ITPD950094A1

ITPD950094A1 - Dispositivo meccanico per variare la fase fra albero motore ed un al- bero a camme di un motore a combustione interna

Info

Publication number: ITPD950094A1
Application number: IT95PD000094A
Authority: IT
Inventors: Renzo Tortul
Original assignee: Carraro Spa
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-11
Also published as: US5743155A; EP0742350A2; ITPD950094A0; IT1281881B1; EP0742350A3

Abstract

In un dispositivo meccanico (1) per variare la fase tra albero motore ed un albero a camme (3) di un motore a combustione interna, in cui la variazione di fase viene ottenuta variando la posizione angolare di un corpo (9) cinematicamente collegato all'albero motore rispetto a quella di un albero (2) cinematicamente collegato all'albero a camme (3), tramite il movimento di un pistone (4) e di un elemento anulare ausiliario (23) distanziati assialmente ed interposti tra il corpo (9) e l'albero (2) con i quali sono accoppiati mediante dentature (14, 15, 17, 18), sono previsti mezzi di arresto che limitano la corsa assiale dell'elemento anulare ausiliario (23), determinando, vantaggiosamente, l'arresto del pistone (4) per impuntamento nelle dentature dell'albero (2) e del corpo (9).

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un dispositivo meccanico per variare la fase fra un albero motore ed un albero a camme di un motore a combustione interna, del tipo comprendente un primo ed un secondo componente coassiali fra loro e collegati cinematicamente all'albero motore ed all'albero a camme rispettivamente, un organo a pistone interposto fra detti componenti avente due dentature, di cui una con un angolo di avvitamento rispetto all'altra, in impegno con una dentatura del primo componente e con una dentatura del secondo componente rispettivamente,detto organo a pistone muovendosi rispetto a detti componenti sotto l'azione di un fluido in pressione regolato da una valvola comandata da una centralina elettronica di governo del motore, così da variare la posizione angolare fra il primo ed il secondo componente e la fase fra l'albero motore e l'albero a camme.

Come noto, i dispositivi meccanici del tipo sopra descritto consentono di ottimizzare il funzionamento dei motori a combustione interna nelle differenti condizioni di carico e/o di regime di rotazione.

Tali dispositivi, tuttavia, possono presentare l'inconveniente di generare una certa rumorosità. Infatti, con riferimento ad una distribuzione di tipo convenzionale con valvole e molle di richiamo, durante il funzionamento dei suddetti dispositivi si genera una rumorosità causata dal continuo movimento reciproco tra le dentature accoppiate in seguito alla continua inversione del carico reagente sull'albero a camme dovuto alla dinamica della distribuzione.

D'altra parte, la realizzazione di un accoppiamento perfetto tra le dentature, così da eliminare il gioco esistente tra le stesse, è costruttivamente molto difficile e costoso e quindi impraticabile .

Una soluzione proposta per ovviare a tale inconveniente prevede che l'organo a pistone venga suddiviso in due parti tra le quali si abbia un disallineamento nei tratti di dentatura consecutivi, in modo tale da ottenere, con un opportuno carico elastico fra le suddette parti, il recupero del gioco fra le dentature.

Tale soluzione presenta l'inconveniente che tra i fianchi delle dentature dell'organo a pistone e dei suddetti componenti si ha sempre attrito, dovuto al carico elastico applicato. Questo attrito ostacola il movimento dell'organo a pistone che determina lo spostamento angolare relativo tra i due suddetti componenti, aumentando il tempo necessario per variare la relazione angolare di fase fra l'altiero motore e l'albero a camme.

Scopo della presente invenzione è di escogitare un dispositivo meccanico per variare la fase fra albero motore ed un albero a camme di un motore ,a combustione interna, il quale presenti caratteristiche strutturali e funzionali tali da superare gli inconvenienti citati in relazione alla tecnica nota.

