ITTO950503A1 - Giunto disaccoppiatore flessibile, in particolare per tubazioni di scarico di veicoli. - Google Patents

Abstract

Giunto disaccoppiatore antivibrante, del tipo in cui due testate anulari, fissabili a tenuta a rispettivi opposti tratti di tubazione da collegare, sono tra loro collegate da un primo manicotto metallico conformato a soffietto, elasticamente deformabile e collegante le testate a tenuta di fluido, e da un secondo manicotto metallico, definente la parte meccanicamente portante del collegamento, disposto radialmente sull'esterno del manicotto a soffietto e delle testate, estendentesi assialmente sopra queste ultime e collegato a ciascuna di esse tramite un rispettivo tampone anulare in filo metallico compresso; internamente al soffietto, le testate sono inoltre collegate da un terzo manicotto metallico, definito da una guaina cilindrica intrecciata, avente diametro di poco inferiore al diametro interno delle testate, trattenuta pizzicata alle proprie opposte estremità tra rispettivi tratti interni di parete laterale di ciascuna testata e corrispondenti rispettivi anelli di ritegno disposti internamente alle estremità del terzo manicotto.(Figura 1).

Description

D E S C R I Z I O N E

di Brevetto per Invenzione industriale,

La presente invenzione si riferisce ad un giunto disaccoppiatore flessibile antivibrante atto a collegare tra loro, a tenuta di fluido e con "disaccoppiamento" meccanico, rispettivi tratti di tubazione, in particolare inseribile lungo una tubazione di un impianto di scarico di un veicolo equipaggiato con un motore endotermico, per collegare il tratto finale di tubazione del collettore di scarico del motore con il tratto di tubazione in ingresso al catalizzatore .

Qui e nel seguito, per "disaccoppiamento meccanico" deve intendersi la capacità del giunto di collegare meccanicamente due tratti di tubazione disposti testa a testa, senza però trasmettere tra gli stessi, in quantità apprezzabile, le vibrazioni, in particolare proteggendo il catalizzatore dalle vibrazioni del motore, lasciando nel contempo ad entrambi i tratti di tubazione collegati una possibilità di movimento relativo, per esempio a seguito di dilatazioni termiche differenziali, sia assiale che torsionale.

Sono noti nella tecnica numerosi esempi di giunto flessibile adatto ad effettuare il collegamento a tenuta di gas di scarico tra due tratti di una tubazione di scarico di un veicolo. Per esempio, il giunto può prevedere un manicotto ondulato flessibile per effettuare il collegamento a tenuta di fluido e pezzi di sostegno collegabili alle estremità dei tratti di tubazione da collegare in modo da afferrarsi l'un l'altro con formazione di tasche tipo scatola, entro le quali sono alloggiati dei tamponi antivibranti realizzati in filo metallico compresso, detti "wire mesh" .

Una versione più semplificata, economica e meno ingombrante dei giunti suddetti prevede invece che i pezzi di sostegno siano conformati semplicemente come due testate anulari, le quali sono poi collegate tra loro, attraverso i citati "wire mesh", da un manicotto disposto radialmente sull'esterno delle testate e del soffietto e sostanzialmente rigido, che costituisce un elemento indipendente sia dalle testate, sia dal manicotto a soffietto; i "wire mesh" sono trattenuti in posizione da rispettivi spallamenti doppi assiali delle testate e di ciascuna estremità del manicotto di collegamento .

In entrambe le forme di realizzazione citate esiste il problema dei rumori causati dalle vibrazioni ad alta frequenza che vengono innescate in uso nel manicotto flessibile a soffietto dal passaggio dei gas di scarico. Per attenuare tali vibrazioni e "proteggere" l'integrità della vena fluida, pertanto, tali giungi possono essere equipaggiati internamente con un elemento guida-flusso, disposto concentricamente all'interno del soffietto flessibile ed estendentesi assialmente di sbalzo da uno dei pezzi di sostegno verso l'altro. Tuttavia, il problema suddetto non risulta risolto in modo soddisfacente mentre, per contro, la presenza dell'elemento di guida del flusso produce una restrizione indesiderata della sezione di passaggio a disposizione dei gas di scarico, che aumenta la contropressione allo scarico gravante sul motore e, quindi, riduce la potenza disponibile.

