IT201600090628A1 - Giunto meccanico per l’allineamento assiale e la trasmissione della coppia motrice tra un albero motore ed un albero condotto e pompa utilizzante il suddetto giunto meccanico - Google Patents

Description

GIUNTO MECCANICO PER L’ALLINEAMENTO ASSIALE E LA TRASMISSIONE DELLA COPPIA MOTRICE TRA UN ALBERO MOTORE ED UN ALBERO CONDOTTO E POMPA UTILIZZANTE IL SUDDETTO GIUNTO MECCANICO .

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne un giunto meccanico per l’allineamento assiale e per la trasmissione della coppia motrice tra un albero motore ed un albero condotto.

Il giunto dell’invenzione è particolarmente adatto ed essere utilizzato nelle pompe per trasmettere la coppia ed allineare assialmente tra loro l’albero del motore elettrico e l’albero del gruppo girante.

Ovviamente il giunto dell’invenzione potrà essere utilizzato anche in altre differenti applicazioni.

Come è noto i giunti di trasmissione sono organi meccanici che servono ad allineare e a trasmettere la coppia motrice da un albero motore ad un albero condotto.

A tale scopo un giunto di trasmissione comprende nella sua essenzialità un elemento tubolare che accoglie e dispone tra loro coassiali le estremità di un albero motore e di un albero condotto e, mediante opportuni mezzi di serraggio, le rende rigidamente solidali tra loro in modo che l’albero motore trasmetta la coppia all’albero condotto.

Le superfici interne degli alloggiamenti che accolgono le estremità degli alberi devono essere lavorate di precisione per garantire l’allineamento assiale degli alberi e presentano solitamente l’inconveniente che la regolazione della posizione assiale reciproca degli alberi motore e condotto è problematica per la assenza di mezzi dedicati di semplice esecuzione e di semplice manovra che consentano di eseguire tale regolazione in modo rapido ed efficace. Solitamente infatti la distanza e l’allineamento tra l’albero motore e l’albero condotto è garantita dalla presenza di superfici sagomate di contrasto che entrano in contatto tra loro quando i mezzi di serraggio di cui il giunto è provvisto rendono tra loro solidali le estremità degli alberi motore e condotto.

Sostanzialmente quindi nei giunti dell’arte nota la distanza assiale reciproca alla quale gli alberi vengono disposti a serraggio del giunto avvenuto è fissa ed è stabilita dalla presenza di superfici di contrasto presenti nel giunto e negli alberi che entrano in reciproco contatto quando il giunto e gli alberi vengono reciprocamente vincolati.

Non è quindi possibile regolare la posizione reciproca tra gli alberi e renderla indipendente dai mezzi di bloccaggio ed in particolare dalla manovra di questi ultimi.

Nel tentativo di superare tale limitazione, sono reperibili sul mercato giunti che sono provvisti di corpi sagomati aventi mezzi di regolazione a vite e madrevite disposti all’interno del giunto che sono regolabili dall’utilizzatore mediante chiavi di manovra e che consentono una regolazione precisa della posizione assiale reciproca delle estremità degli alberi motore e condotto.

Inoltre dopo aver effettuato la regolazione della posizione reciproca degli alberi motore e condotto, questi stessi mezzi di regolazione consentono anche di bloccare gli alberi nella posizione in cui sono stati disposti.

Giunti di tale tipo se da un lato consentono di modificare a scelta dell’utilizzatore la posizione assiale reciproca tra le estremità degli alberi motore e condotto, essi presentano però ancora la limitazione che tali mezzi di regolazione partecipano direttamente anche al fissaggio degli alberi dopo che la loro regolazione è stata effettuata. Inoltre giunti di tale tipo presentano un costo di realizzazione elevato poiché sono composti da un elevato numero di elementi aventi un elevato costo di produzione, dovuto soprattutto alle lavorazioni meccaniche che sono necessarie per realizzarli.

Inoltre la loro regolazione risulta lunga e laboriosa.

