ITMI941313A1

ITMI941313A1 - Dispositivo tenditore azionato da olio per cinghie dentate

Info

Publication number: ITMI941313A1
Application number: IT001313A
Authority: IT
Inventors: Odai Nobuhiro
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1995-12-23
Also published as: KR950001625U; ITMI941313A0; JP2540947Y2; JPH076552U; IT1269942B; KR0137365Y1; DE4422445A1; US5383813A

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale avente per titolo:

«DISPOSITIVO TENDITORE AZIONATO DA OLIO PER CINGHIE DENTATE»

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda dispositivi tenditori o tensionatori e, più particolarmente, perfezionamenti in dispositivi tenditori azionati da olio per mantenere trazione in cinghie dentate. Un tipico dispositivo tenditore azionato da olio comprende un cilindro avente un pistone dividente l'interno del cilindro in una camera ad alta pressione e in una camera a bassa pressione. Uno stelo di pistone si estende dal pistone, attraverso la camera a bassa pressione, all'esterno del cilindro, e una valvola di ritegno consente flusso d'olio relativamente non strozzato dalla camera a bassa pressione alla camera ad alta pressione ma impedisce rapido flusso d'olio nel senso opposto. Un serbatoio dell'olio, collegato alla camera a bassa pressione, è previsto sul lato del cilindro, facendo così sì che le dimensioni complessive del dispositivo tenditore abbiano ad essere grandi. La risposta del dispositivo tenditore quando nella cinghia si verifica allentamento risulta difettosa. Il ritardo nel flusso d'olio dal serbatoio, attraverso la camera a bassa pressione e la valvola di ritegno, nella camera ad alta pressione, consente al pistone di spostarsi avanti e indietro, e fa sì che adeguata tensionatura sia ottenuta e che abbia ad essere prodotto rumore.

La presenza dello stelo del pistone nella camera a bassa pressione fa sì che il volume della camera a bassa pressione abbia a variare con una velocità diversa dalla velocità con la quale varia il volume della camera ad alta pressione. Di conseguenza, quando il pistone si muove nella direzione o senso di sporgenza o fuoriuscita, flusso d'olio dalla camera bassa pressione nella camera ad alta pressione tende a far sì che una depressione (ossia una pressione monometrica negativa) abbia a esistere nella camera a bassa pressione. Questa depressione tende ad aspirare aria nella camera a bassa pressione, ove essa può miscelarsi con olio e provocare malfunzionamento del dispositivo tenditore in conseguenza della sua comprimibilità.

Lo scopo principale della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo tenditore azionato da olio perfezionato che elimini uno o più dei summenzionati inconvenienti incontrati nella tecnica nota: Un importante scopo è quello di fornire una migliorata risposta all'allentamento della cinghia prevedendo rapido flusso d'olio in una camera ad alta pressione del dispositivo tenditore. Ancora un altro scopo è quello di eliminare vibrazioni e rumore impedendo penetrazione d'aria nella camera a bassa pressione del dispositivo tenditore.

Ancora un altro scopo è quello di fornire un dispositivo tenditore con una configurazione perfezionata consentente maggior versatilità nel modo con cui esso può essere fissato ad un motore a combustione interna.

Ancora un altro scopo è quello di semplificare la formazione di un serbatoio d'olio in un dispositivo tenditore.

Ulteriori scopi includono la riduzione del peso del dispositivo tenditore e la riduzione dei suoi costi di fabbricazione.

In breve, gli scopi precedenti sono raggiunti prevedendo un dispositivo tenditore con un cilindro interno che riceve uno stelo in modo tale che lo stelo stesso serve come il pistone e il diametro della camera ad alta pressione formata dallo stelo e dal cilindro essendo uguale a quello dello stelo. Questa configurazione elimina la variazione di volume nella camera dell'olio a bassa pressione del dispositivo tenditore, mantiene pressione d'olio sostanzialmente costante nella camera a bassa pressione, e riduce sostanzialmente la tendenza dell'aria ad essere aspirata nella camera a bassa pressione in conseguenza del flusso d'olio fuori dalla camera a bassa pressione quando lo stelo si sposta nella direzione di sporgenza o fuoriuscita. Preferibilmente, un pistone è previsto sullo stelo nella camera a bassa pressione. Vi è una intercapedine tra il pistone e la parete della camera a bassa pressione, ma il pistone esercita una pressione positiva sull'olio nella camera a bassa pressione tra il pistone e la guarnizione attraverso la quale lo stelo si estende quando lo stelo si sposta nella direzione di sporgenza fuoriuscita. Questa pressione positiva fornisce ulteriore garanzia contro la penetrazione d'aria.

