ITTO20120920A1 - Trasmissiome a catena e gruppo di distribuzione di un motore termico provvisto di tale trasmissione a catena - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“TRASMISSIOME A CATENA E GRUPPO DI DISTRIBUZIONE DI UN MOTORE TERMICO PROVVISTO DI TALE TRASMISSIONE A CATENAâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una trasmissione a catena.

In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad una trasmissione a catena, la quale trova vantaggiosa, ma non esclusiva, applicazione nei motori termici, ad esempio per applicazioni aeronautiche, per la realizzazione di gruppi di distribuzione, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

Nel campo dei motori termici à ̈ noto di utilizzare valvole di ingresso del carburante e valvole di scarico dei prodotti di combustione, la cui apertura/chiusura à ̈ controllata mediante alberi a camma azionati da una trasmissione meccanica a catena.

Le catene sono componenti soggetti ad elevate sollecitazioni e ad una continua a progressiva usura che provocano spesso una repentina rottura della catena. La rottura delle catene deve essere assolutamente evitata per scongiurare irreparabili danneggiamenti al motore. Per questa ragione, le trasmissioni note del tipo sopra descritto sono sottoposte a manutenzione preventiva che prevede la sostituzione delle catene dopo periodi prestabiliti di funzionamento indipendentemente dal fatto che le stesse catene abbiano raggiunto il termine della loro vita funzionale o meno.

La sostituzione programmata delle catene comporta inevitabili e lunghi tempi di fermo macchina ed elevati costi di sostituzione.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una trasmissione a catena, le cui caratteristiche realizzative consentano di eliminare le operazioni di manutenzione preventiva e, in particolare, di utilizzare la catena fino al raggiungimento di una condizione di usura limite.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una trasmissione a catena comprendente una ruota dentata motrice, almeno una ruota dentata condotta ed una catena avvolta ad anello attorno alle dette ruote dentate e comprendente una pluralità di maglie; ciascuna detta maglia comprendendo due perni di cerniera fra loro paralleli e trasversalmente distanziati l’uno dall’altro ed almeno tre lamelle estendentisi tra i detti due perni di cerniera ed aventi porzioni terminali opposte attraversate dai detti perni di cerniera, caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi di controllo dell’usura della detta catena; i detti mezzi di controllo dell’usura comprendendo mezzi rilevatori per rilevare la rottura di almeno una delle dette lamelle e mezzi emettitori per inviare un segnale di sostituzione della detta catena in risposta ad un segnale di rottura ricevuto dai detti mezzi rilevatori.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra, parzialmente in sezione, un motore termico provvisto di una trasmissione di distribuzione a catena realizzata secondo i dettami della presente invenzione;

le figure 2 e 3 illustrano in elevazione laterale e, rispettivamente, in pianta una catena della trasmissione di figura 1;

la figura 4 illustra un particolare della trasmissione di figura 1;

la figura 5 Ã ̈ una sezione in scala fortemente ingrandita secondo la linea V-V della figura 4;

le figure 6 e 7 illustrano, in elevazione laterale ed in pianta, un ulteriore particolare della trasmissione a catena di figura 1; e

la figura 8 Ã ̈ una sezione in scala fortemente ingrandita secondo la linea VIII-VIII di figura 6.

Nella figura 1, con 1 à ̈ indicata, nel suo complesso, un motore termico, il quale, nel particolare esempio descritto comprende un basamento A, due cilindri 2 a V e, per ciascun cilindro 2, una rispettiva coppia di alberi 3 di distribuzione a camme ed una rispettiva trasmissione meccanica 4 a catena di azionamento degli alberi 3 stessi, una sola delle quali à ̈ visibile in figura 1.

Ciascuna trasmissione 4 comprende una ruota dentata motrice 6 calettata su di un albero motore 7, due ruote dentate condotte 8 calettate ciascuna su di un relativo albero 3 a camme ed una catena 9 avvolta ad anello attorno alle ruote dentate 6 e 8.

Secondo una variante non illustrata, il motore 1 comprende un unico cilindro 2, un solo albero 3 di distribuzione e, quindi, un’unica ruota dentata 3 condotta e la catena 9 à ̈ pertanto avvolta attorno a due sole ruote dentate.

