IT201800009788A1

IT201800009788A1 - Giunto omocinetico grandangolare con serbatoio di lubrificante

Info

Publication number: IT201800009788A1
Application number: IT102018000009788A
Authority: IT
Inventors: Edi Bondioli
Original assignee: Edi Bondioli
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2020-04-25
Also published as: EP3643938A1; CA3059953A1; BR102019021743A2; US11333203B2; US20200132127A1; EP3643938B1; CN111102300A

Description

GIUNTO OMOCINETICO GRANDANGOLARE CON SERBATOIO DI

LUBRIFICANTE

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

[0001] La presente invenzione riguarda perfezionamenti ai giunti omocinetici. Più in particolare l’invenzione riguarda perfezionamenti ai giunti omocinetici grandangolari.

ARTE ANTERIORE

[0002] Giunti omocinetici cosiddetti grandangolari sono frequentemente utilizzati in trasmissioni meccaniche, dove si può avere l’esigenza di consentire elevati angoli di inclinazione tra alberi della trasmissione. Giunti omocinetici grandangolari sono molto usati, ad esempio, nella meccanica agricola.

[0003] Giunti omocinetici grandangolari sono descritti ad esempio in US2002/0010027 e in US 7033278. Questi giunti omocinetici presentano due forcelle laterali o esterne che si impegnano, tramite due crociere, a due forcelle centrali o interne, formate da un nucleo centrale. Le forcelle esterne sono impegnate, tramite teste sferiche, ad un elemento o disco di guida, denominato talvolta anche “satellite”, che si impegna in una sede anulare interna al corpo centrale. Questa disposizione consente agli alberi collegati dal giunto di disporsi tra loro inclinati, con angoli uguali che possono essere anche di alcune decine di gradi. Angoli di queste ampiezze sono utili per trasmettere il moto da una presa di forza di un trattore ad una macchina agricola trainata da quest’ultimo.

[0004] I giunti omocinetici di questo tipo presentano notevoli problemi di lubrificazione. Infatti, per un funzionamento corretto del giunto è necessario lubrificare continuamente le superfici di scorrimento reciproco del disco di guida e della sede anulare in cui esso è collegato, nonché la superficie di accoppiamento tra disco di guida e teste sferiche delle forcelle esterne. A tale scopo la sede anulare che alloggia scorrevolmente il disco di guida viene riempita di grasso lubrificante. Le inevitabili perdite per trafilamento del lubrificante obbligano a sistematici rabbocchi di lubrificante tramite un nipplo di lubrificazione, in collegamento di fluido diretto con la sede anulare in cui è alloggiato il disco di guida. Tipicamente, la lubrificazione viene ripetuta circa ogni 50 ore di esercizio del giunto omocinetico. Le operazioni di rabbocco o ricarica del lubrificante comporta la necessità di arrestare le macchine, cui il giunto è collegato.

[0005] Vi è pertanto la necessità di migliorare i giunti omocinetici, in specie i giunti omocinetici grandangolari, per ridurre o alleviare gli inconvenienti dei giunti dell’arte corrente, in particolare i problemi connessi alla loro lubrificazione.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

[0006] Per ottenere una migliore lubrificazione, viene previsto un giunto omocinetico grandangolare in cui all’interno del nucleo centrale, che forma le forcelle interne e in cui è alloggiato il disco di guida vincolato alle forcelle esterne del giunto, è previsto un serbatoio di lubrificante in comunicazione con la sede anulare in cui è scorrevolmente accolto il disco di guida.

[0007] Con una disposizione di questo tipo è possibile caricare una riserva di lubrificante, ad esempio un grasso lubrificante, nel serbatoio. Durante il funzionamento del giunto, il lubrificante viene gradualmente erogato dal serbatoio verso la sede di scorrimento del disco di guida. Il lubrificante che trafila verso l’esterno del giunto viene continuamente rimpiazzato da lubrificante proveniente dal serbatoio. La scorta di lubrificante nel serbatoio consente al giunto di funzionare un numero elevato di ore senza necessità di interventi di rabbocco del lubrificante nel giunto.

[0008] Si è rilevato che con un serbatoio di dimensioni tali da non influenzare negativamente il peso e gli ingombri del giunto, si possono raggiungere intervalli tra una carica di lubrificante e la successiva fino e oltre dieci volte più lunghi degli intervalli ai quali è oggi necessario intervenire per ricaricare di lubrificante la sede di scorrimento del disco di guida dei giunti omocinetici grandangolari dell’arte corrente.