Tale scopo viene raggiunto mediante un dispositivo<’ >meccanico per variare la fase fra albero motore ed un albero a camme di un motore a combustione interna, del tipo comprendente un primo ed un secondo componente coassiali fra loro e collegati cinematicamente all'albero motore ed all'albero a camme rispettivamente, ed un organo a pistone interposto fra detti componenti avente due dentature, di cui una con un angolo di avvitamento rispetto all'altra, in impegno con una dentatura del primo componente e con una dentatura del secondo componente rispettivamente,detto organo a pistone muovendosi rispetto a detti componenti sotto l'azione di un fluido in pressione così da variare la posizione angolare fra il primo ed il secondo componente e la fase fra l'albero motore e l'albero a camme, caratterizzato dal fatto comprendere un elemento anulare ausiliario interpost fra detti componenti ad una prefissata distanza dall'organo a pistone ed avente due dentature in impegno con la dentatura del primo componente e con la dentatura del secondo componente rispettivamente, e mezzi di arresto che limitano la corsa dell'elemento anulare ausiliario bloccando la rotazione relativa tra detti componenti e determinando l'arresto dell'organo a pistone per impuntamento nelle dentature di detti componenti .

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del dispositivo meccanico secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di alcuni suoi esempi di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

- la figura 1 rappresenta una vista schematica in sezione trasversale di un dispositivo meccanico secondo la presente invenzione,

~ la figura 2 rappresenta una vista schematica in sezione trasversale del dispositivo di figura 1 in una fase del suo funzionamento,

- le figure da 3 a 5 rappresentano varianti di un particolare del dispositivo di figura 1, e

le figure 6 e 7 rappresentano una vista schematica in sezione di un dispositivo meccanico secondo la presente invenzione, in accordo con due sue varianti di realizzazione.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 è globalmente indicato un dispositivo meccanico secondo l'invenzione per variare la fase fra l'albero a motore ed un albero a camme 3, illustrato in tratto e punto in figura, di un motore a combustione interna.

Il dispositivo meccanico 1 comprende un primo componente costituito da un corpo anulare 9 cavo, un secondo componente costituito da un albero 2 cavo girevolmente supportato in modo coassiale nel corpo 9, ed un organo a pistone 4 anulare interposto fra il corpo 9 e l'albero 2, anche esso coassiale.

Il corpo 9, di asse X-x, presenta ad una prima estremità 9a un coperchio 5 collegato al corpo 9 mediante saldatura laser ed all'estremità 9b opposta una sede interna circonferenziale nella quale è alloggiato un anello di spallamento 6. Ad una flangia 7 del corpo 9 è fissata mediante viti una ruota dentata 8, la quale è cinematicamente collegata all'albero motore attraverso una cinghia dentata non rappresentata in figura.

L'albero 2 cavo è munito ad una sua estremità 2a di un codolo filettato 10 reso solidale mediante accoppiamento vite/madrevite all'altiero a camme 3 il quale aziona, in modo noto, valvole con richiamo a molla della distribuzione del motore a combustione interna. Molle a tazza il, interposte assialmente fra il coperchio 5 e l'estremità 2b dell'albero 2, spingono elasticamente l'albero 2 ad attestarsi a battuta contro l'anello di spallamento 6 con una sua flangia 12, comprendente una pluralità di fori 13.

Il pistone 4 anulare comprende esternamente una dentatura elicoidale 14 in impegno con una corrispondente dentatura interna 15 del corpo 9. Internamente, il pistone 4 comprende una dentatura 17 preferibilmente di tipo rettilineo in impegno con una corrispondente dentatura esterna 18 dell'albero 2.

Una molla elicoidale 20 ad elica cilindrica è montata coassiale all'albero 2 tra la flangia 12 ed una prima superficie 4a frontale del pistone 4, sulla quale la molla 20 agisce con una prefissata forza assiale.

Canali 21 ricavati nell'albero 2 mettono in comunicazione di fluido la cavità dell'albero 2 con una camera anulare 22, la quale è delimitata radialmente dal corpo 9 e dall'albero 2, ed assialmente dal coperchio 5 e da una seconda superficie 4b frontale del pistone 4.

Il dispositivo meccanico 1 comprende un elemento anulare ausiliario 23 coassialmente interposto fra il corpo 9 e l'albero 2, avente, come il pistone 4, una dentatura elicoidale esterna 24 in impegno con la corrispondente dentatura interna 15 del corpo 9 ed una dentatura rettilinea interna 25 in impegno con la corrispondente dentatura 18 dell'albero 2. L'elemento anulare ausiliario 23 è posizionato assialmente fra il coperchio 5 ed il pistone 4, ad una prefissata distanza da quest'ultimo. L'elemento anulare ausiliario 23 è dotato di una pluralità di fori 26 assiali disposti circonf erenzialmente a passo.

