ES2228828T3 - Bomba de suministro. - Google Patents

Abstract

Bomba de suministro con un rodete (4) propulsado, que se gira en una carcasa de bomba (2, 3), con varias coronas, que se cierran concéntricamente, dispuestas en un lado frontal del rodete (4), de cámaras de paletas (15, 16), con canales de suministro (11, 12) dispuestos frente a las coronas de las cámaras de paletas (15, 16) en las paredes de la carcasa de la bomba (2, 3) y con paletas de rodete (13, 14) que limitan respectivamente las cámaras de paletas (15, 16) tangencialmente respecto al rodete (4), que en su lado que indica en la dirección prevista de giro del rodete (4) están dispuestos inclinadamente en un ángulo respecto a una paralela del eje de giro de rodete (4), caracterizada porque los ángulos á1 - á4 de las paletas de rodete (13, 14) se extienden incrementándose proporcionalmente en la extensión radial de las paletas de rodete (13, 14) con una distancia creciente desde el punto central del rodete (4) y porque los ángulos á1 - á4 de varias coronas de paletas de rodete (13, 14),dispuestas sobre uno de los lados frontales, presentan la misma dependencia proporcional.

Description

Bomba de suministro.

La invención se refiere a una bomba de suministro con un rodete propulsado, que se gira en una carcasa de bomba, con varias coronas, que se cierran concéntricamente, dispuestas en un lado frontal del rodete, de cámaras de paletas; con canales de suministro dispuestos frente a las coronas de las cámaras de paletas en las paredes de la carcasa de la bomba y con paletas de rodete dispuestas de forma inclinada en un ángulo en relación con el eje de giro del rodete y que limitan respectivamente las cámaras de paletas tangencialmente respecto al rodete.

Estas bombas de suministro se emplean a menudo para el suministro de combustible o líquido de lavado en los automóviles actuales y se conocen de la práctica como bombas periféricas o de canal lateral. El rodete en general está fijado de forma resistente al giro a un árbol propulsado por un motor eléctrico. Con un giro del rodete se originan en las cámaras de paletas y en el canal de suministro corrientes de circulación a través de las que el combustible o el líquido de lavado se suministran de un canal de admisión hacia un canal de expulsión. Mediante las coronas, que se cierran concéntricamente entre sí, de las cámaras de paletas, la bomba de suministro puede presentar por ejemplo varios niveles de presión o diferentes proveer a diferentes consumidores independientemente entre ellos. La fabricación del rodete tiene lugar con los moldes de herramienta correspondientes al rodete en la mayoría de los casos según el procedimiento de fundición por inyección o troquelado por inyección. Gracias a la disposición inclinada de las paletas de rodete, la bomba de suministro tiene una muy alta eficacia.

Sin embargo, es desventajoso en la bomba de suministro conocida que su fabricación es muy costosa. Por ejemplo, las coronas de las cámaras de paletas exigen respectivamente un costoso molde de herramienta. Con la extracción del molde del rodete de los moldes de herramienta, éstos se deben mover en movimientos previstos relativos uno hacia el otro. Para evitar un daño de las paletas de rodete, estos movimientos relativos han de realizarse además muy exactamente.

Una bomba con una corona de paletas de rodete en cada lado frontal del rodete es conocida del documento US 2,042,499. Las paletas de rodete están conformadas con un lado de cara a la dirección de giro en un ángulo respecto a una paralela del eje de giro, siendo constante el ángulo respecto a la paralela del eje de giro a través de la extensión radial de las paletas de rodete.

Mediante el documento US 1,973,669 se conoce una bomba con una corona de paletas de rodete en cada lado frontal del rodete, estando dispuestas las paletas de rodete en la base en extensión radial paralelamente al eje de giro.

