ITTO20120882A1 - Kit di tenuta, per prevenire l'ingresso di polvere e/o di corpi estranei e/o contaminanti nel coperchio di protezione di una trasmissione a secco - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"KIT DI TENUTA, PER PREVENIRE L'INGRESSO DI POLVERE E/0 DI CORPI ESTRANEI E/0 CONTAMINANTI NEL COPERCHIO DI PROTEZIONE DI UNA TRASMISSIONE A SECCO"

La presente invenzione è relativa a un kit di tenuta, per prevenire l'ingresso di polvere o altri contaminanti in una trasmissione a secco, ad esempio una trasmissione a cinghia sia dentata che poly-V. Una trasmissione a secco è una trasmissione i cui elementi rotanti operano in aria e senza lubrificanti.

In una forma di realizzazione, il kit è associabile ad una trasmissione a cinghia combinata di un motore a combustione interna.

Il kit di tenuta qui descritto si applica altresì in tutti i casi in cui una trasmissione a secco come una trasmissione tramite giunti rigidi o elastici, necessiti di un sistema di protezione dall'ingresso di polvere, corpi estranei e contaminanti all'interno dell'apertura attraversata da un albero rotante. Ad esempio, un albero a gomiti di un motore a combustione interna può essere collegato in serie a più dispositivi meccanici e/o elettrici alcuni dei quali richiedono di essere protetti tramite involucri aventi un'apertura passante per l'ingresso o l'uscita di un albero di trasmissione. Nell'esempio non limitativo in questione, una trasmissione combinata a cinghia di un motore a combustione interna comprende uno stadio della distribuzione per comandare gli alberi a camme e un secondo stadio affacciato allo stadio della distribuzione per comandare accessori come un compressore per un circuito di aria condizionata, una pompa acqua per il raffreddamento, e una macchina elettrica per l'avviamento del motore a combustione interna e/o produrre energia elettrica e caricare una batteria, nonché per il comando di una pompa-idroguida.

Preferibilmente lo stadio della distribuzione è disposto fra la trasmissione accessori e una parete del blocco motore e ciascuno stadio presenta una relativa puleggia coassiale ad un albero a gomiti del motore a combustione interna. Quando lo stadio della distribuzione viene protetto tramite un coperchio, quest'ultimo presenta un'apertura attraversata da un elemento di collegamento passante per fissare la puleggia della trasmissione accessori all'albero a gomiti tramite la puleggia della trasmissione della distribuzione.

Tale apertura viene attraversata da agenti contaminanti in sospensione (polvere/acqua/terra/detriti... ) quando un veicolo viene impiegato in ambienti particolari (cantieri edili, veicoli fuori strada) o comunque quando la manutenzione è ridotta e le strade asfaltate sono una percentuale minima rispetto alle strade normalmente percorse, in particolare in zone rurali.

In una trasmissione a secco, è importante ridurre al minimo l'intrusione di agenti contaminanti per aumentare l'affidabilità e ridurre le spese di manutenzione. Inoltre, è sempre sentita l'esigenza di soddisfare i requisiti di affidabilità e durata con soluzioni poco costose e ingombranti .

Lo scopo della presente invenzione è di realizzare un kit anti-polvere per una trasmissione a secco in grado di soddisfare almeno parzialmente le suddette esigenze.

Lo scopo della presente invenzione viene raggiunto tramite un kit anti-polvere per una trasmissione a secco secondo la rivendicazione 1 e la rivendicazione 9.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano degli esempi di attuazione non limitativi, di cui:

- la figura 1 è una vista frontale di uno stadio di distribuzione di una trasmissione combinata a cinghia protetta da un coperchio e comprendente una puleggia coassiale ad un albero motore per comandare uno stadio accessori, il coperchio e la puleggia facendo parte di un kit secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una sezione secondo la linea II-II di figura 1;

- la figura 2b è una sezione secondo la linea II-II di figura 1, per una soluzione realizzativa alternativa a quella di fig 2.

- la figura 3 è una vista prospettica di un dettaglio di figura 2;

- la figura 4 è una sezione analoga a quella di figura 2 di una seconda forma di realizzazione della presente invenzione; e

-la figura 5 è una vista posteriore di una puleggia secondo la forma di realizzazione di figura 4.