Scopo del trovato è quello di realizzare un giunto disaccoppiatore del tipo di quelli descritti ma che presenti una bassa rumorosità, unitamente a basse perdite di carico.

In base all'invenzione viene dunque fornito un giunto disaccoppiatore del tipo comprendente: rispettivi opposti pezzi di sostegno fissabili a rispettivi opposti tratti di tubazione da collegare; un primo manicotto metallico conformato a soffietto, elasticamente deformabile, atto a collegare in uso i detti tratti di tubazione a tenuta di fluido e che è collegato solidalmente da bande opposte a detti pezzi di sostegno; rispettivi tamponi anulari in filo metallico compresso alloggiati in tasche tipo scatola almeno parzialmente formate da detti pezzi di sostegno; e mezzi di collegamento tra detti pezzi di sostegno, collegati ai medesimi attraverso detti tamponi anulari, disposti esternamente al manicotto a soffietto;

c a r a t t e r i z z a t o dal fatto di comprendere inoltre un manicotto guida-flusso disposto internamente al detto manicotto a soffietto e costituito da una guaina deformabile e flessibile realizzata in filo metallico intrecciato, collegata solidalmente, a proprie opposte estremità, a rispettive pareti laterali interne dei detti pezzi di sostegno.

In particolare, i pezzi di sostegno sono definiti da rispettive testate anulari e detto manicotto guidaflusso definito dalla guaina metallica in filo intrecciato presenta un diametro interno di poco inferiore al diametro interno delle testate ed uno spessore radiale trascurabile rispetto al diametro; ed è trattenuto pizzicato alle proprie opposte estremità tra rispettivi tratti interni di parete laterale di ciascuna testata e corrispondenti rispettivi anelli di ritegno disposti internamente alle estremità del manicotto guida-flusso.

Del tutto sorprendentemente, la realizzazione dell'elemento guida-flusso come guaina sottile in filo metallico intrecciato, esattamente del tipo delle guaine di protezione, note, utilizzate comunemente nel campo tecnico dei giunti flessibili per tubazioni di scarico come protezioni esterne per il manicotto flessibile, ha permesso di ridurre drasticamente il livello di rumore a parità di portata, velocità e temperatura dei gas di scarico che attraversano il giunto, rispetto ad un giunto analogo, ma privo di elemento guida-flusso, o provvisto di un elemento tradizionale costituito da un tratto di tubazione a sbalzo, interno al manicotto a soffietto. Inoltre, rispetto a quest'ultima soluzione nota, l'elemento guida-flusso secondo l'invenzione permette di mantenere estremamente basse le perdite di carico attraverso il giunto, in quanto, essendo il diametro della guaina tale da non toccare le onde del soffietto ed il suo spessore pari a poco più del doppio del diametro del filo metallico usato per produrla, la riduzione di diametro della sezione di passaggio a disposizione dei gas di scarico è piccola (1-5 mm) e del tutto trascurabile, almeno dal punto di vista gasdinamico, rispetto al valore del diametro interno delle testate .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione con riferimento alle figure del disegno annesso, in cui: - la figura l illustra una vista longitudinale, per una metà sezionata, di un giunto di disaccoppiamento realizzato secondo l'invenzione; e

- la figura 2 mostra, in scala ingrandita, un dettaglio di testata della figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, è indicato nel complesso con 1 un giunto disaccoppiatore flessibile antivibrante atto a collegare tra loro a tenuta di fluido e con "disaccoppiamento" meccanico rispettivi opposti tratti di tubazione 2 e 3, in particolare appartenenti ad un impianto di scarico noto e non illustrato di un veicolo equipaggiato con un motore endotermico, pure noto e non illustrato per semplicità. Per esempio, il giunto 1 è inseribile in serie lungo il suddetto impianto di scarico per collegare il tratto finale 2 di tubazione del collettore di scarico del motore (non illustrato) con il tratto di tubazione 3 in ingresso al catalizzatore (pure non illustrato).