El artículo "Einfluss der Schafelform auf das Kennlinienverhalten von Peripheral-Seitenkanalpumpe" en Maschinenbautechnik nº 21 (1972) pone de manifiesto un rodete de una bomba periférica con una corona de cámaras de paletas en cada lado frontal. Las paletas de rodete poseen a través de su extensión radial dos zonas con diferentes ángulos en relación con una paralela del eje de giro. En la zona radialmente interior las paletas de rodete están dispuestas paralelamente al eje de giro. En la zona radialmente exterior las paletas de rodete están conformadas en un ángulo respecto a una paralela del eje de giro, siendo constante el ángulo a lo largo de la extensión radial.

La invención tiene como objetivo configurar una bomba de suministro del tipo nombrado al comienzo de manera que se pueda fabricar de manera especialmente económica con una alta eficacia.

Este problema se soluciona conforme a la invención gracias a que el ángulo de las paletas de rodete se extiende incrementándose proporcionalmente respecto a una paralela del eje de giro del rodete en la extensión radial de las paletas de rodete con distancia creciente del punto central del rodete y a que el ángulo de varias coronas de paletas de rodete, dispuestas sobre uno de los lados frontales, presenta la misma dependencia proporcional.

Mediante una selección apropiada de la proporcionalidad del transcurso del ángulo de la distancia de las paletas de rodete hacia el punto central del rodete se puede emplear, para la producción de varias coronas de las cámaras de paletas, una pieza preformada común de herramienta. Mediante el uso de una única pieza moldeada de herramienta se puede extraer del molde el rodete sin consideración de los movimientos relativos. Gracias a esto la bomba de suministro conforme a la invención se puede producir con una alta eficacia de manera especialmente económica. Se evita además de manera fiable el daño de las paletas de rodete por un movimiento relativo conducido incorrectamente. Además esta configuración del rodete conduce a un mínimo número de piezas moldeadas de herramienta en la fabricación. En el caso más favorable se puede producir le rodete con dos piezas preformadas de herramienta en total opuestas entre sí. Esto conduce a un empleo de herramientas especialmente económico en la fabricación del rodete.

Una eficacia especialmente alta de la bomba de suministro conforme a la invención se puede producir sencillamente con una extraibilidad sencilla del rodete, si el ángulo de las paletas de rodete se extiende de acuerdo a la fórmula

\alpha(r) \ = \ arctan \ \left(\frac{r*tan(\alpha \ [r_{a}])}{r_{a}} \ \right)

siendo r una distancia cualquiera de un punto previsto de loas paletas de rodete desde el punto central del rodete y siendo \alpha (r_{a}) un ángulo predeterminado. Gracias a esta configuración se puede fijar sencillamente la proporcionalidad del cambio de ángulo con distancia creciente desde el punto central del rodete. Ya que las proporciones de tamaño dadas en la fórmula tienen una influencia decisiva sobre la corriente de circulación que se conforma, las pérdidas de corriente se minimizan especialmente. Las corrientes en el canal de suministro se adaptan a aquéllas en las cámaras de paletas.

Se contribuye a una mayor simplificación de la extracción del molde del rodete, conforme a otra variante de la invención, si el ángulo \beta de las paletas de rodete es escasamente mayor en la distancia r en su lado opuesto a la dirección de giro prevista del rodete que el ángulo \alpha(r). Mediante esta configuración se espesan escasamente las paletas de rodete con una distancia creciente de su lado frontal más próximo. La pieza moldeada de herramienta prevista para la fabricación de las cámaras de paletas presenta salientes que se estrechan para la producción de cámaras de paletas, de manera que el rodete se deja sacar fácilmente después de soltarse de la pieza moldeada de herramienta.

Las pérdidas de corriente dentro del canal de suministro o de las cámaras de paletas se pueden minimizar especialmente conforme a otra variante ventajosa de la invención, si las paletas de rodete presentan un ángulo \alpha(r) de 10º a 50º. La zona del ángulo \alpha(r) se puede fijar en una distancia prevista de las coronas correspondientes de las paletas de rodete desde el punto central del rodete sencillamente mediante la selección del ángulo \alpha(r_{a}) que se ha de predeterminar.