Il pistone è pure preferibilmente dotato di una valvola che si chiude quando lo stelo avanza e si apre quando lo stelo arretra. La valvola consente al pistone di applicare pressione positiva alla guarnizione quando lo stelo avanza, e impedisce al pistone di provocare una depressione dell'olio nelle vicinanze della guarnizione quando il pistone arretra, impedendo così ad aria di essere aspirata presso la guarnizione nella camera dell'olio a bassa pressione.

Il serbatoio dell'olio è formato in corrispondenza della estremità ad alta pressione dell'alloggiamento del dispositivo tenditore e si trova in comunicazione diretta con la camera ad alta pressione. Ciò consente rapido flusso di olio nella camera ad alta pressione, consente di ottenere una configurazione generale più compatta, e semplifica la fabbricazione del dispositivo tenditore.

Più particolarmente, il dispositivo tenditore azionato da olio secondo l'invenzione comprende un alloggiamento cavo avente una parete ed una apertura dell'alloggiamento. Un cilindro cavo è disposto entro l'alloggiamento. Il cilindro ha una prima e seconda estremità, una parete laterale interna cilindrica, un'apertura di cilindro in corrispondenza della prima estremità, ed una parete di estremità in corrispondenza della seconda estremità. Un primo percorso dell'olio è previsto per il flusso d'olio attraverso la parete di estremità del cilindro. Uno stelo si estende dall'esterno dell'alloggiamento nel cilindro attraverso l'apertura dell'alloggiamento e l'apertura del cilindro. Lo stelo è scorrevole nel cilindro e si adatta alla parete laterale interna cilindrica con un piccolo gioco per cui il cilindro e lo stelo formano una camera d'olio ad alta pressione definita dalla parete di estremità del cilindro, dallo stelo, e da una porzione della parete laterale interna del cilindro. Una molla sollecita lo stelo in una direzione tale da sporgere dall'alloggiamento attraverso l'apertura dell'alloggiamento stesso. Mezzi di assorbimento di variazione di volume, preferibilmente sotto forma di un diaframma, sono posizionati adiacenti alla seconda estremità del cilindro. Un serbatoio d'olio è pure previsto entro l'alloggiamento adiacentemente alla parete di estremità del cilindro. Il serbatoio d'olio è definito da una porzione della parete dell'alloggiamento, una porzione del cilindro, e dai mezzi di assorbimento di variazione di volume. Il serbatoio dell'olio si trova in comunicazione con il primo percorso dell'olio. Una valvola di ritegno nel primo percorso dell'olio consente a olio di scorrere dal serbatoio nella camera dell'olio ad alta pressione, ma impedisce flusso di olio attraverso il primo percorso dell'olio dalla camera dell'olio ad alta pressione al serbatoio. Mezzi di tenuta, posizionati adiacenti all'apertura dell'alloggiamento, circondano lo stelo e si estendono dallo stelo alla parete dell'alloggiamento. Una camera a bassa pressione disposta adiacente all'apertura del cilindro è definita da una porzione della parete dell'alloggiamento, una porzione dello stelo, una porzione del cilindro e dai mezzi di tenuta. Un secondo percorso dell'olio, tra l'alloggiamento ed il cilindro, fornisce comunicazione tra la camera a bassa pressione ed il serbatoio dell'olio. In una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, un pistone è fissato allo stelo, il pistone non trovandosi in contatto con l'alloggiamento. In . ancora un'altra versione migliorata, il pistone include mezzi valvolari che si chiudono quando lo stelo si sposta nella direzione di sporgenza per sporgere dall'alloggiamento e si aprono quando lo stelo arretra.

