ITMI20000358A1

ITMI20000358A1 - Pistone per motori a combustione interna

Info

Publication number: ITMI20000358A1
Application number: IT2000MI000358A
Authority: IT
Inventors: Hubert Buhr
Original assignee: Federal Mogul Burscheid Gmbh
Priority date: 1999-02-27
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-08-25
Also published as: FR2790286A1; GB2347194A; IT1316789B1; GB0003887D0; DE19908670C2; GB2347194B; FR2790286B1; ITMI20000358A0; DE19908670A1

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale avente per titolo:

«PISTONE PER MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA»

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un pistone per motori a combustione interna, in particolare in lega leggera, con una base del pistone e con un mozzo dello spinotto, che si estende centralmente dalla base del pistone, con occhielli del mozzo, la cui distanza esterna corrisponde a da 60% a 80% del diametro del pistone e con una parte di stelo rispettiva disposta sul lato di spinta e su quello di contro -spinta, in cui la parte di stelo disposta sul lato di spinta è, almeno nella direzione circonferenziale, maggiore di quella sul lato di contro -spinta, ed in cui le parti di stelo sono supportate rispetto al mozzo dello spinotto tramite pareti di rinforzo, ed in cui le pareti di rinforzo di ima parte di stelo sono disposte sfalsate in relativamente alle pareti di rinforzo della p arte di stelo disposta nella direzione dell'asse dello spinotto.

Lo scopo principale dei moderni motori a combustione interna è la riduzione del peso dei singoli componenti poiché, in tal modo, non solo si riduce il consumo di combustibile, ma, inoltre, è possibile influenzare favorevolmente il comportamento relativamente al rumore ed alle vibrazioni. Al requisito di avere masse oscillanti quanto più piccole possibile, si oppone la resistenza meccanica del pistone a causa delle elevate sollecitazioni.

I pistoni di costruzione leggera realizzati come cosiddetti pistoni scatolati o ad H comprendono due parti singole dello stelo che si estendono solamente sul lato in pressione o di spinta e su quello di contro-spinta o contro-pressione. Il mozzo dello spinotto è, nella direzione dell’asse dello spinotto, più corto del diametro del pistone. Dalla Domanda di Brevetto Europeo EP 0 171 825 A è noto un pistone di metallo o lega leggera per motori a combustione interna del tipo descritto.

Questo tipo di pistone comprende parti di stelo realizzate asimmetricamente. Nella zona di pressione o di spinta, le parti di stelo sono realizzate con dimensioni maggiori nella direzione circonferenziale rispetto al lato di contro-spinta. L 'appoggio o supporto delle singole parti di stelo è realizzato tramite pareti di rinforzo collegate con il mozzo dello spinotto, le parti di connessione verso il mozzo dello spinotto essendo dotate, sulla zona di estremità esterna, di occhielli dello spinotto. Le pareti di rinforzo sul lato in pressione si estendono nel mozzo dello spinotto sotto un certo angolo. Ciò ha come conseguenza il fatto che il mozzo deve assorbire sia forze longitudinali come pure forze trasversali, per cui i punti di collegamento delle pareti di rinforzo devono essere eseguiti, sia rispetto al mozzo dello spinotto sia pure rispetto alla parte di stelo, a parete relativamente spessa in sezione trasversale. Attuando rinforzo in. questo modo si aumenta il peso del pistone sul lato in pressione o di spinta del pistone, per cui il pistone, con il motore in funzione, tende aribaltarsi in corrispondenza del punto morto superiore e del punto morto inferiore.

Il compito posto alla base della presente invenzione è quello di perfezionare un pistone di questo tipo in modo da ridurre ulteriormente il peso del pistone e realizzare contemporaneamente ima distribuzione simmetrica delle masse.

Questo compito viene risolto, secondo l’invenzione, grazie alle peculiarità caratterizzanti la rivendicazione 1 di brevetto.

Forme di realizzazione vantaggiose dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Il pistone secondo l’invenzione è preferibilmente realizzato in lega d’alluminio, ed è caratterizzato dalla riduzione dello stelo del pistone in due parti di esso, di peso favorevole. Sfalsando parallelamente le pareti di rinforzo, vengono effettuati, per il percorso più breve, i collegamenti tra il mozzo dello spinotto e la parte di stelo. U collegamento ad. angolo retto della pareti di rinforzo consente di ottenere uno spessore di parete minimo nei punti di connessione, poiché non viene trasmessa nel mozzo alcuna forza longitudinale. Variando l’altezza e/o la larghezza delle pareti di rinforzo sul lato di spinta e su quello di corto perno (non rappresentato) o spinotto con lina biella.