La presente invenzione si prefigge quindi lo scopo di superare gli inconvenienti dell’arte nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione realizzare un giunto meccanico per l’allineamento assiale e la trasmissione della coppia tra due alberi nel quale i mezzi per la regolazione della distanza assiale reciproca tra l’albero motore e l’albero condotto siano indipendenti dai mezzi di serraggio che rendono l’albero motore e l’albero condotto solidali tra loro.

E’ un altro scopo che il giunto dell’invenzione sia costruttivamente più semplice e meno costoso rispetto ai giunti meccanici di tipo noto ad esso equivalenti provvisti di mezzi di regolazione della distanza assiale tra gli alberi.

E’ un ulteriore scopo che il giunto meccanico dell’invenzione renda più facile e rapida la regolazione della distanza assiale reciproca tra gli alberi motore e condotto ed il loro bloccaggio nella posizione di regolazione raggiunta.

I suddetti scopi sono raggiunti da un giunto meccanico di allineamento assiale e di trasmissione della coppia motrice tra un albero motore ed un albero condotto realizzato in accordo con la rivendicazione principale, nonché da una pompa che utilizza il suddetto giunto meccanico.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono altre caratteristiche di dettaglio del giunto dell’invenzione.

Gli scopi elencati ed altri eventuali verranno meglio evidenziati durante la descrizione che segue e che viene data a solo titolo indicativo e non limitativo facendo riferimento alle allegate tavole di disegno nelle quali:

- le figure 1 e 2 rappresentano il giunto meccanico dell’invenzione in una condizione applicativa;

- le figure 3 e 4 rappresentano il giunto meccanico dell’invenzione in due differenti viste ingrandite nelle condizioni rispettivamente assemblata ed esplosa;

- le figure da 5 a 8 ed i rispettivi particolari ingranditi da 5a ad 8a rappresentano il giunto meccanico dell’invenzione in differenti fasi di montaggio e regolazione.

Il giunto dell’invenzione è visibile nelle figure da 1 a 8 ove è indicato complessivamente con 1 e comprende un manicotto tubolare 2 configurato per collegare coassialmente tra loro un primo albero 3 ed un secondo albero 4, allineati uno dopo l’altro secondo un asse longitudinale Y.

Ad esempio, con riferimento alle figure 1 e 2, il primo albero 3 può essere l’albero di un motore elettrico M mentre il secondo albero 4 può essere l’albero di una girante B appartenente ad una pompa C. Ovviamente il giunto dell’invenzione potrà essere utilizzato per collegare coassialmente tra loro alberi di differenti dispositivi o impianti nei quali si debba trasmettere ad un albero condotto la coppia motrice prodotta da un albero motore.

Si osserva che il manicotto tubolare 2 preferibilmente ma non necessariamente di forma sostanzialmente cilindrica, comprende una prima zona tubolare 5 ed una seconda zona tubolare 7 che sono tra loro coassiali e disposte una dopo l’altra.

In particolare la prima zona tubolare 5 è provvista di un primo foro 5a configurato per accogliere il primo albero 3 e comprende mezzi di unione 6 che servono a vincolare il suddetto primo albero 3 nel suddetto primo foro 5a.

Per quanto concerne la seconda zona tubolare 7 si osserva che essa è provvista di un secondo foro 7a configurato per accogliere il secondo albero 4 e comprende mezzi di serraggio 8 che sono atti a vincolare il secondo albero 4 nel suddetto secondo foro 7a.

Il primo foro 5a ed il secondo foro 7a sono tra loro coassiali secondo il medesimo asse longitudinale Y che definisce la direzione di allineamento del primo albero 3 e del secondo albero 4 quando vengono accoppiati rispettivamente nel primo foro 5a e nel secondo foro 7a.

Secondo l’invenzione il giunto meccanico 1 comprende mezzi di regolazione 9 che sono manovrabili da un operatore e sono disposti nella seconda zona tubolare 7 in corrispondenza dei mezzi di serraggio 8 ove i mezzi di regolazione 9 sono configurati per cooperare con il secondo albero 4 in modo da regolare la posizione assiale del secondo albero 4 rispetto al primo albero 3 prima che i mezzi di serraggio 8 vincolino il secondo albero 4 nel secondo foro 7a.

