ITBO20000127A1 - Attuatore elettromagnetico per l' azionamento delle valvole di un motore a scoppio con recupero dei giochi meccanici . - Google Patents

Description

D E S C R I Z ION E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un attuatore elettromagnetico per l'azionamento delle valvole di un motore a scoppio.

Come è noto, sono attualmente in fase di sperimentazione dei motori a scoppio in cui le valvole di aspirazione e di scarico che mettono selettivamente in comunicazione la camera di scoppio del motore con il collettore di aspirazione e, rispettivamente, con il collettore di scarico del motore sono azionate da attuatori elettromagnetici pilotati da una centralina elettronica di comando. Tale soluzione permette di variare in modo molto preciso alzata, tempo di apertura, ed istanti di apertura e chiusura delle valvole in funzione della velocità angolare dell'albero a gomiti e di altri parametri di funzionamento del motore, aumentando sensibilmente il rendimento del motore.

L'attuatore elettromagnetico che attualmente fornisce le prestazioni migliori, è disposto a fianco dello stelo della valvola del motore a scoppio da muovere assialmente, e comprende: un telaio di supporto solidale alla testata del motore a scoppio; un braccetto oscillante in materiale ferromagnetico, presentante una prima estremità incernierata al telaio di supporto in modo tale da poter oscillare attorno ad un asse di rotazione perpendicolare all'asse longitudinale della valvola, ed una seconda estremità sagomata a camma disposta in battuta sull'estremità superiore dello stelo della valvola; ed una coppia di elettromagneti disposti da bande opposte della porzione centrale del braccetto oscillante, in modo tale da poter attrarre a comando ed alternativamente il braccetto oscillante, facendolo ruotare attorno al suo asse di rotazione.

Normalmente, ciascun elettromagnete è costituito da un nucleo magnetico formato da un pacco di lamierini serrati tra due piastre metalliche laterali facenti parte del telaio di supporto, e da una bobina in materiale elettricamente conduttore calzata sul nucleo magnetico.

L'attuatore elettromagnetico comprende infine due elementi elastici atti a mantenere il primo la valvola del motore in posizione di chiusura, ed il secondo il braccetto oscillante in una posizione tale da mantenere la stessa valvola in posizione di massima apertura. I due elementi elastici agiscono in contrapposizione uno all'altro, e sono dimensionati in modo tale da posizionare, quando gli elettromagneti sono entrambi disalimentati, ossia in condizione di equilibrio, il braccetto oscillante in una posizione di riposo in cui quest'ultimo risulta sostanzialmente equidistante dalle teste polari dei due elettromagneti, in modo tale da mantenere la valvola del motore in una posizione intermedia tra la posizione di chiusura e la posizione di massima apertura.

Il principale inconveniente dell'attuatore elettromagnetico sopra descritto è quello di presentare un gioco meccanico tra l'estremità sagomata a camma del braccetto oscillante e l'estremità superiore dello stelo della valvola che varia sensibilmente in funzione della temperatura di esercizio dell'attuatore, vanificando in parte i vantaggi derivanti dall'uso di un siffatto attuatore elettromagnetico. L'alzata della valvola, il tempo di apertura, e gli istanti di apertura e chiusura delle valvole variano infatti sensibilmente in funzione del gioco meccanico esistente tra l'estremità sagomata a camma del braccetto oscillante e l'estremità superiore dello stelo della valvola, riducendo sensibilmente la precisione di azionamento ottenibile dal suddetto attuatore elettromagnetico.

Nell'attuatore elettromagnetico sopra descritto è inoltre molto importante che i pacchi di lamierini di ciascun elettromagnete mantengano sempre una loro posizione ottimale determinata, in cui i traferri tra i lamierini sono ridotti al minimo. Tale necessità è dovuta all'esigenza di minimizzare il consumo di energia elettrica dei due elettromagneti, infatti tanto maggiori sono i traferri del circuito magnetico, tanto maggiori sono le correnti magnetizzanti che devono circolare negli elettromagneti e, quindi, tanto maggiore e' la potenza impegnata e la potenza dissipata dagli elettromagneti stessi. Ridurre al minimo i traferri comporta una elevata precisione di montaggio dei componenti del circuito magnetico (essenzialmente gli elettromagneti ed il braccetto oscillante), precisione di montaggio che deve venire mantenuta nel tempo durante il normale funzionamento dell'attuatore, quindi eventuali variazioni alla posizione ottimale dei pacchi di lamierini (dovute a spostamenti e/o deformazioni dei lamierini stessi in seguito a sollecitazioni meccaniche) possono facilmente comportare un aumento complessivo dei traferri.

