ITTO20010227A1 - Punteria idraulica per treni valvola di motori a combustione interna. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Punteria idraulica per treni valvola di motori a combustione interna"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una punteria idraulica a recupero automatico del gioco per treni valvola di motori a combustione interna, del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1.

Le punterie idrauliche di tipo attualmente noto comprendono un corpo esterno stazionario a forma di bicchiere, atto ad essere montato sulla testata del motore, definente una cavità interna essenzialmente cilindrica e aperta superiormente. Tale cavità funge da sede nella quale è ricevuto uno stantuffo, suscettibile di oscillare verticalmente, costituito di solito da due elementi cooperanti tra loro:

- un elemento superiore presentante alla sommità una superficie convessa atta ad interagire con il bilanciere del treno valvola, ed

- un elemento inferiore presentante una superficie cilindrica che individua con la superficie cilindrica della cavità interna del corpo un meato a trafilamento controllato, attraverso il quale può defluire olio lubrificante da una camera inferiore, denominata camera ad alta pressione e definita tra il fondo del corpo e la base inferiore dell'elemento inferiore dello stantuffo, ad una camera a bassa pressione, o serbatoio, formata all'interno dello stantuffo. Il flusso dell'olio in senso opposto, e cioè direttamente dalla camera a bassa pressione alla camera ad alta pressione, è consentito da una valvola unidirezionale associata alla base inferiore dello stantuffo.

I due elementi componenti lo stantuffo sono realizzati in forma di corpi metallici essenzialmente tubolari con uguale diametro esterno, preferibilmente prodotti per stampaggio e inseriti l'uno sull'altro nella sede cilindrica del corpo della punteria in modo coassiale.

Attualmente l'industria motoristica tende a richiedere punterie di altezza sempre minore per consentire l'ottimizzazione della disposizione dei condotti di aspirazione e di scarico formati nella testata del motore.

Tuttavia, se si riduce l'altezza dell'elemento superiore dello stantuffo si aumenta il modulo delle reazioni laterali a cui esso è soggetto, in quanto diminuisce il braccio della coppia con cui tali reazioni equilibrano le sollecitazioni trasversali ricevute dal bilanciere. D'altra parte, se si riduce l'altezza dell'elemento inferiore dello stantuffo si riduce corrispondentemente anche la dimensione assiale del meato attraverso il quale l'olio trafila dalla camera ad alta pressione alla camera a bassa pressione. Diventa perciò molto più difficile controllare il tempo di trafilamento, che è una caratteristica fondamentale per il corretto funzionamento della punteria. Se inoltre si riduce l'altezza dell'elemento inferiore dello stantuffo questo risulta meno guidato dalla sede cilindrica in cui è accolto ed è quindi più facilmente soggetto ad inclinarsi durante il suo moto di oscillazione verticale. Di conseguenza la dimensione radiale del meato è suscettibile di variare in modo incontrollato durante il funzionamento della punteria.

Uno scopo della presente invenzione è realizzare una punteria idraulica in modo semplice ed economico .

Un altro scopo dell'invenzione è proporre una punteria idraulica la cui struttura permette una considerevole riduzione delle sue dimensioni assiali.

Un altro scopo dell'invenzione è fornire una punteria idraulica con una migliore distribuzione delle reazioni vincolari che il corpo esercita sullo stantuffo.

Un altro scopo dell'invenzione è fornire una punteria idraulica con uno stantuffo conformato in modo tale da permettere un buon controllo del trafilamento dell'olio dalla camera ad alta pressione alla camera a bassa pressione, anche nel caso in cui lo stantuffo presenta dimensioni assiali estremamente ridotte.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è realizzare una punteria idraulica con uno stantuffo di struttura robusta in grado di resistere ad elevati carichi laterali.

Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno meglio compresi a fronte della descrizione che segue, sono raggiunti secondo l'invenzione da una punteria idraulica avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è realizzare una punteria idraulica che permetta di semplificare la struttura della testata, evitando la necessità di realizzare all'interno della testata i canali per l'alimentazione dell'olio alla punteria. Questo altro scopo è raggiunto secondo la presente invenzione da una punteria idraulica avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 6.