Ulteriori scopi, vantaggi e particolari dell'invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, quando letta in unione con i disegni, in cui :

la FIG. 1 è una sezione longitudinale di un dispositivo tenditore secondo una prima forma di realizzazione dell'invenzione, illustrante una porzione di una cinghia dentata e una leva e rullo attraversi i quali il dispositivo tenditore applica trazione alla cinghia;

la FIG. 2 è una vista prospettica parzialmente in spaccato dell'alloggiamento del dispositivo tenditore di FIG. 1;

la FIG. 3 è una sezione radiale presa lungo il piano 3-3 di FIG. 1;

la FIG. 4 è una sezione radiale presa lungo il piano 4-4 di FIG. 1;

la FIG. 5 è una sezione longitudinale di un dispositivo tenditore conforme ad una seconda forma di realizzazione dell'invenzione; e

la FIG. 6 è una sezione longitudinale illustrante un dispositivo tenditore tipico secondo la tecnica nota.

Facendo dapprima riferimento alla FIG. 6, che illustra un dispositivo tenditore convenzionale tipico, un pistone 64 è scorrevole in un cilindro 82, essendovi un piccolo gioco tra il pistone e la parete interna del cilindro. Il pistone divide il cilindro in una camera 86 ad alta pressione ed una camera 88 a bassa pressione. Uno stelo di pistone si estende dal pistone, attraverso un'apertura in corrispondenza di una estremità del cilindro, all'esterno del cilindro, ove esso applica trazione ad una cinghia dentata attraverso un rullo incernierato. Una molla 90, posizionata all'interno della camera 86 ad alta pressione, sollecita il pistone 84 in una direzione tale che il suo stelo di pistone sporge maggiormente dal cilindro, attraverso una guarnizione 98.

Una valvola di ritegno 94 del tipo a sfera è disposta in un percorso 92 dell'olio entro il pistone 84. Questa valvola di ritegno consente flusso d'olio dalla camera a bassa pressione 88 nella camera ad alta pressione, ma impedisce flusso d'olio, attraverso il percorso 92 dell'olio, dalla ad alta pressione alla camera a bassa pressione. Un serbatoio 96 dell'olio, previsto sul lato del cilindro, si trova in comunicazione con la camera a bassa pressione 88. Quando il pistone si sposta nella direzione di sporgenza, il volume della camera ad alta pressione aumenta. Quando il volume della camera ad alta pressione aumenta, olio nel serbatoio 96 si sposta nella camera ad alta pressione 86, attraverso la camera a bassa pressione 88, il percorso 92 dell'olio e la valvola di ritegno 94. Il dispositivo tenditore convenzionale descritto con riferimento alla FIG. 6 presenta una pluralità di inconvenienti.

In particolare, poiché il serbatoio 96 si trova sull'esterno del cilindro 82 e si estende radialmente rispetto all'asse di movimento del pistone, il dispositivo tenditore 80 ha inevitabilmente grandi dimensioni.

Un altro inconveniente è la risposta difettosa del pistone 84 quando la cinghia si allenta. Quando la trazione nella cinghia diminuisce, ed il pistone conseguentemente sporge, l'olio nel serbatoio 96 si sposta nella camera ad alta pressione 86 attraverso la camera a bassa pressione 88, il percorso 92 dell'olio e la valvola di ritegno 94. Finché una quantità appropriata di olio non si è spostata nella camera ad alta pressione 86, il pistone può spostarsi avanti e indietro.Conseguentemente, trazione appropriata non può essere impartita alla cinghia, e può verificarsi rumore. Ancora un altro inconveniente è che, quando il pistone 84 si sposta nella direzione di sporgenza o fuoriuscita, e finché una appropriata quantità di olio non è stata spostata nella camera ad alta pressione, la pressione entro la camera 88 a bassa pressione può divenire negativa. Conseguentemente, aria può essere aspirata nella camera a bassa pressione 88 attraverso la guarnizione 98. Se l'aria si miscela con l'olio, la sua comprimibilità può avere un effetto nocivo sul funzionamento del dispositivo tenditore.