Scopo delle presente invenzione è quello di realizzare un attuatore elettromagnetico per l'azionamento delle valvole di un motore a scoppio che permetta il recupero dei giochi meccanici e che, nel contempo, permetta di mantenere nella citata posizione ottimale determinata i pacchi di lamierini che compongono il nucleo magnetico di ciascun elettromagnete.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un attuatore elettromagnetico per l'azionamento delle valvole di un motore a scoppio che comprende una testata, almeno una camera di scoppio a volume variabile, almeno un condotto di collegamento atto a mettere in comunicazione la detta camera di scoppio con l'esterno, ed almeno una valvola atta a regolare il passaggio di fluidi da e verso la detta camera di scoppio; la detta valvola essendo montata assialmente mobile nella testata tra una posizione di chiusura in cui ostruisce il detto condotto di collegamento, ed una posizione di massima apertura in cui permette il passaggio dei fluidi attraverso il condotto di collegamento con la massima portata consentita; il detto attuatore elettromagnetico essendo montato sulla testata per muovere a comando la detta valvola tra la sua posizione di chiusura e la sua posizione di massima apertura, ed essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di recupero dei giochi meccanici esistenti tra la detta valvola e l'attuatore stesso .

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista frontale, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, di un motore a scoppio provvisto di un attuatore elettromagnetico per l'azionamento delle valvole di aspirazione e/o di scarico realizzato secondo i dettami della presente invenzione; la figura 2 è una vista laterale, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, dell'attuatore elettromagnetico illustrato in figura 1;

la figura 3 è prima variante dell'attuatore elettromagnetico illustrato in figura 1;

la figura 4 è una seconda variante dell'attuatore elettromagnetico illustrato in figura 1;

la figura 5 è una vista laterale, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, dell'attuatore elettromagnetico illustrato nella figura 4; e

la figura 6 è una vista prospettica di un elemento dell'attuatore elettromagnetico illustrato nella figura 4 e 5.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un attuatore elettromagnetico atto a spostare a comando almeno una valvole 2 di aspirazione o di scarico di un motore a scoppio, che normalmente comprende un basamento 3; uno o più pistoni (non illustrati) montati assialmente scorrevoli all'interno di rispettive cavità cilindriche ricavate nel corpo del basamento 3; ed una testata 4 disposta sulla sommità del basamento 3 a chiusura delle citate cavità cilindriche .

All'interno della rispettiva cavità cilindrica, ciascun pistone delimita, unitamente alla testata 4, una camera di scoppio 5 a volume variabile, mentre la testata 4 è provvista, per ciascuna camera di scoppio 5, di almeno un condotto di aspirazione e di almeno un condotto di scarico atti a collegare la camera di scoppio 5, rispettivamente, con il collettore di aspirazione e con il collettore di scarico del motore, entrambi di tipo noto e non illustrati.

Con riferimento alla figura 1, il motore a scoppio è infine provvisto di un gruppo di tali valvole 2 di aspirazione e di scarico le quali sono atte a regolare, rispettivamente, l'afflusso di aria all'interno della camera di scoppio 5 attraverso il condotto di aspirazione, ed il deflusso di gas combusti dalla camera di scoppio 5 attraverso il condotto di scarico.

Nella fattispecie, il motore a scoppio presenta in corrispondenza dell'ingresso di ciascun condotto, sia esso di aspirazione o di scarico, una rispettiva valvola 2 a fungo di tipo noto, la quale è montata sulla testata 4 del motore con il proprio stelo 2a assialmente scorrevole attraverso il corpo della testata 4, e la propria testa 2b assialmente mobile in corrispondenza dell'ingresso del condotto, in modo tale da essere mobile tra una posizione di chiusura, in cui la testa 2b della valvola 2 impedisce il passaggio dei gas attraverso il condotto di aspirazione o di scarico da e verso la camera di scoppio 5, ed una posizione di massima apertura, in cui la testa 2b della valvola 2 permette il passaggio dei gas attraverso il condotto di aspirazione o di scarico da e verso la camera di scoppio 5 stessa con la massima portata possibile.