Il dispositivo meccanico 1 comprende mezzi di arresto che limitano la corsa assiale dell'elemento anulare ausiliario 23. Preferibilmente tali mezzi comprendono una prima battuta definita da uno spallamento assiale 16 del coperchio 5 all'interno del corpo 9, contro il quale l'elemento anulare ausiliario 23 si attesta a battuta in una prima posizione di fine corsa, ed una seconda battuta costituita da un anello di spallamento 19 alloggiato in una sede circonferenziale ricavata nell'albero 2, contro il quale l'elemento anulare ausiliario 23 si attesta a battuta in una seconda posizione di fine corsa.

In alternativa, la seconda battuta può essere realizzata almeno da un gradino 27 formato dalla asportazione di una porzione di dentatura rettilinea 18 dell'albero 2, che interferisce con un tratto a sezione piena della dentatura dell'elemento anulare ausiliario 23, essendo il suddetto tratto a sezione piena scorrevole nella porzione priva di dentatura dell'albero 2 (fig.3).

In alternativa, la seconda battuta può essere realizzata mediante un gradino 28 (fig.4) formato sulla dentatura rettilinea 18 dell'albero 2, contro il quale si attesta a battuta l'elemento anulare ausiliario 23 avente, il diametro esterno della dentatura rettilinea interna 25 ribassato rispetto al gradino 28. L'arresto dell'elemento anulare ausiliario 23 può essere ottenuto interponendo un anello di spallamento 29 tra il gradino 28 e l'elemento anulare ausiliario 23 (fig. 5).

Nel funzionamento del dispositivo meccanico 1, ad uno scorrimento assiale del pistone 4 sulla dentatura rettilinea 18 dell'albero 2 corrisponde una rotazione relativa del corpo 9 rispetto all'albero 2, la quale è dovuta all’accoppiamento a dentature elicoidali tra pistone 4 e corpo 9. Tale rotazione relativa comporta a sua volta uno scorrimento assiale dell'elemento anulare ausiliario 23 sulla dentatura rettilinea 18 dell'albero 2. Questo scorrimento è pari a quello del pistone 4, dal momento che l'elemento anulare è anch'esso in impegno con la dentatura elicoidale 15 del corpo 9.

L'azione della molla 20 sul pistone 4 provoca uno scorrimento, verso il coperchio 5, del pistone 4, e quindi anche dell'elemento anulare ausiliario 23, sulla dentatura rettilinea 18 dell'albero 2. Questo scorrimento porta l'elemento anulare ausiliario 23 ad attestarsi a battuta contro lo spallamento 16 nella suddetta prima posizione di fine corsa (fig. 1). L'arresto dell'elemento anulare ausiliario 23 blocca la rotazione relativa fra il corpo 9 e l'albero 2 e determina l'arresto del pistone 4 per impuntamento nelle dentature 15 e 18. E' opportuno sottolineare che l'arresto del pistone 4 con incuneamento nelle dentature 15 e 18, per l'azione esercitata dalla molla 20 su di esso anche quando la rotazione relativa fra il corpo 9 e l'albero 2 è impedita, permette di mantenere, a stretto contatto le dentature accoppiate, eliminando il continuo movimento alternato tra esse che si verifica in seguito alla continua inversione del carico reagente sull'albero a camme e dovuto alla dinamica della distribuzione di cui si è parlato nell'introduzione, rendendo silenzioso il dispositivo meccanico 1.

Per variare la fasatura della distribuzione, ad esempio anticipando l'apertura delle valvole della distribuzione, su comando di una centralina elettronica di governo del motore ed attraverso una opportuna valvola a solenoide, in sé nota e non rappresentata, viene inviato fluido in pressione nella cavità dell'albero 2. Attraverso i canali 21 ed i fori 26 dell'elemento anulare ausiliario 23 il fluido in pressione affluisce nella camera anulare 22 ed agendo in contrasto alla molla 20 provoca uno scorrimento del pistone 4 e dell'elemento anulare ausiliario 23 sulla dentatura rettilinea 18. Questo scorrimento porta l'elemento anulare ausiliario 23 ad attestarsi a battuta contro l'anello di spallamento 19 nella suddetta seconda posizione di fine corsa (fig. 2). Anche in questa condizione, l'arresto del pistone 4 con incuneamento nelle dentature 15 e 18, per l'azione esercitata dal fluido su di esso anche quando la rotazione relativa fra il corpo 9 e l'albero 2 è impedita, permette di mantenere a stretto contatto le dentature accoppiate, eliminando il continuo movimento alternato tra esse.

