ITTO960098A1 - Dispositivo silenziatore a geometria variabile per sistemi di scarico di motori di autoveicoli - Google Patents

Abstract

Il dispositivo di bloccaggio comprende mezzi di repulsione elastica (58) reagenti tra un corpo fisso (16) ed uno o più organi volventi (42), che tendono a respingere questi organi nel senso d'incuneamento tra due superfici d'incuneamento (34, 36) associate, rispettivamente, al corpo (16) ed allo stelo (12) dell'attuatore (10). Uno stantuffo di comando (48) è così disposto da impegnare gli organi volventi (42) per respingerli nel senso di disincuneamento per effetto di una pressione di fluido in una camera di comando (54).(Figura 1).

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo silenziatore a geometria variabile per sistemi di scarico di motori di autoveicoli”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi silenziatori per sistemi di scarico di motori di autoveicoli, del tipo comprendente un involucro, un tubo per l'ingresso dei gas di scarico nell'involucro, due tubi di coda per l'uscita in parallelo dei gas di scarico dall'involucro, mezzi a valvola per chiudere il passaggio attraverso uno dei due tubi di coda, e mezzi attuatori dei mezzi a valvola, atti a provocare l'apertura del suddetto passaggio controllato dai mezzi a valvola al di sopra di una velocità predeterminata di rotazione del motore.

Dispositivi del tipo sopra indicato sono già stati proposti in passato al fine di ottenere un compromesso ottimale fra l’esigenza di riduzione del rumore e quella di non penalizzare eccessivamente le prestazioni del motore . Sono già stati proposti dispositivi del tipo sopra indicato in cui i suddetti mezzi a valvola sono costituiti da una valvola on/off a farfalla controllata elettronicamente in funzione dei parametri di funzionamento del motore ed in particolare della velocità di rotazione di quest'ultimo.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo del tipo sopra indicato che risulti di struttura relativamente semplice e di basso costo e che presenti una funzionalità migliore delle soluzioni note sopra descritte, consentendo in particolare di variare con gradualità la sezione del suddetto passaggio controllato dai mezzi a valvola fra una condizione completamente chiusa ed una condizione completamente aperta. Un ulteriore scopo dell'invenzione risiede nel fatto di garantire una tenuta ermetica ai gas di scarico.

Tali scopi sono raggiunti secondo l'invenzione grazie al fatto che i suddetti mezzi a valvola comprendono un otturatore frontale, cooperante con un'estremità di uno dei due suddetti tubi di coda del dispositivo silenziatore, che funge da sede per l'otturatore, nonché al fatto che detti mezzi attuatori comprendono un attuatore a membrana azionato dalla pressione dei gas di scarico a monte del dispositivo silenziatore, con riferimento alla direzione di flusso dei gas di scarico.

Il suddetto attuatore a membrana comprende un involucro, una membrana collegata a detto otturatore, che definisce all'interno dell'involucro una prima camera che è in comunicazione con la suddetta pressione di monte dei gas di scarico, ed una seconda camera comunicante con l'atmosfera, e mezzi elastici che spingono la membrana verso la posizione corrispondente alla condizione chiusa dell’otturatore .

Grazie alle suddette caratteristiche, la regolazione del passaggio controllato dai suddetti mezzi a valvola viene realizzata senza l'ausilio di mezzi elettronici, ma semplicemente per via pneumatica, sulla base della pressione dei gas di scarico a monte del dispositivo silenziatore, che è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione del motore. Tale soluzione è pertanto sensibilmente più semplice e meno costosa rispetto alle soluzioni note che sono state sopra menzionate. Inoltre, l'uso di un otturatore frontale consente di regolare con gradualità la sezione del passaggio controllato dai mezzi a valvola fra la condizione completamente chiusa ed una condizione di massima apertura.

In una forma preferita di attuazione, l'involucro dell attuatore a membrana è circondato da un involucro ausiliario esterno, che è connesso alla membrana dell'attuatore tramite uno stelo scorrevole attraverso l'involucro interno, detto involucro esterno essendo a sua volta connesso all'otturatore. Grazie a tali caratteristiche, il movimento della membrana provoca un corrispondente movimento dell'involucro ausiliario esterno e di conseguenza dell'otturatore. In tal modo, la camera dell 'attuatore a membrana che è in comunicazione con la pressione di monte dei gas di scarico e completamente isolata dall'esterno, per cui il rischio di trafilamento dei gas di scarico all'esterno dell'attuatore è assolutamente scongiurato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista laterale schematica di un dispositivo silenziatore secondo l'invenzione, la figura 2 è una vista in scala ampliata e schematica del particolare indicato dalla freccia II nella figura 1,

la figura 3 è una vista in scala ampliata di una prima forma di attuazione del particolare della figura 2, e

la figura 4 è un'ulteriore vista in scala ampliata ed in sezione di una variante della figura 3.