Il dispositivo tenditore secondo l'invenzione non è soggetto a questi inconvenienti. Facendo riferimento alla FIG. 1, il dispositivo tenditore 10 comprende un alloggiamento cavo 20, che è preferibilmente un pezzo di alluminio pressofuso. Un cilindro 30 è disposto entro l'interno dell'alloggiamento, ed uno stelo 40, che è scorrevole nel cilindro, si estende all'esterno dell'alloggiamento per impegnare un braccio di leva 12, che porta un rullo folle poggiante contro la cinghia dentata 16. L'alloggiamento 20 è tipicamente fissato ad un blocco motore {non mostrato) mediante bulloni 18. La FIG. 2 mostra più dettagliatamente l'alloggiamento. Con riferimento alle FIG. 1 e 2 unitamente, si noterà che l'alloggiamento comprende tre parti cilindriche coassiali 21, 22 e 23, un gradino esterno 24 ed un serbatoio 25. Il diametro interno della parte 22 è inferiore a quello della parte 21, e il diametro interno della parte 23 è inferiore a quello della parte 22.

Il cilindro 30 è cavo, avendo una apertura 31 in corrispondenza di una estremità. Una parete di estremità 32 è prevista in corrispondenza della estremità opposta del cilindro. Questa parete di estremità ha un passaggio passante 33 formante un percorso per l'olio. Il cilindro è accoppiato a pressione nella parte cilindrica 23 dell'alloggiamento 20. Lo stelo 40 si adatta nel cilindro 30 con un piccolo gioco per cui lo stelo e il cilindro formano una camera 50 ad alta pressione, il cui volume varia quando lo stelo scorre nel cilindro. In corrispondenza della estremità più vicina al braccio di leva 12, una camera a bassa pressione 51 è definita da una porzione dell'alloggiamento 20, una porzione del cilindro 30,una porzione dello stelo 40 e dalla guarnizione 53, che si estende dallo stelo all'alloggiamento, così da chiudere l'estremità dell'alloggiamento. Un pistone 41 è fissato allo stelo mediante un perno 42. Il pistone, che è posizionato nella camera a bassa pressione, ha un diametro tale che vi è una intercapedine anulare tra di esso e la parete interna della parte 22 dell'alloggiamento. Cosi, vi è una piccola resistenza al flusso d'olio presso il pistone attraverso l'intercapedine anulare. Una molla di compressione 56 è disposta tra il pistone 41 e lo spallamento in corrispondenza del quale le parti 22 e 23 dell'alloggiamento cilindro si incontrano. La molla sollecita lo stelo 40 nella direzione di sporgenza. Un anello 56, fissato alla parete interna dell'alloggiamento, è impegnabile mediante il pistone 41 per limitare il movimento dello stelo 40 nella direzione di sporgenza.

In corrispondenza della estremità dell'alloggiamento distante dal braccio di leva 12, è formato un serbatoio 52 dell'olio, il serbatoio essendo definito dalla parete dell'alloggiamento e da un diaframma 54, che serve come un dispositivo assorbitore di variazione di volume per il serbatoio. Il serbatoio 52 comunica con la camera ad alta pressione 50 attraverso il passaggio 33 nella parete di estremità 32 del cilindro 30. Una valvola di ritegno 57 è disposta nel percorso dell'olio tra il serbatoio e la camera ad alta pressione. Questa valvola di ritegno, che comprende una sfera insediata mediante una debole molla contro l'apertura del passaggio 33 alla camera 50 ad alta pressione, consente flusso d'olio attraverso il passaggio 33 dal serbatoio nella camera 50 ad alta pressione, ma impedisce flusso d'olio attraverso il passaggio 33 nel senso opposto.

Come è illustrato nelle FIG. 1, 2 e 4, due percorsi 58 assiali dell'olio sono formati nella parete interna della parte 23 dell'alloggiamento in modo tale che olio può scorrere assialmente presso il cilindro 30 quando esso è accoppiato a pressione nell'alloggiamento. Percorsi radiali dell'olio sono pure previsti nella porzione a gradino 24 dell'alloggiamento, come è meglio rappresentato in FIG. 2, per cui olio può scorrere presso la parete di estremità 32 del cilindro. Questi percorsi dell'olio forniscono comunicazione tra il serbatoio 52 dell'olio e la camera 51 a bassa pressione. Nel funzionamento del dispositivo tenditore, quando la cinghia dentata si allenta, lo stelo 40 avanza per ripristinare la trazione nella cinghia. Il volume della camera 50 ad alta pressione aumenta, e olio scorre rapidamente dal serbatoio nella camera ad alta pressione attraverso il passaggio 33 e la valvola di ritegno 57.

