavamiento comprenden un perno y un agujero, una adaptación de chaveta, o un eje estriado.

11. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de cualquier reivindicación precedente, en donde la parte de base (38) está dotada con un perno (29) que sobresale de la superficie de la misma, y el asiento de resorte (40) está dotado con un agujero (35) adaptado para recibir el perno (29) de la parte de base (38) ; y en donde el perno (29) y el agujero (31) están separados del eje central de la parte de base (38) , el asiento de resorte (40) y el émbolo (30) en uso.

12. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de la reivindicación 10, en donde el perno (29) y el agujero (31) están separados del eje central de la parte de base (38) , el asiento de resorte (40) y el émbolo (30) en uso.

13. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de cualquier reivindicación precedente, en donde la parte de base

(38) y/o la parte de pared lateral (36) están dotadas con una pluralidad de respiraderos (50) , en uso, para permitir el paso de fluido.

14. El conjunto de accionamiento intermedio (1) de cualquier reivindicación precedente, que además incluye un émbolo de bombeo (30) .

15. Un conjunto de bomba (10) que comprende:

un alojamiento de bomba (12) que tiene una abertura que se extiende axialmente (14) para recibir una adaptación de accionamiento (2) y al menos un orificio (20a, 20b, 20c) que se extiende generalmente radialmente desde dicha abertura que se extiende axialmente (14) ;

un émbolo de bombeo (30) , que se acciona en uso por la adaptación de accionamiento (2) para presurizar un fluido en una cámara de bombeo (32) ;

un conjunto de accionamiento intermedio (1) recibido para un movimiento de deslizamiento alternativo en dicho orificio (20a, 20b, 20c) y que está dispuesto para cooperar entre la adaptación de accionamiento (2) y el émbolo de bombeo (30) ;

la adaptación de accionamiento (2) que comprende un soporte de leva (44) recibido en dicha abertura que se extiende axialmente (14) y que tiene una superficie interior que puede cooperar con un eje de accionamiento de levas y una superficie exterior que puede cooperar con dicho conjunto de accionamiento intermedio (1) de manera que la rotación de dicho eje de accionamiento hace que dicho soporte de leva (44) accione un movimiento de deslizamiento alternativo de dicho conjunto de accionamiento intermedio (1) en dicho orificio (20a, 20b, 20c) ; y

en donde dicho conjunto de accionamiento intermedio (1) es como se define en cualquier reivindicación 25 precedente.