ITRM960094A1

ITRM960094A1 - Complesso di supporto per albero a cane e per organi di comando del gas in motori a combustione interna

Info

Publication number: ITRM960094A1
Application number: IT96RM000094A
Authority: IT
Inventors: Michael Luders
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-09
Also published as: GB2297805B; GB9602351D0; DE19504637A1; FR2730522B1; ITRM960094A0; GB2297805A; DE19504637C2; FR2730522A1; US5617818A; IT1286177B1

Abstract

Il complesso per il supporto di un albero a camme e di una pluralità di elementi di comando del gas in un motore a combustione interna presenta almeno due supporti dell'albero a camme che sono formati in settori di appoggio ciascuno con una sede e di un coperchio fissato su di essa. Nei supporti è guidato un albero a camme estendentesi in direzione longitudinale della testa cilindrica e cooperante con leve oscillanti per l'azionamento di valvole di immissione di valvole di scarico. Le leve oscillanti sono supportate in modo girevole su almeno un asse estendentesi parallelamente all'asse dell'albero a camme e guidato in un foro.Per realizzare un complesso di facile produzione, atto ad assicurare una elevata stabilità dell'asse delle leve oscillanti con un ingombro per quanto possibile minimo, viene previsto un involucro per l'albero a camme atto ad essere fissato alla testa cilindrica e che consiste dei settori di sostegno e di un supporto longitudinale che collega i settori di sostegno, il foro per l'asse delle leve oscillanti estendendosi attraverso il supporto longitudinale, che presenta aperture per accogliere le leve oscillanti.

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo : "Complesso di supporto per albero a camme e per organi di comando del gas in motori a combustione interna"

L'invenzione riguarda un complesso per supportare un albero a camme e una pluralit? di elementi di controllo del gas in un motore a combustione interna, secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Dalla pubblicazione DE 3220 724 Al ? noto un motore a combustione interna con un albero a camme disposto superiormente per il controllo dell'operazione di cambio del gas durante la combustione della miscela di combustibile e di aria nel cilindro del motore a combustione interna. L'albero a camme si estende in direzione longitudinale della testa cilindri ed ? supportato in modo girevole in una pluralit? di cuscinetti, che sono disposti in settori di appoggio ciascuno con una propria sede e con un coperchio fissato ad essa. L'albero a camme aziona leve oscillanti, che sono previste per il controllo di valvole le quali aprono e chiudono i canali di immissione e scarico nel cilindro. Le leve oscillanti sono supportate in modo girevole su appositi assi, che sono guidati in fori disposti parallelamente all'asse del 1 'albero a camme.

A causa della loro elasticit? propria e del gioco dei cuscinetti , gli assi delle leve oscillanti possono esercitare, durante il loro funzionamento, indesiderate oscillazioni di flessione sulle valvole, che impediscono il controllo esatto di queste ultime. Nel caso pi? sfavorevole, la sollecitazione permala rottura delnente pu? addirittura causare/I'asse delle Leve oscillanti e d? conseguenza il completo guasto del complesso. E' ?noltre inconveniente il fatto che Le sedi dei cuscinetti sono conformati in un solo pezzo con la testa cilindri, che deve essere lavorata in modo dispendioso per la realizzazione dei cuscinetti dell'albero a camme. In caso di riparazioni dei cuscinetti dell'albero a camme si deve sostituire l'intera testa cilindri.

L'invenzione si ? posta il compito di realizzare un complesso di facile produzione per il supporto di un albero a camme e di una pluralit? di elementi per il controllo del cambio del gas in un motore a combustione interna, che assicuri una elevata stabilit? dell'asse delle leve oscillanti con un ingombro per quanto possibile minimo.

Questo compito viene risolto in un complesso del tipo in questione con le caratteristiche della rivendicazione 1.