Nel caso di un aumento nella trazione della cinghia, lo stelo 40 deve arretrare per ridurre la trazione.

Quando si verifica ciò, il volume della camera ad alta pressione deve diminuire. Per consentire al volume della camera ad alta pressione di diminuire, olio scorre gradualmente dalla camera ad alta pressione 50 nella camera a bassa pressione 51 attraverso il piccolo gioco tra il cilindro 30 e lo stelo 40. L'olio può ritornare dalla camera a bassa pressione al serbatoio attraverso il percorso dell'olio previsto tra l'alloggiamento ed il cilindro.

Nel dispositivo tenditore, lo stelo stesso serve come il pistone ed il diametro della camera ad alta pressione formata dallo stelo e dal cilindro è uguale a quello dello stelo. Questa configurazione elimina la variazione di volume nella camera d'olio a bassa pressione del dispositivo tenditore quando lo stelo si muove. Quando lo stelo si muove nella direzione di sporgenza, .vi un piccolo o nessun flusso d'olio in uscita dalla camera a bassa pressione, e una pressione dell'olio sostanzialmente costante viene mantenuta nella camera a bassa pressione. Così, vi è piccola tendenza per l'aria ad essere aspirata nella camera a bassa pressione quando lo stelo si sposta nella direzione di sporgenza.

Il pistone previsto sullo stelo nella camera a bassa pressione, con una intercapedine tra il pistone e la parete della camera, fornisce protezione addizionale contro la penetrazione d'aria mantenendo una pressione positiva nella porzione della camera a bassa pressione sul lato del pistone rivolto alla guarnizione 53 quando lo stelo si sposta nella direzione di sporgenza.

Il serbatoio dell'olio è formato in corrispondenza della estremità ad alta pressione dell'alloggiamento del dispositivo tenditore e si trova in comunicazione diretta con la camera ad alta pressione. Ciò consente rapido flusso d'olio nella camera ad alta pressione per una migliorata risposta all'allentamento della cinghia dentata. La posizione del serbatoio in corrispondenza della estremità dell'alloggiamento invece che in corrispondenza del lato, e in relazione coassiale con

l'alloggiamento, consente di avere una configurazione totale più compatta, e semplifica la fabbricazione del dispositivo tenditore. La configurazione del dispositivo tenditore fornisce pure più versatilità nei modi con cui il dispositivo tenditore può essere fissato rispetto ad un motore. Un altro- importante vantaggio dell'invenzione è che, poiché l'alloggiamento ed il cilindro sono elementi separati, l'alloggiamento può essere fatto di un pezzo d'alluminio pressofuso, con riduzione sostanziale nel peso totale del dispositivo tenditore, e con una notevole riduzione nei costi di fabbr icazione.

La FIG. 5 illustra un dispositivo tenditore 10' che differisce dalla forma di realizzazione delle FIG.

1-4, poiché una valvola 43 è formata da fori assiali 44 nel suo pistone 45, e poiché è previsto un elemento valvolare 46 che è atto a scorrere sullo stelo 40' in contatto e fuori contatto con il lato del pistone 45 che è rivolto alla guarnizione 53'. L'elemento valvolare 46 è atto a chiudere i fori assiali 44, ed un elemento di arresto 47 è fissato all'asta 40' per limitare il movimento assiale dell'elemento valvolare 46.

Nel funzionamento del dispositivo di FIG. 5, quando lo stelo 40' o asta avanza, l'elemento valvolare 46 chiude i fori 44 in maniera tale che la pressione entro la camera 51' a bassa pressione sul lato anteriore del pistone è mantenuta positiva. Quando l'asta 40' arretra, l'elemento valvolare 46 si apre, consentendo ad olio di scorrere rapidamente, attraverso i fori 44, nella porzione anteriore della camera a bassa pressione. La valvola 43 impedisce ad aria di essere aspirata nella camera a bassa pressione 51' mantenendo la pressione dell'olio sul lato anteriore del pistone 45 positiva quando il pistone si sposta nel senso di arretramento .