Per ritornare nella fasatura iniziale, su comando della centralina elettronica ed attraverso la valvola a solenoide, i canali 21 vengono collegati a scarico, cosicché il fluido possa defluire a scarico lungo di essi e l'azione della molla 20 sul pistone 4 possa provocare lo scorrimento, verso il coperchio 5, del pistone 4 e dell'elemento anulare ausiliario 23 sulla dentatura rettilinea 18 dell’albero 2. Come detto in precedenza, questo scorrimento porta l'elemento anulare ausiliario 23 ad attestarsi a battuta contro lo spallamento 16 nella suddetta prima posizione di fine corsa (fig. 1), ed il pistone 4 ad arrestarsi per impuntamento nelle dentature 15 e 18.

I fori 13 della flangia 12 assicurano il drenaggio dal corpo 9 dell'olio che può trafilare dalla camera 22 attraverso il pistone 4.

Vantaggiosamente, nel passaggio dalla prima alla seconda posizione di fine corsa dell'elemento anulare ausiliario, e conseguentemente da una posizione di arresto per impuntamento all'altra del pistone, vi è un ridotto attrito fra le dentature accoppiate rispetto alla soluzione di cui si è riferito nella tecnica nota, nella quale le dentature restano in impuntamento anche durante tale movimento, così da rendere estremamente veloce il movimento del pistone e da ridurre il tempo necessario per variare la relazione angolare di fase tra l'albero motore e l'albero a camme 3.

Con riferimento alla figura 6, è di seguito descritta una differente forma di realizzazione di un dispositivo meccanico secondo la presente invenzione, globalmente indicato con 100.

Il dispositivo meccanico 100 comprende un primo componente costituito da un corpo anulare 101 cavo, un secondo componente costituito da un albero 102 avente un foro centrale e girevolmente supportato in modo coassiale nel corpo 101, ed un .organo a pistone 103 anulare interposto fra il corpo 101 e l'albero 102, anche esso coassiale.

Il corpo 101, di asse X-X, è formato da un semicorpo interno e da un semicorpo esterno, rispettivamente indicati con 104 e 105, resi solidali fra loro mediante un accoppiamento vite/madrevite. Ad una flangia 106 del semicorpo esterno 105 è fissata mediante viti una ruota dentata 107, la quale è cinematicamente collegata all'albero motore attraverso una cinghia dentata non rappresentata in figura. Il corpo 101 presenta ad una sua estremità 101b uno spallamento interno 108 ed all'estremità opposta loia un fondo 109 fissato mediante saldatura al corpo 101. Il fondo 109 comprende un coperchio 110 ad esso collegato mediante accoppiamento vite/madrevite.

Una prima estremità 102a dell'albero 102 comprende una flangia 111 in appoggio contro lo spallamento 108, mentre l'estremità opposta 102b è in appoggio sul fondo 109 del corpo 101. In corrispondenza dell’estremità I02b il foro centrale dell'albero 102 presenta una sede cilindrica 112 avente diametro interno maggiore rispetto a quello del foro.

Un tirante 113 collega assialmente l'albero 102 con un albero a camme 114 rendendoli solidali in rotazione. Il tirante 113 comprende uno stelo inserito nel foro centrale dell'albero 102 ed in un foro centrale dell'albero a camme 114, una testa alloggiata nella sede cilindrica 112 ed una estremità filettata 116 accoppiata con una corrispondente porzione filettata del foro centrale dell'albero a camme 114. Lo stelo del tirante 113 ha diametro minore di quello dei fori nei quali è inserito, cosicché all'interno dell'albero a camme 114 e dell'albero 102 risulta definito un canale anulare 117.