L'albero a camme ? accolto esclusivamente nell'involucro consistente dei settori di sostegno e dei supporti longitudinali,per cui vengono a mancare i dispendiosi accorgimenti di lavorazione alla testa cilindri per il supporto dell'albero a camme. L?albero a camme si estende non solo attraverso i suoi supporti nei settori di sostegno, bens? ? inserito in aggiunta nel foro del supporto longitudinale e pertanto ? appoggiato anche tra due settori di sostegno vicini, per cui non si possono pi? verificare indesiderate vibrazioni di flessione. Il sostegno nel supporto longitudinale ? interrotto solo da aperture, che servono per l'accoglimento delle leve oscillanti. L?asse delle leve oscillanti pu? assorbire per lunghi periodi di tempo elevate forze trasvesali, senza che la sua funzione venga compromessa dall'invecchiamento. In tale maniera ? possibile un comando esatto delle valvole per lunghi periodi di tempo.

Le aperture sono disposte di preferenza lateralmente nel supporto longitudinale e presentano, guardando in direzione della superficie della testa cilindri, una forma all'incirca rettangolare. Nelle aperture aperte da un lato sono inseribili le leve oscillanti, senza essere ostacolate nel loro movimento dal supporto longitudinale stesso. Le aperture possono essere realizzate in un modo semplice , ad esempio per fresatura.

In un'altra vantaggiosa forma di realizzazione, nel supporto longitudinale sono previsti due fori paralleli all'asse per due assi di leva oscillante, le aperture essendo disposte in modo diametralmente affacciato tra di loro nel rispettivo settore del supporto longitudinale. Gli assi delle leve oscillanti sono racchiusi entrambi fino alla zona delle aperture completamente nel supporto longitudinale e appoggia ti in esso. Le aperture si trovano convenientemente in modo tra di loro sfalsato in direzione degli assi dei fori; di preferenza la larghezza del supporto longitudinale supera la profondit? di entrambe le aperture penetranti lateralmente, per cui nel supporto longitudinale ? formato un listello estendentesi tra i settori di sostegno, che non ? interrotto da alcuna apertura e aumenta la stabilit? del supporto longitunale.

L'asse delle leve oscillanti ? disposto convenientemente nell'involucro dell?albero a camme tra la testa cilindri e 1'albero a camme stesso. L'asse delle leve oscillanti ? quindi direttamente vicino al lato sup?riore della testa cilindri per cui il gambo delle valvole di immissione e di scarico possono essere realizzati in modo per quanto possibile corto. L'altezza strutturale dell?involucro dell'albero a camme viene in tale maniera ridotta. E' inoltre vantaggioso il fatto che l'albero a camme si estende nel suo involucro sul lato opposto alla testa cilindri ed ? supportato in modo completamente indipendente dalla testa cilindri. L'involucro dell'albero a camme pu? essere collocato sulla testa cilindri quale parte strutturale prefabbricata con tutte le parti strutturali come sedi e coperchi di cuscinetti, supporto longitudinale, albero a camme, leve oscillanti e il loro asse ? ancorato su di essa; altri accorg-imenti di lavorazione della testa cilindri possono essere quindi omessi.

Il foro per l'asse delle leve oscillanti si estende convenientemente attraverso le sedi di cuscinetti, che sono conformate in modo vantaggioso in un solo pezzo con il supporto longitudinale. Le sedi di cuscinetti e il supporto longitudinale formano una parte strutturale per s? stazionaria, l'asse delle leve oscillanti potendo essere inserito in modo semplice e facilmente montabile nel foro appositamente previsto. ?I di sopra dell'asse delle leve oscillanti, l'albero a camme si estende nei cuscinetti, che sono delimitati dalle loro sedi e coperchi L'albero a camme pu? essere inserito durante il montaggio nelle aperture formanti una parte dei suoi cuscinetti,nelle sedi di questi ultimi, dopodich? vengono collocati i loro coperchi e bloccati con le sedi.

