ITMI952220A1 - Punteria idraulica ad azione diretta dotata di rullino di contatto con la camma dell'albero a camme di un motore a combustione interna - Google Patents

Abstract

La punteria idraulica ad azione diretta per motori a combustione interna comprende un corpo di punteria (10) costituito da un elemento cilindrico cavo superiormente aperto e chiuso inferiormente da una base (12); un pistoncino (20) la cui parte inferiore (24) presenta urta spallatura a rientranza (25) per l'appoggio di una molla elicoidale (30); un blocchetto (40) stampato in materiale plastico inserito entro il detto pistoncino (20), una porzione diametrale (400) di detto blocchetto presentando una sede (48) a settore di cilindro disposta trasversalmente alla direzione dì detta porzione diametrale (400); un rullino (60) di contatto con una camma dell'albero a camme, in acciaio temprato accolto e trattenuto in detta sede (48) atto a realizzare una condizione di attrito volvente tra la camma dell'albero a camme del motore e la punteria.(Figura 2)

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"Punteria idraulica ad azione diretta dotata di rullino di contatto con la camma dell'albero a camme di un motore a combustione interna",

La presente invenzione si riferisce ad una punteria idraulica, ad azione diretta, dotata di un rullino di contatto con la camma dell'albero a camme di un motore a combustione interna.

Le punterie idrauliche ad azione diretta, del tipo inseribile direttamente, comprendono, normalmente, un corpo presentante una superficie superiore sostanzialmente piatta che riceve l'azione di una delle camme dell'albero a camme di un motore. La spinta verso il basso, ricevuta sulla testa della punteria viene trasferita, dalla punteria stessa su di un gambo valvolare sollecitato, a sua volta, verso l'alto, per mezzo dell'azione esercitata da una molla. La valvola viene quindi aperta mentre ne viene consentita la chiusura con un movimento perso minimo e con una ripresa automatica del gioco fra lo stelo della valvola e la base della punteria.

Secondo la tecnica tradizionale, durante la rotazione dell'albero a camme, il contatto fra il lobo della camma e la superficie della punteria è del tipo a strisciamento e l'attrito che ne consegue produce un'usura della superficie stessa che obbliga ad una particolare scelta di qualità del materiale della piastrina costituente la superficie della punteria oltre che ad una rettifica della superficie della piastrina con un elevato grado di precisione.

L'attrito a strisciamento comporta pure una perdita interna di energia che riduce il rendimento del motore.

Scopo della presente invenzione è quello di ridurre l'usura di detta piastrina e la detta perdita interna di energia aumentando in tal modo la durata della punteria e delle camme e il rendimento del motore.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una punteria ad azione diretta di costruzione semplificata che mantenga il vantaggio della ripresa del gioco fra punteria e testa della valvola propria delle punterie idrauliche ma con tolleranze di lavorazione meno impegnative.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di non aumentare l'ingombro in altezza della punteria.

Secondo l'invenzione, l'attrito a strisciamento sulla superficie della testa della punteria viene sostituito da un attrito volvente per il fatto di dotare la testa stessa di un semplice rullino di contatto con la camma, in acciaio temprato, l'asse del rullino essendo parallelo all'asse di rotazione dell'albero a camme .

Tale rullino è inserito e trattenuto in un blocchetto di materiale plastico che abbraccia il rullino stesso per uno sviluppo maggiore della metà della sua circonferenza allo scopo di mantenerlo in posizione in modo sicuro pur permettendone la rotazione.

Il blocchetto in materiale plastico è introdotto nel pistoncino della punteria idraulica costituito da un bicchierino sagomato, aperto verso l'alto, introdotto a sua volta con possibilità di scorrimento assiale entro il corpo della punteria costituito da un elemento cilindrico cavo, aperto superiormente e con la base inferiore chiusa. Si formano così due serbatoi contenenti l'olio per il funzionamento della punteria idraulica e precisamente un serbatoio interno per olio a bassa pressione nella cavità anulare compresa fra il blocchetto in materiale plastico e il pistoncino interno ed un serbatoio per olio ad alta pressione nella cavità di fondo compresa fra il detto pistoncino e il corpo della punteria.

