IT201800000645A1 - Cinghia con protuberanze - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“CINGHIA CON PROTUBERANZE”

La presente invenzione è relativa ad una cinghia con protuberanze, per la trasmissione del moto e/o per il trasporto di oggetti.

Nei settori tecnici delle trasmissioni e dei convogliatori, vengono utilizzate svariate tipologie di cinghie, ossia cinghie piatte, cinghie dentate, cinghie trapezoidali, cinghie pluri-trapezoidali, ecc…, aventi una superficie di dorso ed una superficie frontale che è opposta a quella di dorso e che viene accoppiata su pulegge motrici e condotte, aventi sulla superficie esterna una sagoma che corrisponde, in negativo, a quella della cinghia. In altre parole, la superficie esterna delle pulegge è perfettamente cilindrica per le cinghie piane, è invece provvista di cave parallele all’asse di rotazione per le cinghie dentate in modo da definire una trasmissione sincrona, ed è infine provvista di gole anulari per le cinghie trapezoidali e pluri-trapezoidali.

È evidente quindi che ogni tipologia di cinghia è associata ad una corrispondente tipologia di puleggia.

È sentita l’esigenza di prevedere cinghie sincrone, che però possano essere utilizzate anche con pulegge aventi una superficie esterna perfettamente cilindrica e con pulegge provviste di gole circonferenziali.

Per soddisfare tale esigenza, è possibile utilizzare cinghie di tipo noto che sono provviste di protuberanze o tasselli sporgenti, distribuiti sulla superficie frontale della cinghia lungo una serie di file longitudinali parallele. Tali cinghie sono denominate comunemente in lingua inglese come “nubbed belts”. Generalmente, le protuberanze di ciascuna fila sono sfalsate in direzione longitudinale rispetto alle protuberanze di una fila adiacente in modo da rendere graduale l’ingranamento delle protuberanze nelle corrispondenti cave previste nelle pulegge e, quindi, limitare le oscillazioni di coppia motrice trasmessa dalla cinghia al variare dell’angolo di rotazione delle puleggia.

Una forma di realizzazione relativa a tale tipologia di cinghie è descritta in EP0957289A1, che corrisponde al preambolo della rivendicazione 1 e mostra diverse forme possibili per le protuberanze. In particolare, sul mercato viene utilizzata esclusivamente una soluzione avente protuberanze di forma tronco-conica a base circolare, atte ad impegnare corrispondenti cave nelle pulegge.

Come accennato sopra, è teoricamente possibile utilizzare una soluzione di questo tipo anche su pulegge provviste di gole circonferenziali, dove ciascuna gola andrebbe impegnata da una rispettiva fila di protuberanze. In particolare, la trasmissione della coppia motrice avrebbe luogo in corrispondenza di zone di contatto tra i fianchi inclinati delle gole e le superfici laterali tronco-coniche delle protuberanze.

È sentita l’esigenza di perfezionare la cinghia descritta in EP0957289A1 in modo da migliorare le prestazioni della trasmissione quando la cinghia con protuberanze viene utilizzata, appunto, su pulegge provviste di gole circonferenziali, invece che su pulegge provviste di cave distanziate tra loro in direzione circonferenziale per trasmissione sincrona.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una cinghia con protuberanze, la quale consenta di assolvere in maniera semplice ed economica alle esigenze sopra esposte.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una cinghia con protuberanze, come definita nella rivendicazione 1.

L'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 prospettica parziale di una preferita forma di attuazione della cinghia con protuberanze secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista di una superficie frontale della cinghia di figura 1;

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

- le figure 4, 5 e 6 mostrano tre diverse pulegge a cui si può accoppiare la cinghia delle figure da 1 a 3; e - la figura 7 è analoga alla figura 3 e mostra, in scala ingrandita, la cinghia della presente invenzione quando è accoppiata alla puleggia di figura 6.

