ITMI992090A1 - Sistema di rilevamento della velocita' di rotazione di un albero a camme di un motore a combustione interna - Google Patents

Description

di Brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione è relativa ad un sistema di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme di un motore a combustione interna e ad un gruppo integrato di una ruota fonica e di una puleggia della distribuzione di un motore a combustione interna utilizzabile in tale sistema.

Sono ampiamente noti, soprattutto in campo automobilistico, dispositivi di rilevamento della velocità relativa di due organi in rotazione relativa del tipo comprendete una cosiddetta "ruota fonica", vale a dire un anello provvisto di discontinuità magnetiche, e un relativo sensore, atto a rilevare le variazioni magnetiche generate dal passaggio, davanti al sensore stesso, delle discontinuità della ruota fonica: ampiamente diffuse sono,· per esempio, ruote foniche costituite da ruote dentate metalliche: il sensore è disposto in corrispondenza del bordo perimetrale della ruota dentata e l'alternanza di pieni (denti) e vuoti (spazi tra i denti) genera il segnale corrispondente alla velocità di rotazione della ruota fonica (e, quindi, dell'organo a cui essa è collegata, rispetto al sensore); dispositivi di questo tipo sono ampiamente utilizzati, per esempio, per rilevare la velocità di rotazione delle ruote dei veicoli (e comandare, ad esempio, l'intervento dei. sistemi di controllo della frenata o della trazione).

È d'altra parte nota l'esigenza, sempre in campo automobilistico, di rilevare la velocità di rotazione dell'albero a camme del motore, sulla cui base possono essere eseguite regolazioni varie di funzionamento del motore stesso. Attualmente, la velocità di rotazione dell'albero a camme viene rilevata tramite dispositivi rilevatori del tipo precedentemente ricordato, con sensori di velocità e ruote foniche costituite da ruote dentate metalliche. L'applicazione di questo tipo di dispositivi all'albero a camme di un motore non è però privo di inconvenienti: in primo luogo, le ruote dentate metalliche da utilizzare come ruote foniche, per assicurare un segnale preciso e di elevata intensità, richiedono una elevata precisione costruttiva, in particolare nel taglio dei denti, per cui risultano in generale molto costose: in ogni caso, le ruote dentate di tradizionale impiego come ruote foniche in questa particolare applicazione non risultano del tutto soddisfacenti, in termini generali. in quanto ad intensità e precisione del segnale; inoltre, la posizione più indicata per l'applicazione del dispositivo di rilevamento è in corrispondenza della puleggia su cui è impegnata la cinghia della distribuzione (di collegamento all'albero motore), che, come noto, deve essere una cinghia dentata per assicurare il preciso e corretto funzionamento del sistema di distribuzione: ma proprio la presenza della cinghia dentata della distribuzione crea delle interferenze con il funzionamento del dispositivo di rilevamento, determinando un disturbo del segnale che arriva al sensore: in altri termini, i denti della cinghia confondono il segnale generato dalla ruota dentata che costituisce la ruota fonica e disturbano dunque il rilevamento da parte del sensore.

È uno scopo-della presente invenzione quello di fornire un sistema di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme che sia privo degli inconvenienti precedentemente ricordati, risultando in particolare dotato di elevata efficienza senza risentire di disturbi dovuti alla presenza della cinghia dentata della distribuzione e al contempo estremamente semplice ed economico da realizzare ed assemblare.

In accordo con tale scopo, la presente invenzione è dunque relativa ad un sistema di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme di un motore a combustione interna, comprendente una puleggia dentata della distribuzione, atta ad essere calettata su detto albero a camme, una ruota fonica portata solidalmente da detta puleggia, un sensore di velocità atto a rilevare un segnale generato dalla rotazione di detta ruota fonica e applicabile ad una struttura di contenimento fissa rispetto a detto albero a camme; il sistema essendo caratterizzato dal fatto che detta ruota fonica comprende un anello di supporto sostanzialmente rigido, solidalmente fissato a detta puleggia, e un anello magnetico realizzato in un materiale polimerico magnetizzato, portato da detto anello di supporto.