In figura 1 è illustrata con 1 nel suo insieme una trasmissione combinata a cinghia di un motore a combustione interna comprendente uno stadio di distribuzione per comandare gli alberi a camme (non illustrati) e uno stadio accessori per comandare uno o più accessori fra i quali una pompa acqua, una macchina elettrica eventualmente reversibile, un compressore per un circuito di aria condizionata, un'idroguida per un servo-sterzo. Lo stadio di distribuzione è affiancato a una parete 2 del motore a combustione interna e viene protetto tramite un coperchio 3 collegato rigidamente alla parete 2, il quale chiude lo stadio di distribuzione all'interno di una camera C. Lo stadio accessori (illustrato solo parzialmente), comprende una puleggia 4 collegata ad un albero a gomiti (non illustrato) del motore a combustione interna girevole intorno ad un asse A.

Preferibilmente, il coperchio 3 presenta un corpo sagomato 5 che segue un percorso chiuso e aderisce alla parete 2, e presenta un'apertura passante 6 attraverso la quale la puleggia 4 è collegata all'albero a gomiti.

In figura 2 viene illustrata una porzione dello stadio di distribuzione comprendente una puleggia motrice 7 girevole intorno all'asse A e collegata all'albero a gomiti e una cinghia dentata 8 condotta in rotazione dalla puleggia motrice 7.

Preferibilmente, la puleggia motrice 7 comprende una porzione di connessione 9 collegabile in modo rigido e smontabile alla puleggia 4 in modo che le pulegge 4 e 7 siano coassiali all'asse A.

Secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione, una girante 10 è rigidamente collegata alla puleggia motrice 7 all'esterno del coperchio 3 e affacciata all'apertura 6. In particolare, il coperchio 3 comprende il corpo sagomato 5 e una parete di chiusura frontale 11 che ricopre lo stadio di distribuzione e in particolare la cinghia 8 e, rispetto a quest'ultima, è disposta da parte opposta della parete 2.

La girante 10 presenta preferibilmente un diametro esterno maggiore rispetto alla dimensione massima dell'apertura 6.

Secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione, la girante 10 è una ventola che genera turbolenza in una zona anulare HV che circonda l'apertura 6 ed è coassiale all'asse A per ostacolare impurità o polvere dirette dall'ambiente esterno verso l'interno del coperchio 3. Tale effetto può essere ottenuto con palette 12 opportunamente sagomate, svergolate e/o dritte, per favorire la generazione di una corrente d'aria in direzione radiale dall'apertura 6 verso l'ambiente esterno, come illustrato in figura 3. Inoltre, dal momento che l'effetto ventilante definente una barriera efficace contro impurità e polvere viene generato dalla rotazione dell'albero a gomiti, le palette 12 presentano una dimensione in direzione assiale nell'intervallo da 0,1 a 5 cm. Tale dimensione assiale potrà essere fissata compatibilmente con le scelte costruttive del motore: una dimensione preferenziale sembra essere comunque nell'intervallo tra 0,5 e 1,5 cm. Inoltre, per definire una zona sufficientemente ampia a smaltire il vortice d'aria generato dalle palette 12 la distanza minima fra la puleggia 4 e una superficie esterna 13 della parete 11 è sempre maggiore della dimensione assiale di cui le palette 12 sporgono rispetto alla corona 14. In particolare, secondo la presente invenzione, le palette 12 sono posizionate tra la parete 13 del coperchio 3 e la corona 14 della puleggia poly-V 4.

In una realizzazione alternativa (Fig 2b), la parete interna della puleggia poly-V potrebbe essere modificata, realizzando una cavità per consentire l'alloggiamento della suddetta girante 10. La girante 10 potrà così avere una estensione assiale che in parte sarà inserita all'interno della puleggia 4 e in parte tra la corona 14 e la superficie 13.

La girante 10 può essere realizzata in un corpo differente rispetto a quello della puleggia 4 oppure puleggia 4 e girante 10 sono realizzate in un unico corpo.