In particolare i mezzi di regolazione 9, come si vedrà più nel dettaglio nella descrizione che segue, spostano il secondo albero 4 lungo la direzione longitudinale Y in modo da avvicinare l’estremità 4a del secondo albero 4 all’estremità 3a del primo albero 4 fino a disporla alla distanza ottimale voluta dall’utilizzatore o di progetto.

Per quanto concerne i mezzi di serraggio 8 si osserva che essi comprendono, con particolare riferimento alle figg. da 2 a 4, una flangia amovibile 15 ed un controflangia fissa 16 quest’ultimata ricavata nella seconda zona tubolare 7, le quali sono configurate per definire tra loro il secondo foro 7a che accoglie il secondo albero 4 quando sono collegate reciprocamente mediante mezzi di fissaggio 17.

Si osserva infatti che la flangia amovibile 15 e la controflangia fissa 16 presentano entrambe forma semitubolare ed in ciascuna di esse è realizzata una metà del secondo foro 7a.

Inoltre la flangia amovibile 15 comprende superfici piane 15a parallele all’asse longitudinale Y che sono configurate per poter essere disposte affacciate a corrispondenti controsuperfici piane 16a appartenenti alla controflangia fissa 16 quando i mezzi di fissaggio 17, costituiti da viti di fissaggio 18, vincolano reciprocamente la flangia amovibile 15 alla controflangia fissa 16.

Preferibilmente la sezione della flangia amovibile 15 e della controflangia fissa 16, eseguita secondo un piano di sezione ortogonale all’asse longitudinale Y, presenta forma semianulare; in questo modo il bloccaggio del secondo albero 4 tra la flangia amovibile 15 e la controflangia fissa 16 avviene in modo semplice mediante le viti di fissaggio 18 previo avvicinamento della flangia amovibile 15 e della controflangia fissa 16 in direzione radiale reciproca.

Nella particolare forma esecutiva che si descrive le viti di fissaggio 18 sono due e ciascuna è accolta in un rispettivo foro 19.

In particolare ciascun foro 19 presenta una parte cilindrica 19a realizzata nella flangia amovibile 15 oppure nella controflangia fissa 16 ed una parte filettata 19b realizzata nella controflangia fissa 16 oppure nella flangia amovibile 15, a seconda che la testa 18a della vite di fissaggio 18 venga disposta a contatto con la flangia amovibile 15 oppure con la controflangia fissa 16.

Preferibilmente, ma non necessariamente, si utilizzano viti commerciali con testa 18a ad esagono incassato che viene parzialmente alloggiata in una corrispondente sede 18b come si osserva in particolare nelle figure 4, 6a e 7a.

Ciascun foro 19 risulta quindi passante attraverso la superficie piana 15a e la controsuperficie piana 16a di contatto reciproco tra la flangia amovibile 15 e la controflangia fissa 16 ed individua una direzione Z ortogonale all’asse longitudinale Y del manicotto tubolare 2.

E’ inteso che potranno essere utilizzati anche mezzi di fissaggio, viti di fissaggio e rispettivi fori atti ad accoglierle, differenti dai mezzi di fissaggio 17, dalle viti di fissaggio 18 e dai fori 19 atti ad accoglierle che sono stati descritti.

Per un’ottimale distribuzione della forza di serraggio tra la flangia amovibile 15 e la controflangia fissa 16, le viti di fissaggio 18 sono disposte simmetricamente e da parti opposte rispetto all’asse longitudinale Y.

Per quanto concerne i mezzi di regolazione 9 si osserva, con particolare riferimento alle figure da 5 a 8 ed ai rispettivi particolari ingranditi da fig. 5a a fig. 8a, che essi comprendono una vite di regolazione 10 la quale è accolta in un foro filettato passante 11 presente nella seconda zona tubolare 7 in corrispondenza dei mezzi di serraggio 8.

In particolare il foro filettato passante 11 è realizzato nella controflangia fissa 16 in posizione opposta alla flangia amovibile 15 ed individua una direzione X ortogonale all’asse longitudinale Y.