Nella figura 1, in particolare, sono visibili una porzione della testata 4 in corrispondenza di una camera di scoppio 5, il tratto terminale del condotto di aspirazione relativo a tale camera di scoppio 5, e la valvola 2 di aspirazione atta regolare il passaggio dell'aria attraverso il citato condotto di aspirazione, di seguito indicato con il numero 6.

Con riferimento alle figure 1 e 2, l'attuatore elettromagnetico 1 comprende un telaio di supporto 10 incernierato alla testata 4 del motore a scoppio come verrà meglio specificato in seguito; un braccetto oscillante 11 in materiale ferromagnetico, presentante una prima estremità 11a incernierata al telaio di supporto 10 in modo tale da poter oscillare attorno ad un asse di rotazione A perpendicolare all'asse longitudinale L della valvola 2, ed una seconda estremità 11b disposta direttamente in battuta sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2; ed una coppia di elettromagneti 12 disposti uno al di sopra dell'altro da bande opposte della porzione centrale del braccetto oscillante 11, in modo tale da poter attrarre a comando ed alternativamente il braccetto oscillante 11, facendolo ruotare attorno all'asse di rotazione A. Secondo una preferita forma di attuazione, anche il braccetto oscillante 11, o almeno una parte deio stesso, è realizzata mediante un pacco di lamierini di materiale ferromagnetico per ridurre le perdite per correnti parassite.

Nell'esempio illustrato, il telaio di supporto 10 è costituito da una coppia di piastre 13 parallele ed affacciate tra loro, che si estendono a lato dello stelo 2a della valvola 2 da movimentare assialmente parallelamente all'asse longitudinale L della valvola 2 stessa, e sono incernierate sulla testata 4 del motore in modo tale da poter oscillare attorno ad un asse di rotazione B preferibilmente, ma non necessariamente, parallelo all'asse di rotazione A del braccetto oscillante 11.

Per quanto riguarda invece il braccetto oscillante 11, esso è disposto tra le piastre 13 che definiscono il telaio di supporto 10, ed è costituito da una piastra centrale 14 in materiale ferromagnetico posizionata nello spazio esistente tra le teste polari dei due elettromagneti 12, da un elemento tubolare cilindrico 15 solidale ad un bordo laterale della piastra centrale 14, ed infine da una appendice 16 estendentesi a sbalzo dalla piastra centrale 14 dalla parte opposta dell'elemento tubolare cilindrico 15. Con particolare riferimento alle figure 1 e 2, l'elemento tubolare cilindrico 15 si estende coassiale all'asse di rotazione A, è montato girevole sulle piastre 13 che definiscono il telaio di supporto 10 tramite l'interposizione di cuscinetti di rotolamento di tipo noto, e definisce l'estremità Ila del braccetto oscillante 11; mentre l'appendice 16 è sagomata a camma ed è disposta direttamente in battuta sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2, definendo l'estremità 11b del braccetto oscillante 11 stesso.

Per quanto riguarda i due elettromagneti 12, sono entrambi disposti tra le piastre 13 del telaio 10 e ciascuno di essi, nell'esempio illustrato, comprende un nucleo magnetico 17 conformato ad U, fissato al telaio di supporto 10 in modo tale che le sue due teste polari risultino affacciate alla piastra centrale 14, ed una bobina 18 di materiale elettricamente conduttore calzata sul nucleo magnetico 17 stesso.

È opportuno sottolineare che il nucleo magnetico 17, per ridurre le perdite di isteresi, è costituito da un pacco di lamierini in materiale ferromagnetico mantenuti aderenti tra loro da bulloni di serraggio 19 montati passanti attraverso le piastre 13.

Con riferimento alle figure 1 e 2, l'attuatore elettromagnetico 1 comprende inoltre due elementi elastici atti a mantenere uno la valvola 2 in posizione di chiusura, e l'altro il braccetto oscillante 11 in battuta su uno dei due elettromagneti 12, ed in particolare su quell'elettromagnete 12 contro cui deve andare normalmente in battuta il braccetto oscillante 11 per posizionare la valvola 2 in posizione di massima apertura .

