IT8648702A1 - Paraolio - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

DESCRIZIONE

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un para_ olio di tipo chiamato paraolio di tipo a periferia metallica e pi? in particolare ad un paraolio ido_ neo a venire adattato in un involucro che ? riscal_ dato a temperature elevate, come nel caso di chiudere a tenuta l'albero a gomiti di un motore di autovei_ colo .

FONDAMENTO n^LL'INVENZIONE

In generale, questo tipo di paraolio ha in cor_ rispondenza della sua porzione periferica esterna un anello metallico di rinforzo idoneo a venire adattato ad una parte stazionaria quale un involucro e in cor_ rispondenza della sua porzione periferica interna un labbro di gomma adatto a venire in contatto di scorri_ mento con un albero rotante.

Nei paraolio convenzionali del tipo descritto, anelli di rinforzo metallici sono fatti di lamiera di acciaio laminata a freddo e sono progettati e co_ struiti in modo da avere una predeterminata tolle_ ranza di adattamento di modo che essi vengono adat_ tati in maniera relativamente semplice negli involucri e vengono mantenuti in maniera sicura in posizione mediante una forza di adattamento (carico di trazione) che pu? impedire in maniera sufficiente che gli anelli di rinforzo metallici vengano tirati fuori facilmente dagli involucri.

Tuttavia, quando un paraolio del tipo descrit_ to viene adattato in un involucro e viene trattenu_ to in maniera sicura in posizione, anche quando la porzione periferica esterna di un anello di rinforzo metallico,, che ? fatto di lamiera d'acciaio laminata a freddo ed ? di 0,5 mm di spessore e 100 mm di dia_ metro esterno , ha una tolleranza di adattamento mas_ sima (interferenza) dell'ordine di 0,4 mm, con cui lo anello di rinforzo metallico pu? venire adattato entro l'involucro, come indicato dalla curva B in figura 2, sorge il problema che la tolleranza di adattamento re_ sidua (cio? una tolleranza misurata immediatamente do_ po che l'anello di rinforzo metallico viene tirato fuo ri dall'involucro dopo che ? stato adattato in esso) cade a circa 0,08 mm a causa delle deformazioni pla_ stiche dell'anello di rinforzo metallico risultante immediatamente dall'adattamento dell'anello di rin_ forzo metallico entro l'involucro.

Quando un involucro ? fatto di un materiale avente un alto coeffiente di dilatazione termica, quale lega di alluminio oppure una resina sintetica in confronto con ferro, il diametro interno dell'in volucro viene dilatato in maniera maggiore del dia_ metro esterno dell'anello di rinforzo di acciaio quando la temperatura dell'involucro sale come in_ dicato dalla curva D in figura 3, di modo che la tol_ leranza di adattamento residua viene gradualmente di_ minuita e diviene zero a circa 105?C e di conseguen_ za l'anello di rinforzo d'acciaio risulta lasco rispet_ to all'involucro. Come risultato, si presentano i pro_ blemi che l'olio fuoriesce attraverso lo spazio o gioco fra l'involucro e l'anello del rinforzo d'acciaio e che l'anello di rinforzo di acciaio viene forzato a venir tirato fuori dall'involucro.

Pertanto, i paraolio convenzionali del tipo in cui la periferia esterna di uri anello di rinforzo me_ tallico viene fatta venire a contatto con la super_ ficie di foro di un involucro, possono venire usati solamente in unione con gliinvolucri fatti di un ac_ ciaio o simile avente un coefficiente di dilatazione termica sostanzialmente uguale all'anello di rinfor_ zo metallico ad un campo elevato di temperature.

Inoltre, come sopra descritto, la tolleranza di adat_ tamento residua viene notevolmente diminuita immedia_ tamente dopo l'adattamento di parti che si accoppia_ no di modo che per mantenere una adatta forza di accoppiamento immediatamente dopo 1'adattamento di parti che si accoppiano, deve venire impiegata la_ miera d'acciaio spessa laminata a freddo. In questo caso, una tolleranza di adattamento progettata deve venire mantenuta con grado elevato di precisione.