Altre vantaggiose forme di realizzazione ed ulteriori sviluppi dell'invenzione possono essere rilevati dalle successive rivendicazioni, dalla descrizione e dai disegni, in cui sono rappresentati esempi di realizzazione dell'invenzione. Nei disegni:

la figura 1 mostra una vista prospettica di un involucro dell'albero a camme, che ? collocabile su una testa cilindri (qui ad esempio testa a tre valvole), la figura 2 rappresenta una vista prospettica dell'involucro dell'albero a camme in un'altra forma di realizzazione (qui ad esempio testa a due valvole), la figura 3 mostra una vista laterale dell'involucro dell'albero a camme secondo la figura 2,

la figura 4 rappresenta una vista laterale dell'involucro dell ' albero a camme secondo le figure 2 e 3 , la figura 5 mostra una vista dall'alto di un involucro dell'albero a camme in un'altra forma di realizzazione ,

la figura 6 rappresenta una vista dall'alto di una altra variante di realizzazione dell'involucro dell'albero a camme.

La figura 1 mostra la testa cilindri 3 di motore a quattro cilindri in serie con tre valvole di immissione rispettivamente scarico 11a,llb,.llc per cilindro. Come elementi di comando del cambio del gas del motore a combustione interna sono previste leve oscillanti 10, 101 in un involucro dell'albero a camme, che ? collocato sul lato superiore 4 della testa cilindri 3 e ancorato ad esso. L'involucro 1 dell 'albero a camme ? suddiviso in quattro singoli settori per ogni cilindro, nella vista secondo la figura 1 ogni settore essendo illustrato in un diverso st-ato di montaggio

Ogni valvola consiste di un gambo 27 e di una testa :28, che apre e chiude ciclicamente il canale di immissione rispettivamente di scarico verso la camera di combustione di ogni cilindro. Le valvole Ila, llb, llc vengono premute dalle leve oscillanti 10, 10 verso il basso alla loro posizione di apertura contro la forza di una molla a spirale 29, la molla a spirale 29 essendo appoggiata sulla testa cilindri e ritenuta sul suo lato opposto alla testa di cilindri da una parte di ritegno a forma di tazza 30 della valvola Su ogni leva oscillante 10, 10' ? previsto un perno 31, la cui testa di forma sferica agisce, attraverso un pattino di scorrimento 34, 35 (vedere la figura 3) sulla rispettiva valvola in direzione della sua posizione di apertura .

Le leve oscillanti 10, 10' sono supportate in modo girevole su due assi 12, 12' paralleli all'asse. Gli assi 12, 12' delle leve oscillanti sono guidati in forri 13, 13' attraverso settori di sostegno 5. Nel l'esempio di realizzazione l'involucro 1 dell'albero a camma presenta 5 settori di sostegno 5, che suddividono l'involucro dell'albero a camme in quattro singoli settori. Le leve oscillanti 10, 10' vengono azionate da camme 18 di un albero a camme 9, che ? supportato in modo girevole in cuscinetti 8 nei settori di sostegno 5. Ogni settore di sostegno 5 consiste di una sede di supporto 6, appoggiata sulla testa cilindri 3 e di un coperchio 7, che ? ritenuto nella sede di supporto attraverso due viti 19, 20 estendentisi verticalmente. Le viti 19, 20 attaversano la sede di supporto 6 e sono avvitabili con le loro estremit? nelle loro sedi 21, 22 nella testa ci lindri 3.

Ogni due settori di sostegno adiacenti 5 sono collegati tra di loro attraverso un supporto longitudinale 14;i settori di sostegno, che sono complessivamente 5,sono collegati tra di loro attraverso 4 settori da 14a a l4d del supporto longitudinale, per cui l'involucro 1 dell'albero a camme forma una parte strutturale per s? compatta.

Per realizzare un dispositivo per il supporto di un albero a camme e di una pluralit? di elementi di comando, che assicuri oltre ad un ingombro per quanto per quanto possibile ridotto, anche una elevata stabilit? dell'asse 12 delle leve oscillanti, viene pre visto che l'involucro 1 dell'albero a camme, consistente dei settori di sostegno 5 e del supporto longitudinale 4, sia atto ad essere fissato alla tes cilindri e che il foro 13 per l'asse 12 delle leve oscillanti si estenda attraverso il supporto longitudinale 14, il supporto avendo aperture 15 per accogliere le leve oscillanti 10. In modo corrispondente anche l'asse parallelo 12' ? guidato nel foro 13' del supporto longitudinale 14, che presenta le aperture 15' per accogliere le leve oscillanti 10'. Gli assi 12, 12' delle leve oscillanti sono di conseguenza supportati non solo nella zona di sostegno 5, bens? in aggiunta si estendono in ogni settore intermedio attraverso il supporto longitudinale 14.