[0009] In vantaggiose forme di realizzazione, il nucleo centrale può comprendere un primo corpo e un secondo corpo, tra loro accoppiati, i quali formano le due forcelle interne del giunto e tra i quali è definita la sede anulare in cui è accolto e in cui scorre il disco di guida. Il serbatoio di lubrificante può essere formato in uno dei due corpi del nucleo centrale. Vantaggiosamente i due corpi possono essere tra loro accoppiati in modo reversibile, ad esempio tramite bulloni, per consentire più facili interventi di manutenzione e riparazione.

[0010] Per ottimizzare la capacità del serbatoio, in forme di realizzazione vantaggiose il serbatoio ha uno sviluppo anulare attorno all’asse di rotazione del nucleo centrale, ed è preferibilmente posizionato su un lato della sede anulare in cui è alloggiato il disco di guida o satellite.

[0011] Per ottenere un funzionamento regolare e prolungato del giunto, in vantaggiose forme di realizzazione il giunto comprende un sistema dosatore per dosare il lubrificante dal serbatoio alla sede anulare e verso le superfici di scorrimento delle teste sferiche delle forcelle esterne sul disco di guida. In questo modo il consumo di lubrificante viene ridotto al minimo e reso regolare nel tempo. Il sistema dosatore può essere configurato per dosare il lubrificante per effetto della forza centrifuga generata dalla rotazione del giunto sul lubrificante contenuto nel serbatoio.

[0012] In alcune forme di realizzazione, il sistema dosatore comprende un disco dosatore interposto tra il serbatoio e la sede anulare. Ad esempio, il disco dosatore può comprendere: un foro di ingresso, un foro di uscita e una fessura estendentesi radialmente nello spessore del disco dosatore e che pone in comunicazione il foro di ingresso con il foro di uscita. Opportunamente, il foro di ingresso e il foro di uscita non sono allineati l’uno all’altro, bensì sono tra loro distanziati in direzione tangenziale e/o in direzione radiale. In questo modo viene definito un percorso di erogazione del lubrificante lungo la fessura dal foro di ingresso al foro di uscita. La dimensione dei fori, la loro posizione reciproca e la dimensione della fessura sono parametri che possono essere dimensionati per ottenere la portata desiderata di lubrificante, eventualmente tenendo conto della dimensione radiale del giunto e/o delle velocità angolari di regime, fattori che influenzano la forza centrifuga che agisce sul lubrificante durante il funzionamento del giunto.

[0013] Per caricare il lubrificante nel serbatoio, in alcune forme di realizzazione si può prevedere un nipplo ingrassatore. Per consentire un riempimento completo del serbatoio, può essere prevista una valvola atta a consentire l’uscita di lubrificante dal serbatoio quando il serbatoio è pieno. In questo modo l’operatore può immettere lubrificante in pressione nel serbatoio fino al suo completo riempimento, che viene rilevato visivamente tramite la fuoriuscita di lubrificante dalla valvola.

[0014] In vantaggiose forme di realizzazione, il serbatoio di lubrificante è suddiviso in una camera di accumulo e in una camera di alimentazione. La camera di accumulo è in comunicazione con la camera di alimentazione e la camera di alimentazione è in comunicazione con la sede anulare del nucleo centrale in cui è alloggiato scorrevolmente il satellite o disco di guida. Il summenzionato disco dosatore è posto tra la camera di alimentazione e la sede anulare, mentre tra la camera di alimentazione e la camera di accumulo è posto un disco di alimentazione, configurato per mantenere un livello di lubrificante sostanzialmente costante nella camera di alimentazione trasferendo gradualmente lubrificante dalla camera di accumulo alla camera di alimentazione.

[0015] Il disco di alimentazione può comprendere: un foro di ingresso, in comunicazione con la camera di accumulo; un foro di uscita, in comunicazione con la camera di alimentazione; e un canale di collegamento, realizzato nello spessore del disco di alimentazione ed estendentesi radialmente tra il foro di ingresso e il foro di uscita. Il foro di ingresso è più distante del foro di uscita rispetto all’asse di rotazione del nucleo. Per forza centrifuga il lubrificante passa dalla camera di accumulo alla camera di alimentazione, da dove viene erogato in maniera dosata verso la sede anulare del nucleo, nella quale è alloggiato il disco di guida.

