ITTO20000622A1 - Albero a gomiti per un motore endotermico e relativo metodo di fabbricazione. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

di brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un alber gomiti per un motore endotermico, e ad un relat metodo di fabbricazione.

Sono noti alberi a gomiti per motori endotermi i quali sono provvisti di cavità interne define condotti di adduzione di olio lubrificante per lubrificazione dei perni di banco e di biella. suddetti alberi sono normalmente realizzati media fusione di ghisa lamellare, ed i condotti lubrificazione sono realizzati mediante operazioni di foratura. Tali lavorazioni sono molto onerose in termini sia di tempo che di costo delle attrezzature; i fori devono inoltre essere tappati, il che richiede ulteriori operazioni accessorie. Gli alberi presentano .·un peso elevato e, in particolare, masse alterne rilevanti.

S i lt ti lb i iti i cavità interne realizzate per fusione con un'anima a perdere. L'alleggerimento così ottenibile è però limitato per ragioni di resistenza meccanica e di processo, e sono normalmente necessarie ulteriori lavorazioni meccaniche.

Sono infine noti alberi a gomiti provvisti di inserto metallico tubolare annegato, il quale consen di realizzare in modo economico le canalizzazio interne per l'olio di lubrificazione e di ridurre peso dell'albero mantenendo una resistenza meccani ottimale. Tali alberi noti presentano però estremi cave, in quanto le porzioni terminali dell'inser tubolare vengono utilizzate nello stampo di colata p supportare l'inserto stesso e quindi sporgono, a cola ultimata, dal corpo in ghisa e devono essere asportat Le estremità cave dell'albero così ottenu costituiscono uno svantaggio poiché devono esse chiuse a tenuta d'olio, il che comporta operazioni addizionali. Inoltre, la presenza delle suddette cavità rende difficile l'esecuzione delle lavorazioni meccaniche di ripresa che sono normalmente necessarie dopo la colata.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un albero a gomiti per un motore endotermico il quale sia privo degli inconvenienti connessi con gli alberi noti e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un albero a gomiti per un motore a combustione interna comprenden un corpo ottenuto per colata e definente una plurali di perni di banco ed una pluralità di manovel costituite, ciascuna, da una coppia di bracci manovella e da un perno di biella collegante det bracci fra loro, ed un inserto tubolare inglobato n detto corpo durante la colata e definente almeno par di un condotto interno per l'adduzione di olio lubrificazione ai detti perni, caratterizzato dal fat che il detto inserto tubolare presenta porzioni estremità chiuse all'interno del detto corpo, det albero comprendendo elementi di supporto del det inserto tubolare durante la colata comprendenti u porzione di ancoraggio piena inglobata nel detto corpo e fissata al detto inserto tubolare.

La presente invenzione è altresì relativa ad un metodo per la fabbricazione di un albero a gomiti per un motore a combustione interna comprendente un corpo ottenuto per colata e definente una pluralità di perni di banco ed una pluralità di manovelle costituite ciascuna, da una coppia di bracci di manovella e da un perno di biella collegante detti bracci fra loro, ed un inserto tubolare inglobato nel detto corpo durante la colata e definente almeno parte di un condotto interno per l'adduzione di olio di lubrificazione ai det perni, il detto metodo comprendendo le fasi di:

fissare al detto inserto elementi di suppor provvisti di rispettive porzioni di ancoraggio piene, disporre il detto inserto in uno stampo di cola nel quale il detto inserto è sostenuto dai det elementi di .supporto, il detto inserto presentan estremità chiuse

effettuare la colata del detto corpo, in modo c dette estremità chiuse del detto inserto e le det porzioni di ancoraggio siano inglobate all'interno d detto corpo, rispettive porzioni di supporto dei det elementi di supporto sporgendo dal detto corpo dopo detta fase di colata; e

asportare le porzioni di supporto dei detti elementi di supporto.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati nei quali :

la figura 1 è una vista laterale di un albero a gomiti realizzato secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista prospettica e parziale di un particolare dell'albero a gomiti di figura 1;

la figura 3 è una sezione secondo la linea III-I di figura 2; e

la figura 4 è una sezione secondo la linea IV-di figura l, in scala ingrandita.

Con riferimento alla figura 1, è indicato nel s complesso con 1 un albero a gomiti per un moto endotermico .

L'albero 1 comprende in modo noto una pluralità perni di banco 2 cilindrici di asse A, ed una plurali di manovelle 3 estendentisi radialmente, ciascuna, f una coppia di perni di banco 2 adiacenti fra lor Ciascuna delle manovelle 3 comprende, a sua volta, u coppia di bracci di manovella 4 paralleli fra loro, estendentisi a sbalzo da rispettivi perni di banco 2, ed un perno di biella 5, avente asse parallelo all'asse A, il quale interconnette integralmente rispettive porzioni di estremità 6 dei bracci di manovella 4.

L'albero 1 comprende un inserto 7 tubolare sagomato il quale si estende sostanzialmente per tutta la lunghezza dell'albero stesso e definisce al proprio interno un condotto principale 8 per l'adduzione di olio lubrificante, ed un corpo 9 realizzato mediante fusione di ghisa sferoidale sull'inserto 7, il quale viene posizionato nello stampo (non illustrato) pri della colata in modo da risultare inglobato nel ghisa.