Per regolare il gioco che si potrebbe creare tra la valvola e la punteria, una molla solleva l'elemento idraulico creando una depressione nella camera alta pressione.

L'olio proveniente dal circuito di lubrificazione, dopo aver effettuato la lubrificazione tra il rullino e l'albero a camme, riempie per gravità il pozzetto aperto che si forma superiormente al blocchetto di materiale plastico nell'ambito della parete del pistoncino della punteria e scende, attraverso due scanalature laterali al blocchetto stesso, nel serbatoio di olio a bassa pressione, riempiendo inoltre anche il sottostante serbatoio dell'olio ad alta pressione attraverso luci di passaggio poste alla base del pistoncino e dotate di una valvola di non ritorno la quale si apre allorché nel serbatoio alta pressione si forma una depressione in occasione del recupero del gioco quando la valvola motore è chiusa e quindi quando il rullino è in contatto col cerchio base della camma.

Il blocchetto di materiale plastico appoggia con la sua base inferiore sul fondo interno del pistoncino e, assieme a quest'ultimo, viene mantenuto elasticamente premuto verso l'alto da una molla elicoidale contenuta nel corpo della punteria, che agisce sul pistoncino stesso.

In esercizio, il passaggio dell'olio fra il serbatoio a bassa pressione e quello ad alta pressione avviene attraverso una pluralità di fori praticati sul fondo del pistoncino, dotati di detta valvola di non ritorno che si apre quando, dopo un'azione di compressione subita dal pistoncino tramite il blocchetto in materiale plastico e relativo rullino di contatto con il lobo della camma, il pistoncino stesso viene risospinto elasticamente verso l'alto da una molla contenuta nel corpo della punteria.

Per un corretto funzionamento della punteria idraulica, è necessario un trafilamento controllato dell'olio sulla superficie di trafilamento. Poiché il diametro della superficie di trafilamento è circa tre volte maggiore del diametro di una punteria idraulica tradizionale, l'accoppiamento secondo l'invenzione tra le parti interessate è meno sensibile alle tolleranze di lavoro, e ciò permette di effettuare lavorazioni meccaniche con tolleranze maggiori e pertanto meno onerose.

Rispetto alle punterie idrauliche dei molti tipi attualmente in uso si ha anche il vantaggio che la punteria è costituita da un numero limitato di particolari ottenibili con lavorazioni, come già detto, relativamente semplici ed economiche, peraltro non assoggettate a limiti di tolleranza particolarmente stretti, particolarmente nell'accoppiamento fra la parete del pistoncino e quella del corpo della punteria, il complesso della punteria non presentando ingombro in altezza né peso maggiori di quelli delle punterie normalmente oggi impiegate.

Verrà ora riportata una descrizione più dettagliata della presente invenzione, in accordo con una forma preferita di realizzazione, facendo riferimento ai disegni allegati dei quali:

- la figura 1 rappresenta la punteria idraulica completa, secondo l'invenzione, vista in pianta dall'alto;

- la figura 2 rappresenta la punteria idraulica sezionata diametralmente lungo la linea II-II della figura 1;

- la figura 3 rappresenta la punteria idraulica sezionata diametralmente lungo la linea III-III della figura 1;

- la figura 4 rappresenta in vista assonometrica il blocchetto in materiale plastico, costituente la sede del rullino di contatto con la camma, nella punteria secondo l'invenzione;

- la figura 5 rappresenta il blocchetto raffigurato nella figura 4 sezionato secondo la stessa linea II-II della figura 1;

- la figura 6 rappresenta il blocchetto della figura 4 sezionato secondo la stessa linea III-III della figura 1.