[0016] Il serbatoio può opportunamente comprendere un foro calibrato in comunicazione con l’ambiente esterno. La dimensione del foro è tale da ridurre o impedire il passaggio di lubrificante dall’interno del serbatoio verso l’esterno, ma consentire il passaggio di aria. In questo modo, via via che il lubrificante esce dal serbatoio e viene erogato nella sede anulare in cui è alloggiato il disco di guida, aria esterna riempie il serbatoio, mantenendo al suo interno la pressione ambiente e consentendo, quindi, il regolare deflusso del lubrificante

[0017] Il disco di guida può presentare uno o più fori radiali, che si estendono nello spessore del disco di guida, da un bordo radialmente esterno a una sede centrale assiale del disco di guida, in cui si impegnano le teste sferiche della prima forcella esterna e della seconda forcella esterna. Il lubrificante penetra nei fori radiali, e quindi nella sede centrale assiale, per effetto del movimento in direzione radiale del disco di guida nella sede anulare.

[0018] In vantaggiose forme di realizzazione, almeno una delle teste sferiche delle forcelle esterne è attraversata da un foro che pone in comunicazione l’interno del disco di guida, e più in particolare la sua sede centrale assiale in cui si impegnano le teste sferiche delle forcelle, con l’ambiente esterno. In questo modo si mantiene sempre la corretta pressione nel volume delimitato tra le due sfere, garantendo una corretta lubrificazione.

[0019] Per migliorare la tenuta e ridurre i trafilamenti di lubrificante, il disco di guida e la sede anulare in cui esso è scorrevolmente accolto possono essere disposti corpi laminari anulari in contatto di scorrimento ciascuno con una rispettiva superficie sostanzialmente piana del disco di guida e una rispettiva superficie sostanzialmente piana della sede anulare. In vantaggiose forme di realizzazione i corpi laminari anulari sono preferibilmente elastici e assumono, a riposo, una forma conica, a mo’ di molla a tazza. In assetto montato i corpi anulari vengono deformati in un assetto sostanzialmente piano. In questo modo si genera una pressione sulle superfici di contatto dei corpi laminari anulari, per aumentare la tenuta sul disco di guida e ridurre le perdite di lubrificante.

[0020] Per migliorare ulteriormente la tenuta, in alcune forme di realizzazione tra ciascuna faccia di ciascun corpo laminare anulare e la corrispondente superficie del disco di guida e la corrispondente superficie della sede anulare sono disposte rispettive guarnizioni di tenuta anulari, preferibilmente in forma di o-ring.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0021] L’invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e gli allegati disegni, che illustrano una forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa dell’invenzione. Più in particolare, nel disegno mostrano:

le Figg. 1 e 2 viste isometriche secondo due angolazioni differenti del giunto omocinetico in una forma di realizzazione, da cui è stata rimossa la protezione; le Figg. 3 e 4 sezioni del giunto omocinetico di Figg. 1 e 2 secondo un piano contenente gli assi degli alberi collegati dal giunto, in due posizioni angolari differenti;

la Fig.5 una sezione parziale del giunto omocinetico secondo un piano di sezione ruotato di 90° rispetto al piano della sezione di Fig.3;

la Fig.6 un ingrandimento della sezione di Fig.3;

la Fig.7 una sezione in vista esplosa delle porzioni che formano il nucleo e le forcelle interne del giunto omocinetico;

la Fig.8 una vista frontale del disco di alimentazione;

la Fig.9 una sezione secondo IX-IX di Fig.8;

la Fig.10 un ingrandimento di una porzione di Fig.9;

la Fig.11 una vista fontale e parziale sezione del disco dosatore;

la Fig.12 una sezione secondo XII-XII di Fig.11;

la Fig.13 un ingrandimento di una porzione di Fig.12;

la Fig.14 una vista frontale del disco di guida;

la Fig.15 una sezione secondo XV-XV di Fig.14; e

la Fig.16 un ingrandimento di una porzione di Fig.15.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE

[0022] Le Figg. 1 e 2 mostrano un giunto omocinetico grandangolare 100 in viste isometriche da due diverse angolazioni. Il giunto 100 comprende un nucleo centrale 101, cui sono collegate, nel modo più avanti descritto, due forcelle 103, 105, nel seguito denominate prima forcella esterna 103 e seconda forcella esterna 105, per distinguerle da rispettive forcelle interne formate dal nucleo 101 come più avanti descritto.