Pi? specificamente, come indicato dalla curva F in figura 4, il campo di tolleranze ammissibile di una tolleranza di adattamento rispetto al campo di tolle_ ranze ammissibile di una forza di adattamento o di accoppiamento adatta diviene stretto. Come risultato, in aggiunta alla convenzionale operazione di piega_ tura alla pressa ? richiesta una addizionale opera_ zione quale un'operazione di rettifica allo scopo di mantenere un desiderato grado di precisione, il che si risolve nell'aumento in costo di fabbricazione. Pertanto, attualmente ? estremamente difficile man_ tenere un desiderato grado di precisione dimensiona_ le evitando contemporaneamente l'aumento in costo di fabbricazione .

Poich? ? estremamente difficile mantenere un de_ siderato grado di precisione dimensionale degli anel_ li di rinforzo metallici come sopra descritto, ? stato concepito e presentante un paraolio con una perife_ ria di gomma in cui uno strato di gomma viene cotto al forno attorno alla periferia estern? dell'anello di rinforzo metallico di modo che gli errori dimensio_ nali dell'anello di rinforzo metallico vengono com_ pensati .dalla elasticit? dello strato di gomme e di conseguenza anche quando le precisioni dimensionali dell'anello di rinforzo metallico vengono allentate, pu? venire mantenuta una predeterminata tolleranza di adattamento. Tuttavia, il coefficiente di dilatazione termica della gomma ? estremamente maggiore di quello di un metallo e quando lo strato di gomma periferico esterno dell'anello di rinforzo metallico viene ri_ scaldato a temperature elevate quando l'anello di rin forzo metallico viene adattato entro l'involucro, lo strato di gomma viene notevolmente compresso fra 1'in volucro e l'anello di rinforzo metallico perch? non vi ? spazio disponibile fra essi per permettere la dilatazione dello strato di gomma. Come risultato, le deformazioni elastiche dello strato di gomma si risolvono nel fatto che quando lo strato di gomma vie ne raffreddato, la residua tolleranza di adattamento viene diminuita, risolvendosi nella fuoriuscita di olio.

In aggiunta, nel caso della formatura dello stra to di gomma attorno alla periferia esterna dell'anel_ lo di rinforzo metallico, gomma viene fatta fluire non soltanto entro una porzione di

labbro di tenuta periferica interna, ma anche entro la periferia esterna dalla porzione inferiore dello anello di rinforzo metallico allo stesso tempo, di modo che la quantit? di gomma usata ? aumentata, il che si risolve . nell'aumento tanto nel costo di fabbri_ cazionfe quanto nel peso del paraolio. Inoltre, ? ri_ chiesta una elevata pressione di formatura per formare lo strato di gomma, il numero degli strati di gomma formati nella stessa matrice ? minore ed inoltre vi ? il problema che la percentuale della frazione difet_ tosa ? elevata.

Recentemente, la prestazione dei motori di auto_ veicoli ? progressivamente migliorata di modo che so_ no richiesti paraolio aventi un elevato grado di re_ sistenza al calore capace di resistere ad un campo di temperatura da circa 150?C fino a 200?C. Come risul_ tato, diviene necessario impiegare gomma di elevata qualit? e notevolmetne costosa quale gomma al fluoro. Nel frattempo, i motori di autoveicoli vengono fatti di leghe di metallo leggere, quali una lega di allu_ minio, aventi un elevato coefficiente di dilatazio_ ne termica allo scopo di rendere i motori di peso leg_ gero. Come conseguenza, i paraolio debbono essere fatti di peso leggero e debbono seguire la dilatazio_ ne termica del motore. Sebbene le esigenze per para_ olio divengano severe, come sopra descritto, i co_ sti dei paraolio debbono essere quanto pi? possibi_ le bassi.

BREVE SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione ? stata realizzata per superare i problemi di cui sopra ed altri riscontra_ ti nei paraolio convenzionali ed ha per proprio sco_ po di aumentare la resistenza e la durezza di un anel_ lo di rinforzo metallico di modo che quest'ultimo pos_ sa avere un grado elevato di durata oppure un eleva_ to grado di limite elastico.