E' inoltre importante prevedere che le palette 12 presentino una porzione di estremità radiale 18 libera per generare il vortice di barriera contro le impurità e la polvere nella zona anulare HV tra la corona 14 ed il coperchio 3. Preferibilmente le palette 12 sono conformate per generare all'uscita dalla girante 10 una corrente d'aria avente traiettoria con una componente nella direzione dell'accelerazione centrifuga. Tale componente tende ad allontanare gli agenti contaminanti in sospensione dall'apertura 6. Inoltre, la girante 10 sporge almeno parzialmente rispetto alla corona 14 verso il coperchio 3. In questo modo, la componente centrifuga della turbolenza presenta una via di fuga preferenziale e definisce una barriera a lama d'aria contro l'ingresso di agenti contaminanti verso l'apertura 6.

In un'ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione (figure 4 e 5) la girante 10 comprende una pluralità di palette 22, opportunamente svergolate o dritte, che realizzano una geometria adatta ad essere usata in un compressore centrifugo. In particolare, una porzione di ingresso 23 delle palette è interna all'apertura 6 e l'azione della girante 10 genera una zona di aspirazione all'interno della camera C definita fra il coperchio 3 e la parete 2

Per rendere più efficace l'effetto delle palette 22, un bordo 24 periferico dell'apertura 6 è rastremato in direzione assiale verso l'interno della camera C e preferibilmente riproduce un tratto del profilo arcuato delle palette 22. Il profilo descritto dal bordo 24 viene ottenuto in un unico corpo con il coperchio 3 oppure tramite la realizzazione di un anello (non illustrato) definente il suddetto bordo 24 da montare sul coperchio 3 senza che quest'ultimo debba essere completamente sostituito. Secondo la forma di realizzazione di figura 4 la girante 10 presenta una dimensione in direzione assiale tale da dover essere almeno parzialmente alloggiata nella puleggia 4 per evitare di compromettere la disposizione e gli ingombri all'interno del vano motore. La traiettoria di uscita dell'aria dalla girante 10 (indicata con una freccia) viene almeno in parte ostruita dalla corona 14 a differenza di quanto accade nella forma di realizzazione di figura 2. In questo caso l'azione della girante 10 genera una corrente d'aria in un'area anulare HP delimitata fra il coperchio 3, una cartella 25 della puleggia 4 che porta la corona 14 e una porzione 26 della corona 14 adiacente al coperchio 3. L'area anulare HP è collegata all'ambiente esterno tramite un restringimento definito fra la porzione 26 e il coperchio 3 e definisce una barriera all'ingresso di polvere nella camera C attraverso l'apertura 6.

Il funzionamento del sistema di fig 4 è il seguente. Quando la girante 10 viene condotta in rotazione intorno all'asse A tramite l'albero a gomiti, viene generata una perturbazione localizzata avente una forma sostanzialmente anulare e circondante la girante stessa.

La scelta opportuna della geometria della girante (sezione assiale e sezione radiale) definisce come noto le caratteristiche della corrente d'aria (pressione/velocità) tali da respingere polvere o detriti diretti dall'ambiente esterno verso l'apertura 6. Di fatto tra la puleggia 4 e il coperchio 3 viene così a generarsi una corrente d'aria in regime turbolento, una sorta di barriera d'aria anulare tra il suddetto coperchio 3 e la corona 14.

Inoltre, la perturbazione anulare è localizzata sostanzialmente fra la puleggia 4 e lambisce la parete 11 del coperchio 3 in direzione radiale e presenta una zona di massima turbolenza nelle immediate vicinanze della periferia esterna della girante .

Sulla base di quanto precede i vantaggi della presente invenzione sono i seguenti.

Tramite l'azione di una girante (fig 2, fig 2b, fig4) e se necessario di pochi altri componenti, è possibile aumentare sensibilmente la tenuta della camera C e diminuire la quantità di contaminanti che riescono ad entrare attraverso l'apertura 6.

La girante 10 è inoltre semplice da applicare e, con opportuni dimensionamenti, impatta in modo marginale sugli ingombri assiali della trasmissione 1. La girante 10 consente pertanto a costi ridotti di migliorare la tenuta dell'apertura 6.

Risulta infine chiaro che al kit qui descritto e illustrato è possibile apportare modifiche o varianti senza per questo uscire dall'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni allegate.

Qualora la girante 10 sia dimensionata per definire una differenza di pressione fra aspirazione all'interno della camera C e mandata all'esterno della camera C stessa, è possibile prevedere un filtro alloggiato in un punto opportuno della parete 11 del coperchio 3 in modo tale da consentire l'ingresso di aria filtrata all'interno del coperchio stesso per compensare la depressione generata dalla girante 10 nella camera C.