Gli assi 12 .12 ' delle leve oscillanti sono quindi appoggiati sulla maggior parte della loro lunghezza e non possono inflettersi per azione delle forze trasversali; ? sostanzialmente ostacolata la formazione di vibrazioni flettenti, che possono compromettere un comando esatto delle valvole. Gli assi 12, 12 ' delle leve oscillanti sono accessibili dall'esterno solo nella zona delle aperture 15, 15', in cui vengono inserite le leve oscillanti 10, 10', per cui ? notevolmente aumentata la stabilit? degli assi delle leve oscillanti. L'albero a camme si estende, in modo indipendente dalla testa cilindri, esclusivamente

nel suo involucro, per cui vengono sostanzialmente semplificati i lavori di montaggio e di manutenzione, in?quanto l'involucro completo dell'albero a camme pu? essere lavorato indipendentemente dalla testa cilindri .

La figura 2 mostra una vista in scala ingrandita dell'involucro 1 dell'albero a camme in una forma di realizzazione modificata. Nella zona di ogni settore da 14a a 14d del supporto longitudinale ? disposta rispettivamente una valvola di immisione e una valvola di scarico Ila, llb che viene azionata attraverso le leve oscillanti da una relativa camma 18a, 18b dell'albero a camme 9. Convenientemente nel supporto longitudinale 14 sono previsti due fori 13, 13', paralleli all'asse, per.il rispettivo asse 12, 12? delle leve oscillanti le aperture 15,15' per le leve oscillanti 10,10'essendo disposte nel supporto longitudinale l4 sui lati opposti L6,16' ,Gli assi 12 12.' paralleli all'asse dell'albero a camme, sono disposti entrambi alla stessa distanza rispetto alla testa cilindri e si estendono parallelamente sullal bero superiore di quest' ultima. Mediante la guida delle leve oscillanti 10, 10' su due.assi, viene res possibile un movimento in direzione opposta delle valvole 11a, llju per il comando dei cicli ritmici di immissione e di scarico.

Il supporto longitudinale 14 ? realizzato con una se zione trasversale all'incirca rettangolare, le aperture 15, 15' essendo praticate nei lati stretti 16, 16' del supporto longitudinale . Le aperture 15, 15' presentano, guardando in direzione verso il lato superiore della testa cilindri, una forma all'incirca rettangolare e possono essere praticate in modo semplice ad esempio per fresatura. Sul lato rivolto ver so la testa cilindri, le aperture sono limitate da un risalto 23 di forma parzialmente circolare, che ? realizzato di preferenza in un solo pezzo con il supporto trasversale, (vedere le figure 2 e 4). Gli ssi 12 e.12] delle leve oscillanti giacciono sul risalto 2.3 di forma parzialmente circolare e sono appoggiati radialmente anche mediante il risalto anche nella zona delle aperture !,4, 1.4 Convenientemente 1' aperture 15, 15' giacenti in modo diametralmente opposto in ogni setotre da 14a a 14d del supporto longitudinale, sono disposte in modo tra loro sfalsato in direzione dell?asse 17 del foro la larghezza b del supporto longitudinale essendo maggiore della profondit? di entrambe le aperture 15, 15J estendentesi lateralmente , prese insieme vedere la figura 4. In tale maniera viene formato nel supporto longitudinale 14, un listello 24, che si estende in direzione longitudinale dell'involucro dell 'albero a camme tra due settori di sostegno 5 adiacenti, senza essere interrotto dalle aperture. In tale maniera viene aumentata la stabilit? del supporto longitudinale 14.