L'inserto 7 è convenientemente realizzato partire da un tubo cilindrico (non illustrato) acciaio dolce o basso-legato, il quale viene sagoma mediante operazioni successive di stampaggio idroformatura, in modo da assumere la forma illustra parzialmente in figura 2. Più in particolare, l'inser 7 presenta una pluralità di porzioni 11, sostanzialmente cilindriche, inglobate rispettivamen nei perni di banco 2 e nei perni di biella 5 del cor 9, ed una pluralità di porzioni 13 di raccordo le qua interconnettono, ciascuna, una porzione 11 ed una porzione 12 adiacenti fra loro. Le porzioni 13 di raccordo, estendentisi obliquamente lungo i rispettivi bracci di manovella 4 , presentano convenientemente s+'ezione trasversale schiacciata nella direzione dello spessore dei rispettivi bracci di manovella ed allungata in direzione ortogonale all'asse A i d da ridurre il più possibile l'indebolimento strutturale dei bracci di manovella 4 mantenendo comunque una sufficiente sezione di passaggio per l'olio (figura 3). A titolo di esempio, nel caso in cui venga utilizzato un tubo avente un diametro di 20 mm, le porzioni possono essere deformate in modo da assumere, sezione, una larghezza di 30 mm ed uno spessore di mm.

L'inserto 7 termina con rispettive estremità 1 15 schiacciate, le quali sono adiacenti alle porzio cilindriche 11 di estremità e disposte all'interno d relativi perni di banco 2 di estremità. Le estremi 14, 15 si prolungano assialmente a formare, ciascun una coppia di labbri 16 piani paralleli fra loro all'asse A, i quali sono completamente annegati n corpo 9 in modo da non sporgere assialmente dal stesso. Fra i labbri 16 di ciascuna estremità 14, dell'inserto 7 sono fissate rispettive piastrine 18 di supporto, le quali si estendono assialmente a sbalzo dalle estremità 14, 15. Più in particolare, le piastrine 18 comprendono rispettive porzioni di ancoraggio 19 fissate ai labbri 16 in modo da chiudere le estremità 14, 15 dell'inserto 7, e rispettive porzioni di supporto 20 terminali estendentisi a sbalzo oltre il corpo 9 ed atte a cooperare con lo stampo di colata (non illustrato) per sostenere l'inserto 7 durante la colata del corpo 9. Le porzioni di supporto 20 vengono asportate dopo la colata, ad esempio mediante un taglio lungo i piani T.

Dopo la colata e l'asportazione delle porzioni 2 il corpo 9 presenta pertanto estremità 22, 23 chiuse piene, e pertanto lavorabili.

Nella forma di attuazione illustrata, le porzio di fissaggio 19 sono collegate ai labbri 16 median un'operazione di deformazione plastica che produce u bugna 21; in alternativa potrebbe essere utilizzata u saldatura .

In corrispondenza di ciascun perno di banco 2 e biella 5, l'albero 1 presenta un rispettivo condotto radiale per l'adduzione di olio lubrificante d condotto principale 8 alla superficie portante d perno stesso. Convenientemente, tale condotto 24 è realizzato mediante foratura con un utensile.

Da un esame delle caratteristiche dell'albero 1 realizzato secondo la presente invenzione, sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere. In particolare, l'inserto tubolare 7 risulta completamente inglobato del corpo 9 grazie all'impiego di elementi di supporto (piastrine 18) aventi porzioni piene annegate nella ghisa,- si ottengono così estremità 22, 23 piene dell'albero 1, le quali possono essere sottoposte a qualsiasi lavorazione meccanica, in particolare di stacciatura e centratura.

L'albero 1 ed il relativo metodo di fabbricazion consentono pertanto di ottenere i vantaggi propri deg alberi con inserti cavi, cioè una riduzione del pe complessivo e delle masse alterne dell'albero pu mantenendo eccellenti caratteristiche di resisten meccanica dell'albero stesso, e di eliminare g svantaggi connessi con gli alberi cavi noti.

Risulta infine chiaro che alla presente invenzion possono essere apportate modifiche e varianti che no escono dall'ambito di tutela delle rivendicazioni.

In particolare, l'inserto 7 può estendersi lung una porzione limitata dell'albero 1, oppure posson essere previsti più inserti estendentisi, ciascuno, lungo porzioni diverse dell'albero 1. Possono essere previsti uno o più supporti intermedi per l'inserto 7 durante la colata. Inoltre, l'inserto 7 può essere sottoposto ad un trattamento superficiale o ad un rivestimento allo scopo di migliorare l'adesione della ghisa

