ITBO960296A1 - Gruppo depressore per motori a combustione nterna - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di breveto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: GRUPPO DEPRESSORE PER MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA.

Il presente trovato concere un gruppo depressore per motori a combustione interna, in particolare per motori a ciclo diesel.

Con il termine di gruppo depressore viene comunemente indicato un dispositivo in grado di generare, con continuità, una depressione che viene mantenuta allintemo di un polmone al quale fanno capo servizi necessitanti di tale valore negativo di pressione relativa, quali in particolare l impianto frenante delle moderne autovetture.

A tale fine, una soluzione generalizzata consiste nel collegare alla catena cinematica del motore, particolarmente tra albero motore e albero di distribuzione, una unità rotante in grado di generare una portata di aria negativa, in pratica un rotore a palette che viene mosso da una ruota oziosa ingranatesi appunto tra due ingranaggi calettati rispettivamente all'albero a gomiti ed all'albero a camme. In pratica si sfruta la necessità della presenza di tale ruota oziosa - dal momento che si deve ridurre della metà il rapporto di trasmissione tra i due suddetti alberi - per calettare alla stessa appunto la suddetta unità a depressione.

Normalmente la ruota oziosa costituente l’ingranaggio di movimentazione del rotore-depressore viene posizionata all’esterno del blocco motore, assieme ai rimanenti ingranaggi, mentre l’unità a depressione viene posta all'interno del suddetto blocco motore, normalmente posizionata all’interno di un relativa sede aperta all'esterno: questo per praticità di assemblaggio, semplicità di manutenzione o sostituzione del rotore-depressore stesso.

Con tale soluzione si è, fino al momento attuale, sopperito ampiamente alle esigenze di portate di "vuoto" necessarie al funzionamento dei servizi alle stesse collegate. Da notare che il dimensionamento dell'unità rotore, unitamente al numero di giri dello stesso (pari evidentemente al numero di giri della ruota oziosa motorizzante lo stesso rotore), dava luogo ad una portata minima ben definita: spesso, nelle attuali esigenze di portate di depressione (ci riferiamo in particolare al caso di richiesta di elevate portate, come nel caso di ripetuto uso dell’impianto frenante in discesa e quindi in condizione di minimo numero di giri del motore), si assisteva ad una mancanza di portata sufficiente e quindi al mancato funzionamento del servizio collegato nei termini di sicurezza richiesti.

Nel tentativo di superare tale inconveniente, le case costruttrici si sono cimentate in diverse soluzioni, tutte orientate però nel posizionare l'unità rotore-depressore separata dal blocco motore ed allo stesso cinematicamente collegata mediante una trasmissione separata (ad esempio mediante cinghie) in grado di moltiplicare il numero di giri della girante e, quindi, la sua portata.

Una soluzione prevede di associare l'unità a depressione con l'alternatore, ma così facendo si spostava l'unità stessa in punti differenti da quelli inizialmente previsti e necessitavano altresì collegamenti esterni per l'entrata e l’uscita di un circuito ausiliario di lubrificazione al rotore stesso: ciò comportava l'utilizzo di condotti ausiliari colleganti, nei due sensi, il gruppo depressore con il blocco motore. Ciò incideva in maniera negativa primariamente sulla sicurezza dell'intero impianto, in quanto una eventuale rottura della cinghia di trasmissione suddetta portava alla mancanza della portata di depressione con conseguente “black - out” dell'impianto frenante in breve tempo e, seconciariamente, sui costi finali del progetto.