Dalla figura 4 si pu? anche rilevare che gli assi 12, 12' delle leve oscillanti presentano nella zona delle aperture 15, 15' una scanalatura circolare 32, 32' che serve per l?alimentazione dell'olio tra le leve oscillanti e gli assi.

Le sedi di cuscinetti e il supporto longitudinale possono essere realizzati come una parte colata in un solo pezzo. Secondo la figura 2 i passaggi tra il supporto longitudinale e le sedi di cuscinetti possono essere,formati come raggi di arrotondamento 25, 26. Come si pu? rilevare ad esempio dalla figura 3, gli assi 12, 12' delle leve oscillanti sono disposti nell'involucro 1 dell'albero a camme tra la testa cili dri 3 e l'albero a camme 9 stesso. Gli assi delle l ve oscillanti si estendono al di sotto dell'albero camme, per cui la distanza tra gli assi delle leve oscillanti e la testa cilindri 3 viene mantenuta pe quanto possibile ridotta. In modo corrispondentemen corto pu? essere conformata anche la parte, sporgen te oltre il lato superiore della testa cilindri 3, del gambo 27 di ogni valvola Ila, llb, per cui vien complessivamente ridotta l'altezza strutturale del complesso. Inoltre viene ottenuto un comando pi? esatto delle valvole, in quanto sono sostanzialment esclusi indesiderati movimenti laterali delle valvo a causa del gambo sporgente solo di poco oltre la testa cilindri. Inoltre ? vantaggioso il fatto che il supporto 8 dell'albero a camme ? integrato compl tamente nel settore di sostegno 5 e vengono a manca re supplementari accorgimenti di lavorazione della testa cilindri per il supporto dell'albero a camme. L'involucro 1 dell'albero a camme pu? essere fissat mediante le viti 19, 20 sulla testa cilindri, come unit? strutturale completamente pre-montata con tutti gli elementi, come sedi di cuscinetti, coperchi di cuscinetti, supporti longitudinali, albero a camme, assi di leve oscillanti e le leve oscillanti stesse. Convenientemente, i fori 13, 13' per gli assi delle leve oscillanti si estendono attraverso le sedi di cuscinetti 6. Il cuscinetto 8 dell'albero a camme ? delimitato dalle sedi 6 e dai coperchi 7, secondo la figura 3 nella sede e nel copercuio del cuscinetto essendo prevista una apertura di forma all'incirca semicircolare, aperture che formano insieme il supporto 8 dell?albero a camme. L'albero a camme 9 viene inserito, per il montaggio in modo pi? semplice nell'apertura della sede d? supporto 6, dopo di che viene collocato e avvitato il coperchio 7, per cui l'albero a camme viene ritenuto in modo inamovibile nel suo involucro 1.

Nell'esempio di realizzazione secondo la figura 5 ? previsto solo un'asse 12 delle leve oscillanti nel supporto longitudinale 14 tra settori di sostegno adiacenti 5. L'involucro 1 ? illustrato senza l'albero a camme e i coperchi dei cuscinetti. Nel supporto longitudinale 14 sono praticate due aperture 15 tra loro diametralmente opposte e sfalsate in direzione longitudinale dell'asse 17 del foro , le aperture 15 previste sui lati opposti 16 , 61 essendo separate da un listello trasversale 33 nel supporto longitudinale 1.4. ?n ciascuna delle aperture 15 ? inseribile una leva oscillante non illustrata, che aziona rispettivamente una valvola di immissione e una valvola di scarico. La profondit? t di ogni ape tura supera ogniqualvolta la met? della larghezza b del supporto longitudinale almeno in misura corrisp denter al raggio dell asse 12 della leva oscillante Quest? conformazione si distingue per una struttura particolarmente compatta, in quanto ? previsto solo un asse per il supporto delle leve oscillanti.