Nelle figure da 1 a 3 la punteria idraulica, in-dicata in generale con 1, è formata esternamente da un corpo 10 costituito da un elemento cilindrico cavo aperto superiormente e chiuso inferiormente da una base 12. Entro il corpo 10 è inserito un pistoncino 20 costituito da un bicchierino sagomato la cui parte superiore cilindrica 22 ha il diametro esterno commisurato con il diametro della parete interna del corpo 10 in modo da poter scorrere assialmente entro il corpo stesso con un piccolo gioco mentre la parte inferiore 24 ha un diametro minore in modo da creare una spallatura a rientranza anulare 25. Al di sotto di detta rientranza anulare 25 la parte inferiore 24 del pistoncino 20 forma, col corpo 10, una intercapedine periferica 15 entro la quale è alloggiata una molla elicoidale 30, la cui estremità inferiore appoggia sul fondo del corpo 10 mentre l'estremità superiore appoggia sulla spallatura anulare 25 allo scopo di mantenere elasticamente premuto verso l'alto il pistoncino 20 per collaborare a realizzare una costante ripresa del gioco fra la linea di base della camma e la testa della valvola appoggiata al centro del fondo 12 del corpo di punteria 10.

Entro il pistoncino 20 viene alloggiato un blocchetto 40 stampato in materiale plastico di adatte caratteristiche, atto ad accogliere e trattenere un rullino 60 in acciaio temprato per realizzare una condizione di attrito volvente tra la camma dell'albero di distribuzione a camme del motore a combustione interna e la punteria, esercitando la spinta necessaria all'apertura della valvola del motore regolata dalla relativa punteria idraulica.

Il blocchetto 40, ottenuto per stampaggio, è illustrato in particolare nelle figure da 4 a 6.

In tale blocchetto si distinguono:

- una flangia superiore circolare 42 alla quale sono solidali due alette 44, 44' rivolte verso l'alto aventi lo scopo di mantenere allineato l'asse del rullino 60 con quello dell'albero a camme del motore a combustione interna, il diametro esterno D di detta flangia essendo commisurato al diametro interno del pistoncino 20 in modo da permetterne il montaggio all'interno di quest'ultimo;

- una porzione diametrale 400 comprendente due spalle contrapposte 46, 46' che vanno ad appoggiarsi, internamente al pistoncino 20, sulla spallatura anu-lare 25 mentre, al di sotto delle dette spalle 46, 46' il blocchetto 40 presenta una parte inferiore tronco-conica 402 convergente verso il basso e terminante con una base piatta 405 parallela alla superficie superiore 421 della flangia 42. Data la relativa elasticità del materiale plastico del blocchetto 40 è possibile contare su di un appoggio contemporaneo delle spalle 46, 46' e del fondo 405 rispettivamente sulla spallatura 25 del pistoncino 20 e sulla super-ficie 242 del suo fondo interno (vedi figura 2). Nella vista in sezione perpendicolare a quella della figura 5 (vedi figura 6) nel tratto compreso fra la flangia 42 e l'inizio della parte tronco-conica 402 il blocchetto 40 presenta una zona cilindrica 403, limitata alla larghezza della porzione 400, avente diametro minore della parete interna della parte inferiore 24 del pistoncino 20;

- una sede 48 a settore di cilindro ricavata nella parte centrale della porzione 400 del blocchetto 40, avente diametro congruo per accogliere il rullino 60 in modo da abbracciarlo per più di metà del suo sviluppo circonferenziale per una sicura trattenuta, detta sede 48 essendo dotata di scanalature elicoidali 482 per favorire la lubrificazione del rullino, mentre termina superiormente con due opposte smussature 484, 484' per facilitare l'eventuale inserimento elastico forzato del rullino 60 dall'alto anziché il suo inserimento .laterale. La porzione 400 del blocchetto 40 nella sua parte superiore presenta una riduzione in larghezza in modo da formare due scanalature simmetriche 415, 415' rispetto alla flangia 42 che costituiscono un passaggio per l'olio di lubrificazione del rullino 20. Tali scanalature si estendono verso il basso sostanzialmente sino al livello d'inizio della parte troncoconica 402 del blocchetto 40 per permettere inoltre il riempimento del serbatoio a bassa pressione come in seguito verrà detto.