Un altro scopo della presente invenzione ? di progettare e costruire un anello di rinforzo metallaro con un elevato grado di durata di modo che quando un paraolio viene adattato entro un involucro, possa ve_ nire mantenuta una tolleranza di adattamento inizia_ le ed anche quando l'involucro avente un elevato coefficiente di dilatazione termica viene riscalda_ to a temperature elevate che vanno da circa 150?C fi no a 200?C, possa venire mantenuto un grado suffi_ cientemente elevato di forza di adattamento oppure accoppiamento, impedendo in tal modo in maniera sicu_ ra l'allentamento dell'anello di rinforzo metallico rispetto all'involucro, per cui pu? sempre venire assicurata la completa tenuta stagna periferica ester_ na .

Altro scopo della presente invenzione ? di ri_ durre lo spessore di un anello di rinforzo metalli_ co di modo che nel caso di formatura siano consenti_ te tolleranze dimensionali relativamente grandi, il procedimento di formatura dell'anello di rinforzo me_ tallico venga migliorato e venga ridotto il costo di fabbricazione .

Altro scopo ancora della presente invenzione ? di fornire un paraolio che sia di peso leggero ed eco nomico da produrre poich? gomma viene usata soltanto nella formatura di una porzione di labbro di tenu_ ta, la formazione della porzione di labbro di tenuta viene migliorata e l'anello di rinforzo metallico vie ne fatto di spessore sottile di modo che il costo complessivo dei materiali pu? venire ridotto.

Per gli scopi di cui sopra ed altri, secondo la presente invenzione, l'anello di rinforzo metallico viene fatto di lamiera d'acciaio sottile e poi vie_ ne sottoposto ad un procedimento di indurimento qua_ le un procedimento di nitrurazione oppure un proce_ dimento di cementazione di modOche l'anello di rin_ forzo metallico ha un grado elevato di resistenza ed un grado elevato di durezza e di conseguenza ha un grado elevato di durata oppure un elevato limite elastico.

Secondo la presente invenzione, l?anello di rinforzo metallico viene sottoposto al procedimen_ to di indurimento, come descritto sopra, di modo che la sua periferia esterna ha un grado elevato di durata. Pertanto, quando un paraolio secondo la pre_ sente invenzione viene adattato entro un involucro avente un elevato coefficiente di dilatazione termi_ ca e quando l'involucro viene riscaldato a tempera^ ture^elevate , pu? venire soddisfacentemente mantenu ta una predeterminata tolleranza di adattamento di modo che la fuoriuscita di olio dovuta all'allenta_ mento della forza di adattamento od accoppiamento e lo staccarsi del paraolio dall'involucro possono ve_ nire sicuramente impediti.

L'anello di rinforzo metallico viene sottopo_ sto al procedimento di indurimento, quale un proce__ dimento di nitrurazione, allo scopo di aumentare la sua durata di modo che gli anelli di rinforzo metal_ lici possono essere fatti di una lamiera d'acciaio estremamente sottile e tolleranze dimensionali pos_ sono venire notevolmente allentate di modo che la fabbricazione di anelli di rinforzo metallici pu? venire notevolmente semplificata ed il costo di fabbricazione pu? venire notevolmetne ridotto. In aggiunta,gomma viene usata solamente per formare una porzione di labbro di tenuta di modo che pu? venire usata una bassa pressione di formatura ed in una ope_ razione possono venire formate un gran numero di por_ zioni di labbro di tenuta. Inoltre, la quantit? di gom ma usata pu? venire ridotta, di modo che pu? venire diminuito il peso di gomma usata.