La figura 6 mostra una vista comparabile a quella della figura 5, di un involucro 1 di un albero a ca me in un'altra forma di realizzazione. Nel supporto longitudinale 14, disposto tra i settori di sostegn 5, si estende l'asse 12 delle leve oscillanti le aperture l5 per accoglierebbe leve oscillanti sono previste entrambe sul medesimo lato 16 del supporto bangitudinale e sono disposte in modo tra di loro sfalsato in direzione longitudinale dell'asse 17 de foro. Tra entrambe le aperture 15 si estende il listello trasversale 33? realizzato in un solo pezz con il supporto longitudinale 14, per cui le leve oscillanti sono appoggiabili in entrambe le aperture sulle pareti laterali del listello 24 e possono esse

re cos? guidate in modo esatto.

Claims

RIVENDICAZIONI .1 Complesso per il supporto di un albero a camme e di una pluralit? di elementi di comando del cambio del gas in un motore a combustione interna, con almeno due cuscinetti (8) dell'albero a camme , che sono formati in settori di sostegno (5) ciascuno con una sede (6) e con un coperchio (7) fissato su di essa, con un albero a camme (9) estendentisi nei cuscinetti (8j in direzione longitudinale della testa cilindri (3_), che coopera con leve oscillanti (10) per l'azionamento di valvole di immissione (Ila, b, c) e di valvole di scarico (11a, b, c),le leve oscillanti (10) essendo supportate inmodo girevole su almeno un asse {12) estendentesi parallelamente all'asse dell?albero a camme (9) in un foro(13), caratterizzato dal fatto che ? previsto un involucro (1) dell'albero a camma, atto ad essere fissato alla testa cilindri (3), involucro che consiste dei settori di sostegno (5) e di un supporto longitudinale (14), che collega i settori di sostegno (5), il foro (13) dell'asse (12) delle leve oscillanti estendendosi attraverso il supporto longitudinale (14) e il supporto longitudinale (14) avendo aperture (15) per accogliere le leve oscillanti (10).
2. Complesso secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che le aperture (15) sono disposte lateralmente nel supporto longitudinale (14) e presentano n direzione verso il lato superiore (4) della testa cilindri .1.) una forma all ' incirca rettangolare.
3 . Complesso secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che nel supporto longitudinale (14) sono previsti due fori paralleli (13, .1.3.') per due assi (12 .12.') per leve oscillanti e dal fatto che le aperture (15 15 ) del supporto longitudinale (14) sono disposte sui lati opposti (16,..161).
4 .Complesso secondo la rivendicazione 3; caratterizzato dal fatto che le aperture (15, 15') sono disposte in modo tra loro sfalsato in direzione dell'asse (14) del foro.
5. Complesso secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che la larghezza (b) del supporto longitudinale (14) ? maggiore dell'intera profondit? (t) di entrambe le aperture (15, 15') estendentesi lateralmente .
6. Complesso secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che un asse (12) delle leve oscillanti ? previsto nell'involucro (1) dell'albero a camme, la profondit? (t) di ogni apertura (15) superando la met? della larghezza (b) del supporto longitudinale (14).
7. Complesso secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le aperture (15) sono disposte in modo diametralmente sfalsato sui lati opposti (16, 16') del supporto longitudinale (14).
8. Complesso secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le aperture (lEO sono disposte su un lato (16) del supporto longitudinale (14) e sono separate mediante un Listel o trasversale (33) del supporto longitudinale (14).
9. Complesso secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8 caratterizzato dal fatto che la sede di cuscinetti (6) e il supporto longitudinale (14) formano una parte strutturale in un solo pezzo.
10. Complesso secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che l'asse (12, 12') delle leve oscillanti ? disposto nell'involucro (1) dell'albero a camme tra la testa cilindri (3) e l'albero a camme (9)
11. Complesso secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il foro (13, 13') per l'asse (12, 12') delle leve oscillanti si estende attraverso la sede di cuscinetti (6).
12. Complesso secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il cuscinetto (8) dell'albero a camme ? delimitato dalla sua sede (6) e dal suo coperchio (7).
13. Complesso sec?ndo una delle rivendicazioni da l a 12, caratterizzato dal fatto che l'involucro (1.) dell'albero a camme ? fissato alla testa cilindri (3) attraverso viti (19, 20) che collegano, le sedi (6.) ed i coperchi (7) dei cuscinetti.