Se contribuye a una ulterior reducción de las pérdidas de corriente en el canal de suministro o en las cámaras de paletas, conforme a otra variante ventajosa de la invención, si el ángulo \alpha(r) se encuentra entre 15º y 38º.

Se contribuye a una elevación ulterior de la eficacia de la bomba de suministro conforme a la invención, si las cámaras de paletas atraviesan el rodete y tienen en los lados frontales del rodete respectivamente una paleta de rodete y porque las paletas de rodete están orientadas respecto a los lados frontales indicando en la dirección de giro prevista del rodete. Con esto la bomba de suministro puede ser recorrida por la corriente axialmente y por ello estar construida muy compactamente en dirección radial.

La invención permite muchas formas de realización. Para una mayor clarificación de su principio básico se representa una de ellas en el dibujo y se describe a continuación. Muestra la:

Figura 1 una representación en sección a través de una bomba de suministro conforme a la invención,

Figura 2 una representación en sección a través de la bomba de suministro de la figura 1 a lo largo de la línea II - II

Figura 3 una representación en sección a gran escala a través de un rodete de la figura 2 a lo largo de la línea III - III,

Figura 4 un diagrama a través de la dependencia de un ángulo de paletas de rodete en dependencia de la distancia desde el punto central del rodete de la bomba de suministro de la figura 1.

La figura 1 muestra una representación en sección a través de una bomba de suministro conformada como bomba de canal lateral. La bomba de suministro presenta un rodete 4 giratorio fijado en un árbol 1, que se puede girar entre dos partes fijas de carcasa 2, 3. La bomba de suministro tiene dos cámaras de suministro 5, 6 que se encierran concéntricamente. Las cámaras de suministro 5, 6 se extienden respectivamente desde un canal de admisión 7, 8 hasta un canal de expulsión 9, 10 y se componen de canales de suministro 11, 12 dispuestos en las partes de carcasa 2, 3 y de cámaras de paletas 15, 16 limitadas por las paletas de rodete 13, 14 y dispuestas en el rodete 4. Las cámaras de paletas 15, 16 están dispuestas como una cavidad en uno de los lados frontales. Las cámaras de paletas 15, 16 que están una enfrente de la otra están unidas entre sí. Con un giro del rodete 4 se originan corrientes de circulación en las cámaras de suministro 5, 6 que conducen de los canales de admisión 7, 8 a los canales de expulsión 9, 10.

La figura 2 muestra en representación en sección a través de la bomba de suministro de la figura 1 a lo largo de la línea II - II una vista en planta desde arriba sobre uno de los lados frontales del rodete 4. Aquí se puede reconocer que en total están dispuestas dos coronas de las cámaras de paletas 15, 16 en el rodete 4. Las coronas de las cámaras de paletas 15, 16 se encierran concéntricamente. Además se pueden reconocer en la figura 3 las paletas de rodete 13, 14, 14', 14'', 14''' que limitan las cámaras de paletas 15, 16.

La figura 3 muestra en una representación en sección a través del rodete 4 de la figura 2 a modo de ejemplo varias paletas de rodete 14', 14'', 14''', 13 con ángulos \alpha1 - \alpha4, con los que su lado de cara a la dirección de giro prevista del rodete 4 está inclinado respecto a la vertical y con ello respecto a la paralela del eje de giro del rodete 4. Aquí se puede reconocer que el ángulo \alpha1 de la paleta de rodete 13 de la corona interior de la cámara de paletas 15 representada en la figura 2 es menor que los ángulos \alpha2 - \alpha4 de las paletas de rodete 14', 14'', 14''' de la corona exterior de las cámaras de paletas 16. Además los ángulos \alpha2 - \alpha4 son dependientes de la distancia del punto de sección de las paletas de rodete 14', 14'', 14''' desde el eje giratorio del rodete 4. La inclinación de las paletas de rodete 14', 14'', 14''' respecto a una paralela del eje de giro del rodete 4 se incrementa, con distancia creciente, desde el eje de giro del rodete 4. El ángulo \alpha4 es así mayor que el ángulo \alpha2. El lado opuesto a la dirección de giro prevista del rodete 4 tiene un ángulo \beta. Este ángulo \beta es mínimamente mayor que el ángulo \alpha del lado de cara a la dirección de giro del rodete 4. A modo de ejemplo está representado el ángulo \beta3, que tiene que ser mínimamente mayor que el ángulo \alpha3. Esto contribuye a la fácil extracción del molde de herramienta no representado del rodete 4 fabricado con el procedimiento de fundición por inyección.