Fig. 2 illustra una vista dal basso. Le parti 4, 4’ di stelo hanno, viste nella direzione circonferenziale, dimensioni differenti, le parti 4, 4’ di stelo sono collegate con il mozzo dello spinotto mediante pareti di rinforzo 7, 7’, 8, 8’. Le pareti di rinforzo 7, 7 della parte 4’ di stelo sono dirette perpendicolarmente al mozzo 9 dello spinotto e sono collegate alla zona di estremità interna 10, 10’ degli occhielli 6, 6’ del mozzo. Le pareti di rinforzo 8, 8’ sono dirette nella direzione dell’asse 9 del mozzo dello spinotto parallelamente ma sfalsate rispetto alle pareti di rinforzo 7, 7’. Tramite il collegamento perpendicolare delle pareti di rinforzo 7, 7’, 8, 8’ non si verificano forze laterali sulle pareti di rinforzo stesse, per cui il collegamento parte con raggi minimali R, R2 sia relativamente agli occhielli 6, 6’ del mozzo sua pure relativamente alle parti 4, 4’ dello stelo. In questo modo, è possibile prevedere pareti di rinforzo 7, 7’, 8, 8’ molto strette. Variando gli spessori t1, t2, t3, t4 delle pareti, è possibile bilanciare il peso del pistone 1 asimmetrico in modo da poter realizzare un pistone simmetrico relativamente alla distribuzione delle masse.

Come è possibile osservare da Figura 3, le pareti di rinforzo 7, 7, 8, 8’ possono essere realizzate con altezze assiali differenti, per influenzare ulteriormente in questo modo la distribuzione delle masse.

Grazie alla particolare costruzione delle pareti di rinforzo 7, 7' 8, 8’ e grazie alla loro particolare connessione al mozzo 5 dello spinotto, viene realizzato un pistone 1 particolarmente leggero che, tuttavia, è stato contemporaneamente progettato per elevate sollecitazioni sia termiche sia meccaniche.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pistone per motori a combustione interna, in particolare in lega leggera, con ima base del pistone e con un mozzo dello spinotto, che si estende centralmente dalla base del pistone, con occhielli del mozzo, la cui distanza esterna corrisponde a da 60% a 80% del diametro del pistone e con una parte di stelo rispettiva disposta sul lato di spinta e su quello di contro-spinta, in cui la parte di stelo disposta sul lato di spinta è, almeno nella direzione circonferenziale, maggiore di quella sul lato di contro-spinta, ed in cui le parti di stelo sono supportate rispetto al mozzo dello spinotto tramite pareti di rinforzo e in cui le pareti di rinforzo di una parte di stelo sono disposte sfalsate relativamente alle pareti di rinforzo della parte di stelo opposta nella direzione circonferenziale dell’asse dello spinotto, caratterizzato dal fatto che le pareti di rinforzo (7, T, 8, 8’) sono dirette parallelamente l’una all’altra e perpendicolarmente all’asse (9) del mozzo dello spinotto, in cui le pareti di rinforzo (7, 7’) della parte (4’) di stelo disposta sul lato di contro-spinta sono collegate alla zona d’estremità interna (10, 10’) degli occhielli (6, 6’) dello spinotto.
2. Pistone secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto Che l'altezza assiale e/o la larghezza delle pareti di rinforzo (7, T, 8, 8’) sono realizzate differenti sul lato di spinta e su quello di contro-spinta.
3. Pistone secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che lo spessore (tl) della parete sulla parte (4’) dello stelo disposta sul lato di contro-pressione è inferiore allo spessore (t2) della parete dell’altra parte (4) dello stelo. contro-spinta, è possibile ottenere una compensazione delle masse, così, ad esempio, dei pistoni con una base di pistone non-simmetrica per le pareti di rinforzo larghe e/o più alte sul lato di spinta o su quello di contro-spinta essendo compensate in modo tale da ottenere una distribuzione simmetrica del peso con riferimento all’asse del mozzo dello spinotto. Linvenzione è rappresentata nei disegni con riferimento ad una forma di realizzazione esemplificativa, e sarà illustrata dettagliatamente in seguito. Nei disegni: Fig. 1 illustra una vista frontale di un pistone secondo l’invenzione Fig. 2 illustra ima vista dal basso del pistone rappresentato in Fig- 1, Fig. 3 illustra una vista presa secondo la linea dì sezione III-III di Fig. 1. Fig. 1 illustra un pistone 1 di lega leggera, realizzato mediante il procedimento di colata. La testa 2 del pistone comprende scanalature anulari 3 per l’alloggiamento degli anelli del pistone (non rappresentati) . Lo stelo del pistone 1 è costituito da due parti 4, 4’ di stelo diametralmente opposte. Nella direzione assiale del mozzo 5 dello spinotto che comprende due occhielli 6, 6’ del mozzo disposti distanziati l’uno dall’altro (Fig. 2), il pistone 2 è eseguito aperto. La distanza esterna degli occhielli 6, 6’ del mozzo corrisponde approssimativamente a da 60% a 80% del diametro del pistone, cioè il pistone 1 è collegato tramite un