In entrambe le soluzioni, la catena 9 Ã ̈ del tipo a lamelle multiple affiancate e, ad esempio, del tipo nota con il nome commerciale di catena Morse.

Con riferimento alle figure 2 e 3, la catena 9 comprende una pluralità di maglie 10, ciascuna delle quali comprende, a sua volta, una coppia di perni 11 di cerniera fra loro paralleli e trasversalmente distanziati l’uno dall’altro ed una pluralità di lamelle 12 o bielle disposte fra loro affiancate ortogonalmente ai rispettivi perni 11 ed intercalate alle lamelle 12 delle maglie 10 adiacenti; le lamelle 12 presentano porzioni terminali opposte attraversate dai rispettivi perni 11 di cerniera.

Ancora con riferimento alla figura 1, la trasmissione 4 comprende, inoltre, un pattino tendicatena 14, un pattino 15 di guida disposto lungo la catena 9 tra la ruota motrice 6 ed una delle ruote condotte 8 ed un pattino 16 di riferimento disposto sempre lungo la catena 9 tra le due ruote condotte 8. Il pattino 16 definisce un riferimento per la catena 9 e nel particolare esempio descritto non coopera a strisciamento con la catena 9 in condizioni di corretto tensionamento della catena 9 stessa.

Il pattino tendicatena 14 à ̈, convenientemente, realizzato di materiale plastico o altro equivalente materiale elettricamente isolante eventualmente rinforzato e presenta una propria porzione terminale incernierata al basamento A per oscillare attorno ad un asse 14a di cerniera sotto la spinta di un attuatore lineare 18 di per sé noto e non descritto in dettaglio. I pattini 15 e 16 sono sempre realizzati di materiale plastico o altro equivalente materiale elettricamente isolante, ma sono accoppiati al basamento A in modo di per sé noto ed posizioni praticamente fisse.

Sempre con riferimento alla figura 1, la trasmissione 4 comprende, inoltre, un dispositivo 20 di controllo dell’usura della catena 9 ed atto a rilevare una condizione di inizio rottura della catena 9 stessa e ad inviare un segnale visivo o acustico che la catena 9 deve essere sostituita per evitare malfunzionamenti e/o danneggiamenti del motore 1.

Nell’esempio illustrato nella figura 1, il dispositivo 20 à ̈ associato al pattino 15 e comprende un organo 21 di rilevamento inizio rottura ed un dispositivo emettitore 22 atto ad emettere un segnale di allerta acustico o visivo. Nel particolare esempio descritto, l’organo 21 di rilevamento comprende una porzione metallica 23 di rilevamento atta a cooperare a strisciamento con una lamella 12 spezzata della catena 9 ed un cablaggio elettrico 24 di collegamento della porzione metallica 23 al dispositivo emettitore 22.

Secondo una preferita forma di attuazione, la porzione metallica 23 Ã ̈ definita da un corpo allungato, convenientemente un perno, disposto parallelamente ai perni 11 oppure da un corpo a piastra sostanzialmente parallelo ai perni 11 stessi.

Secondo una variante, la porzione metallica 23 à ̈ definita da due o più perni disposti a pettine.

Secondo una ulteriore variante, la porzione metallica 23 Ã ̈ costituita da una rete metallica o da un intreccio o da una maglia di fili metallici o altro equivalenti materiali conduttori, ad esempio graffite.

Qualunque sia la forma realizzativa della porzione metallica 23, la stessa porzione metallica 23 à ̈ completamente alloggiata in una porzione elettricamente isolante del pattino 16 e, convenientemente, completamente annegata nella stesa porzione elettricamente isolante così da essere protetta da agenti o contaminati esterni (figura 5). Convenientemente, in tale soluzione, la superficie laterale 25 della porzione metallica 23 rivolta verso la catena 9 à ̈ protetta da uno strato S di materiale elettricamente isolante ed atto ad essere parzialmente asportato o inciso da una lamella 12 rotta della catena 9.