Nei disegni il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme un dispositivo silenziatore per sistemi di scarico per motori di autoveicoli, comprendente un involucro 2, a tubo 3 per l'ingresso dei gas di scarico provenienti dal motore all'interno dell'involucro 2, e due tubi di coda 4, 5 per l'uscita dei gas di scarico dall'involucro 2.

I disegni illustrano a titolo esemplificativo la struttura generale di un dispositivo silenziatore secondo l'invenzione. I dettagli di costruzione di tale struttura non sono illustrati, né vengono qui descritti, in quanto essi possono essere realizzati in un qualunque modo noto ed in quanto la loro eliminazione dei disegni rende questi ultimi di piU pronta e facile comprensione. Nell'esempio illustrato, all'interno dell'involucro 2 sono previsti due setti 6, 7 che definiscono tre camere 8, 9, 10, la cui conformazione e la cui struttura, come già indicato, può essere di qualunque tipo noto. Il tubo di ingresso 3 presenta la sua estremità di ingresso 3a situata all'esterno dell'involucro 2 e destinata a ricevere il flusso G dei gas di scarico provenienti dal motore. L'estremità opposta 3b del tubo di ingresso 3 sfocia all’interno della camera 8. Un tubo intermedio 11, nel caso dell'esempio illustrato, è disposto completamente all'interno dell’involucro 2, con le sue estremità opposte Ila, llb sfocianti rispettivamente nelle camere 8, 10.

Il tubo di coda 4 presenta la sua estremità di uscita 4b all'esterno dell'involucro 2 e la sua estremità di ingresso 4a sfociante nella camera 10. Il tubo di coda 5 presenta la sua estremità di uscita 5b all'esterno dell'involucro 2 e la sua estremità di ingresso 5a sfociante all'interno della camera 9, che comunica con la camera 10 attraverso fori 12 ricavati nel setto 7.

L'ingresso 4a del tubo di coda 4 è controllato da un otturatore frontale 13 che è a sua volta controllato da un dispositivo attuatore a membrana 14 connesso tramite una tubazione flessibile 15 al tubo di ingresso 3, in modo da rilevare la pressione dei gas di scarico a monte del dispositivo silenziatore 2, con riferimento alla direzione di flusso G dei gas.

La figura 2 illustra una forma di attuazione semplificata del dispositivo attuatore 14. Quest'ultimo presenta un involucro 16 avente al suo interno una membrana M la cui periferia è connessa a tenuta alla parete dell'involucro 16, in modo da definire all'interno di questo due camere separate 17, 18. La camera 17 comunica tramite un raccordo 17a con la tubazione 15 collegata al tubo di ingresso 3 dei gas di scarico, mentre la camera 18 comunica con l'atmosfera tramite aperture di sfiato 19. La membrana M è collegata tramite uno stelo 20 all'otturatore 13 che coopera con l'estremità 4a del tubo di coda 4, la quale funge da sede di valvola. Lo stelo 20 è montato scorrevole in una struttura fissa 21 di sopporto dell’involucro 16.

La figura 3 illustra una forma di esecuzione della soluzione semplificata illustrata nella figura 2, in cui la struttura di sopporto 21 è costituita da una flangia anulare saldata alla parete dell'involucro 2 del dispositivo silenziatore e presenta un mozzo 22 all'interno del quale è montato scorrevole un corpo cilindrico 23 che ad un'estremità è connesso all'otturatore 13 e all'estremità opposta è collegato mediante accoppiamento filettato allo stelo 20 connesso alla membrana (non visibile nella figura 3) del dispositivo attuatore 16. Fra il mozzo 22 e il corpo cilindrico 23 è interposto un anello di tenuta 24 che è sottoposto alla spinta assiale di una molla a tazza 25 che provvede al recupero dei giochi. In tal modo si assicura una tenuta dei gas di scarico nella zona dell'involucro 2 che viene attraversata dallo stelo connesso alla membrana del dispositivo attuatore. La struttura di sopporto di quest'ultimo presenta inoltre una staffa 26 che sopporta l'involucro 16 ed è fissata mediante bulloni 27 all’involucro 2. Con riferimento ancora alla figura 2, all'interno della camera 18 è prevista una molla elicoidale 30 che spinge la membrana M verso la posizione corrispondente alla posizione dell’otturatore 13 di completa chiusura del tubo di coda 4.