Il giunto 1 comprende una coppia di pezzi di sostegno fissabili ai tratti di tubazione 2 e 3, nella fattispecie costituiti da rispettive opposte testate anulari 4 e 5 fissabili in uso di testa ed a tenuta di fluido ai tratti di tubazione 2 e 3 rispettivamente, per esempio mediante cordoni continui di saldatura 6, ed un manicotto metallico conformato a soffietto 7, elasticamente deformabile, atto a collegare in uso i tratti di tubazione 2,3 a tenuta di fluido ed a questo scopo collegato solidalmente come si vedrà, alle sue opposte estremità 8 e 9, che sono conformate come manicotti cilindrici privi di ondulazioni, alle testate 4 e 5.

Il giunto l comprende inoltre rispettivi tamponi anulari 10 in filo metallico compresso, noti come "wire-mesh" alloggiati in rispettive tasche tipo scatola 11 e 12 almeno parzialmente formate dalle testate 2,3, ed un elemento guida-flusso 13. Il giunto 1 comprende infine anche un secondo manicotto metallico 14, sostanzialmente rigido, disposto radialmente sull'esterno del manicotto a soffietto 7 e delle testate 4,5 ed estendentesi assialmente, da banda opposta, sopra queste ultime, atto a definire la parte meccanicamente portante del giunto 1 e un mezzo di collegamento tra le testate 4,5, in quanto esso risulta collegato a ciascuna testata 4,5 (nel modo che si vedrà) esclusivamente tramite un rispettivo tampone 10. Nella fattispecie, ciascun tampone 10 risulta serrato assialmente e radialmente nella corrispondente scatola li o 12; ciascuna di queste è formata dalla parete laterale esterna della corrispondente testata 4,5, da una coppia di primi spallamenti assiali affacciati 16 ricavati sulla corrispondente testata 4,5, dalla parete laterale interna del manicotto 14, e da una seconda coppia di spallamenti assiali affacciati 18 ricavati su ciascuna corrispondente estremità 19,20. Secondo quanto illustrato, gli spallamenti 18 sono ricavati mediante opportuna piegatura a C coricata delle estremità 19,20, mentre gli spallamenti 16 sono definiti da rispettivi bordi ripiegati ad L di rispettivi manicotti coassiali 21 disposti esternamente sulle testate 4,5 e da rispettivi bordi terminali affacciati delle testate 4,5 stesse.

Secondo il trovato, l'elemento guida-flusso 13 è definito da un manicotto metallico flessibile cilindrico costituito da una guaina deformabile e flessibile realizzata in filo metallico intrecciato, collegata solidalmente, a proprie opposte estremità 30 e 31, a rispettive pareti laterali interne delle testate 4,5. In particolare, la guaina in filo metallico intrecciato 13 è del tutto identica alle note guaine di protezione comunemente usate, nei giunti flessibili, disposte all'esterno del manicotto a soffietto 7; al contrario che nelle applicazioni note, però, la guaina 13 è in questo caso, secondo l'invenzione, disposta all'interno del manicotto a soffietto 7.

La guaina 13 intrecciata presenta un diametro pari o di poco inferiore (1-5 mm) al diametro interno delle testate 4,5 e tale da non andare a toccare internamente le onde del manicotto a soffietto 7, ed uno spessore radiale pari o di poco superiore al doppio (a causa delle sovrapposizioni dovute all'intreccio), del diametro del filo usato per realizzare la guaina 13; pertanto la riduzione di sezione di passaggio a dispositizione dei gas di scarico, a causa della presenza della guaina 13 risulta trascurabile, per lo meno dal punto di vista gas-dinamico, rispetto al diametro del giunto; nella fattispecie illustrata, la guaina 13 è trattenuta pizzicata alle proprie opposte estremità 30,31 tra rispettivi tratti interni di parete laterale di ciascuna testata 4,5 e corrispondenti rispettivi anelli di ritegno 33,34 disposti internamente alle estremità della guaina 13. Anche le estremità 8,9 del manicotto 7 a soffietto sono trattenute bloccate contro detti tratti interni di parete laterale di ciascuna testata 4,5, nella fattispecie pizzicate tra questi ultimi e le estremità 30 e 31 della guaina intrecciata 13, mediante i medesimi anelli di ritegno 33,34.