Secondo una variante, la porzione metallica 23 à ̈ solo parzialmente annegata nella porzione elettricamente isolante del pattino 15 cosicchà ̈ la propria superficie laterale esterna 25 à ̈ almeno in parte scoperta.

Con riferimento alle figure da 6 a 8, la trasmissione 4 comprende, inoltre, in aggiunta o in sostituzione del dispositivo 20 un ulteriore dispositivo 26 di controllo dell’usura della catena associato al pattino 16. Il dispositivo 26 à ̈ costruttivamente identico al dispositivo 20.

Secondo una ulteriore variante, il dispositivo 20 Ã ̈ associato al pattino 14.

Secondo una ulteriore variante non illustrata, il dispositivo 20 non à ̈ portato dai pattini 14-16, ma costituisce parte di un sensore di usura, il quale comprende un proprio corpo di attacco ad un corpo fisso, ad esempio il basamento A ed un blocco di materiale elettricamente isolante, in cui à ̈ almeno parzialmente alloggiata la rispettiva porzione metallica 23. Il sensore porta un cablaggio elettrico atto ad essere accoppiato ad un blocco emettitore 22.

Sperimentalmente si à ̈ potuto constatare che la fine della vita operativa della catena 9 si manifesta con la rottura di una delle lamelle 12 in due spezzoni, i quali durante lo spostamento della catena tendono a ruotare attorno al rispettivo perno 11 rispetto alle lamelle ancora integre. Ne consegue, quindi, non appena una delle lamelle 12 si spezza inevitabilmente incide il rivestimento di materiale isolante, quando presente, oppure si porta progressivamente a contatto della porzione metallica 23. Raggiunta la porzione metallica 23, il semplice contatto con, o la tranciatura della, porzione metallica 23 provoca l’attivazione del dispositivo emettitore 22 ed allerta l’operatore della necessità di sostituire immediatamente la catena 9.

Da quanto precede risulta, pertanto, evidente che la presenza di almeno uno dei dispositivi 20,26 permette di evitare controlli periodici o sostituzioni programmate con una conseguente riduzione dei costi sia di manodopera, che di materiali. Infatti, la catena 9 non deve essere controllata o sostituita dopo un prefissato numero di ore di funzionamento indipendentemente dal suo stato di usura ma solamente quando manifesta i primi segni di cedimento. In altre parole, la vita operativa della catena viene prolungata fino al raggiungimento di una condizione operativa limite.