In figura 1, il numero di riferimento 1 indica, nel suo complesso, una cinghia (parzialmente illustrata) che può formare un anello continuo atto ad essere avvolto su una puleggia motrice ed almeno una puleggia condotta, in modo da essere utilizzata per la trasmissione di potenza tra tali pulegge e/o essere utilizzata per il trasporto di oggetti in un convogliatore provvisto di tali pulegge.

La cinghia 1 comprende un corpo 2 in materiale polimerico o elastomerico, ad esempio in poliuretano o gomma, a sua volta comprendente una porzione a striscia o porzione piatta 3, che si estende lungo un asse 4 longitudinale e ha una sezione trasversale sostanzialmente rettangolare.

Come visibile in figura 3, la cinghia 1 comprende, inoltre, una pluralità di inserti filiformi di rinforzo 6, i quali sono denominati generalmente “cord”, sono annegati nella porzione 3, sono sostanzialmente longitudinali, e sono realizzati in materiale resistente alla trazione, ad esempio in acciaio, oppure in fibre di aramide, fibre di vetro o altre fibre sintetiche.

La cinghia 1 è flessibile in modo da seguire un percorso ad anello chiuso, definito dalle suddette pulegge e da eventuali tenditori, ed è delimitata da una faccia di dorso 7, da due superfici laterali 8, opposte tra loro, e da una superficie frontale di trascinamento 9, la quale è opposta alla faccia 7 ed è atta ad impegnare una superficie laterale esterna delle pulegge.

Ancora con riferimento alla figura 1, la superficie 9 è sagomata in modo da definire una faccia sostanzialmente piana 10 ed una pluralità di tasselli sporgenti o protuberanze 11, che sporgono dalla faccia 10. La forma e le dimensioni delle protuberanze 11 e le distanze tra tali protuberanze 11 non sono mostrate nelle figure allegate necessariamente in scala, per cui le figure sono da considerare solo a titolo esemplificativo.

Le protuberanze 11 sono disposte lungo due o più file 13, che sono parallele all’asse 4, e hanno tutte le medesime forma e dimensioni. Inoltre, la distanza longitudinale o passo tra le protuberanze 11 è costante ed uguale per tutte le file 13, così come la distanza tra le file 13 è costante. In altre parole, la distribuzione o “pattern” delle protuberanze 11 è sempre uguale e ripetuta lungo l’asse 4. Di conseguenza, la cinghia 1 può essere accoppiata ad una puleggia 14 (figura 4) provvista di cave 15 su una propria superficie laterale esterna: le cave 15 hanno la medesima distribuzione o “pattern” delle protuberanze 11 e hanno una forma tale da poter essere impegnate rispettivamente dalle protuberanze 11 e definire una trasmissione sincrona.

Con riferimento alla figura 2, per ciascuna fila 13, preferibilmente le protuberanze 11 sono sfalsate longitudinalmente rispetto alle protuberanze 11 di una fila 13 adiacente. In questo modo, è sempre prevista almeno una cava 15 impegnata da una corrispondente protuberanza 11 per trasmettere la coppia motrice, ma le cave 15 di file diverse vengono impegnate progressivamente l’una dopo l’altra. Questo accorgimento permette di ridurre le oscillazioni di coppia motrice trasmessa complessivamente tra la cinghia 1 e la puleggia 14 al variare dell’angolo di rotazione della puleggia 14.

Preferibilmente, le protuberanze 11 costituiscono parte del corpo 2, ossia sono integrali alla porzione 3, per cui sono realizzate nello stesso materiale. Secondo varianti non illustrate, le protuberanze 11 sono definite da pezzi distinti dalla porzione 3 e fissati a quest’ultima durante il procedimento produttivo. In questo caso, possono essere costituite dello stesso materiale della porzione 3, oppure di un materiale polimerico o elastomerico diverso.

