ITBO20130057A1

ITBO20130057A1 - Punteria con sistema compensatore idraulico del gioco utilizzabile in un cinematismo, in particolare nella catena cinematica di collegamento tra un albero a camme e una valvola in un motore endotermico.

Info

Publication number: ITBO20130057A1
Application number: IT000057A
Authority: IT
Inventors: Antonio Gigante
Original assignee: Gnutti Spa Trafilierie
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2014-08-14

Description

D E S C R I Z I O N E

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Punteria con sistema compensatore idraulico del gioco utilizzabile in un cinematismo, in particolare nella catena cinematica di collegamento tra un albero a camme e una valvola in un motore endotermico."

La presente invenzione è relativa a una punteria con sistema compensatore idraulico del gioco utilizzabile in un cinematismo, in particolare nella catena cinematica di collegamento tra un albero a camme e una valvola in un motore endotermico.

In particolare, la presente invenzione si riferisce a una punteria con sistema compensatore idraulico del gioco la quale, secondo preferenza, può essere provvista di un rullino folle ponibile in contatto con una camma (e in tale caso viene comunemente denominata “lifter” dai tecnici del settore), oppure può essere disposta in contatto strisciante con una camma (e in tale caso viene comunemente denominata “tappet”). Quando impiegato in un motore endotermico, il roller è frequentemente considerato preferibile al tappet perché dissipa meno energia e aumenta l’efficienza del motore stesso.

I sistemi più semplici ed economici di punteria, realizzati sotto la forma di lifter o di tappet, sono privi di sistemi in grado di annullare i giochi che insorgono nella catena cinematica che collega le camme alle valvole dopo qualche migliaio di ore di funzionamento, mentre nei lifter e nei tappet di tipo più sofisticato è usuale alloggiare al loro interno un sistema idraulico in grado di eliminare tali giuochi. In italiano questi sistemi vengono chiamati punterie idrauliche e in inglese “HLA” (hydraulic lash adjuster, ossia regolatore idraulico del gioco).

Il sistema idraulico sopra citato comprende essenzialmente una certa quantità di olio, un cilindro, una molla e qualche altro organo di massa minore, e la massa complessiva del sistema idraulico stesso, quando presente in un lifter o in un tappet, può creare problemi dinamici nel cinematismo incorporante il/i lifter-tappet medesimi. A causa delle elevate accelerazioni nei regimi alti del motore, la rigidezza del cinematismo non è infatti spesso sufficiente a tenere tutti gli elementi della catena cinematica costantemente collegati, e a causa delle oscillazioni elastiche dei vari elementi si verificano dei distacchi e quindi dei brevi periodi di assenza di forza sull’HLA che ne provocano l’allungamento, ma non con il corretto scopo di recuperare il giuoco. L’allungamento complessivo del cinematismo, anche temporaneo, impedisce alle valvole di chiudersi, e tale fatto può degenerare in un guasto meccanico in una o più parti del cinematismo.

Il problema descritto nasce quindi dall’incremento della massa delle punterie conseguente all’introduzione nelle punterie stesse dell’HLA.

Scopo della presente invenzione è fornire una punteria con sistema compensatore idraulico del gioco utilizzabile in un cinematismo, in particolare nella catena cinematica di collegamento tra un albero a camme e una valvola in un motore endotermico, nella quale siano ridotti al minimo gli inconvenienti descritti con riferimento alla tecnica nota.

Secondo la presente invenzione viene fornita una punteria con sistema compensatore idraulico del gioco utilizzabile in un cinematismo, in particolare nella catena cinematica di collegamento tra un albero a camme e una valvola in un motore endotermico, realizzata in accordo con le rivendicazioni allegate.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra una vista schematica frontale di una parte di un motore endotermico del quale fa parte una catena cinematica di collegamento tra un albero a camme e due valvole incorporante una punteria con sistema compensatore idraulico del gioco realizzata in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 illustra una vista in sezione di alcuni particolari del motore endotermico della figura 1; e

- le figure 3 e 4 illustrano due viste in sezione della punteria con sistema compensatore idraulico del gioco realizzata in accordo con la presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1 con 1 è indicato nel suo complesso un motore endotermico rappresentato solo parzialmente in maniera schematica.

Tale motore endotermico 1 comprende un basamento 2, il quale è dotato inferiormente di una cavità cilindrica 3 a sviluppo verticale alloggiante al suo interno una punteria idraulica 4 che verrà descritta in dettaglio in seguito. Una porzione inferiore della punteria idraulica 4 è appoggiata, tramite un organo di appoggio costituito da un rullino 5a folle, contro la superficie periferica di una camma 5, solidale a un albero 6 orizzontale supportato in maniera girevole dal basamento 2. Si noti che una porzione inferiore della punteria idraulica 4 potrebbe essere appoggiata alla superficie periferica della camma 5 tramite un organo di appoggio costituito da un elemento strisciante, anziché tramite il rullino 5a folle.