il rullino 60, che comporta un foro interno 62 di alleggerimento, ha una lunghezza pari alla distanza fra le pareti 410, 410' del blocchetto 40 create dalle dette scanalature 415, 415' in modo da rimanere trasversalmente fissato nel blocchetto stesso mentre, in corrispondenza delle sue estremità, è dotato di smussature 64, 64' (vedi figure 1 e 3) che favoriscono anch'esse l'entrata dell'olio nella sede 48 del blocchetto.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 3 che illustrano la punteria idraulica montata nella sua condizione operativa, fra il pistoncino 20 e il blocchetto 40 si forma un serbatoio 200 di olio a bassa pressione che assume, in generale, una configurazione anulare (figura 2} mentre nelle opposte zone, non in corrispondenza della porzione 400 del blocchetto, come visibile nella figura 3, il volume del detto serbatoio 200 è maggiore per la mancanza delle spalle 46, 46' che ne limitano la capienza. Fra il pistoncino 20 e il corpo 10 della punteria è formata la camera 15 costituente il serbatoio ad alta pressione.

Il passaggio dell'olio fra i due serbatoi viene assicurato attraverso una serie di fori 27 alla base del pistoncino 20 governati da una valvola di non ritorno 28 che si chiude quando il pistoncino 20 scende sotto l'azione della spinta esercitata dal lobo della camma dell'albero di distribuzione a camme contro il rullino 60 e trasmessa attraverso il blocchetto 40. Nel serbatoio 15 la pressione diviene altissima per pochi istanti, facendo scendere il corpo 10 che realizza l'apertura della valvola del motore a combustione interna mentre all'interno del serbatoio 15 si forma una depressione quando il pistoncino 20 risale entro il corpo 10 sotto la spinta della molla 30, permettendo così l'apertura della valvola 28 e il passaggio dell'olio dal serbatoio a bassa pressione 200 al serbatoio 15 ad alta pressione per il riempimento di quest'ultimo.