Nella fattispecie, il primo elemento elastico dell'attuatore elettromagnetico 1, di seguito indicato con il numero 20, è costituito da una molla elicoidale calzata sullo stelo 2a della valvola 2 in modo tale da presentare una prima estremità in battuta sulla testata 4 del motore, ed una seconda estremità in battuta su di un codolo di riscontro 21 fissato sullo stelo 2a della valvola 2 stessa. Il secondo elemento elastico dell'attuatore elettromagnetico 1, di seguito indicato con il numero 22, è invece costituito, nell'esempio illustrato, da una barra di torsione inserita parzialmente all'interno dell'elemento tubolare cilindrico 15, in modo tale da presentare una prima estremità 22a angolarmente solidale all'elemento tubolare cilindrico 15, ed una seconda estremità 22b solidale ad una delle piastre 13 del telaio di supporto 10 tramite una elemento di bloccaggio e registrazione 23 presente sulla stessa.

È opportuno sottolineare che i due elementi elastici, ossia la molla elicoidale 20 e la barra di torsione 22, agiscono in contrapposizione uno all'altro e che le loro costanti elastiche sono scelte in modo tale da posizionare, quando gli elettromagneti 12 sono entrambi disalimentati, ossia in condizione di equilibrio, il braccetto oscillante 11 in una posizione di riposo in cui quest'ultimo risulta sostanzialmente equidistante dalle teste polari dei due elettromagneti 12, in modo tale da mantenere la valvola 2 del motore in una posizione intermedia tra la posizione di chiusura e la posizione di massima apertura.

Con riferimento alle figure 1 e 2, l'attuatore elettromagnetico 1 comprende infine un dispositivo di orientamento 24 del telaio atto a ruotare a comando il telaio 10, ovvero le due piastre 13, attorno all'asse di rotazione B, in modo tale da poter recuperare i giochi meccanici esistenti tra l'estremità llb del braccetto oscillante 11, ovvero l'appendice 16 sagomata a camma, e l'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2.

Nella fattispecie, l'attuatore elettromagnetico 1 comprende uno o più cilindretti idraulici 24 azionati da olio in pressione, i quali sono atti a provocare a comando la rotazione del telaio 10 attorno all'asse di rotazione B, in modo tale da variare la posizione dell'attuatore elettromagnetico 1 rispetto alla testata 4 ed alla valvola 2, così da mantenere ad un valore determinato il gioco meccanico esistente tra l'estremità llb del braccetto oscillante 11, ovvero l'appendice 16 sagomata a camma, e l'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2.

Nell'esempio illustrato, in particolare, l'attuatore elettromagnetico 1 è provvisto di due cilindretti idraulici 24 azionati dall'olio in pressione che circola nel circuito di lubrificazione del motore, ciascuno dei quali è in grado di variare la posizione di una rispettiva piastra 13 del telaio 10 rispetto alla testata 4.

Ogni cilindretto idraulico 24 è infatti disposto a fianco della cerniera che collega la corrispondente piastra 13 alla testata 4, con una prima estremità in battuta sulla testata 4 del motore e con una seconda estremità in battuta sul bordo laterale della piastra 13, in modo tale da regolare la posizione della piastra 13 variando la propria lunghezza assiale. Nell'esempio illustrato, ogni cilindretto idraulico 24 è infatti costituito da due bicchierini 25a e 25b in materiale metallico, accoppiati telescopicamente in modo tale da definire una camera a volume variabile 26 atta ad essere riempita di olio in pressione attraverso una valvola unidirezionale 27 disposta sul fondo del bicchierino interno 25b.

Con riferimento alla figura 1, i cilindretti idraulici 24 vengono disposti sulla testata 4 del motore con il bicchierino esterno 25a con il fondo in battuta sulla piastra 13, e con il bicchierino interno 25b alloggiato capovolto all'interno di una sede 28 ricavata sulla superficie della testata 4. Tale sede 28 è collegata al circuito di lubrificazione del motore in modo tale da essere riempita dall'olio in pressione circolante nel suddetto circuito di lubrificazione.

Quando la pressione dell'olio motore all'interno della sede 28 supera un valore determinato, la valvola unidirezionale 27 sul fondo del bicchierino interno 25b permette all'olio in pressione di fluire all'interno della camera a volume variabile 26, provocando l'espansione progressiva della stessa ed il conseguente allontanando dei due bicchierini 25a e 25b uno dall'altro. La fuoriuscita dell'olio in pressione dalla camera a volume variabile 26 avviene invece per trafilamento in corrispondenza dell'accoppiamento tra i due bicchierini 25a e 25b.