Il pistone 103 comprende esternamente una dentatura elicoidale 118 in impegno con una corrispondente dentatura interna 120 del semicorpo interno 104, ed internamente una dentatura 119 preferibilmente di tipo rettilineo in impegno con una corrispondente dentatura esterna 121 dell'albero 102. Una pluralità di fori 122 radiali ricavati nel corpo del pistone 103 mette in comunicazione di fluido la superficie interna del pistone 103 con quella esterna. Il pistone 103 presenta, in corrispondenza di una estremità rivolta verso l'estremità 101b del corpo 101, una testa 123 avente una superficie frontale di diametro maggiore rispetto alla restante parte con filettatura elicoidale 118. La testa 123 costituisce un setto, assialmente mobile, che divide una camera anulare 124, definita all'interno del dispositivo meccanico 100 dal semicorpo interno 104, dal semicorpo esterno 105 e dall'albero 102, in una prima ed in una seconda semicamera rivolte verso il fondo 109 e verso l'estremità 101b del corpo 101 rispettivamente, il volume delle suddette semicamere è funzione della posizione della testa 123 nella camera anulare 124.

Una molla elicoidale 125, coassiale all'albero 102 ed accolta nella seconda semicamera, agisce in spinta sulla testa 123 del pistone 103.

Un canale 126, ricavato nell'albero 102, mette in comunicazione di fluido, attraverso i fori 122 del pistone 103, la prima semicamera con un primo circuito idraulico di fluido in pressione dell'albero a camme 114 .

Un ulteriore canale 127, ricavato nell'albero 102, mette in comunicazione di fluido la seconda semicamera con il canale anulare 117, il quale è a sua volta in comunicazione di fluido con un secondo circuito idraulico di fluido in pressione dell'albero a camme 114.

Una valvola a solenoide, in sé nota e non rappresentata in figura, è comandabile da una centralina elettronica per passare da una prima posizione di funzionamento in cui mette in comunicazione di fluido il primo circuito idraulico con un circuito principale di fluido in pressione del motore e contemporaneamente, collega a scarico il secondo circuito idraulico, ad una seconda posizione di funzionamento in cui collega a scarico il primo circuito idraulico e contemporaneamente mette il secondo circuito idraulico in comunicazione di fluido con il circuito principale.

Il dispositivo meccanico 100 comprende un elemento anulare ausiliario 128 coassialmente interposto fra il corpo 101 e l'albero 102, avente, come il pistone 103, una dentatura elicoidale esterna 129 in impegno con la corrispondente dentatura 120 del semicorpo interno 104 ed una dentatura rettilinea interna 130 in impegno con la corrispondente dentatura 121 dell'albero 102. L'elemento anulare ausiliario 128 è posizionato assialmente fra il fondo 109 ed il pistone 103, ad una prefissata distanza da quest'ultimo.

L'elemento anulare ausiliario 128 è mobile assialmente fra una prima posizione di fine corsa nella quale si attesta a battuta contro il fondo 109 (fig.

6), ed una seconda posizione di fine corsa nella quale spinge un anello di spallamento 131, scorrevole sull'albero 102, ad attestarsi a battuta contro un gradino 115 formato sulla dentatura rettilinea 121 dell'albero 102, in modo analogo a quanto descritto per la figura 5.

In alternativa la seconda battuta può essere realizzata mediante una delle realizzazioni descritte per il dispositivo meccanico l.

Nel funzionamento del dispositivo meccanico 100, ad uno scorrimento assiale del pistone 103 sulla dentatura rettilinea 121 dell'albero 102 corrisponde una rotazione relativa del corpo 101 rispetto all'albero 102, la quale è dovuta all'accoppiamento a dentature elicoidali tra pistone 103 e corpo 101. Tale rotazione relativa comporta a sua volta uno scorrimento assiale dell'elemento anulare ausiliario 128 sulla dentatura rettilinea 121 dell'albero 102. Questo scorrimento è pari a quello del pistone 103, dal momento che l'elemento anulare è anch'esso in impegno con la dentatura elicoidale 120 del corpo 101.

Con riferimento ad una condizione iniziale in cui la valvola a solenoide è nella sua seconda posizione di funzionamento ed in cui l'azione esercitata dal fluido in pressione contenuto nella seconda semicamera e dalla molla 125 sul pistone 103 portano l'elemento anulare ausiliario 128 ad attestarsi a battuta contro il fondo 109 nella suddetta prima posizione di fine corsa (fig.