Si osserva che la vite di regolazione 10 è provvista di un’estremità sagomata 12 configurata per interferire con una sede sagomata 13 presente del secondo albero 4 al fine di spostare assialmente il secondo albero 4 rispetto al primo albero 3 lungo l’asse longitudinale Y.

Questo si verifica quando la vite di regolazione 10 viene avvitata/svitata nel foro filettato passante 11 prima che i mezzi di serraggio 8 vincolino il secondo albero 4 nel secondo foro 7a.

A tale scopo l’estremità sagomata 12 della vite di regolazione 10, come si osserva, presenta una superficie conica 20 convergente verso l’estremità della vite di regolazione 10 e quindi verso l’asse X e la sede sagomata 13, realizzata nel secondo albero 4, presenta una controsuperficie conica 21 configurata per interferire con la superficie conica 20 della vite di regolazione 10.

In particolare la controsuperficie conica 21 presenta la conicità convergente verso l’asse longitudinale Y e divergente verso la prima zona tubolare 5 del manicotto tubolare 2 e verso l’estremità 4a del secondo albero 4.

In questo modo la superficie conica 20 e la controsuperficie conica 21 interferiscono reciprocamente quando la vite di regolazione 10 viene avvitata/svitata nel foro filettato passante 11, in modo da spostare il secondo albero 4 rispetto al primo albero 3 lungo la direzione longitudinale Y.

Preferibilmente, ma non necessariamente, nella forma esecutiva che si descrive la sede sagomata 13 è realizzata in prossimità dell’estremità 4a del secondo albero 4 ma in una differente realizzazione essa potrà essere realizzata nel secondo albero 4 in qualsiasi altra posizione intermedia.

Per quanto concerne infine i mezzi di unione 6 del primo albero 3 alla prima zona tubolare 5 del giunto meccanico 1 si osserva che essi comprendono un elemento di contrasto 22, preferibilmente ma non necessariamente una chiavetta, che alloggia in una cava longitudinale 3b presente nel primo albero 3 e dalla quale sporge in modo da venire accolta anche in una sede longitudinale 23 ricavata nella prima zona tubolare 5 all’interno del primo foro 5a e contrapposta alla cava longitudinale 3b.

Operativamente per vincolare tra loro il primo albero 3 ed il secondo albero 4 mediante il giunto meccanico 1, a partire dalla situazione rappresentata nelle figg. 5 e 5a in cui il giunto meccanico è privo della flangia amovibile 15, si imbocca la vite di regolazione 10 nel foro filettato passante 11 e si avvicina il secondo albero 4 alla controflangia fissa 16 avendo cura che la sede sagomata 13 del secondo albero 4 sia allineata all’asse X individuato dalla vite di regolazione 10 e dal foro filettato passante 11 che la accoglie.

A questo punto, con riferimento alle figg. 6 e 6a, si avvicina la flangia amovibile 15 al secondo albero 4 fino a farli entrare in contatto e tramite un leggero serraggio delle viti di fissaggio 18 si sposta la flangia amovibile 15 verso la controflangia fissa 16 fino a che il secondo albero 4 risulta distanziato dalla controflangia fissa 16 di una distanza D1 millimetrica.

Si avvita quindi la vite di regolazione 10 nel foro filettato passante 11 in modo che la superficie conica 20 della vite di regolazione 10, come si osserva nelle figg. 7 e 7a, entri in contatto con la controsuperficie conica 21 del secondo albero 4.

Regolando opportunamente l’avvitamento della vite di regolazione 10 nel foro filettato passante 11 si sposta il secondo albero 4 lungo la direzione longitudinale Y fino a disporre la sua estremità 4a alla voluta distanza dal primo albero 3.

Questa viene raggiunta quando, con riferimento alle figg. 8 e 8a, serrando a fondo le viti 18, l’interferenza reciproca tra la superficie conica 20 della vite di regolazione 10 e la controsuperficie conica 21 del secondo albero 4 sposta quest’ultimo assialmente verso il secondo albero 3 in modo da disporlo nella voluta posizione e contemporaneamente lo blocca stabilmente tra la flangia amovibile 15 e la controflangia fissa 16.