Secondo la variante illustrata nelle figure 4, 5 e 6, il telaio 10 è incernierato ad un elemento di supporto 29 che risulta, a sua volta, fissato alla testata 4 del motore .

Più in dettaglio le piastre 13 che costituiscono il telaio 10 sono incernierate all'elemento di supporto 29 in modo tale da poter oscillare attorno ad un asse di rotazione B' parallelo all'asse di rotazione A del braccetto oscillante 11, sotto la spinta, in questo caso, di un singolo un attuatore idraulico 30 agente direttamente sulla piastra 13 che porta l'elemento di bloccaggio e registrazione 23 della barra di torsione 22. Tale attuatore idraulico 30 costituisce ovviamente il nuovo dispositivo di orientamento del telaio.

Con riferimento alle figure 2 e 3, 1'attuatore idraulico 30 è un attuatore idraulico di tipo noto, in particolare un cilindro idraulico, il quale è azionato da olio in pressione (ad esempio quello che circola nel circuito di lubrificazione del motore) e comprende due elementi cilindrici 36 e 37 accoppiati telescopicamente l'uno con l'altro. L'elemento cilindrico 36 è fissato (in modo noto e non illustrato) alla testata 4, mentre l'elemento cilindrico 37 è in battuta su di un appoggio 38 disposto sul bordo laterale della piastra 13.

Quando l'attuatore idraulico 30 viene alimentato con olio in pressione (attraverso una valvola di non ritorno), l'elemento cilindrico 37 tende ad espandersi assialmente rispetto all'elemento cilindrico 36 con una forza determinata e dipendente dalla pressione dell'olio; se la pressione dell'olio viene mantenuta costante anche la forza di espansione dell'elemento cilindrico 36 rimane costante indipendentemente dalla posizione relativa esistente tra i due elementi cilindrici 36 e 37.

In uso, l'attuatore idraulico 30 è atto ad esercitare sulla piastra 13 del telaio di supporto 10 una forza F costante, la quale tende a fare ruotare il telaio 10 stesso attorno all'asse di rotazione B' in modo da spingere l'appendice 16 contro la parte superiore dello stelo 2a così da poter recuperare i giochi meccanici esistenti tra l'estremità 11b del braccetto oscillante 11, ovvero l'appendice 16 sagomata a camma, e l'estremità superiore dello stelo 2a.

In altre parole, la posizione angolare del telaio di supporto 10 attorno all'asse di rotazione B' viene automaticamente regolata dall'attuatore idraulico 30 in funzione delle variazioni di altezza dell'estremità superiore dello stelo 2a, in modo tale che l'appendice 16 sagomata a camma del braccetto oscillante 11 rimanga sempre a contatto dell'estremità superiore dello stelo 2a con la forza F. La forza esercitata dall'appendice 16 sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2 è pari ad F in condizione statiche e varia, ovviamente, in condizioni dinamiche.

In questa variante inoltre l'appendice 24 presenta una porzione terminale semisferica atta ad impegnare una corrispondente sede semisferica 32 ricavata sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2.

Con riferimento alla figure 6, è opportuno sottolineare inoltre che in questa variante la zona di collegamento tra la barra di torsione 22 e l'elemento tubolare cilindrico 15 del braccetto oscillante 11, ossia l'estremità 22a della barra di torsione 22, è disposta sostanzialmente in linea con l'appendice 16, in modo tale da trovarsi in una posizione di minima distanza rispetto all'appendice 16 stessa. In questo modo, vengono ridotte al minimo le sollecitazioni meccaniche a cui viene sottoposta la piastra centrale 14 del braccetto oscillante 11, in quanto le forze applicate all'appendice 16 presentano un braccio sostanzialmente nullo rispetto alla zona di collegamento e non producono, quindi, coppie di torsione sulla piastra centrale 14.

Secondo la variante illustrata in figura 3, l'estremità 11b del braccetto oscillante 11, ovvero l'appendice 16 sagomata a camma, è disposta in battuta sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2 tramite l'interposizione di un elemento meccanico atto a minimizzare la sollecitazioni flessionali a cui è sottoposto lo stelo 2a della valvola 2 durante il funzionamento .