ESEMPIO

Sul giunto 1 descritto sono state eseguite prove comparative di rumorosità, utilizzando per paragone un giunto identico come dimensioni e componenti, salvo per la presenza della guaina intrecciata interna 13, sostituita da un elemento guida-flusso tradizionale (liner), costituito da un tratto di tubazione di diametro ridotto, estendentesi a sbalzo all'interno del manicotto 7.

I giunti vengono accoppiati all'impianto di scarico del medesimo motore, montato su banco prova, e si esegue la prova di rumorosità mediante fonometro disposto ad 1 cm dal giunto, con il motore mantenuto ad un regime compreso tra i 4.500 ed i 5.500 giri/minuto. Mentre con il giunto noto, privo di treccia interna 13, si raggiungono valori di rumorosità che non scendono mai al di sotto di 110 dBA, con il giunto dell'invenzione si ottengono, a parità di tutte le altre condizioni, valori di rumorosità che non salgono mai al di sopra di 104 dBA. Inoltre, con tale giunto sui osserva un netto miglioramento della potenza erogabile dal motore.

Claims (5)

1. R IV E N D I C A Z I O N I 1. Giunto disaccoppiatore del tipo comprendente: rispettivi opposti pezzi di sostegno fissabili a rispettivi opposti tratti di tubazione da collegare; un primo manicotto metallico conformato a soffietto, elasticamente deformabile, atto a collegare in uso i detti tratti di tubazione a tenuta di fluido e che è collegato solidalmente da bande opposte a detti pezzi di sostegno; rispettivi tamponi anulari in filo metallico compresso alloggiati in tasche tipo scatola almeno parzialmente formate da detti pezzi di sostegno; e mezzi di collegamento tra detti pezzi di sostegno, collegati ai medesimi attraverso detti tamponi anulari, disposti esternamente al manicotto a soffietto; c a r a t t e r i z z a t o dal fatto di comprendere inoltre un manicotto guida-flusso disposto internamente al detto manicotto a soffietto e costituito da una guaina deformabile e flessibile realizzata in filo metallico intrecciato, collegata solidalmente, a proprie opposte estremità, a rispettive pareti laterali interne dei detti pezzi di sostegno.
2. 2. Giunto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti pezzi di sostegno sono costituiti da una prima e da una seconda testata anulare atte a venire collegate da banda opposta, a tenuta di fluido e di testa, a detti tratti di tubazione; il giunto comprendendo inoltre un secondo manicotto metallico costituente i detti mezzi di collegamento tra i pezzi di sostegno, disposto radialmente sull'esterno del manicotto a soffietto e delle testate ed estendentesi assialmente sopra queste ultime; detto secondo manicotto essendo collegato a ciascuna testata esclusivamente tramite un rispettivo detto tampone anulare in filo metallico compresso, il quale è serrato in una-corrispondente tasca tipo scatola formata da una coppia di primi spallamenti assiali affacciati ricavati sulla corrispondente detta testata e da una seconda coppia di spallamenti assiali affacciati ricavati su una corrispondente estremità del secondo manicotto.
3. 3. Giunto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto manicotto guida-flusso definito da detta guaina metallica in filo intrecciato presenta diametro di poco inferiore a quello delle testate ed uno spessore radiale pari o di poco superiore al doppio del diametro di un filo metallico con cui la guaina è formata; e dal fatto che è trattenuto pizzicato alle proprie opposte estremità tra rispettivi tratti interni di parete laterale di ciascuna testata e corrispondenti rispettivi anelli di ritegno disposti internamente alle estremità del manicotto guida-flusso.
4. 4. Giunto secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il detto manicotto a soffietto presenta due opposte estremità terminali cilindriche trattenute bloccate contro detti tratti interni di parete laterale di ciascuna testata, pizzicate tra questi ultimi e dette estremità del manicotto guida- flusso, mediante detti anelli di ritegno.
5. 5. Giunto disaccoppiatore antivibrante secondo quanto descritto e come illustrato nella figura del disegno annesso.