Scopo del presente trovato consiste per questo nella realizzazione di un gruppo depressore concepito in modo da utilizzare sostanzialmente i componenti standard fino ad ora introdotti, quindi non necessitante di trasformazioni particolari del monoblocco motore, e grazie al quale si possa realizzare una portata notevolmente maggiore (e quindi nei termini di sicurezza nell'uso delle utenze), ed infine che desse luogo ad un gruppo meccanicamente contenuto nelle dimensioni e con assoluta sicurezza di funzionamento nel tempo: il tutto con costi decisamente contenuti.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra una parte di un motore a combustione interna dotata di un gruppo depressore oggetto del presente trovato, in una vista laterale schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 2 illustra una sezione II - Il di cui a figura 1 ; la figura 3 illustra un corpo di supporto facente parte del gruppo depressore di cui alle figure precedenti, il particolare è in una vista da A rispetto a figura 2 e con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 4 illustra il corpo di supporto di cui a figura 3, ma in una vista da B rispetto a figura 3 e con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 5 illustra una sezione V - V di cui a figura 4; la figura 6 illustra un ulteriore elemento facente parte del gruppo depressore di cui alte figure precedenti, ed in particolare una piastra di trattenuta vista frontalmente;

la figura 7 illustra il gruppo depressore in oggetto in una vista prospettica con alcune parti in esploso.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, e con particolare riferimento alla figura 1, il gruppo depressore in oggetto viene applicato su motori a combustione interna, che possono essere sia a ciclo diesel che a ciclo benzina per auto veicoli, senza che per questo il concetto inventivo ne sia inficiato.

Questi motori prevedono un blocco motore 1 (solo parzialmente illustrato nella parte di interesse del presente testo) chiuso a tenuta, ed al cui interno è previsto un albero motore 2 atto a movimentare dei mezzi primari (vedi ad esempio bielle, qui non illustrate) e dotato di una prima ruota dentata 3 calettata allo stesso albero. Superiormente all’albero motore 2 (guardando figura 1) è previsto un albero di distribuzione 4, disposto parallelamente all’albero motore 3, ed atto a movimentare in fase una pluralità di camme di comando di valvole (anche queste non illustrate perché non facenti parte del trovato), mentre ad una sua estremità è previsto di una seconda ruota dentata 5 calettata allo stesso albero di distribuzione. Nelle figure ovviamente non sono illustrati ulteriore elementi applicati sui due alberi 2 e 4, in quanto di tipo noto e non strettamente necessari ai fini della presente descrizione.

Al disotto del suddetto albero motore 2 sono previsti dei mezzi 7 di distribuzione di liquido lubrificante (solitamente olio) all’interno di tutto il blocco motore 1 ; tali mezzi 7 sono preferibilmente costituiti da una pompa di distribuzione che prende il moto dall’albero motore 2.

Per ottenere il passaggio del moto tra l’albero motore 2 e l’albero di distribuzione 4 sono previsti dei mezzi 6 di trasmissione del moto, i quali comprendono anche una unità 15 generatrice di depressione che viene utilizzata per l’attivazione di servizi ausiliari dell’autoveicolo necessitanti di tale valore negativo di pressione relativa, quali ad esempio rimpianto frenante degli autoveicoli.

Questi mezzi 6 di trasmissione del moto (vedi anche figura 2 e 7) comprendono essenzialmente una terza ruota dentata 8, un corpo di supporto 11 della stessa terza ruota, una quarta ruota dentata 13 movimentante la suddetta unità 15 generatrice di depressione disposta aH’intemo del corpo 11, una piastra 16 di trattenimento e dei mezzi 17 di distribuzione del suddetto liquido lubrificante.

Più in dettaglio, vedi sempre figure 2 e 7, la terza ruota dentata 8 risulta di rinvio, in quanto interposta ed ingranata tra/con la prima e la seconda ruota dentata 3 e 5, in modo da trasmettere il moto tra i due suddetti alberi 2 e 4.

La terza ruota 8 presenta la propria superficie interna suddivisa, lungo un asse parallelo al proprio primo asse X di rotazione, in due distinte porzioni: una che definisce uno spallamento 9 ruotabilmente in appoggio su una corrispondente superficie 10 circolare in rilievo presentata dal suddetto corpo 11 di supporto (vedi anche figura 4), mentre l’altra è composta da una dentatura 12 interna che si ingrana con la suddetta quarta ruota dentata 13.