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di alcune forme di realizzazione preferite e non limitative di una punteria idraulica secondo l'invenzione, facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione assiale di una prima forma di realizzazione di una punteria idraulica secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista in sezione assiale di una seconda forma di realizzazione di una punteria secondo l'invenzione; e

la figura 3 è una vista in sezione assiale di una terza forma di realizzazione di una punteria secondo 1'invenzione.

Con riferimento alla figura 1, una punteria idraulica comprende un corpo esterno 10 a forma di bicchiere con una parete laterale cilindrica 11 ed un fondo 12. La parete 11 definisce internamente una superficie cilindrica 13 che agisce da sede di scorrimento per uno stantuffo indicato complessivamente con 14.

Lo stantuffo 14 è costituito da un corpo metallico, preferibilmente in acciaio a basso contenuto di carbonio, formato a freddo in un pezzo singolo, lavorato a macchina e sottoposto a trattamento termico superficiale di carbonitrurazione per conferire un'adeguata resistenza alla fatica ed all'usura.

Superiormente lo stantuffo 14 forma una porzione convessa essenzialmente emisferica 15 con una superficie 16 per l'impegno con un bilanciere (non illustrato) ed un'apertura centrale 17 di un canale assiale 18 che attraversa longitudinalmente lo stantuffo. Il canale centrale 18 comunica inferiormente, tramite una valvola unidirezionale complessivamente indicata con 19, con una camera ad alta pressione 20 individuata tra lo stantuffo 14 ed il fondo 12 del corpo 10. Le caratteristiche della valvola unidirezionale 19, di per sé note, non verranno discusse in dettaglio nella presente descrizione in quanto non formano oggetto dell'invenzione.

Lo stantuffo 14 presenta una superficie laterale cilindrica 21 che definisce con la superficie interna 13 del corpo 10 un sottile meato attraverso cui l'olio contenuto nella camera ad alta pressione 20 può trafilare verso l'alto, defluendo in una camera a bassa pressione 22, o serbatoio, quando lo stantuffo 14 viene spinto verso il basso dall'azione del bilanciere.

Secondo l'invenzione, la camera a bassa pressione 22 è individuata tra un recesso periferico 23 ricavato nello stantuffo in posizione assialmente intermedia ed una porzione 13a della superficie cilindrica 13 affacciata a detto recesso. Quest'ultimo è collocato assialmente in posizione tale da determinare un meato a trafilamento controllato di altezza sufficiente per il soddisfacimento delle specifiche di progetto relative al funzionamento della punteria.

Nella forma di realizzazione della figura 1, il serbatoio 22 riceve olio dall'esterno attraverso una luce radiale 24 formata nella parete 11 del corpo 10 in corrispondenza di un canale (non illu-strato) ricavato nella testata del motore per prov-vedere all'alimentazione dell'olio alla punteria. Il serbatoio 22 comunica inoltre con il canale centrale 18 attraverso uno o più fori radiali 25.

Il funzionamento della punteria è il seguente. Quando tende a crearsi gioco fra la punteria ed il bilanciere di un treno valvola, lo stantuffo 14 viene spinto verso l'alto da una molla 26 interposta tra lo stantuffo stesso ed il fondo 12 del corpo 10. Si genera così un gradiente di pressione fra la camera ad alta pressione 20 e la camera a bassa pressione 22, che fa aprire la valvola unidirezionale 19 ed affluire olio dalla camera 22 alla camera 20 attraverso i fori 25 ed il canale centrale 18. Quando lo stantuffo 14 viene spinto verso il basso dall'azione del bilanciere si verifica un incremento di pressione nella camera ad alta pressione 20 che fa chiudere la valvola 19 e costringe l'olio contenuto nella camera 20 a defluire attraverso il meato a trafilamento controllato, definito fra le superfici 21 dello stantuffo e 13a del corpo della punteria, ritornando così nel serbatoio 22.

Una variante della punteria idraulica secondo l'invenzione è mostrata in figura 2 e si differenzia rispetto alla forma di attuazione di figura 1 per il fatto che

- la parete 11 del corpo 10 della punteria è priva della luce radiale 24; e

- una porzione 27 dello stantuffo 14, posta immediatamente al di sopra del recesso 23 ed accoppiata con una porzione 13b della superficie cilindrica interna 13 del corpo 10, forma con tale porzione 13b almeno un passaggio 30 per consentire ad una frazione dell'olio presente nell'ambiente al di sopra dello stantuffo di essere risucchiato nel serbatoio 22. Il passaggio 30 è ad esempio realizzato formando scanalature longitudinali e/o sfaccettature sulla superficie cilindrica della porzione 27 dello stantuffo, oppure formando analoghe scanalature longitudinali nella porzione 13b della superficie cilindrica del corpo 10.