Tale elemento meccanico nella fattispecie comprende un puntone 40 interposto tra l'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2 e l'estremità llb del braccetto oscillante 11, ed un giunto elastico 41 atto a mantenere il puntone 40 stesso solidale allo stelo 2a della valvola 2. Il puntone 40 è costituito da una asta 40 dimensionata per sopportare e trasferire carichi di compressione, che si estende coassiale allo stelo 2a della valvola 2 e presenta una prima estremità 40a in battuta sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2, ed una seconda estremità 40b in battuta sull'estremità llb del braccetto oscillante 11; mentre il giunto elastico 41 è posizionato in corrispondenza dell'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2, ed è atto a mantenere l'asta 40 coassiale allo stelo 2a della valvola 2, con la sua estremità 40a sempre in battuta sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2, permettendo comunque delle piccole oscillazioni dell'asta 40 stessa.

Essendo il puntone 40 collegato allo stelo 2a della valvola 2 tramite il giunto elastico 41, le sollecitazioni meccaniche perpendicolari allo stelo 2a della valvola 2, prodotte dallo sfregamento dell'estremità 11b del braccetto oscillante 11 sull'estremità 40b del puntone 40, provocano esclusivamente delle oscillazioni del puntone 40 che vengono smorzate e non vengono trasmesse allo stelo 2a della valvola 2.

È opportuno sottolineare che, nell'esempio illustrato, l'estremità 40a del puntone 40 presenta forma semisferica in modo tale da non ostacolare le oscillazioni del puntone 40 sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2. L'asta 40 può inoltre essere realizzata in due pezzi avvitati tra loro, in modo tale da poter regolare la lunghezza assiale dell'asta 40 per regolare i giochi meccanici.

Secondo una ulteriore variante non illustrata, l'attuatore elettromagnetico 1 è privo della molla elicoidale 20 atta a mantenere la valvola 2 in posizione di chiusura, l'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2 è incernierata all'estremità llb del braccetto oscillante 11, ed infine la barra di torsione 22 è atta a mantenere la valvola 2 in una posizione intermedia tra la posizione di chiusura e la posizione di massima apertura.

Il funzionamento dell'attuatore elettromagnetico 1 è facilmente desumibile da quanto sopra descritto ed illustrato: alimentando alternativamente i due elettromagneti 12 è possibile muovere assialmente la valvola 2 tra la posizione di massima apertura, corrispondente al braccetto oscillante 11 in battuta sull'elettromagnete 12 a ridosso della testata 6, e la posizione di chiusura, corrispondente al braccetto oscillante 11 in battuta sull'elettromagnete 12 superiore. Per quanto riguarda il dispositivo di orientamento 24 del telaio, ovvero i cilindretti idraulici 24, l'invio di olio ad una pressione superiore a quella di taratura della valvola unidirezionale 27, provoca la rotazione del telaio 10 di supporto del braccetto oscillante 11 attorno all'asse di rotazione B, così da recuperare i giochi meccanici esistenti tra l'estremità 11b del braccetto oscillante 11 e l'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2.

Analoghe considerazioni valgono anche nel caso in cui il dispositivo di orientamento del telaio sia costituito dal solo attuatore idraulico 30: l'invio di olio ad in pressione, provoca la rotazione del telaio di supporto 10 attorno all'asse di rotazione B', così da recuperare i giochi meccanici esistenti tra l'estremità llb del braccetto oscillante 11 e l'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2.

È opportuno precisare che, data l'entità dei giochi meccanici in questione, la rotazione massima impressa dal/dai cilindretti idraulici 24 o dall 'attuatore idraulico 30 al telaio 10 è normalmente inferiore ad un grado. Inoltre i cilindretti idraulici 24 e l'attuatore idraulico 30 sono provvisto di fine corsa per limitare entro un intervallo determinato le possibilità di oscillazione del telaio 10 attorno all'asse di rotazione B o B''.

I vantaggi derivanti dall'impiego dell'attuatore elettromagnetico 1 sopra descritto ed illustrato sono evidenti: con il dispositivo di orientamento 24 del telaio è ora possibile recuperare i giochi meccanici esistenti tra l'estremità llb del braccetto oscillante 11 e l'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2, così da massimizzare le prestazioni degli attuatori elettromagnetici per l'azionamento delle valvole.