Una variante esecutiva dell’invenzione è rappresentata nelle figure 9 e 10 ove il giunto è indicato complessivamente con 100.

Si osserva che esso comprende un manicotto tubolare 102 nel quale si individuano una prima zona tubolare 105 ed una seconda zona tubolare 107 e differisce dalla forma esecutiva appena descritta solamente per il fatto che la seconda zona tubolare 107 è realizzata in un corpo unico.

Nella seconda zona tubolare 107 i mezzi di serraggio 108 del secondo albero 4 sono costituiti da due flange di serraggio 115 e 116 tra loro contrapposte che sono parte integrale della seconda zona tubolare 107 e che sono ottenute effettuando nella parte terminale di detta seconda zona tubolare 107 un intaglio diametrale 130 che si sviluppa lungo l’asse longitudinale Y per una parte 131 della lunghezza.

Inoltre la sezione di entrambe le flange di serraggio 115 e 116, eseguita secondo un piano di sezione ortogonale all’asse longitudinale Y, presenta forma semianulare.

Entrambe le flange di serraggio 115 e 116 sono quindi elastiche e consentono di serrare tra loro il secondo albero 4 quando vengono chiuse l’una contro l’altra tramite le viti di fissaggio 118 la cui testa 118a ad esagono incassato sporge dalla seconda zona tubolare 107 come si osserva nelle figure 9 e 10.

Il giunto meccanico 1 dell’invenzione, realizzato secondo entrambe le forme esecutive descritte, raggiunge quindi tutti gli scopi prefissati. Innanzitutto si è visto che il giunto meccanico dell’invenzione risulta di costruzione più semplice rispetto ai giunti meccanici noti presenti sul mercato poiché, rispetto a questi ultimi, non prevede l’utilizzo di mezzi di regolazione con filettature interne ed esterne e di superfici di accoppiamento di costosa realizzazione.

Inoltre, contrariamente ai giunti di tipo noto, nel giunto meccanico dell’invenzione i mezzi di regolazione che servono a posizionare gli alberi motore e condotto alla distanza reciproca voluta dall’utilizzatore, sono indipendenti dai mezzi di fissaggio che servono a bloccarli a tale distanza.

Questo comporta una maggiore precisione del posizionamento ed anche una più facile e rapida regolazione.

In fase esecutiva al giunto meccanico dell’invenzione potranno essere apportate modifiche o varianti che non sono state descritte e rappresentate nelle allegate figure.