[0023] La prima forcella esterna 103 è collegata a un profilo scanalato 104 di accoppiamento a un primo albero (non mostrato) e la seconda forcella esterna 105 è collegata a un secondo profilo scanalato 106 di accoppiamento a un secondo albero (non mostrato). Uno dei due alberi accoppiabili al giunto 100 è un albero motore, ad esempio un albero che riceve il moto da una presa di forza di un trattore; l’altro albero è un albero condotto, ad esempio un albero di una macchina agricola accoppiata al trattore.

[0024] Come visibile in particolare nelle sezioni delle Figg. 3, 4, 5 e 6, il nucleo centrale 101 è costituito da due porzioni o corpi 101.1 e 101.2 tra loro accoppiati. Nella forma di realizzazione illustrata, l’accoppiamento tra i corpi 101.1 e 101.2 è un accoppiamento reversibile ottenuto per mezzo di viti 101.3. Questo consente lo smontaggio del giunto omocinetico 100 per operazioni di riparazione o manutenzione. In altre forme di realizzazione, meno vantaggiose, i due corpi 101.1 e 101.2 possono essere uniti in modo irreversibile, ad esempio per saldatura.

[0025] Il corpo 101.1 forma una prima forcella interna 24 e il corpo 101.2 forma una seconda forcella interna 25. La prima forcella esterna 103 è unita alla prima forcella interna 24 tramite una prima crociera 111. La seconda forcella esterna 105 è unita alla seconda forcella interna 25 tramite una seconda crociera 113.

[0026] Come visibile in particolare nelle Figg. 3, 4, 5 e 6, nel primo corpo 101.1 del nucleo centrale 101 è formato un serbatoio di lubrificante 1, che serve a contenere una scorta di lubrificante, ad esempio un grasso lubrificante, che viene erogato gradualmente durante la rotazione del giunto omocinetico 100, nel modo descritto in dettaglio più avanti.

[0027] In vantaggiose forme di realizzazione, la porzione o corpo 101.1 in cui è realizzato il serbatoio 1 può essere in alluminio o altro materiale leggero. In questo modo, nonostante la sua dimensione maggiorata rispetto ai normali giunti omocinetici (dovuta alla necessità di alloggiare il serbatoio 1) non aumenta eccessivamente il peso complessivo del giunto omocinetico 100.

[0028] Il serbatoio di lubrificante 1 ha una forma sostanzialmente anulare e si sviluppa attorno all’asse X di rotazione del nucleo centrale 101 del giunto omocinetico 100. Il serbatoio 1 può essere riempito tramite un nipplo ingrassatore 2. Per verificare il completo riempimento del serbatoio di lubrificante 1, in forme di realizzazione vantaggiose può essere prevista una valvola 3, dalla quale il lubrificante esce quando il serbatoio di lubrificante 1 è completamente pieno. Un foro calibrato 13, visibile in particolare nelle Figg. 3, 4 e 5, consente lo sfiato dell’aria dal serbatoio di lubrificante 1 durante il suo riempimento con il lubrificante.

[0029] Nella forma di realizzazione illustrata, il serbatoio di lubrificante 1 è suddiviso in due parti da un disco di alimentazione 4. Più in particolare, il disco di alimentazione 4 suddivide il serbatoio di lubrificante 1 in: un serbatoio vero e proprio, nel seguito indicato come camera di accumulo 1.1; e in una camera di alimentazione 5. Come verrà chiarito in seguito, in forme di realizzazione particolarmente vantaggiose viene previsto un sistema dosatore che fa sì che il lubrificante si trasferisca gradualmente dalla camera di accumulo 1.1 alla camera di alimentazione 5, dove il livello di lubrificante rimane sostanzialmente circa costante, via via che il lubrificante viene erogato alle parti in movimento del giunto omocinetico 100. Il livello di lubrificante nella camera di alimentazione 5 viene mantenuto per effetto di un graduale trasferimento di lubrificante dalla camera di accumulo 1.1 alla camera di alimentazione 5 e conseguente graduale riduzione del lubrificante nella camera di accumulo 1.1.