Inoltre, è importante osservare che nella variante illustrata nelle figure 4, 5 e 6 la trasmissione della forza F tra l'attuatore idraulico 30 e l'estremità llb del braccetto oscillante 11 avviene senza caricare in alcun modo i nuclei magnetici 17 degli elettromagneti 12, in quanto l'elemento di bloccaggio e registrazione 23 della barra di torsione 22 ed l'appoggio 38 su cui insiste l'attuatore idraulico 30 sono disposti sulla stessa piastra 13 del telaio 9. In questo modo, la forza F si trasmette dall'attuatore idraulico 30 all'appoggio 38, quindi alla piastra 13, all'elemento di bloccaggio e registrazione 23, alla barra di torsione 22 che la trasmette al braccetto oscillante 11 da cui arriva all'appendice 16.

Tale soluzione costruttiva risulta particolarmente vantaggiosa, in quanto permette di ridurre al minimo le sollecitazioni meccaniche presenti nei nuclei magnetici 17, e quindi evita che i lamierini dei nuclei magnetici 17 stessi possano subire spostamenti o deformazioni rispetto alla loro posizione ottimale. Spostamenti e deformazioni che, come già descritto in precedenza, comportano un aumento complessivo dei traferri con conseguenti aumenti, anche relativamente molto elevati, delle correnti magnetizzanti circolanti nei due elettromagnetici 12 che si traducono, a loro volta, in un aumento delle potenza elettrica assorbita.

In uso, le forze applicate in uso all'appendice 16 durante la sua iterazione con lo stelo 2a della valvola 2 vengono trasmesse alla barra di torsione 22 in corrispondenza della zona di collegamento tra la barra di torsione 22 e l'elemento tubolare cilindrico 15 del braccetto oscillante 11.

La trasmissione di tali forze avviene per mezzo della piastra centrale 14 del braccetto oscillante 11; secondo quanto illustrato nella figura 6, la zona di collegamento tra la barra di torsione 22 e l'elemento tubolare cilindrico del braccetto oscillante 11 è disposta sostanzialmente in linea con l'appendice 16, in modo tale da trovarsi in una posizione di minima distanza rispetto all'appendice 16 stessa. In questo modo, vengono ridotte al minimo le sollecitazioni meccaniche a cui viene sottoposta la piastra centrale 14 del braccetto oscillante 11, in quanto le forze applicate all'appendice 16 presentano un braccio sostanzialmente nullo rispetto alla zona di collegamento e non producono, quindi, coppie di torsione sulla piastra centrale 14. Tale soluzione costruttiva risulta particolarmente vantaggiosa, in quanto anche la piastra centrale 14 del braccetto oscillante 11 può essere composta da un rispettivo pacco di lamierini, i quali, se sottoposti a sollecitazioni meccaniche relativamente elevate, possono deformarsi con un conseguente aumento generale dei traferri.