Eventuali modifiche e varianti che dovessero eventualmente essere apportate al giunto meccanico dell’invenzione e che dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno senz’altro ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1) Giunto meccanico (1; 100) comprendente un manicotto tubolare (2) configurato per collegare coassialmente tra loro un primo albero (3) ed un secondo albero (4) secondo un asse longitudinale (Y), detto manicotto tubolare (2; 102) comprendendo: - una prima zona tubolare (5; 105) provvista di un primo foro (5a) configurato per accogliere detto primo albero (3) e comprendente mezzi di unione (6) atti a vincolare detto primo albero (3) in detto primo foro (5a); - una seconda zona tubolare (7; 107) provvista di un secondo foro (7a) configurato per accogliere detto secondo albero (4) e comprendente mezzi di serraggio (8; 108) atti a vincolare detto secondo albero (4) in detto secondo foro (7a), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di regolazione (9) manovrabili da un operatore e disposti in detta seconda zona tubolare (7; 107) in corrispondenza di detti mezzi di serraggio (8; 108), detti mezzi di regolazione (9) essendo configurati per cooperare con detto secondo albero (4) e regolare la posizione assiale di detto secondo albero (4) rispetto a detto primo albero (3) prima che detti mezzi di serraggio (8; 108) vincolino detto secondo albero (4) in detto secondo foro (7a).
2. 2) Giunto meccanico (1; 100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione (9) comprendono una vite di regolazione (10) accolta in un foro filettato passante (11) realizzato in detta seconda zona tubolare (7; 107) in corrispondenza di detti mezzi di serraggio (8;108), detta vite di regolazione (10) essendo provvista di una estremità sagomata (12) configurata per interferire con una sede sagomata (13) di detto secondo albero (4) per spostare assialmente detto secondo albero (4) rispetto a detto primo albero (3) lungo detto asse longitudinale (Y) quando detta vite di regolazione (10) viene avvitata/svitata in detto foro filettato passante (11) prima che detti mezzi di serraggio (8; 108) vincolino detto secondo albero (4) in detto secondo foro (7a).
3. 3) Giunto meccanico (1; 100) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto foro filettato passante (11) individua una direzione (X) ortogonale a detto asse longitudinale (Y).
4. 4) Giunto meccanico (1; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 oppure 3, caratterizzato dal fatto che detta estremità sagomata (12) di detta vite di regolazione (10) presenta una superficie conica (20) convergente verso l’estremità di detta vite di regolazione (10) e detta sede sagomata (13) presenta una controsuperficie conica (21) avente la conicità convergente verso detto asse longitudinale (Y) e divergente verso l’estremità (4a) di detto secondo albero (4), detta superficie conica (20) e detta controsuperficie conica (21) essendo configurate per interferire reciprocamente quando detta vite di regolazione (10) viene avvitata/svitata in detto foro filettato passante (11).
5. 5) Giunto meccanico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di serraggio (8) comprendono una flangia amovibile (15) ed una controflangia fissa (16) ricavata in detta seconda zona tubolare (7), detta flangia amovibile (15) e detta controflangia fissa (16) essendo configurate per definire tra loro detto secondo foro (7a) che accogliere detto secondo albero (4) quando sono collegate reciprocamente mediante mezzi di fissaggio (17).
6. 6) Giunto meccanico (1;100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la sezione di detta flangia amovibile (15) e di detta controflangia fissa (16) effettuata con un piano di sezione ortogonale a detto asse longitudinale (Y) presenta forma semianulare.
7. 7) Giunto meccanico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detta seconda zona tubolare (107) presenta un intaglio diametrale (130) il quale è realizzato nella parte terminale di detta seconda zona tubolare (107) e si sviluppa longitudinalmente lungo l’asse longitudinale (Y) di detta seconda zona tubolare (107) per una parte (131) della lunghezza di detta seconda zona tubolare (107) in modo da definire una coppia di flange di serraggio (115, 116) tra loro contrapposte che costituiscono parte integrale di detta seconda zona tubolare (107), essendo presenti viti di fissaggio (118) atte a serrare dette flange di serraggio (115, 116) contro detto secondo albero (4) tra loro compreso.
8. 8) Giunto meccanico (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta flangia amovibile (15) e detta controflangia fissa (16) presentano entrambe forma semitubolare, detta flangia amovibile (15) comprendendo superfici piane (15a) parallele a detto asse longitudinale (Y) e configurate per essere rivolte verso corrispondenti controsuperfici piane (16a) di detta controflangia fissa (16) quando detti mezzi di fissaggio (17) vincolano reciprocamente detta flangia amovibile (15) e detta controflangia fissa (16).
9. 9) Giunto meccanico (1;100) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la sezione di ciascuna di dette flange (115, 116) effettuata con un piano di sezione ortogonale a detto asse longitudinale (Y) presenta forma semianulare.
10. 10) Giunto meccanico (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio (17) comprendono almeno due viti di fissaggio (18) simmetricamente disposte rispetto a detto asse longitudinale (Y), ciascuna di dette viti di fissaggio (17) essendo accolta in un foro (19) realizzato in detta flangia amovibile (15) ed in detta controflangia fissa (16), detto foro (19) essendo disposto passante attraverso detta superficie piana (15a) e detta controsuperficie piana (16a) ove individua una direzione (Z) ortogonale a detto asse longitudinale (Y).
11. 11) Giunto meccanico (1; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di unione (6) comprendono un elemento di contrasto (22) che alloggia in una cava longitudinale (3b) presente in detto primo albero (3) ed in una sede longitudinale (23) ricavata in detta prima zona tubolare (5) all’interno di detto primo foro (5a).