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Albero a gomiti (1) per un motore a combustione interna comprendente un corpo (9) ottenuto per colata e definente una pluralità di perni (2) di banco ed una pluralità di manovelle (3) costituit ciascuna, da una coppia di bracci (4) di manovella e un perno (5) di biella collegante detti bracci (4) f loro, ed un inserto (7) tubolare inglobato nel det corpo (9) durante la colata e definente almeno parte un condotto interno (8, 24) per l'adduzione di olio lubrificazione ai detti perni (2, 5), caratterizza dal fatto che il detto inserto (7) tubolare presen porzioni di estremità (14, 15) chiuse all'interno d detto corpo (9), detto albero (1) comprendendo elemen di supporto (18) del detto inserto (7) tubolare duran la colata comprendenti una porzione di ancoraggio (1 piena inglobata nel detto corpo (9) e fissata al det inserto (7) tubolare. 2.- Albero (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti elementi di supporto (18) comprendono una porzione di supporto (20) estendentesi all'esterno del detto corpo (9) ed atta ad essere asportata dopo la colata. 3 - Albero (1) secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzato dal fatto che i detti elementi di supporto sono costituiti da piastrine (20) sostanzialmente piane parallele ad un asse (A) del detto albero (1) a gomiti e fissate alle rispettive dette porzioni di estremità (14, 15) del detto inser (7) tubolare. 4.- Albero (1) secondo la rivendicazione caratterizzato dal fatto che le dette piastrine (1 sono fissate al detto inserto (7) tubolare median un'operazione di deformazione plastica (21). 5.- Albero (1) secondo la rivendicazione caratterizzato dal fatto che le dette piastrine (1 sono fissate al detto inserto (7) tubolare median saldatura . 6.- Albero (l) secondo una delle rivendicazio precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto cor (9) è realizzato per fusione di ghisa sferoidale. 7.- Albero (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto inserto (7) è un elemento tubolare continuo estendentesi sostanzialmente per l'intera lunghezza del detto albero (1) e definente al proprio interno un condotto principale (8) continuo. 8.- Albero (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il detto inserto (7) comprende una pluralità di porzioni (11, 12) sostanzialmente cilindriche inglobate in rispettivi detti perni (2, 5) dell'albero (l) stesso, ed una pluralità di porzioni (13) di raccordo estendenti attraverso rispettivi detti bracci (4) di manovella. 9.- Albero (1) secondo la rivendicazione caratterizzata dal fatto che le dette porzioni (13) raccordo presentano sezione trasversale schiaccia nella direzione dello spessore dei rispettivi det bracci di manovella (4), ed allungata in direzio ortogonale ad un asse (A) dell'albero (1) stesso. 10.- Albero (1) secondo una qualsiasi del rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzato dal fatto comprendere una pluralità di condotti radiali (24) p l'adduzione di olio lubrificante dal detto condot principale (8) ad una superficie dei detti perni ( 5). 11.- Albero (1) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che i detti condotti radiali (24) sono ottenuti mediante foratura. 12.- Metodo per la fabbricazione di un albero (l) a gomiti per un motore a combustione interna comprendente un corpo (9) ottenuto per colata e definente una pluralità di perni (2) di banco ed una pluralità di manovelle (3) costituite, ciascuna, da una coppia di bracci (4) di manovella e da un perno (5) di biella collegante detti bracci (4) fra loro, ed un inserto (7) tubolare -inglobato nel detto corpo durante la colata e definente almeno parte di condotto (8, 24) interno per l'adduzione di olio lubrificazione ai detti perni (2, 5), il detto meto comprendendo le fasi di: fissare al detto inserto (7) elementi di suppor (18) provvisti di rispettive porzioni di ancoragg piene, disporre il detto inserto (7) in uno stampo colata nel quale il detto inserto (7) è sostenuto d detti elementi di supporto (18), il detto inserto ( presentando estremità chiuse,· effettuare la colata del detto corpo (9), in mo che dette estremità chiuse del detto inserto (7) e le dette porzioni di ancoraggio siano inglobate all'interno del detto corpo (9), rispettive porzioni di supporto (20) dei detti elementi di supporto (18) sporgendo dal detto corpo (9) dopo la detta fase di colata; e asportare le porzioni di supporto (20) dei detti elementi di supporto (18). 13.- Metodo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che i detti elementi di supporto sono costituiti da piastrine (18) sostanzialmente piane parallele ad un asse (A) d detto albero (l) a gomiti e fissate alle dette porzio di estremità (14, 15) del detto inserto (7). 14.- Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le dette piastrine (1 sono fissate al detto inserto (7) tubolare median un'operazione di deformazione plastica (21). 15.- Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le dette piastrine (1 sono fissate al detto inserto (7) tubolare median saldatura. 16.- Metodo secondo una qualsiasi del rivendicazioni da 12 a 15, caratterizzato dal fatto c il detto inserto (7) è un elemento tubolare continuo estendentesi sostanzialmente per l'intera lunghezza del detto albero (1) e definente al proprio interno un condotto principale (8) continuo, il detto metodo comprendendo la fase di realizzare una pluralità di condotti radiali (24) per l'adduzione di olio lubrificante dal detto condotto principale (8) ad una superficie dei detti perni (2, 5) mediante foratura. 17.- Albero (1) a gomiti per un motore endotermico, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati. 18.- Metodo di fabbricazione di un albero (1) gomiti per un motore endotermico, sostanzialmente co descritto ed illustrato nei disegni allegati,