[0030] Nella forma di realizzazione illustrata, la camera di alimentazione 5 è chiusa (sul lato opposto rispetto alla camera di accumulo 1.1) da un disco dosatore 6, che separa la camera di alimentazione 5 da una sede anulare 7 realizzata nella parte centrale del nucleo 101. Il serbatoio 1 è quindi posto a fianco della sede anulare 7. Il disco dosatore 6 fa parte, insieme al disco di alimentazione 4, del sistema dosatore associato al serbatoio 1.

[0031] Nella sede anulare 7 è alloggiato un disco di guida, anche denominato “satellite”, contrassegnato con 11. Il disco di guida 11 è mobile nella sede anulare 7 e può assumere diverse posizioni in funzione dell’angolo formato dagli alberi collegati dal giunto omocinetico 100. Le Figg.3 e 4 mostrano a titolo esemplificativo:

• la Fig.3 una prima posizione, in cui i profili scanalati 104, 106 sono coassiali e quindi gli alberi (non mostrati) collegati dal giunto omocinetico 100 sono allineati. In questa posizione il disco di guida 11 si trova coassiale ai profili scanalati 104, 106, alle forcelle 24, 25, 103, 104 e al nucleo centrale 101. Tutti i suddetti componenti sono allineati sull’asse di rotazione X del giunto omocinetico 100;

• la Fig.4 una seconda posizione, in cui i profili scanalati 104, 106 (e quindi i rispettivi alberi, non mostrati), formano un angolo α (angolo tra gli assi A e B dei profili scanalati 104, 106 e delle forcelle esterne 103, 105). In questa posizione, che rappresenta il minimo angolo che può essere raggiunto tra gli alberi collegati al giunto omocinetico 100, il disco di guida 11 si trova spostato nella zona periferica della sede anulare 7.

[0032] Il disco di guida 11 comprende una sede centrale assiale 11.1, di forma sostanzialmente cilindrica, nella quale si impegnano teste sferiche 12.1 e 12.2 solidali alla prima forcella esterna 103 e alla seconda forcella esterna 105, rispettivamente. Per effetto di questo collegamento, il disco di guida 11 si muove nella sede anulare 7 al variare dell’angolo tra i due assi A e B dei profili scanalati 103 e 106 e quindi degli alberi uniti dal giunto omocinetico 100. Le teste sferiche 12.1, 12.2 sono in contatto di strisciamento con la superficie cilindrica della sede centrale assiale 11.1 del disco di guida o satellite 11. Il lubrificante contenuto nel serbatoio 1 serve, in particolare a lubrificare le superfici di contatto tra teste sferiche 12.1, 12.2 e sede centrale assiale 11.1.

[0033] Tra il disco di guida 11 e superfici laterali 7.1 della sede anulare 7 sono disposti corpi anulari elastici 8 in contatto con le superfici 7.1 della sede anulare 7 e con le superfici laterali 11.2 del disco di guida 11. In vantaggiose forme di realizzazione i corpi anulari elastici 8 possono essere costituiti da molle a tazza che, in assetto montato, sono deformate fino ad assumere la forma piatta illustrata nelle allegate figure. In questo modo la deformazione elastica cui sono soggette le molle a tazza 8 genera una forza di contatto delle molle a tazza 8 con le superfici 11.2 e 7.1, che consente di ottenere una tenuta efficace tra la sede anulare 7, che contiene lubrificante proveniente dal serbatoio 1, e l’esterno del giunto omocinetico 100.

[0034] Per migliorare ulteriormente la tenuta, sulle superfici 7.1 e 11.2 possono essere realizzate gole anulari per tenute ausiliarie, indicate con 9. Nel caso in cui, come nell’esempio illustrato, i due corpi 101.1 e 101.2 del nucleo centrale 101 sono collegati tra loro in modo reversibile, un’ulteriore tenuta 10 può essere prevista tra detti due corpi 101.1 e 101.2.

[0035] Le Figg.6, 8, 9 e 10 mostrano in dettaglio le caratteristiche del disco di alimentazione 4. In particolare, la Fig.8 mostra il disco di alimentazione 4 isolatamente e in vista frontale, cioè parallelamente all’asse di rotazione X del nucleo centrale 101; la Fig.9 mostra una sezione secondo un piano diametrale di traccia IX-IX in Fig.8 e la Fig.10 mostra un ingrandimento di un dettaglio della Fig.9.