Risulta infine chiaro che all'attuatore elettromagnetico 1 qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (18)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Attuatore elettromagnetico (1) per l'azionamento delle: valvole (2) di un motore a scoppio che comprende una testata (4), almeno una camera di scoppio (5) a volume variabile, almeno un condotto di collegamento (6) atto a mettere in comunicazione la detta camera di scoppio (5) con l'esterno, ed almeno una valvola (2) atta a regolare il passaggio di fluidi da e verso la detta camera di scoppio (5); la detta valvola (2) essendo montata assialmente mobile nella testata (4) tra una posizione di chiusura in cui ostruisce il detto condotto di collegamento (6), ed una posizione di massima apertura in cui permette il passaggio dei fluidi attraverso il condotto di collegamento (8, 9) con la massima portata consentita; il detto attuatore elettromagnetico (1) essendo montato sulla testata (4) per muovere a comando la detta valvola (2) tra la sua posizione di chiusura e la sua posizione di massima apertura, ed essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di recupero dei giochi meccanici (24; 30) esistenti tra la detta valvola (2) e l'attuatore (1) stesso.
2. 2. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un telaio (10) il quale è collegato alla testata (4) del motore in modo tale da poter oscillare attorno ad un primo asse di rotazione (B; B' ) sostanzialmente perpendicolare all'asse di movimentazione (L) della valvola (2); i detti mezzi di recupero dei giochi meccanici (24; 30) comprendendo un dispositivo di regolazione della posizione del telaio (24; 30) rispetto alla testata (4) il quale è atto a ruotare a comando il detto telaio (10) attorno al detto primo asse di rotazione (B; B'), in modo tale da mantenere ad un valore determinato i detti giochi meccanici.
3. 3. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo di regolazione della posizione del telaio {24; 30) rispetto alla testata (4) comprende almeno un cilindretto idraulico (24; 30) interposto tra il telaio (10) dell'attuatore idraulico (1) e la testata (4) del detto motore a scoppio.
4. 4. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un braccetto oscillante (11) che presenta una prima estremità (Ila) incernierata al detto telaio (10) in modo tale da poter oscillare attorno ad un secondo asse di rotazione (A) parallelo al detto primo asse di rotazione (B), ed una seconda estremità (llb) collegata alla detta valvola (2), ed una coppia di elettromagneti (12) atti a far ruotare a comando il detto braccetto oscillante (11) in modo tale da spostare assialmente la detta valvola (2) tra la posizione di chiusura e la posizione di massima apertura.
5. 5. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 4 , caratterizzato dal fatto di comprendere un primo elemento elastico (20) atto a mantenere la detta valvola (2) in posizione di chiusura; la seconda estremità (11a) del detto braccetto oscillante (11) essendo disposta in battuta sulla detta valvola (2) in modo tale da poter trasmettere solamente una spinta assiale contraria a quella del detto primo elemento elastico (20).
6. 6. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo elemento elastico (22) atto a mantenere la detta valvola (2) nella posizione di massima apertura, esercitando sulla valvola (2) stessa una spinta assiale contraria a quella del detto primo elemento elastico (20).
7. 7. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il detto primo (20) ed il detto secondo elemento elastico (22) sono atti a mantenere, in condizione di equilibrio, la detta valvola (2) in una posizione intermedia tra la detta posizione di chiusura e la detta posizione di massima apertura.
8. 8. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che il detto secondo elemento elastico (22) agisce direttamente sul detto braccetto oscillante (11).
9. 9. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 8, caratterizzato dal fatto che i detti due elettromagneti (12) sono fissati al telaio (10) da bande opposte del detto braccetto oscillante (11).
10. 10. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzato dal fatto che il detto secondo elemento elastico (22) è vincolato ad un elemento portante (13) del detto telaio (10); il detto dispositivo di regolazione della posizione del telaio (24; 30) agendo sul detto elemento portante (13).
11. 11. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il detto secondo elemento elastico (22) è definito da un barra di torsione (22) presentante una prima estremità vincolata al braccetto oscillante (11) ed una seconda estremità vincolata al detto elemento portante (13).
12. 12. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che il detto telaio (10) comprende due piastre di estremità (13 disposte parallele ed affacciate tra loro, ciascuna delle quali è collegata alla testata (4) del motore in modo tale da poter oscillare attorno al detto primo asse di rotazione (B; B'); il detto secondo elemento elastico (22) essendo vincolato ad una delle dette due piastre di estremità (13) ed il detto dispositivo di regolazione della posizione del telaio (24; 30) essendo atto ad agire solo sulla piastra di estremità (13) a cui è vincolato il detto secondo elemento elastico (22).
13. 13. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il detto braccetto oscillante (11) comprende una appendice (16) disposta in battuta sulla detta valvola (2); il detto braccetto oscillante (11) essendo collegato alla detta barra di torsione (22) in una zona sostanzialmente disposta alla minima distanza rispetto alla detta appendice (16).
14. 14. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 13, caratterizzato dal fatto che la seconda estremità (Ila) del detto braccetto oscillante (11) è disposta direttamente in battuta sulla detta valvola (2) del motore a scoppio.
15. 15. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 13, caratterizzato dal fatto di comprendere un puntone (40) interposto tra la detta seconda estremità (Ila) del braccetto oscillante (11) e la detta valvola (2) del motore a scoppio; ed un giunto elastico (41) atto a mantenere il puntone (40) solidale alla detta valvola (2) del motore a scoppio.
16. 16. Attuatore elettromagnetico secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che la detta valvola (2) del motore a scoppio è una valvola a fungo montata con il proprio stelo (2a) assialmente scorrevole attraverso la testata (6) del motore a scoppio; il detto attuatore elettromagnetico 1 essendo atto ad agire sullo stelo (2a) della detta valvola (2) a fungo.
17. 17,. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 17, caratterizzato dal fatto che il detto telaio (10) è incernierato direttamente alla testala (4) del motore.
18. 18. Attuatore elettromagnetico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 17, caratterizzato dal fatto che il detto telaio (10) è incernierato ad un elemento di supporto (29) a sua volta solidale alla testata 4 del motore .