Preferibilmente, le protuberanze 11 sono costituite da materiale pieno. In alternativa, le protuberanze 11 possono essere anche cave internamente. Secondo ulteriori varianti non illustrate, la superficie 9 e/o la faccia di dorso 7 sono definite da strati di rivestimento, che vengono fissati al corpo 2 durante il procedimento produttivo.

Essendo uguali tra loro, la seguente trattazione farà riferimento ad una singola protuberanza 11, per ragioni di semplicità.

Con riferimento all’ingrandimento incluso nella figura 2, la protuberanza 11 ha preferibilmente una forma simmetrica, sia rispetto ad un piano di mezzeria ortogonale all’asse 4, e sia rispetto ad un piano di mezzeria parallelo all’asse 4 ed ortogonale alla faccia 10.

La protuberanza 11 è delimitata frontalmente da una faccia 18, che è sostanzialmente piana e parallela alla faccia 10. Quando la cinghia 1 viene utilizzata in combinazione con una puleggia cilindrica 19 (figura 5), quest’ultima ha una superficie cilindrica esterna a cui si possono appoggiare le facce 18 oppure la faccia di dorso 7, per trasmettere il moto e/o per ottenere una funzione di tenditore.

Ancora con riferimento all’ingrandimento di figura 2, la protuberanza 11 è delimitata lateralmente da una superficie perimetrale 20 che raccorda le facce 10 e 18 tra loro.

In direzione parallela all’asse 4 (ossia nella direzione della fila 13), la protuberanza 11 termina con due porzioni di testa 21, opposte tra loro ed aventi rispettive superfici 22 che fanno parte della superficie 20 e sono preferibilmente convesse.

Ciascuna superficie 22 termina con un relativo bordo convesso 23 in corrispondenza della faccia 18 e con un relativo bordo convesso 24, in corrispondenza della faccia 10: preferibilmente, i bordi 23 e 24 sono archi di circonferenza. Secondo una variante non illustrata, sono archi di ellisse.

Vantaggiosamente, ciascuna superficie 22 è rastremata andando dal bordo 24 al bordo 23. In altre parole, il raggio di curvatura dei bordi 23 è minore di quello dei bordi 24. In particolare, ciascuna delle porzioni 21 definisce la metà di un tronco di cono. Secondo una variante non illustrata, ciascuna delle porzioni 21 definisce la metà di un cilindro, per cui i bordi 23 e 24 hanno il medesimo profilo e sono allineati tra loro in direzione ortogonale alle facce 10 e 18.

Secondo la presente invenzione, la protuberanza 11 comprende una porzione intermedia 25 che unisce tra loro le porzioni 21 ed è definita da due fianchi 26, che sono paralleli all’asse 4, fanno parte della superficie 20 e, longitudinalmente, raccordano tra loro le superfici 22, preferibilmente senza scalini e senza soluzione di continuità.

Ciascun fianco 26 termina con un relativo bordo rettilineo 27 in corrispondenza della faccia 18 e con un relativo bordo rettilineo 28 in corrispondenza della faccia 10. Nell’esempio illustrato (figura 2), i fianchi 26 sono piani e sono inclinati con angolo diverso da 90° rispetto alle facce 10 e 18. In altre parole, la sezione trasversale della porzione 25 (con piani di sezione ortogonali all’asse 4) è trapezoidale.

Secondo varianti non illustrate, i fianchi 26 hanno un profilo convesso o concavo andando dalla faccia 10 alla faccia 18; e/o i fianchi 26 si estendono ortogonalmente alla faccia 18 e/o alla faccia 10.

Con riferimento ancora all’ingrandimento in figura 2, in direzione parallela all’asse 4, preferibilmente i fianchi 26 hanno una lunghezza D che è maggiore o uguale a 0,5 mm, e vantaggiosamente minore o uguale a 10 mm. Questo preferibile limite massimo nella lunghezza D non compromette la capacità che la cinghia 1 ha nel flettersi e nell’adattarsi a pulegge di diametro relativamente basso.