Rispetto al modo di realizzazione di figura 1, la soluzione di figura 2 presenta l'ulteriore vantaggio di non richiedere la formatura di tradizionali canali all'interno della testata del motore per il rifornimento dell'olio alla punteria, dato che attraverso il passaggio 30 l'olio può essere facilmente risucchiato dall'ambiente esterno nel serbatoio 22 della punteria.

Un terzo modo di realizzazione di una punteria secondo l'invenzione è illustrato nella figura 3, dove a parti ed elementi identici o analoghi a quelli descritti con riferimento alle figure 1 e 2 sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici. Rispetto alle due forme di realizzazione sopra descritte si osserva in particolare che il canale centrale 18 è qui sostituito da due canali distinti, indicati con 18a e 18b, che mettono in comunicazione il serbatoio 22 con l'apertura superiore 17 e rispettivamente con l'apertura valvolare della valvola unidirezionale 19.

Nelle figure 1, 2 e 3 si è inoltre indicato con 35 un anello di ritegno, avente la funzione di impedire lo smontaggio accidentale della punteria dopo la sua fabbricazione, prima del definitivo montaggio nella testa del motore.

Anche nel caso di una punteria del tipo di quella di figura 3, è possibile sostituire la luce 24, formata nella parete 11 del corpo 10, con almeno un passaggio 30 formato tra la porzione 27 dello stantuffo e la porzione 13b della superficie cilindrica interna del corpo della punteria.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variate rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Punteria idraulica a recupero automatico del gioco per treni valvola di motori a combustione interna, del tipo comprendente: - un corpo esterno stazionario (10) in cui è formata una sede cilindrica (13); - uno stantuffo (14) accolto in modo scorrevole nella sede cilindrica (13); - una camera ad alta pressione (20) compresa tra un fondo (12) del corpo (10) e lo stantuffo (14); - una camera a bassa pressione (22) comunicante con un'apertura (17) su una sommità (15) dello stantuffo (14) e suscettibile di rifornire d'olio la camera ad alta pressione (20) attraverso una valvola unidirezionale (19) e di ricevere olio da detta camera ad alta pressione attraverso un meato a trafilamento controllato, definito tra superfici cilindriche affacciate (21, 13) dello stantuffo (14) e del corpo (10); caratterizzato dal fatto che detta camera a bassa pressione (22) è individuata tra una porzione (13a) della superficie cilindrica (13) del corpo (10) ed un recesso (23) formato in una porzione laterale dello stantuffo (14).
2. 2 . Punteria idraulica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la camera a bassa pressione (22) è una camera anulare.
3. 3. Punteria idraulica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che presenta: un canale assiale (18) comunicante inferiormente con la camera ad alta pressione (20), attraverso la valvola unidirezionale (19), e superiormente con l'esterno della punteria, attraverso l'apertura (17) sulla sommità (15) dello stantuffo (14); e almeno un passaggio (25) collegante la camera a bassa pressione (22) con detto canale assiale (18).
4. 4. Punteria idraulica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che presenta un primo canale (18a) fra l'apertura di sommità (17) e la camera a bassa pressione (22) ed un secondo canale (18b) fra la camera a bassa pressione (22) e la camera ad alta pressione (20).
5. 5 . Punteria idraulica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il corpo (10) ha una parete laterale cilindrica (11) in cui è ricavato almeno un foro (24) per rifornire d'olio la camera a bassa pressione (22).
6. 6. Punteria idraulica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende almeno un passaggio (30) ricavato nello stantuffo (14) e/o nella parete (11) del corpo (10) per consentire all'olio di passare dall'esterno della punteria alla camera a bassa pressione (22).
7. 7. Punteria idraulica secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detto almeno un passaggio (30) è formato tra porzioni (27, 13b) dello stantuffo (14) e della superficie (13) del corpo (10) al di sopra del recesso (23) definente la camera a bassa pressione (22).
8. 8. Punteria idraulica secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto almeno un passaggio (30) comprende una scanalatura e/o una sfaccettatura longitudinale formate nella porzione (27) dello stantuffo (14).