L'invenzione è d'altra parte relativa ad un gruppo integrato di una puleggia dentata della distribuzione di un motore a combustione interna e di una ruota fonica, caratterizzato dal fatto che detta ruota fonica comprende un anello di supporto sostanzialmente rigido, solidalmente fissato a detta puleggia, e un anello magnetico realizzato in un materiale polimerico magnetizzato, portato da detto anello di supporto.

Viene in tal modo fornito dal trovato un sistema di rilevamento che risulta non solo estremamente efficiente ed affidabile, ma anche di ingombro contenuto, di semplice ed economica realizzazione e di facile assemblaggio: le particolari caratteristiche della ruota fonica impiegata, e la sua disposizione relativa rispetto alla puleggia della distribuzione, consentono inoltre di ottenere un segnale di elevate intensità e precisione, superiori a quelle di una ruota dentata tradizionale: inoltre, viene significativamente ridotta l'influenza sul sensore del disturbo generato dalla presenza, proprio in prossimità del gruppo sensore-ruota fonica, della puleggia dentata della distribuzione e della relativa cinghia.

In sostanza, è stato sorprendentemente osservato che l'impiego di ruote foniche del tipo in gomma magnetica in sostituzione delle ruote dentate metalliche di tradizionale impiego in questa specifica applicazione, oltre ad una serie di vantaggi produttivi (riduzione di costi, semplificazione dei processi), consente inoltre di ottenere un segnale molto più efficiente.

L'invenzione si estende pertanto all'uso di una ruota fonica provvista di un anello magnetico realizzato in un materiale polimerico magnetizzato e di mezzi di collegamento ad una puleggia della distribuzione di un motore a combustione interna per realizzare sistemi di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme di detto motore.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

la figura 1 illustra un sistema di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme di un motore a combustione interna, realizzato secondo il trovato; la figura 2 . illustra in scala ingrandita un dettaglio del sistema di rilevamento di figura 1;

le figure 3 e 4 sono due grafici che riportano i segnali di uscita da due sistemi di rivelazione della velocità di rotazione di un albero a camme, rispettivamente di tipo noto {dotato di ruota fonica dentata metallica) e secondo il trovato.

Con riferimento alle figure 1 e 2, è indicato nel suo complesso con 1 un sistema di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme 2 di un motore a combustione interna, noto e pertanto non descritto né illustrato in dettaglio per semplicità: come noto, ad una estremità longitudinale 3 dell'albero a camme 2 è calettata una puleggia 4 dentata per una cinghia della distribuzione (nota e non illustrata): è infatti ben noto che per il corretto funzionamento del sistema di distribuzione è necessario un collegamento dentato tra l'albero motore e l'albero a camme (albero della distribuzione).

La puleggia 4, di per sé sostanzialmente nota, presenta in particolare, su una propria superficie laterale radialmente esterna 5, una pluralità di denti 6: la puleggia 4 è alloggiata in un apposito vano 7, definito da una struttura di contenimento 8 solidale al motore e chiuso da un coperchio 9.

La puleggia 4 porta solidale una ruota fonica 10, atta a cooperare con un sensore 11 per generare un segnale rappresentativo della velocità di rotazione della stessa puleggia 4 (e quindi dell'albero a camme 2, su cui la puleggia 4 è calettata): nella fattispecie, la ruota fonica 10 comprende un anello di supporto 12 sostanzialmente rigido, solidalmente fissato alla puleggia 4, e un anello magnetico 13 realizzato in un materiale polimerico magnetizzato, portato solidale dall'anello di supporto 12.

Secondo la preferita forma di attuazione illustrata nelle figure 1 e 2, peraltro non limitativa, l'anello di supporto 12, per esempio realizzato in lamierino metallico sagomato, è conformato, in sezione radiale, sostanzialmente a S retta e comprende una porzione anulare di attacco 14 alla puleggia 4, conformata a cilindro e piantata con interferenza radiale all'interno di un bordo perimetrale 15 della puleggia 4, un collarino 16 cilindrico, disposto coassiale e concentrico alla puleggia 4 e quindi alla porzione anulare di attacco 14, ma lateralmente sfalsato rispetto ad essi, ed una porzione di collegamento 17 tra la porzione anulare di attacco 14 e il collarino 16, perpendicolare ad entrambe: il collarino 16 è disposto radialmente sull'esterno della porzione anulare di attacco 14 e lateralmente rispetto al bordo perimetrale 15 della puleggia 4.