Alla puleggia 4 può ad esempio essere sostituito un altro dispositivo rotante, come ad esempio un volano o un giunto elastico per connettere lungo l'asse A un ulteriore dispositivo all'albero a gomiti. Ogni componente aggiunto in serie all'albero a gomiti definisce uno stadio della trasmissione a secco e uno o più stadi della trasmissione a secco possono comprendere.

Inoltre, la girante 10 può essere sia collegata direttamente all'elemento girevole 4 che comprendere in un unico corpo o in elementi distinti un mozzo collegato rigidamente all'albero a gomiti in modo che o quest'ultimo direttamente o la puleggia motrice 7, o altra posizione motrice, provvedano alla conduzione della girante 10 per generare la turbolenza.

Inoltre, la corona 14 definisce una superficie 15 di lavoro per contattare e condurre ad attrito la cinghia 8. Ancor più preferibilmente, la girante 10 può essere montata su una trasmissione preesistente consentendo di recuperare la puleggia originale in un intervento di manutenzione del veicolo. In particolare al montaggio della trasmissione, occorre

Montare la girante 10 sulla puleggia motrice 7;

Montare la puleggia 4 sulla puleggia motrice 7 in modo che la girante 10 sia chiusa fra la puleggia motrice 7 e la puleggia 4;

Serrare un organo di fissaggio, ad esempio una o più viti, per bloccare con un'unica fase sia la girante 10 che la puleggia 4 alla puleggia motrice 7; allo scopo, la girante 10 e la puleggia 4 presentano ciascuna uno o più elementi di posizionamento, ad esempio fori o perni 16, 17 rispettivamente, i quali sono coassiali a montaggio avvenuto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1.Kit per una trasmissione a secco di un motore a combustione interna, la trasmissione comprendendo uno stadio con una porzione motrice (7) e un dispositivo rotante (4) montato sulla detta porzione motrice (7), comprendente un coperchio (3) per coprire il detto stadio, il detto coperchio (3) definendo un'apertura (6) per consentire il montaggio del detto dispositivo rotante (4) sulla detta porzione motrice (7), caratterizzato dal fatto di comprendere una girante (10) atta ad essere montata fra il detto coperchio (3) e il detto dispositivo rotante (4) e ad essere trascinata in rotazione tramite la detta porzione motrice (7) per generare in uso una perturbazione d'aria localizzata con una componente in direzione centrifuga in una zona anulare che lambisce il detto coperchio (3) ed è delimitata dal detto dispositivo rotante (4) in modo da definire un ostacolo per l'ingresso di polvere o detriti attraverso la detta apertura (6).
2. 2. Kit secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta girante (10) presenta una dimensione radiale massima maggiore rispetto a quella della detta apertura (6).
3. 3. Kit secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta girante (10) è una ventola che dirige l'aria da una zona d'ingresso adiacente alla detta apertura (6) a una zona d'uscita (HV) radialmente esterna alla detta girante (10).
4. 4. Kit secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la detta girante (10) presenta palette (12) inclinate .
5. 5. Kit secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che le dette palette (12) sono dritte in direzione radiale .
6. 6. Kit secondo una delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le dette palette (12) sono svergolate in modo da avere l'aspirazione adiacente alla detta apertura (6) e la mandata che sbocca in una zona anulare (HP) localizzata in una posizione radialmente esterna rispetto alla detta girante (10).
7. 7. Kit secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la detta girante (10) è radialmente circondata da una corona (14) del detto dispositivo rotante (4) definente un restringimento con il detto coperchio (3) della detta zona anulare (HP) per definire in quest'ultima una condizione di turbolenza.
8. 8. Kit secondo una delle rivendicazioni 6 o 7, caratterizzato dal fatto che un bordo (24) della detta apertura (6) è rastremato per seguire almeno una porzione del profilo delle palette (12) della detta girante (10).
9. 9. Kit secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere il detto dispositivo rotante (4) e dal fatto che il detto dispositivo rotante è una puleggia.
10. 10. Trasmissione combinata per un motore a combustione interna comprendente uno stadio della distribuzione avente una puleggia motrice (7) e una cinghia (8) condotta dalla detta puleggia motrice (7), un dispositivo rotante (4) collegato alla detta puleggia motrice (7) e un kit secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.