Questa quarta ruota dentata 13 è calettata ad una estremità di un albero 14, passante assialmente il suddetto corpo 11 di supporto, e collegato all’altra sua estremità alla suddetta unità 15 generatrice di depressione,

L’unità 15 generatrice di depressione prevede una girante 18 calettata all’albero 14 passante, ed inserita all’interno di una camera 19 realizzata da una porzione sporgente cilindrica del corpo 11 di supporto con centro X’ spostato rispetto al suddetto asse X di rotazione di detta terza ruotata 8; questa girante 18 è costituita da un corpo cilindrico 20 su cui sono previste una plurarità di palette 21 che, mosse attorno ad un secondo asse X”, permettono la generazione della depressione che viene utilizzata dai suddetti servizi ausiliari attraverso una apertura 30 prevista sulla suddetta camera 19 (vedi figura 5).

Osservando le figure 1, 2 e 6, la suddetta piastra 16 permette il trattenimento della terza ruota 8 sul corpo 11, in quanto disposta contraffacciala alla superficie esterna libera 8a della stessa terza ruota, ed unibile allo stesso corpo, tramite viti 31 , in modo da definire un rasamento a parete.

La piastra 16, come visibile chiaramente nelle figure 2 e 6, presenta un ridotto spessore ed una conformazione perimetrale sostanzialmente a triangolo, e sagomata in modo tale da coprire una porzione di arco dentato della terza ruota 8 per costituire un efficiente contrasto alle sollecitazioni assiali a cui è soggetta la stessa ruota 8, in modo da evitare le zone di ingranamento tra la stessa terza ruota e la prima e seconda ruota dentata 3 e 5.

I suddetti mezzi 17 per il passaggio del liquido lubrificante sono realizzati sul corpo 11 di supporto, sulla terza ruota 8 e sulla suddetta unità 15 generatrice di depressione per poter ottenere l’afflusso continuo del liquido lubrificante con flusso che inizia dalla parte del corpo 11 in cui è prevista l’unità 15 generatrice di depressione ed arriva alla terza ruota 8.

Per ottenere ciò, questi mezzi 17 sono suddivisi in vari tratti realizzati sugli elementi ora citati: partendo dalla zona in cui viene alimentato il lubrificante, si ha che il corpo cilindrico 20 della girante 18 è previsto, sulle proprie superfici di base, di una rispettiva rientranza 22a e 22b circonferenziale per il passaggio di lubrificante, e dove la rientranza 22a prevista sulla superficie più esterna del corpo cilindrico 20 è collegata ad un condotto 23 di alimentazione del liquido lubrificante (vedi freccia F di figura 2) proveniente dall’esterno del corpo 11 di supporto, alimentata dai mezzi 7 di distribuzione dello stesso liquido lubrificante.

II lubrificante in entrata si suddivide in più direzione dopo l’entrata nella camera cilindrica 19 (vedi frecce FI di figura 2) andando a lubrificare la parte più esterna dell’albero 14 e, attraversando il corpo cilindrico 20 in corrispondenza di sedi 32 di accoppiamento con le palette 21, raggiungono l’altra rientranza 22b dove il lubrificante può trafilare sempre attraverso l’albero 14 (vedi freccia F2) oppure entrare in una pluralità di primi condotti 24 la cui luce L di entrata è realizzata sulla base 19b della camera cilindrica 19 (vedi freccia F3 di figure 2 e 5).

Questi primi condotti 24 si sviluppano dalla base 19b fino alla suddetta superficie 10 di appoggio della terza ruota 8 per poter realizzare un passaggio diretto del lubrificante proveniente dalla camera cilindrica 19. Da notare che i primi condotti 24 sono disposti sulla base 19b (vedi figura 3) in modo che essi siano sempre liberi per poter accogliere il lubrificante in arrivo indipendentemente dalla posizione delle palette 21 della girante 18 in rotazione; cambiando la disposizione dei primi condotti 24, si opera, in alternativa, sul valore della suddetta luce L di ingresso sempre dei primi condotti 24 in modo che essi siano sempre liberi per poter essere in grado di accogliere il lubrificante.