La figura 4 illustra una variante in cui l'involucro 16 del dispositivo attuatore a membrana 14 è circondato da un involucro esterno ausiliario 31. La membrana M presenta il suo bordo periferico esterno 32 pizzicato a tenuta fra i bordi aggraffati di due semigusci di lamiera 33, 34 costituenti l'involucro 16. La membrana M presenta inoltre un'apertura centrale 35 ed è pizzicata, in adiacenza a tale apertura fra due dischi 36, 37 fra loro fissati mediante rivetti 38. L'involucro interno 16 è sopportato in posizione fissa da colonnine 39 avvitate nel corpo dell'involucro 2 del dispositivo silenziatore, sulle quali è montato scorrevole l'involucro esterno ausiliario 31. La membrana M è fissata centralmente, tramite il disco 36, ad uno stelo 40 che è saldato a tale disco e si estende assialmente a partire dalla membrana M in direzione opposta rispetto al lato sul quale si trova il dispositivo silenziatore, ossia attraverso la camera 1B del dispositivo attuatore. Lo stelo 40 è montato scorrevole attraverso un anello di guida 41 sopportato dall'involucro 16 e presenta un'estremità 40a disposta all'esterno dell'involucro 16 che è connessa rigidamente all'involucro esterno ausiliario 31. Quest'ultimo, a sua volta, sul lato opposto è saldato ad uno stelo 20 la cui estremità opposta è connessa all'otturatore 13 e che è montato scorrevole, mediante una ghiera avvitata 44, attraverso due anelli di tenuta 42 serrati entro un corpo cilindrico 43 saldato alla flangia 21. Nella forma di attuazione illustrata nella figura 4, la molla 30 è in forma di molla elicoidale conica. Come si vede in tale forma di attuazione, la camera 17 è completamente isolata e non è attraversata da uno stelo scorrevole come nel caso della figura 3, per cui ogni rischio di trafilamento dei gas di scarico provenienti dalla tubazione 15, a pressione relativamente elevata tipica dei gas di scarico a monte del dispositivo silenziatore, è scongiurato.

Naturalmente, fermo restando in principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo silenziatore per sistemi di scarico di motori di autoveicoli, comprendente un involucro (2), un tubo (3) per l'ingresso dei gas di scarico nell'involucro (2), due tubi di coda (4, 5) per l'uscita in parallelo dei gas di scarico dall’involucro (2), mezzi a valvola (13) per chiudere il passaggio attraverso uno dei due tubi di coda (4), e mezzi attuatori (14) dei mezzi a valvola (13) atti a comandare l'apertura del suddetto passaggio (4) controllato dai mezzi a valvola (13) al di sopra di una velocità predeterminata di rotazione del motore, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a valvola (13) comprendono un otturatore frontale cooperante con un'estremità (4a) di uno dei due tubi di coda (4) che funge da sede per l'otturatore (13), e dal fatto che detti mezzi attuatori (14) comprendono un'attuatore a membrana azionato dalla pressione dei gas di scarico (G) a monte del dispositivo silenziatore, con riferimento alla direzione di flusso dei gas di scarico.
2. 2. Dispositivo silenziatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto attuatore a membrana (14) comprende un involucro (16), una membrana (M) collegata a detto otturatore, che definisce all'interno dell'involucro una prima camera (17) che è in comunicazione con la suddetta pressione di monte dei gas di scarico, ed una seconda camera (18) comunicante con l'atmosfera, e mezzi elastici (30) che spingono la membrana verso la posizione corrispondente alla posizione di chiusura dell'otturatore (13).
3. 3. Dispositivo silenziatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l'involucro (16) dell'attuatore a membrana (14) è circondato da un involucro ausiliario esterno (31), che è connesso a detta membrana (M) tramite uno stelo (40) scorrevole attraverso l'involucro interno (16), detto involucro ausiliario esterno (31) essendo a sua volta connesso a detto otturatore (13) .
4. 4. Dispositivo silenziatore secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che lo stelo (20, 23) connesso a detto otturatore frontale (13) è montato scorrevole attraverso almeno un anello di tenuta (24; 42) portato dall'involucro (2) del dispositivo silenziatore.
5. 5. Dispositivo silenziatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi elastici (25) per spingere detto anello di tenuta (24) contro una superficie di battuta assiale eradiale.
6. 6. Dispositivo silenziatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'involucro interno (16) dell'attuatore a membrana è sopportato dalla struttura dell'involucro (2) del dispositivo silenziatore tramite colonnette (39) che sono montate scorrevoli attraverso il suddetto involucro esterno (31).
7. 7. Dispositivo silenziatore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto involucro esterno (31) è connesso a detta membrana (M) tramite uno stelo (40) fissato centralmente alla membrana M e montato scorrevole attraverso un anello di guida (41) portato dall'involucro interno (16), detto stelo essendo situato nella camera (18) comunicante con l'atmosfera ed avendo un'estremità (40a) esterna all'involucro interno (16) che è connessa rigidamente all'involucro esterno (31).
8. 8. Dispositivo silenziatore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che lo stelo (20) del suddetto otturatore (13) è connesso rigidamente al suddetto involucro esterno (31) in una zona situata sul lato opposto a quello a cui è fissata la suddetta estremità (40a) dello stelo (40 connesso alla membrana (M). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.