Come conseguenza, la presente invenzione pu? fornire paraolio che sono di peso leggero ed econo_ mici da produrre, tuttavia molto affidabili e sicu__ ri nel funzionamento.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI ANNESSI

La figura 1 ? una vista in sezione longituinale parziale di un paraolio secondo la presente invenzio__ ne adattato entro un involucro;

la figura 2 ? un diagramma che illustra la re_ lazione fra una tolleranza di adattamento prima che il paraolio secondo la presente invenzione e il pa_ raolio della tenica antecedente vengano adattati en__ tro gli involucri ed una tolleranza di adattamento residua dopo che essi sono stati adattati entro gli involucri ;

la figura 3 ? un diagramma che illustra le va_ riazioni nella tolleranza di adattamento residua del paraolio secondo la presente invenzione e del paraolio della tecnica antecedente quando la tempe_ ratura nell'involucro aumenta; e

la figura 4 ? un diagramma che illustra la re_ lazione fra una tolleranza di adattamento ed una for_ za di adattamento od accoppiamento del paraolio se_ condo la presente invenzione e del paraolio della tecnica antecedente.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE REALIZZAZIONI

Riferendosi dapprima alla figura 1, un paraolio generalmente indicato dal numero 11 di riferimento ha un anello 1 di rinforzo metallico che ? fatto di una lamiera metallica estremamente sottile ed ha configurazione in sezione trasversale sostanzialmente a forma di L ed un labbro 2 di tenuta fatto di una gomma resistente alcalore,quale gomma al fluoro ? attaccato alla porzione di bordo periferica interna piegata obliquamente verso l'alto di una porzione la a flangia sostanzialmente orizzontale dell'anel_ lo 1.

L'anello 1 di rinforzo metallico fatto di lamiera metallica nella forma di una L, come sopra descritto, viene poi sottoposto ad un procedimento di indurimen_ to quale il procedimento di nitrurazione, il proce_ dimento di cementazione oppure qualsiasi altro adat_ to trattamento termico di modo che la sua resistenza e'la sua durezza vengono aumentate e di conseguenza la porzione lb periferica esterna o cilindrica dello anello 1 ha un elevato grado di durata oppure un ele_ vato limite elastico.

In generale, lo spessore dell'anello 1 di rin_ forzo metallico varia in dipendenza dal suo diametro esterno ed ? sottile come 1/3 fino ad 1/2 in confron_ to con i paraolio convenzionali. Per esempio, lo spes sore di un convenzionale paraolio di diametro ester no minore di 30 mm ? di 0,5 irai, mentre lo spessore di un paraolio della presente invenzione avente un diametro esterno corrispondente ? soltanto di 0,3 mm. In confronto con lo spessore di 0,8 mm dei convenzio_ nali paraolio di 30-60 mm di diametro esterno, lo spessore del paraolio della presente invenzione aven_ te un diametro esterno corrispondente ? solamente di 0,4 mm. Inoltre, ih confronto con lo spessore di 1,0 mm dei paraolio antecedentidi 60 mm-120 mm di diametro esterno, lo spessore del paraolio della pre_ sente invenzione avente un diametro esterno corrispon dente ? solamente di 0,5 mm.

E' preferibile che un agente di tenuta, quale un materiale di tenuta venga applicato alla superfi_ eie cilindrica di accoppiamento esterna della porzio_ neperiferica esterna lb dell'anello di rinforzo metal lico.

Il paraolio 11 con la costruzione sopra descrit_ ta viene impiegato, per esempio,per chiudere a tenu_ ta l'albero a gomiti di un motore di autoveicoli di elevata potenza fatto di una lega di alluminio. An_ che quando un involucro 3 entro il quale ? adattato il paraolio 11 ? fatto di un materiale quale lega di alluminio oppure una materia plastica avente un coeffi ciente relativamente elevato di dilatazione termica e viene riscaldato a temperature elevate di circa 200?C, la porzione periferica esterna lb dell'anello 1 di rinforzo metallico indurito mantiene ancora sufficien_ temente un elevato grado di durata di modo che anche a temperature elevate pu? venire mantenuta una sufficien_ te tolleranza di adattamento, per cui possono venire impediti lo staccarsi del paraolio 11 dall'involucro 3 e la fuoriuscita di olio.