L'anello magnetico 13 è solidalmente accoppiato ad una superficie laterale radialmente esterna 18 del collarino 16, che ricopre uniformemente: per esempio, il materiale polimerico con cui è realizzato l'anello magnetico 13 viene incollato sulla superficie laterale radialmente esterna 18 del collarino 16 in fase di vulcanizzazione, secondo una tecnologia nota. Il materiale polimerico di cui è costituito l'anello magnetico 13 viene magnetizzato, sempre secondo tecnologie note, in modo tale da generare, durante la sua rotazione, un segnale periodico rilevabile dal sensore 11.

L'anello magnetico 13 è conformato in forma cilindrica ed è disposto con un proprio asse centrale 19 coincidente con l'asse di rotazione della puleggia 4 (e quindi con l'asse dell'albero a camme 2): l'anello magnetico 13 si estende assialmente oltre un bordo di estremità assiale 20 della puleggia 4, mentre una sua superficie laterale radialmente esterna 21 è sostanzialmente a filo di una superficie inviluppo dei denti 6 della puleggia 4 (vale a dire che i vertici dei denti 6 si trovano in corrispondenza della superficie laterale radialmente esterna 21 dell'anello magnetico 13) .

Il sensore 11 (noto) è alloggiato passante attraverso una parete della struttura di contenimento 8, in modo tale da essere disposto in posizione radiale rispetto all'anello magnetico 13 e affacciato a piccola distanza radiale prefissata alla superficie laterale radialmente esterna 21 dell'anello magnetico 13.

È chiaro che la puleggia 4 e la ruota fonica 10 costituiscono, secondo il trovato, un gruppo integrato 22 che può facilmente essere pre-assemblato e quindi montato sul relativo motore.

In uso, la ruota fonica 10 ruota solidalmente alla puleggia 4 e, quindi all'albero a camme 2: il segnale generato dall'anello magnetico 13 viene rilevato dal sensore il, sostanzialmente senza disturbi da parte della puleggia 4 e/o della relativa cinghia della distribuzione. I vantaggiosi effetti della soluzione secondo il trovato rispetto a ruote foniche tradizionali (ruote dentate metalliche) sono esemplificati nei grafici riportati nelle figure 3 e 4, in cui sono riportati i segnali di uscita rilevati da un sistema di rilevazione della velocità di rotazione di un albero a camme di tipo noto (figura 3) e di un sistema realizzato secondo il trovato (figura 4): in condizioni confrontabili (parità di ingombri e dimensioni della ruota fonica, sensore dello stesso tipo, eccetera), appare evidente che il segnale rilevato dal sistema secondo l'invenzione è più regolare, sostanzialmente privo di disturbi e di intensità maggiore.