[0036] Il disco di alimentazione 4 comprende un bordo radialmente esterno 4.1, un bordo radialmente interno 4.2, una prima faccia 4.3 rivolta verso la camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 e una seconda faccia 4.4 rivolta verso la camera di alimentazione 5. Sulla faccia 4.3 del disco di alimentazione 4 è previsto un foro di ingresso 15, che comunica con un canale radiale 16, realizzato nello spessore del disco di alimentazione 4. Il canale radiale 16 si estende dal foro d ingresso 15 a un foro di uscita 17 sulla faccia 4.4 del disco di alimentazione 4. I fori di ingresso e di uscita 15, 17 e il canale 16 formano un percorso per il lubrificante dalla camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 alla camera di alimentazione 5, in cui il foro di ingresso 15 si trova radialmente più lontano dall’asse X rispetto al foro di uscita 17.

[0037] Lungo il bordo radialmente esterno 4.1 del disco di alimentazione 4 può vantaggiosamente essere ricavata una gola anulare 4.5 per una tenuta 21, ad esempio un O-ring, in modo da evitare trafilamenti di lubrificante dalla camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 verso la camera di alimentazione 4. Viceversa, lungo il bordo radialmente interno 4.2 è ricavata una luce, preferibilmente una luce anulare, che pone in comunicazione la camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 con la camera di alimentazione 5, per gli scopi che verranno chiariti in seguito. La luce o passaggio definito lungo il bordo 4.2 del disco di alimentazione 4 è indicato con 22 in Fig.6.

[0038] Le Figg.6, 11, 12 e 13 illustrano in dettaglio le caratteristiche del disco dosatore 6. La Fig.11 mostra una vista frontale del disco dosatore 6, secondo la direzione dell’asse X di rotazione del nucleo centrale 101 con una porzione sezionata lungo un piano ortogonale all’asse X. La Fig.12 mostra una sezione secondo un piano diametrale e la Fig.13 mostra un dettaglio ingrandito della Fig.12.

[0039] Il disco dosatore 6 comprende un bordo radialmente esterno 6.1 e un bordo radialmente interno 6.2. Con 6.3 e 6.4 sono indicate rispettivamente la faccia del disco dosatore 6 rivolta verso la camera di alimentazione 5 e la faccia rivolta verso la sede anulare 7, in cui è scorrevolmente alloggiato il disco di guida o satellite 11. Un foro di ingresso 18 è formato sulla faccia 6.3 del disco dosatore 6 ed è in comunicazione, attraverso una fessura 19 realizzata nello spessore del disco dosatore 6, con un foro di uscita 20 formato sulla faccia 6.4. Per fessura si intende in generale un vano di passaggio, che pone in comunicazione il foro di ingresso 18 e il foro di uscita 20 di dimensione e/o forma tali da indurre una caduta di pressione sul lubrificante. I fori di ingresso e di uscita 18, 20 possono essere a distanze radiali leggermente diverse rispetto all’asse X e più precisamente, come visibile in Fig.13, il foro 20 è più vicino del foro 18 all’asse X. Benché nelle Figg.12 e 13 i due fori 18 e 20 siano rappresentati sullo stesso piano della figura, in realtà essi sono sfalsati angolarmente, cioè si trovano in due posizioni angolarmente distanziate, come visibile in Fig.11. In questo modo tra i due fori 18 e 28 esiste una distanza in direzione tangenziale, cioè attorno all’asse X, per gli scopi che saranno chiariti in seguito.

[0040] In vantaggiose forme di realizzazione, il foro di uscita 20 è svasato, in modo che il suo diametro sulla faccia 6.4 sia maggiore rispetto al diametro in corrispondenza della fessura 19. Questo impedisce il rischio di intasamenti del foro sulla superficie di strisciamento dei corpi anulari elastici 8.

[0041] Le Figg.6, 14, 15 e 16 illustrano in dettaglio il disco di guida 11. In particolare la Fig.14 è una vista frontale, secondo la direzione dell’asse di rotazione X, del disco di guida 11, la Fig.15 è una sezione secondo il piano diametrale di traccia XV-XV in Fig.14 e la Fig.16 è un ingrandimento di una porzione di Fig.15.