Cio?, come indicato dalla curva A in figura 2, la tolleranza di adattamento prima dell'adattamento e la tolleranza di adattamento residua dopo adatta_ mento dell'anello 1 di rinforzo metallico del para_ olio 11 secondo la presente invenzione sono sostan_ zialmente uguali fino a che la tolleranza di adatta_ mento prima dell'adattamento ? di 0,3 min, di modo che la tolleranza di adattamento iniziale pu? venire man_ tenuta in maniera soddisfacente. Inoltre, come indi cato dalla curva C in figura 3, la tolleranza di ad?t_ tamento residua del paraolio 11 che ha l'anello 1 di rinforzo metallico avente 100 min di diametro esterno e 0,5 mm di spessore e sottoposto al procedimento di nitru razione e che ? adattato a temperatura ambiente en_ tro l'involucro fatto di una lega di alluminio, mantie_ ne una tolleranza di adattamento (0,3 mm) definita quando l'anello di rinforzo metallico ? stato forma_ to e quando l'involucro 3 viene gradualmente riscalda_ to di modo che il suo diametro interno viene aumenta^ to a causa di dilatazione termica, la tolleranza di adattamento residua viene gradualmetne diminuita, co_ me indicato dalla curva C in figura 3. E quando 1'in_ volucro 3 viene riscaldato fino a circa 200?C, la tol_ leranza di adattamento residua diviene di_Otl mm

di modo che pu? venire mantenuto l'accoppiamento ad adattamento soddisfacente fra l'involucro ed il pa_ raolio 11.

Pertanto, ? evidente che la tolleranza di adat_ tamento ad un campo di temperature elevate fino ad ora non ottenibile dall'anello di rinforzo metalli_ co della tecnica antecedente, pu? venire mantenuta dall'anello 1 di rinforzo metallico secondo la pre_ sente invenzione.

In aggiunta, come indicato dalla curva E in figura 4, il campo ammissibile di tolleranza di adattamento rispetto al campo ammissibile di adat__ ta forza di accoppiamento ad adattamento viene aumen tato di modo che la tolleranza dimensionale dello anello di rinforzo metallico pu? venire allentata e di conseguenza la fabbricazione degli anelli di rinforzo metallici viene facilitata in maniera con_ seguente .

Vi ? tendenza che guanto maggiore ? la tolle_ ranza di adattamento prima dell?adattamento, tanto maggiore diviene la tolleranza di adattamento resi_ dua a temperature elevate, per? quando la tolleran_ za di adattamento ? troppo grande diviene difficolto so adattare un paraolio in un involucro, di modo che ? preferibile che il limite superiore della tol_ leranza di adattamento prima dell'adattamento sia dell'ordine di 0,4 mm.

L'anello 1 di rinforzo metallico viene sempre

3

accoppiato con l'involucro/con una adatta tolleran_ za di adattamento di modo che il labbro 2 di tenuta viene sempre portato a contatto soddisfacentemente intimo con la superficie cilindrica esterna di un albero rotante 5 sotto la forza di una molla 4 sistemata sulla superficie radialmente esterna del

Claims (3)

RIVENDICAZIONI

1. Paraolio del tipo avente un anello di rin_ forzo metallico la cui porzione periferica esterna ? adattata a tenuta d'olio entro un involucro, ilq quale paraolio ? caratterizzato da ci? che dopo la formazione oppure fabbricazione di detto anello di rinforzo metallico, quest'ultimo viene sottoposto ad un procedimento di indurimento di modo che la sua durata viene aumentata oltre la durata intrinseca di un materiale grezzo di detto anello di rinforzo metallico; ed un labbro di tenuta ? formato sopra la porzione di bordo periferica interna di una por_ zione di flangia anulare di detto anello di rinfor? zo metallico.

2. Paraolio secondo la rivendicazione 1, in cui detto procedimento di indurimento consiste di un procedimento di nitrurazione.

3. Paraolio secondo la rivendicazione 1, in cui detto involucro ? fatto di un materiale avente un coefficiente di dilatazione termica maggiore di quel_ lo del ferro