Una porzione superiore del basamento 2 supporta in maniera girevole un perno 7 orizzontale, sul quale è calettata una porzione mediana di una leva a due bracci 8 dotata di due bracci 9 e 10, rispettivamente sinistro e destro nella figura 1, sviluppantisi secondo una direzione sostanzialmente orizzontale. L’estremità libera del braccio 9, disposta a sinistra nella figura 1, è attraversata da una vite 11 sostanzialmente verticale, una cui estremità inferiore 12 arrotondata è disposta in appoggio contro una cavità 13 rivolta verso l’alto e ricavata nell’estremità superiore di un’asta 14 sostanzialmente verticale. L’estremità inferiore dell’asta 14 si presenta arrotondata ed è appoggiata contro la superficie di una cavità 15 rivolta verso l’alto e presente in una zona superiore della citata punteria idraulica 4.

L’estremità libera del braccio 10, disposta a destra nella figura 1, presenta una appendice 16 inferiore disposta in appoggio contro una zona intermedia di una barretta (bridge) 17 sostanzialmente orizzontale, le cui estremità sono disposte in appoggio contro le estremità superiori degli steli 18 sostanzialmente verticali di rispettive valvole 19 a fungo. L’elemento otturatore 20 di ciascuna valvola 19 è impegnato in una corrispondente sede 21 ricavata in una testata 22 associata solidalmente al basamento 2.

Secondo quanto rappresentato in particolare nelle figure 3 e 4 la punteria idraulica 4 comprende un manicotto 23 sostanzialmente cilindrico atto ad essere alloggiato coassialmente in posizione fissa entro la citata cavità cilindrica 3. Entro una zona inferiore del manicotto 23 è alloggiato, coassialmente ed in maniera scorrevole con gioco molto ridotto, un elemento cilindrico cavo 24 presentante una propria porzione intermedia chiusa da un setto 25 trasversale. Una porzione dell’elemento cilindrico cavo 24 disposta sotto al setto 25 supporta in maniera girevole un citato rullino 5a ad asse orizzontale il quale, in uso è disposto in appoggio contro la superficie periferica della citata camma 5 solidale all’albero 6 supportato dal basamento 2. L’elemento cilindrico cavo 24, sopra il setto 25 trasversale, è completamente pieno di olio.

Al disopra dell’elemento cilindrico cavo 24, entro il manicotto 23 è alloggiato, coassialmente ed in maniera scorrevole con gioco molto ridotto, un ulteriore elemento cilindrico cavo 26 presentante la propria base inferiore chiusa da una parete 27 trasversale. Tale elemento cilindrico cavo 26 è delimitato superiormente da un piattello 28 ad esso coassiale, il quale presenta un piccolo foro centrale 29 ed è superiormente delimitato da una superficie 30 interessata centralmente dalla citata cavità 15, che presenta una forma sostanzialmente semisferica ed è atta ad alloggiare l’estremità inferiore arrotondata della citata asta 14. Entro l’elemento cilindrico cavo 26 è contenuto dell’olio.

Fra la superficie superiore del setto 25 trasversale presente entro l’elemento cilindrico cavo 24 e la faccia inferiore della parete 27 trasversale dell’elemento cilindrico cavo 26 è disposta coassialmente una molla elicoidale 31 che risulta, in uso, compressa con una forza determinata.

Una zona centrale della parete 27 trasversale dell’elemento cilindrico cavo 26 è attraversata da un foro 32 verticale, il quale comunica superiormente con una valvola di non ritorno indicata nel suo complesso con 33. Tale valvola di non ritorno 33, rappresentata nelle figure 2-4, comprende essenzialmente un elemento a tazza 34 presentante al suo interno una concavità, entro la quale è disposta una molla elicoidale 35 sviluppantesi verticalmente e compressa in maniera prefissata, che sospinge verso una sede sovrastante un otturatore costituito da una sferetta 36. La sede è attraversata da un foro 37 verticale che sfocia superiormente all’interno dell’elemento cilindrico cavo 26. L’ elemento a tazza 34 non è realizzato a tenuta di fluido, ed è atto a consentire il flusso verso il sottostante elemento cilindrico cavo 24 di fluido (olio) eventualmente proveniente dall’ elemento cilindrico cavo 26 attraverso il foro 37.

In uso, in assenza di gioco nel cinematismo che trasmette il moto dalla camma 5 alle valvole 19 la punteria idraulica 4 si comporta sostanzialmente come un corpo rigido, in quanto l’olio contenuto nello spazio compreso fra gli elementi cilindrici cavi 24 e 26 è praticamente incomprimibile e non sussistono fatti tali da determinare spostamenti reciproci fra gli elementi cilindrici cavi 24 e 26 stessi.