I suddetti primi condotti 24 si sviluppano all’interno del corpo 11 di supporto partendo, come detto dalla base 19b fino a sfociare all’estemo dello stesso corpo 11 di supporto in corrispondenza della suddetta superficie 10 di appoggio. Il lubrificante quindi sfocia (vedi freccia F4 di figure 2 e 5) sulla superficie 10 ed in corrispondenza di una sua zona d’angolo smussata per distribuire detto lubrificante su almeno due direttrici formanti sostanzialmente un angolo retto.

II lubrificante in uscita dai primi condotti 24 viene raccolto anche da una pluralità di secondi condotti 25 uniformemente realizzati sulla terza ruota dentata 8 in corrispondenza della propria circonferenza interna, i quali secondi condotti 25 si sviluppano dal suddetto spallamento 9 fino a raggiungere la superficie opposta (vedi freccia F5 di figura 2), contraffacciata alla detta piastra 16 di trattenimento, in modo da distribuire il lubrificante anche nella zona più estrema del gruppo depressore.

Con una tale soluzione si realizza quindi un gruppo depressore dai molteplici vantaggi:

- la strutturazione di supporto della terza ruota di rinvio, costituita da un rasamente realizzato sia sul corpo di supporto che sulla piastra di trattenimento della stessa terza ruota, permette di eliminare qualsiasi elemento (come bronzine o cuscinetto) adibito al rotolamento della stessa ruota, alleggerendo ed economicizzando la struttura;

- la piastra di trattenimento è sagomata opportunamente per ottimizzare anche lo scarico del lubrificante in arrivo dai vari condotti e risulta vincolata al corpo di supporto in modo da ottenere una struttura a cella tale da rendere il sistema estremamente rigido per poter resistere alle sollecitazioni che il gruppo deve sopportare, in particolare quelle di tipo radiale;

- il sistema di passaggio del lubrificante è realizzato in modo estremamente pratico e tale da distribuire lo stesso lubrificante in tutte le parti in movimento del gruppo, garantendo il perfetto funzionamento dello stesso;

l accoppiamento di tipo epicicloidale tra terza e quarta ruota permette di variare i rapporti di trasmissione in funzione delle necessità progettuali del motore senza alcuna variazione alla scatola di supporto.

Tutti questi elementi raggiungono quindi lo scopo sopra descritto e permettono di realizzare un gruppo depressore estremamente ridotto negli ingombri, con una facile accessibilità a tutti gli elementi presenti e un ridotto costo di realizzazione finale.

II trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo depressore per motori a combustione interna comprendenti tra l’altro, all’ interno di un blocco motore (1) chiuso a tenuta, un albero motore (2) dotato di almeno una prima ruota dentata (3) calettata allo stesso albero, un albero di distribuzione (4) disposto parallelamente al detto albero motore (3) e dotato di almeno una seconda ruota dentata (5) calettata allo stesso albero di distribuzione, e dei mezzi (6) di trasmissione del moto da detto albero motore (2) a detto albero di distribuzione (4) comprendenti una unità (15) generatrice di depressione; mezzi (7) di distribuzione di liquido lubrificante essendo previsti all’intemo di detto blocco motore (1), caratterizzato dal fatto che detti mezzi (6) di trasmissione del moto comprendono: una terza ruota dentata (8) di rinvio interposta ed ingranata tra/con detta prima e seconda ruota dentata (3, 5), detta terza ruota (8) presentando la propria superficie interna suddivisa, lungo un asse parallelo al proprio asse (X) di rotazione, in due porzioni distinte, di cui una definente uno spallamento (9) ruotabilmente in appoggio su una corrispondente superficie (10) circolare in rilievo presentata da un corpo (11) di supporto e parziale alloggiamento della stessa terza ruota, e l’altra realizzante una dentatura (12) interna ingranantesi con - una quarta ruota dentata (13) calettata ad una estremità di un albero (14), passante detto corpo di supporto (11), e collegato all’altra sua estremità a detta unità (15) generatrice di depressione; una piastra (16) di trattenimento di detta terza ruota (8) su detto corpo (11), disposta contraffacciata alla superficie esterna libera (8a) di detta terza ruota (8), e unibile allo stesso corpo in modo da definire una parete di parziale chiusura dello stesso corpo, e dei mezzi (17) per il passaggio di detto liquido lubrificante realizzati almeno su detto corpo (11) di supporto, su detta terza ruota (8) e su detta unità (15) generatrice di depressione, ed atti a permettere l’afflusso continuo di detto liquido lubrificante dalla parte di detto corpo (11) in cui è prevista la detta unità (15) generatrice di depressione verso detta terza ruota (8).
2. 2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta piastra (16) presenta una conformazione perimetrale sostanzialmente a triangolo e sagomata in modo tale da coprire una porzione di arco dentato di detta terza ruota (8) in grado di definire un contrasto alle sollecitazioni assiali di detta ruota (8), ed in modo da non interessata le zone di ingranamento tra la stessa terza ruota e le dette prima e seconda ruota dentata (3, 5).
3. 3. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità (15) generatrice di depressione prevede una girante (18) calettata a detto albero (14) passante ed inserita aH’intemo di una camera (19) realizzata da una porzione sporgente cilindrica di detto corpo di supporto (11); detta girante (18) essendo costituita da un corpo cilindrico (20) su cui sono previste una pluralità di palette (21) atte a creare detta depressione; detto corpo cilindrico (20) essendo previsto, sulle proprie superfici di base, di una rispettiva rientranza (22a, 22b) circonferenziale definente una parte di detti mezzi (17) per il passaggio di lubrificante; la detta rientranza (22a) prevista sulla superficie più esterna di detto corpo cilindrico (20) essendo collegata ad un condotto (23) di alimentazione di detto liquido lubrificante proveniente dal’estero di detto corpo di supporto (11).
4. 4. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità (15) generatrice di depressione prevede una girante (18) calettata a detto albero (14) passante ed inserita al’intero di una camera (19) realizzata da una porzione sporgente cilindrica di detto corpo (11) di supporto; detta girante (18) essendo costituita da un corpo cilindrico (20) su cui sono previste una pluralità di palette atte a creare detta depressione, e detto corpo (11) di supporto presentando, sulla base (19b) interna di detta camera cilindrica (19), una pluralità di primi condotti (24), definenti una parte di detti mezzi (17) per il passaggio di lubrificante, sviluppantisi fino a detta superficie (10) di appoggio di detta terza ruota (8) e così da realizzare un passaggio di detto lubrificante proveniente da detta unità (15) generatrice.
5. 5. Gruppo secondo la rivendicazione 4, in cui ogni detto primo condotto (24) è previsto di una luce (L) di ingresso di detto lubrificante realizzata in una determinata posizione su detta base interna (19b) di detta camera cilindrica (19), caratterizzato dal fatto che almeno uno dei valori tra dette luci (L) di ingresso e detta disposizione della stesse su detta base interna (19b) è tale da permettere che detti condotti (24) risultino sempre liberi ed in grado di ottenere una continuità di passaggio di detto lubrificante indipendentemente dalle posizioni assunte da detta girante (18) in rotazione.
6. 6. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo (11) di supporto è previsto di una pluralità di primi condotti (24), definenti una parte di detti mezzi (17) per il passaggio di lubrificante, sviluppantisi dalla zona in cui è prevista detta unità (15) generatrice di pressione fino a sfociare all’esterno di detto corpo (11) di supporto di detta terza ruota (8), uniformemente distribuiti sulla stessa, ed in corrispondenza di una zona d’angolo smussata e presentata da detta superficie (10) accoppiata a detto spallamento (9) di detta terza ruota (8) e così da distribuire detto lubrificante su almeno due direttrici formanti sostanzialmente un angolo retto.
7. 7. Gruppo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta terza ruota dentata (8) è provvista di una pluralità di secondi condotti (25), definenti una parte di detti mezzi (17) di passaggio di detto liquido lubrificante, uniformemente distribuiti sulla propria circonferenza interna e sviluppantisi da detto spallamento (9) fino a raggiungere la superficie opposta, contraffacciata ad una piastra (16) di trattenimento, in modo da distribuire il detto lubrificante, in arrivo da detti primi condotti (24), sulla detta terza ruota (8) e su detta piastra (16) di trattenimento.
8. 8. Gruppo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.