Quando il pistone è dotato di una valvola, com'è rappresentato in FIG. 5, che si chiude quando l'asta avanza e si apre quando l'asta arretra, è ottenuta protezione ancora maggiore contro l'ingresso d'aria.

Varie modifiche possono essere apportate alla apparecchiatura descritta precedentemente. Ad esempio, benché la molla 55 in FIG. 1 sia prevista nella camera a bassa pressione tra il pistone 41 e uno spallamento nella parete dell'alloggiamento, come alternativa una molla potrebbe essere disposta nella camera ad alta pressione. Varie configura-, zioni di passaggi alternative possono essere utilizzate per la comunicazione d'olio tra il serbatoio e la camera a bassa pressione. Queste e molte altre modifiche possono essere apportate alla apparecchiatura descritta senza allontanarsi dall'ambito protettivo dell'invenzione come definito nelle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo tenditore azionato da olio per una cinghia dentata comprendente: un alloggiamento cavo avente una parete ed una apertura d'alloggiamento; un cilindro cavo disposto entro l'alloggiamento, il cilindro avendo una prima e seconda estremità, una parete laterale cilindrica interna, una apertura di cilindro in corrispondenza di detta prima estremità, ed una parete di estremità in corrispondenza di detta seconda estremità, la parete di estremità avendo mezzi fornenti un primo percorso dell'olio per il flusso d'olio attraverso la parete di estremità nel cilindro; uno stelo estendentisi dall'esterno dell'alloggiamento nel cilindro attraverso l'apertura dell'alloggiamento e l'apertura del cilindro, lo stelo essendo scorrevole nel cilindro e adattandosi alla parete laterale cilindrica interna con un piccolo gioco per cui il cilindro e lo stelo formano una camera dell'olio ad alta pressione definita dalla parete di estremità del cilindro, dallo stelo, e da una porzione della parete laterale interna del cilindro; mezzi a molla per sollecitare detto stelo in una direzione tale da sporgere dall'alloggiamento attraverso l'apertura dell'alloggiamento; mezzi assorbitori di variazione di volume disposti adiacenti a detta seconda estremità del cilindro; un serbatoio dell'olio entro l'alloggiamento adiacente alla parete di estremità del cilindro, il serbatoio dell'olio essendo definito da una porzione della parete dell'alloggiamento, una porzione del cilindro, e detti mezzi di assorbimento di variazione di volume, il serbatoio dell'olio essendo in comunicazione con detto primo percorso dell'olio; mezzi, comprendenti una valvola di ritegno in detto primo percorso dell'olio, per consentire a olio di scorrere dal serbatoio nella camera dell'olio ad alta pressione, ma per impedire flusso d'olio attraverso detto primo percorso dell'olio dalla camera dell'olio ad alta pressione al serbatoio; mezzi di tenuta disposti adiacenti all'apertura dell'alloggiamento, i mezzi di tenuta circondando lo stelo ed estendendosi dallo stelo alla parete dell 'alloggiamento ; una cerniera a bassa pressione disposta adiacentemente all'apertura del cilindro e essendo definita da una porzione della parete dell'alloggiamento, una porzione dello stelo, una porzione del cilin dro, e dai mezzi di tenuta; e mezzi fornenti un secondo percorso dell'olio tra l'alloggiamento ed il cilindro, per fornire comunicazione tra detta camera a bassa pressione e detto serbatoio dell'olio.
2. Dispositivo tenditore azionato da olio secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un pistone fissato allo stelo, il pistone non trovandosi in contatto con l'alloggiamento.
3. Dispositivo tenditore azionato da olio secondo la rivendicazione 2, in cui il pistone include mezzi valvolari che si chiudono quando lo stelo si sposta in direzione tale da sporgere dall'alloggiamento e si aprono quando lo stelo si sposta nella direzione opposta.