6), per variare la fasatura della distribuzione, ad esempio anticipando l'apertura· delle valvole della distribuzione, la centralina elettronica comanda il passaggio della valvola a solenoide dalla seconda alla prima posizione di funzionamento. In questo modo il secondo circuito idraulico viene collegato a scarico facendo defluire il fluido dalla seconda semicamera, mentre nella prima semicamera viene inviato fluido in pressione attraverso il primo circuito idraulico, il canale 126 ed i fori radiali 122 del pistone 103. Per effetto della pressione del fluido nella prima semicamera, il pistone 103, e quindi l'elemento anulare ausiliario 128, effettuano uno scorrimento sulla dentatura rettilinea 121, che porta l'elemento anulare ausiliario 128 ad attestarsi a battuta contro l'anello di spallamento 131 nella suddetta seconda posizione di fine corsa, ciò determina l'arresto del pistone 103 per impuntamento nelle dentature 120 e 121, e l'incuneamento nelle stesse per l'azione esercitata dal fluido sul pistone 103 anche quando la rotazione relativa fra il corpo 101 e l'albero 102 è impedita. L'incuneamento del pistone 103 permette di mantenere a stretto contatto le dentature accoppiate, eliminando il continuo movimento alternato fra esse.

Per ritornare nella fasatura iniziale, la centralina elettronica comanda il passaggio della valvola a solenoide dalla prima alla seconda posizione di funzionamento, cosicché il fluido contenuto nella prima semicamera possa defluire attraverso il primo circuito idraulico collegato a scarico, mentre nella seconda semicamera viene inviato fluido in pressione attraverso il secondo circuito idraulico, il canale anulare 117 ed il canale 127. L'azione congiunta del fluido in pressione e della molla 125 sul pistone 103 provocano uno scorrimento, verso il fondo 109, del pistone 103 sulla dentatura rettilinea 121 dell'albero 102. Questo scorrimento porta l’elemento anulare ausiliario 128 ad attestarsi a battuta contro il fondo 109 nella suddetta prima posizione di fine corsa (fig.

6), determinando l'arresto per impuntamento del pistone 103 nelle dentature 120 e 121.

Il dispositivo meccanico 100 consente di agire sul pistone con fluido in pressione anche durante il movimento di ritorno del pistone dalla seconda alla prima posizione di fine corsa, così da rendere più rapido questo movimento rispetto al caso in cui sul pistone agisce solo la forza esercitata dalla molla. Inoltre, quando l'elemento anulare ausiliario 128 è attestato a battuta contro il fondo 109 nella sua prima posizione di fine corsa, si ha un maggiore incuneamento del pistone 103 nelle dentature 120 e 121, dal momento che all'azione esercitata dalla molla 125 sul pistone si somma l'azione esercitata dal fluido in pressione contenuto nella seconda semicamera.

La presenza della molla assicura, in mancanza di fluido in pressione in entrambi i circuiti idraulici, ad esempio nelle condizioni di avviamento a freddo del motore, l'arresto del pistone con incuneamento nelle dentature nella prima posizione di fine corsa.

Con riferimento alla figura 7 è di seguito descritto un dispositivo meccanico secondo l'invenzione, globalmente indicato con 200, le cui parti che sono strutturalmente e funzionalmente uguali a corrispondenti parti del dispositivo meccanico 100 sono contraddistinte dagli stessi numeri di riferimento e non sono qui di seguito descritte per non appesantire inutilmente la presente descrizione.

Nel dispositivo meccanico 200, una molla ad elica cilindrica 205 coassiale all'albero 102 è accolta nella suddetta prima semicamera ed agisce sulla testa 123 del pistone 103, spingendo il pistone 103 verso l’estremità 102a dell'albero 102. In questo modo il pistone 103 risulta essere parzialmente inserito all'interno della molla 205, così da ridurre l'ingombro assiale del dispositivo meccanico 200 rispetto a quello 100 sopra descritto, nel quale la molla 125 è disposta in accodamento al pistone 103 lungo l'asse X-x.

Un canale 203 ricavato nell'albero 102 mette in comunicazione di fluido, attraverso i fori 122 del pistone 103, la prima semicamera con il canale anulare 117, il quale è a sua volta in comunicazione di fluido con il suddetto secondo circuito idraulico dell'albero a camme 114.

Un ulteriore canale 204, ricavato nell'albero 102 mette in comunicazione di fluido la seconda semicamera con il suddetto primo circuito idraulico dell'albero a camme 114.

Il dispositivo meccanico 200 comprende una pluralità di spine 201 interposte fra l'elemento anulare ausiliario 128 ed il pistone 103 e disposte circonferenzialmente a passo attorno all'albero 102. Preferibilmente le spine 201 sono alloggiate in sedi ricavate assialmente nel pistone 103.