Oltre che alle pulegge 14 e 19, è possibile accoppiare la cinghia 1 anche ad una puleggia 29 (figure 6 e 7) provvista di gole circonferenziali 30 che hanno, in sezione trasversale, una forma tale da poter essere impegnate dalla porzione 25 e sono distanziate assialmente tra loro della stessa distanza prevista tra le file 13. In altre parole, le protuberanze 11 vanno ad impegnare le gole 30, con i fianchi 26 disposti a contatto contro rispettivi fianchi 31 (figura 7) delle gole 30 per trasmettere il trascinamento tramite attrito tra i fianchi 26 e 31.

Pertanto, grazie alla presenza e alla estensione longitudinale dei fianchi 26, l’entità della coppia motrice tra la puleggia 29 e la cinghia 1 viene incrementata rispetto alle soluzioni note dove le protuberanze sono tronco-coniche a base circolare. Infatti, la trasmissione di tale coppia avviene in corrispondenza di un’area relativamente ampia, corrispondente ad un contatto esteso e continuo tra i fianchi 26 e 31.

Risulta anche evidente come tale effetto tecnico sia ottenuto in modo estremamente semplice, senza alterare significativamente le altre caratteristiche della cinghia 1 e quindi senza compromettere le altre funzionalità, in particolare per quanto riguarda la capacità di adattarsi a diversi utilizzi, l’efficacia nella trasmissione, e la sincronia della trasmissione stessa quando la cinghia 1 viene utilizzata in combinazione con la puleggia 14.

Da quanto precede appare, infine, evidente che alla cinghia 1 descritta possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione. In particolare, come accennato sopra, le porzioni 21 potrebbero avere forma diversa, e/o i fianchi 26 potrebbero avere dimensione longitudinale diversa, rispetto a quanto illustrato e/o indicato a titolo di esempio. Inoltre, la forma delle protuberanze 11 potrebbe non essere simmetrica, ad esempio le porzioni di testa 21 di ciascuna protuberanza 11 potrebbero avere forma e/o dimensioni diverse tra loro.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Cinghia (1) avente una faccia di dorso (7) ed una superficie frontale (9), la quale è opposta a detta faccia di dorso (7) ed è atta ad essere accoppiata ad almeno una puleggia (14,19,29); la cinghia comprendendo: - una porzione piatta (3) estendentesi lungo un asse longitudinale (4); - una pluralità di inserti filiformi (6) annegati in detta porzione piatta (3); - una pluralità di protuberanze (11), le quali sporgono da detta porzione piatta (3) in corrispondenza di detta superfice frontale (9), hanno forma e dimensioni uguali tra loro, sono disposte lungo una pluralità di file (13) parallele a detto asse longitudinale (4), e sono distanziate longitudinalmente tra loro di un passo costante; ciascuna detta protuberanza (11) terminando, in direzione parallela a detto asse longitudinale (4), con due porzioni di estremità (21) opposte tra loro; caratterizzato dal fatto che ciascuna detta protuberanza (11) comprende una porzione intermedia (25) che unisce tra loro dette porzioni di estremità (21) e ha due fianchi (26), i quali sono paralleli a detto asse longitudinale (4). 2.- Cinghia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, in direzione parallela a detto asse longitudinale (4), detti fianchi (26) hanno una lunghezza maggiore o uguale a 0,5 mm. 3.- Cinghia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, in direzione parallela a detto asse longitudinale (4), detti fianchi (26) hanno una lunghezza minore o uguale a 10 mm. 4.- Cinghia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta porzione intermedia (25) ha una sezione trasversale trapezoidale, ottenuta con piani di sezione ortogonali a detto asse longitudinale (4). 5.- Cinghia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che, in ciascuna detta fila (13), dette protuberanze (11) sono longitudinalmente sfalsate rispetto alle protuberanze (11) di una delle file adiacenti (13).