Nel caso in cui, invece, si crei del gioco nel cinematismo che trasmette il moto dalla camma 5 alle valvole 19, la molla elicoidale 31 riesce a spingere l’elemento cilindrico cavo 26 verso l’alto di un tratto uguale alla lunghezza del gioco stesso, originando una depressione all’interno del manicotto 23 nello spazio compreso fra gli elementi cilindrici cavi 24 e 26. Tale depressione determina un allontanamento della sferetta 36 dalla sede alla quale essa normalmente aderisce sotto l’azione della molla elicoidale 35, contro la resistenza offerta dalla molla elicoidale 35 stessa, e la conseguente apertura momentanea della valvola di non ritorno 33, con conseguente afflusso di olio dall’elemento cilindrico cavo 26 verso lo spazio compreso fra gli elementi cilindrici cavi 24 e 26. Tale afflusso di olio perdura fino al momento in cui si annulla la depressione all’interno del manicotto 23 nello spazio compreso fra gli elementi cilindrici cavi 24 e 26, e in tale momento la valvola di non ritorno 33 si richiude. Da tale istante, il gioco nel cinematismo che trasmette il moto dalla camma 5 alle valvole 19 risulta annullato, e la punteria idraulica 4 torna a comportarsi come un corpo rigido,

Si noti che nella realtà la punteria idraulica 4 descritta, per il motivo che verrà ora esposto, non è realmente un corpo rigido, ma tale fatto non riveste alcuna rilevanza relativamente al corretto funzionamento della punteria idraulica 4 stessa. Dal momento che gli elementi cilindrici cavi 24 e 26 sono alloggiati entro il manicotto 23 con un gioco molto ridotto ma non nullo, ad ogni ciclo operativo la punteria idraulica 4 si comprime leggermente a causa della perdita di olio per trafilamento attraverso il ridottissimo spazio compreso fra gli elementi cilindrici cavi 24 e 26 stessi e il manicotto 23. Questa modestississima riduzione della lunghezza della punteria idraulica 4 viene recuperata, nel corso del medesimo ciclo operativo e nella maniera precedentemente descritta con riferimento al funzionamento della punteria idraulica 4, poiché tale riduzione è, in effetti, un piccolissimo gioco che la punteria idraulica 4 è in grado di eliminare.

Si noti inoltre che la punteria idraulica 4 delle figure 2-4 è stata descritta ed illustrata a puro titolo di esempio, in quanto numerose sono le modalità secondo cui le punterie idrauliche possono essere strutturate. Il punto saliente di tale punteria idraulica 4 è il fatto che gli elementi che ne fanno parte e che hanno la funzione di annullare il gioco nel cinematismo che trasmette il moto dalla camma 5 alle valvole 19, ossia il rullino 5a, gli elementi cilindrici cavi 24 e 26, la molla elicoidale 31 e la valvola di non ritorno 33, sono alloggiati in maniera mobile entro il manicotto 23, il quale, come detto, è atto ad essere supportato in posizione fissa da una porzione del motore endotermico di cui fa parte il cinematismo al quale la punteria idraulica 4 stessa è associata, in particolare entro la citata cavità cilindrica 3 del basamento 2. Ed ha assoluto rilievo il fatto che gli elementi cilindrici cavi 24 e 26, la molla elicoidale 31 e la valvola di non ritorno 33 sono direttamente movimentati dalla camma 5 facente parte dell’albero a camme 6 tramite un organo di appoggio costituito dal rullino 5a o da un elemento strisciante utilizzato al posto del rullino 5a stesso.

Grazie a tale accorgimento, gli inconvenienti descritti con riferimento alla tecnica nota risultano notevolmente ridotti, in quanto l’inerzia della punteria idraulica 4 risulta estremamente bassa.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Punteria con sistema compensatore idraulico del gioco utilizzabile in un cinematismo, in particolare nella catena cinematica di collegamento tra un albero a camme e almeno una valvola in un motore endotermico, comprendente un manicotto (23) sostanzialmente cilindrico di contenimento di una pluralità di elementi (24, 26, 31, 33) aventi la funzione di annullare il gioco eventualmente insorto nel cinematismo stesso, caratterizzato dal fatto che il manicotto (23) è atto ad essere supportato in posizione fissa da una porzione del motore endotermico (1) di cui fa parte la catena cinematica alla quale la punteria idraulica (4) è associata.
2) Punteria secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il manicotto (23) è alloggiato entro una cavità (3) ricavata nel basamento (2) del motore endotermico (1).
3) Punteria secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la pluralità di elementi (24, 26, 31, 33) aventi la funzione di annullare il gioco eventualmente insorto nel cinematismo sono movimentati da una camma (5) facente parte dell’albero a camme (6) tramite un organo di appoggio costituito da un rullino (5a) folle.
4) Punteria secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la pluralità di elementi (24, 26, 31, 33) aventi la funzione di annullare il gioco eventualmente insorto nel cinematismo sono movimentati da una camma (5) facente parte dell’albero a camme (6) tramite un organo di appoggio costituito da un elemento strisciante.