La punteria, secondo l'invenzione, permette la ripresa del gioco come una normale punteria idraulica pur essendo semplicemente costituita da pochi e semplici elementi apportando in più il vantaggio di una minor criticità delle tolleranze di lavorazione, consentendo di ottenere un minor dispendio di energia data la natura dell'attrito volvente fra camma e punteria.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Punteria idraulica ad azione diretta per motori a combustione interna caratterizzata dal fatto di comprendere: - un corpo di punteria (10) costituito da un elemento cilindrico cavo superiormente aperto e chiuso inferiormente da una base (12); - un pistoncino (20) la cui parte inferiore (24) presenta un diametro inferiore a quello della parte superiore (22) in modo da creare una spallatura a rientranza (25) per l'appoggio di una molla elicoidale (30), allogata entro la base del corpo di punteria (10), detta molla avendo lo scopo di mantenere elasticamente premuto verso l'alto il detto pistoncino, assialmente scorrevole entro detto corpo di punteria (10); - un blocchetto (40) stampato in materiale plastico di adatte caratteristiche inserito entro il detto pistoncino (20), una porzione diametrale (400) di detto blocchetto presentando una sede (48) a settore di cilindro disposta trasversalmente alla direzione di detta porzione diametrale (400); - un rullino (60) di contatto con una camma dell'albero a camme, in acciaio temprato, accolto e trattenuto in detta sede (48) a settore di cilindro ricavata nella porzione (400) del detto blocchetto (40)/ atto a realizzare una condizione di attrito volvente tra la camma dell'albero a camme del motore e la punteria.
2. 2. Punteria idraulica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il movimento assiale del pistoncino (20) entro il corpo di punteria (10) è guidato fra la parete esterna della parte superiore (22) del pistoncino (20) e la parete interna del corpo di punteria (10) fra le quali pareti un opportuno gioco permette un trafilamento controllato di olio verso la parte superiore del corpo (10) stesso.
3. 3. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzata dal fatto che il detto blocchetto (40) integralmente stampato in materiale plastico presenta superiormente una flangia circolare (42) avente diametro (D) congruo con il diametro della parete interna della parte superiore (22) del pistoncino (20), a detta flangia (42) essendo superiormente solidali due alette (44, 44') rivolte verso l'alto aventi lo scopo di mantenere allineato l'asse del detto rullino (60), inserito nella porzione diametrale mediana (400) del detto blocchetto (40), con l'asse dell'albero a camme del motore a combustione interna.
4. 4. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni da 1 a 3 caratterizzata dal fatto che il detto blocchetto (40) presenta, in corrispondenza della porzione diametrale (400), due spalle (46, 46') contrapposte solidali alla detta flangia (42) che si appoggiano, quando il detto blocchetto è inserito nel pistoncino (20), sulla spellatura anulare (25) del pistoncino stesso, mentre la base (405) di detto blocchetto (40) si appoggia contemporaneamente sul fondo del pistoncino.
5. 5. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzata dal fatto che il detto blocchetto (40) presenta, al di sotto delle dette spalle (46, 46') una parte inferiore (402) di forma troncoconica convergente verso il basso in corrispondenza della quale resta delimitato un serbatoio anulare (200) per olio a bassa pressione formato tra il detto pistoncino (20) e il detto blocchetto (40) in materiale plastico.
6. 6. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni da 1 a 5 caratterizzata dal fatto che la porzione diametrale (400) del blocchetto (40) è, nella sua parte superiore, lateralmente staccata dalla flangia (42) del blocchetto stesso, in modo da formare due scanalature simmetriche (415, 415') allo scopo di facil are l'ingresso dell'olio di lubrificazione del rullino (60) trattenuto nella sede (48) del detto blocchetto (40) in materiale plastico.
7. 7. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni da 1 a 6 caratterizzata dal fatto che la sede (48) a settore di cilindro, ricavata nella detta porzione diametrale (400) del detto blocchetto (40), si estende per oltre la metà dello sviluppo circonferenziale del rullino (60) per creare una condizione di sicura trattenuta del rullino stesso e presenta nella parte superiore due smussature (484, 484') per facilitare l'eventuale inserimento elastico forzato del rullino (60) dall'alto.
8. 8. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni da 1 a 7 caratterizzata dal fatto che sulla superficie della detta sede (48) del rullino (60) sono praticate una o più scanalature elicoidali (482) per favorire la lubrificazione del detto rullino.
9. 9. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni da 1 a 8 caratterizzata dal fatto che il passaggio dell'olio fra il detto serbatoio (200) per l'olio a bassa pressione ed un serbatoio (15) per l'olio ad alta pressione, formato tra la parete interna del corpo (10) della punteria e la parte inferiore (24) del pistoncino (20), avviene attraverso una pluralità di luci (27) disposte perifericamente sulla base (26) del detto pistoncino (20), dette luci di passaggio essendo regolate da una valvola (28) di non ritorno che permette il flusso dell'olio dal detto serbatoio (200) al detto serbatoio (15) durante la fase di regolazione del gioco realizzata dalla molla elicoidale (30) che sollecita verso l'alto il detto pistoncino (20) rispetto al detto corpo (10) della punteria.
10. 10. Punteria idraulica secondo le rivendicazioni da 1 a 9 caratterizzata dal fatto che il rullino (60) è cavo e comporta alle sue estremità smussature (64, 64').