L'albero 102 comprende uno spallamento assiale 202 che limita lo scorrimento assiale delle spine 201 verso l'estremità 102a dell'albero 102.

Quando la valvola a solenoide è nella sua prima posizione di funzionamento, il fluido in pressione affluisce nella seconda semicamera provocando uno scorrimento del pistone 103 e dell'elemento anulare ausiliario 128 verso il fondo 109 in contrasto all'azione della molla 205. Questo scorrimento porta l'elemento anulare ausiliario 128 ad attestarsi a battuta contro il fondo 109 in una prima posizione di fine corsa, determinando l'arresto per impuntamento del pistone 103 nelle dentature 120 e 121. Nella prima posizione di fine corsa le spine 201 sono assialmente libere di muoversi tra il pistone 103 e l'elemento anulare ausiliario 128.

Quando la valvola a solenoide è nella sua seconda posizione di funzionamento, il fluido in pressione affluisce nella prima semicamera provocando uno scorrimento del pistone 103 e dell'elemento anulare ausiliario 128 verso l'estremità 102a dell'albero 102. Durante questo scorrimento le spine 201 sono spinte dall'elemento anulare ausiliario 128 a scorrere verso l'estremità 102a dell'albero 102 fino ad attestarsi a battuta contro lo spallamento assiale 202 dell'albero 102 (fig. 7). Ciò determina l'arresto dell'elemento anulare ausiliario 128 contro le spine 201 in una seconda posizione di fine corsa e l'arresto del pistone 103 per impuntamento nelle dentature 120 e 121.

La presenza della molla 205 assicura, in mancanza di fluido in pressione in entrambi i circuiti idraulici, l'arresto del pistone 103 con incuneamento nelle dentature 120 e 121 nella seconda posizione di fine corsa.

Come si può apprezzare da quanto descritto, uno dei vantaggi del dispositivo meccanico secondo la presente invenzione risiede nel fatto che esso consente di eliminare il continuo movimento alternato tra le dentature di cui si è riferito nella tecnica nota, rendendo silenzioso il suo funzionamento.

Un altro vantaggio risiede nel fatto che durante il movimento fra le opposte posizioni di fine corsa del pistone e dell'elemento anulare ausiliario, vi è un attrito ridotto tra le dentature rispetto alla soluzione di cui si è riferito nella tecnica nota, nella quale le dentature restano in impuntamento anche durante tale movimento, così da rendere veloce il suddetto movimento e da ridurre il tempo necessario per variare la relazione angolare di fase tra l'albero motore e l'albero a camme.

Un altro vantaggio risiede nel fatto che il ridotto attrito tra le dentature accoppiate durante il movimento del pistone permette di utilizzare il dispositivo meccanico secondo la presente invenzione anche con motori aventi una scarsa disponibilità di pressione di fluido per il comando del dispositivo.

Un ulteriore vantaggio risiede nel fatto che il dispositivo meccanico secondo la presente invenzione è risultato essere strutturalmente e funzionalmente semplice rispetto ai dispositivi della tecnica nota,da cui ne consegue un basso costo produttivo ed una elevata affidabilità di funzionamento.

Ulteriormente, il dispositivo meccanico secondo la presente invenzione è risultato essere di ingombro contenuto .

Ovviamente un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti al dispositivo meccanico secondo l'invenzione sopra descritto, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Così ad esempio, il pistone e l'elemento anulare ausiliario possono essere accoppiati all'albero del dispositivo meccanico mediante accoppiamento a dentature elicoidali invece che rettilinee. Si può anche prevedere che, al contrario di quanto descritto ed illustrato, il pistone e l'elemento anulare ausiliario siano accoppiati al corpo mediante dentature rettilinee ed all'albero mediante dentature elicoidali.