Risulta infine chiaro che al sistema qui descritto ed illustrato possono essere apportate numerose modifiche e varianti che non escono dall'ambito della presente invenzione, come definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme (2) di un motore a combustione interna, comprendente una puleggia (4) dentata della distribuzione, atta ad essere calettata su detto albero a camme (2), una ruota fonica (10) portata solidalmente da detta puleggia (4), un sensore di velocità (11) atto a rilevare un segnale generato dalla rotazione di detta ruota fonica (10) e applicabile ad una struttura di contenimento (8) fissa rispetto a detto albero a camme (2); il sistema (1) essendo caratterizzato dal fatto che detta ruota fonica (10) comprende un anello di supporto (12) sostanzialmente rigido, solidalmente fissato a detta puleggia (4), e un anello magnetico (13) realizzato in un materiale polimerico magnetizzato, portato da detto anello di supporto (12).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto anello magnetico (13) è conformato in forma cilindrica ed è disposto con un proprio asse centrale (19) parallelo ad un asse di rotazione di detta puleggia (4): detto sensore (11) essendo disposto in posizione radiale rispetto a detto anello magnetico (13) e affacciato a piccola distanza radiale prefissata ad una superficie laterale radialmente esterna (21) di detto anello magnetico (13) .
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto anello magnetico (13) si estende assialmente a sbalzo da un bordo di estremità assiale (20) di detta puleggia (4); detta superficie laterale radialmente esterna (21) di detto anello magnetico (13) essendo sostanzialmente a filo di una superficie inviluppo dei denti (6) di detta puleggia (4).
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto anello di supporto (12) comprende un collarino (16) cilindrico disposto coassiale e concentrico a detta puleggia (4), detto anello magnetico (13) essendo solidalmente accoppiato ad una superficie laterale radialmente esterna (18) di detto collarino (16).
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto anello di supporto (12) comprende inoltre una porzione anulare di attacco (14) a detta puleggia (4), piantata con interferenza radiale all'interno di un bordo perimetrale (15) della puleggia (4), ed una porzione di collegamento (17) tra detta porzione anulare di attacco (14) e detto collarino (16).
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto anello di supporto (12) è conformato, in sezione radiale, sostanzialmente a S retta, detto collarino (16) essendo disposto radialmente sull'esterno di detta porzione anulare di attacco (14) e lateralmente rispetto a detto bordo perimetrale (15) della puleggia (4).
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto materiale polimerico magnetizzato è stato applicato direttamente su detto collarino (16) dell'anello rigido (12) per incollaggio in fase di vulcanizzazione, a costituire detto anello magnetico (13).
8. 8. Gruppo integrato (22) di una puleggia (4) dentata della distribuzione di un motore a combustione interna e di una ruota fonica (10), caratterizzato dal fatto che detta ruota fonica comprende un anello di supporto (12) sostanzialmente rigido, solidalmente fissato a detta puleggia (4), e un anello magnetico (13) realizzato in un materiale polimerico magnetizzato, portato da detto anello di supporto (12).
9. 9. Gruppo integrato secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto anello magnetico (13) è conformato in forma cilindrica, è disposto coassiale e concentrico rispetto a detta puleggia (4) e si estende assialmente a sbalzo da un bordo di estremità assiale (20) di detta puleggia (4); una superficie laterale radialmente esterna (21) di detto anello magnetico (13) essendo sostanzialmente a filo di una superficie inviluppo dei denti (6) di detta puleggia (4).
10. 10. Gruppo integrato secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto anello di supporto (12) comprende un collarino (16) cilindrico su una cui superficie laterale radialmente esterna (18) è solidalmente accoppiato detto anello magnetico (13), una porzione anulare di attacco (14) a detta puleggia (4), piantata con interferenza radiale all'interno di un bordo perimetrale (15) della puleggia (4), ed una porzione di collegamento (17) tra detta porzione anulare di attacco (14) e detto collarino (16).
11. 11. Gruppo integrato secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto anello di supporto (12) è conformato, in sezione radiale, sostanzialmente a S retta, detto collarino (16) essendo disposto radialmente sull'esterno di detta porzione anulare di attacco (14) e lateralmente rispetto a detto bordo perimetrale (15) della puleggia (4).
12. 12. Gruppo integrato secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto materiale polimerico magnetizzato è stato applicato direttamente su detto collarino (16)<' >di detto anello di supporto (12) per incollaggio in fase di vulcanizzazione, a costituire detto anello magnetico (13).
13. 13. Uso di una ruota fonica (10) provvista di un anello magnetico (13) realizzato in un materiale polimerico magnetizzato e di mezzi di collegamento (14) ad una puleggia (4) della distribuzione di un motore a combustione interna per realizzare sistemi di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme (2) di detto motore.
14. 14. Sistema di rilevamento della velocità di rotazione di un albero a camme di un motore a combustione interna e gruppo integrato di una ruota fonica e di una puleggia dentata della distribuzione di un motore a combustione interna utilizzabile in detto sistema, sostanzialmente come descritti ed illustrati con riferimento ai disegni annes