Da quanto precede appare, poi, evidente che la presenza di più dispositivi di controllo dell’usura della catena disposti in punti diversi del percorso di spostamento della stessa catena permette di rilevare immediatamente l’inizio della rottura in quanto la lamella rotta ruota rispetto alle altre lamelle integre in maniera diversa a seconda della geometria del percorso e, quindi, della curvatura della catena. A questo riguardo à ̈ evidente che il o i dispositivi di rilevamento 20,26 potrebbero essere disposti in punti diversi da quelli indicati a titolo di esempio e, in particolare, in prossimità o in corrispondenza delle ruote dentate. Questo à ̈ reso possibile dal fatto che la porzione metallica può costituire parte di un dedicato sensore liberamente posizionabile lungo il percorso seguito dalla catena 9.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Trasmissione a catena comprendente una ruota dentata motrice, almeno una ruota dentata condotta ed una catena avvolta ad anello attorno alle dette ruote dentate e comprendente una pluralità di maglie; ciascuna detta maglia comprendendo due perni di cerniera fra loro paralleli e trasversalmente distanziati l’uno dall’altro ed almeno tre lamelle estendentisi tra i detti due perni di cerniera ed aventi porzioni terminali opposte attraversate dai detti perni di cerniera, caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi di controllo dell’usura della detta catena; i detti mezzi di controllo dell’usura comprendendo mezzi rilevatori per rilevare la rottura di almeno una delle dette lamelle e mezzi emettitori per inviare un segnale di sostituzione della detta catena in risposta ad un segnale di rottura ricevuto dai detti mezzi rilevatori.
2. 2. Trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi rilevatori comprendono almeno una porzione di materiale elettricamente isolante ed una porzione metallica di rilevamento almeno parzialmente alloggiata in detta porzione di materiale elettricamente isolante ed atta a cooperare a strisciamento con la lamella spezzata di detta catena.
3. 3. Trasmissione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la detta porzione di materiale elettricamente isolante coopera a strisciamento con la detta catena.
4. 4. Trasmissione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la detta porzione di materiale elettricamente isolante à ̈ disposta in posizione distanziata dalla detta catena.
5. 5. Trasmissione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la detta porzione di materiale elettricamente isolante comprende una porzione laterale esterna di protezione affacciata alla detta catena; la detta porzione metallica essendo disposta da parte opposta della detta porzione a piastra rispetto alla detta catena.
6. 6. Trasmissione secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la detta porzione metallica comprende almeno un corpo allungato di materiale metallico estendentesi parallelamente ai detti perni ed atto ad essere almeno scalfito dalla detta lamella spezzata.
7. 7. Trasmissione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la detta porzione metallica comprende almeno un corpo a piastra o a griglia parallelo ai detti perni ed atto ad essere almeno scalfito dalla detta lamella spezzata.
8. 8. Trasmissione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un pattino tenditore della detta catena; i detti mezzi rilevatori essendo portati dal detto pattino tenditore.
9. 9. Trasmissione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un pattino di guida della detta catena, i detti mezzi rilevatori essendo portati dal detto pattino di guida.
10. 10. Trasmissione secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzata dal fatto che il detto pattino à ̈ realizzato almeno in parte di materiale elettricamente isolante e porta almeno parzialmente annegata la detta porzione metallica di rilevamento.
11. 11. Pattino per il tensionamento o la guida di una catena di una trasmissione a catena comprendete una catena comprendente una pluralità di maglie; ciascuna detta maglia comprendendo due perni di cerniera fra loro paralleli e trasversalmente distanziati l’uno dall’altro ed almeno tre lamelle estendentisi tra i detti due perni di cerniera ed aventi porzioni terminali opposte attraversate dai detti perni di cerniera, il pattino comprendendo una superficie esterna di strisciamento o di guida per la detta catena ed essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi di controllo dell’usura della detta catena; i detti mezzi di controllo dell’usura comprendendo mezzi rilevatori almeno parzialmente alloggiati in detto pattino per rilevare la rottura di almeno una delle dette lamelle ed un cablaggio elettrico per collegare i detti mezzi rilevatori a mezzi emettitori di un segnale di sostituzione della catena.
12. 12. Pattino secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi rilevatori comprendono almeno una porzione di materiale elettricamente isolante ed una porzione metallica di rilevamento almeno parzialmente alloggiata in detta porzione di materiale elettricamente isolante ed atta a cooperare a strisciamento con la detta lamella spezzata di detta catena.
13. 13. Sensore per il rilevamento dell’usura di una catena di una trasmissione a catena comprendente una pluralità di maglie e, per ciascun detta maglia, una coppia di perni di cerniera fra loro paralleli e trasversalmente distanziati ed almeno tre lamelle longitudinali; il sensore comprendendo un corpo di attacco a mezzi di supporto, mezzi rilevatori accoppiati al detto corpo di attacco ed atti a rilevare la rottura di almeno una di dette lamelle, ed un cablaggio elettrico per collegare i detti mezzi rilevatori a mezzi emettitori di un segnale di sostituzione della catena.
14. 14. Sensore secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi rilevatori comprendono almeno una porzione di materiale elettricamente isolante collegata al detto corpo di supporto ed una porzione metallica di rilevamento almeno parzialmente alloggiata in detta porzione di materiale elettricamente isolante atta a cooperare a strisciamento o ad essere incisa da una lamella spezzata di detta catena.
15. 15. Sensore secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che la detta porzione di materiale metallico comprende almeno una porzione allungata disposta, in uso, parallelamente ai detti perni di cerniera della detta catena o una maglia metallica.
16. 16. Gruppo di distribuzione per un motore termico comprendente mezzi valvolari di ingresso di un fluido operativo e mezzi valvolari di uscita di prodotti di combustione ed una trasmissione a catena di comando dei detti mezzi valvolari come rivendicata nella rivendicazione 1.