Le suddette prima e seconda battuta di arresto possono essere realizzate solidali all'uno od all'altro dei due componenti indifferentemente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo meccanico per variare la fase fra albero motore ed un albero a camme (3;114) di un motore a combustione interna, del tipo comprendente un primo (9;101) ed un secondo componente {2;102) coassiali fra loro e collegati cinematicamente all'albero motore ed all'albero a camme (3;114) rispettivamente, ed un organo a pistone (4;103) interposto fra detti componenti avente due dentature (14,17;118,119), di cui una con un angolo di avvitamento rispetto all'altra, in impegno con una dentatura {15;120) del primo componente (9;101) e con una dentatura (18;121) del secondo componente (2;102) rispettivamente, detto organo a pistone (4;103) muovendosi rispetto a detti componenti sotto l'azione di un fluido in pressione così da variare la posizione angolare fra il primo (9;101) ed il secondo componente (2;102) e la fase fra l'albero motore e l'albero a camme (3;114), caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento anulare ausiliario (23;128) interposto fra detti componenti ad una prefissata distanza dall'organo a pistone (4;103) ed avente due dentature (24,25;129,130) in impegno con la dentatura (15;120) del primo componente (9;101) e con la dentatura (18;121) del secondo componente (2;102) rispettivamente, e mezzi di arresto che limitano la corsa dell'elemento anulare ausiliario (23;128) bloccando la rotazione relativa tra detti componenti e determinando l'arresto dell’organo a pistone (4;103) per impuntamento nelle dentature (15,18;120,121) di detti componenti.
2. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di arresto comprendono una prima battuta, che determina una prima posizione di fine corsa dell'elemento anulare ausiliario (23;128), solidale ad uno di detti componenti ed una seconda battuta, che determina una seconda posizione di fine corsa dell'elemento anulare ausiliario (23;128), solidale all'uno o all'altro di detti componenti.
3. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta prima battuta comprende uno spallamento (16;109) solidale ad uno (9;101) di detti componenti, contro il quale si attesta a battuta l'elemento anulare ausiliario (23;128).
4. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda battuta è realizzata mediante un anello di spallamento (19) alloggiato in una sede ricavata in una dentatura (18) di uno di detti componenti (2), contro il quale si attesta a battuta l'elemento anulare ausiliario (23).
5. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda battuta è realizzata mediante un gradino (27) formato dalla asportazione di una porzione di dentatura (18) di uno (2) di detti componenti, che interferisce con un tratto a sezione piena della dentatura (25) dell'elemento anulare ausiliario (23), essendo detto tratto a sezione piena scorrevole nella porzione priva di dentatura.
6. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda battuta è realizzata mediante un gradino (28) formato sulla dentatura (18) di uno (2) di detti componenti, contro il quale si attesta a battuta l'elemento anulare ausiliario (23).
7. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda battuta è realizzata mediante un gradino (115) formato sulla dentatura (121) di uno (102) di detti componenti contro il quale un anello di spallamento (131) è spinto dall'elemento anulare ausiliario (128) ad attestarsi a battuta.
8. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda battuta è realizzata mediante almeno una spina (201) disposta fra l'organo a pistone (103) e l'elemento anulare ausiliario (128), detta spina (201) essendo mobile fra una posizione libera ed una posizione in cui è spinta dall'elemento anulare ausiliario (128) ad attestarsi a battuta contro uno spallamento (202) solidale ad uno di detti componenti (102).
9. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la dentatura (15;120) del primo componente (9;101) è elicoidale e la dentatura (18;121) del secondo componente (2;102) è rettilinea.
10. Dispositivo meccanico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto primo componente (9;101) è un corpo cavo (9;101) e detto secondo (2;102) componente è un albero cavo (2;102) girevolmente supportato nel corpo cavo (9;101).
11. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il corpo cavo (101) è formato da due semicorpi (104,105) fissati l'uno all’altro mediante accoppiamento vite-madrevite.
12. Dispositivo meccanico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere una molla (20;125;205) attiva sull'organo a pistone (4;103) per mantenerlo in impuntamento nelle dentature (15,18;120,121) con l'elemento anulare ausiliario (23;128) bloccato in una posizione di fine corsa.
13. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detta molla (205) è elicoidale e coassiale al pistone (103), essendo detto pistone (103) almeno parzialmente inserito all'interno della molla (205), nella quale il pistone (103) scorre durante il suo movimento assiale.
14. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo circuito idraulico per agire con detto fluido sull'organo a pistone (4;103) in contrasto alla molla (20;125;205) e mantenerlo in impuntamento nelle dentature (15,18;120,121) con l'elemento anulare ausiliario (23;128) bloccato in una contrapposta posizione di fine corsa.
15. Dispositivo meccanico secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo circuito idraulico per agire con detto fluido sull’organo a pistone (103) in cooperazione con la molla (125;205).