La figura 4 muestra un diagrama del ángulo de paleta \alpha(r) con r = 1, 2, 3... a través de la distancia del punto de sección de las paletas de rodete 13, 14 desde el eje de giro del rodete 4. El ángulo \alpha(r) de las paletas de rodete se comporta respecto a la vertical según la relación

\alpha(r) \ = \ arctan \ \left(\frac{r*tan(\alpha \ [r_{a}])}{r_{a}} \ \right)

Con un ángulo predeterminado en el caso de que ra = 10 mm \alpha(ra) = 22º resulta una curva para el transcurso de ángulo de las paletas de rodete 13, 14 representadas en las figuras 1 a 3. Con una distancia r creciente desde el eje de giro se incrementa el ángulo \alpha(r). La ampliación del ángulo \alpha(r) se reduce, sin embargo cuando la distancia r va agrandándose desde el eje de giro del rodete 4.

Claims (6)

1. Bomba de suministro con un rodete (4) propulsado, que se gira en una carcasa de bomba (2, 3), con varias coronas, que se cierran concéntricamente, dispuestas en un lado frontal del rodete (4), de cámaras de paletas (15, 16), con canales de suministro (11, 12) dispuestos frente a las coronas de las cámaras de paletas (15, 16) en las paredes de la carcasa de la bomba (2, 3) y con paletas de rodete (13, 14) que limitan respectivamente las cámaras de paletas (15, 16) tangencialmente respecto al rodete (4), que en su lado que indica en la dirección prevista de giro del rodete (4) están dispuestos inclinadamente en un ángulo respecto a una paralela del eje de giro de rodete (4), caracterizada porque los ángulos \alpha1 - \alpha4 de las paletas de rodete (13, 14) se extienden incrementándose proporcionalmente en la extensión radial de las paletas de rodete (13, 14) con una distancia creciente desde el punto central del rodete (4) y porque los ángulos \alpha1 - \alpha4 de varias coronas de paletas de rodete (13, 14), dispuestas sobre uno de los lados frontales, presentan la misma dependencia proporcional.

2. Bomba de suministro según la reivindicación 1, caracterizada porque el ángulo \alpha1 - \alpha4 de las paletas de rodete (13, 14) se extiende de acuerdo a la fórmula

\alpha(r) \ = \ arctan \ \left(\frac{r*tan(\alpha \ [r_{a}])}{r_{a}} \ \right)

siendo r una distancia cualquiera de un punto previsto de las paletas de rodete (13, 14) desde el punto central del rodete (4) y siendo \alpha (r_{a}) un ángulo predeterminado.

3. Bomba de suministro según la reivindicación 1, caracterizada porque las paletas de rodete (13, 14) presentan un ángulo \alpha(r) de 10º a 50º.

4. Bomba de suministro según al menos una de las reivindicaciones precedenntes, caracterizada porque el ángulo \beta de las paletas de rodete (13, 14) es escasamente mayor en la distancia r en su lado opuesto a la dirección de giro prevista del rodete (4) que el ángulo \alpha(r).

5. Bomba de suministro según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el ángulo \alpha(r) se encuentra entre 15º y 38º.

6. Bomba de suministro según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las cámaras de paletas (15, 16) atraviesan el rodete (4) y tienen en los lados frontales del rodete (4) respectivamente una paleta de rodete (13, 14) y porque las paletas de rodete (13, 14) están orientadas respecto a los lados frontales indicando en la dirección de giro prevista del rodete (4).