[0042] Il disco di guida 11 comprende uno o più fori radiali 23 che si estendono da un bordo radialmente esterno 11.3 fino alla sede centrale assiale 11.1. Nella forma di realizzazione illustrata sono previsti due fori radiali 23, ma questo non deve essere considerato vincolante. Il numero e la posizione angolare dei fori radiali 23 possono essere differenti in diverse forme di realizzazione. Come risulterà chiaro dalla descrizione che segue del funzionamento del giunto omocinetico 100, i fori radiali 23 consentono il passaggio del lubrificante dalla sede anulare 7 alla sede centrale assiale 11.1 del disco di guida 11, nella quale sono accolte le teste sferiche 12 delle due forcelle esterne 103, 105.

[0043] Nelle Figg.14, 15 e 16 con 11.5 sono indicate le gole anulari per il montaggio delle tenute 9.

[0044] Il giunto omocinetico 100 può essere dotato di una protezione antiinfortunistica, mostrata in particolare nelle Figg.3 e 4 e omessa nelle Figg.1 e 2. Tale protezione può comprendere una cuffia 31, un anello 32 e pattini 33 che si impegnano in una gola 26 realizzata sul nucleo centrale 101 e in particolare preferibilmente sul corpo 101.2 opposto rispetto a quello che alloggia il serbatoio 1.

[0045] Il funzionamento del giunto sin qui descritto è il seguente. Prima della messa in servizio del giunto omocinetico 100, attraverso il nipplo ingrassatore 2 il serbatoio 1 viene riempito di lubrificante, tipicamente un grasso lubrificante. Il lubrificante può essere alimentato a una pressione opportuna. L’aria presente nel serbatoio 1 può fuoriuscire dalla valvola 3 e/o dal foro calibrato 13 via via che il serbatoio 1 si riempie di lubrificante. Durante l’immissione attraverso il nipplo ingrassatore 2, il lubrificante penetra nella camera di alimentazione 5 e da questa nella camera di accumulo 1.1 attraverso la luce o passaggio anulare 22 (Fig.6) formato tra il corpo 101.1 e il bordo radialmente interno 4.2 del disco di alimentazione 4, in modo da riempire di lubrificante l’interno volume disponibile nel serbatoio 1, cioè sia la camera di accumulo 1.1 sia la camera di alimentazione 5).

[0046] L’operatore può verificare l’avvenuto completo riempimento del serbatoio 1 per mezzo della valvola 3, dalla quale inizia a fuoriuscire lubrificante in pressione quando il serbatoio 1 è pieno. A questo punto il giunto omocinetico 100 è pronto per iniziare il funzionamento.

[0047] Durante la rotazione del giunto omocinetico 100, la forza centrifuga spinge il lubrificante contenuto nel serbatoio 1 verso la zona tangenziale del serbatoio stesso. A causa della presenza del foro di ingresso 15 e del foro di uscita 17, uniti dal canale 16, la forza centrifuga spinge il lubrificante dalla camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 alla camera di alimentazione 5 attraverso il disco di alimentazione 4. Più in particolare, il lubrificante esce dalla camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 attraverso il foro di ingresso 15 del disco di alimentazione 4 ed entra nella camera di alimentazione 5 passando attraverso il canale 16 e il foro di uscita 17. La posizione dei fori di ingresso 15 e di uscita 17 è tale che per effetto della forza centrifuga agente sul lubrificante la camera di alimentazione 5 sia sempre piena di lubrificante. Eventuale lubrificante in eccesso che passa dalla camera di accumulo 1.1 alla camera di alimentazione 5 ritorna nella camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 attraverso il passaggio o luce anulare 22. L’anello di tenuta 21 impedisce il passaggio diretto del lubrificante dalla camera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 alla camera di alimentazione 5. Ciò costringe il lubrificante, spinto dalla forza centrifuga, a passare attraverso il percorso formato dal foro di ingresso 15, dal canale 16 e dal foro di uscita 17.

[0048] Poiché la camera di alimentazione 5 viene mantenuta sempre piena, la massa di lubrificante ivi contenuta preme, per effetto della forza centrifuga agente su di essa, sempre sostanzialmente con la stessa forza sulla faccia 6.3 del disco dosatore 6, e in particolare sul foro di ingresso 18 di quest’ultimo. In questo modo, attraverso il disco dosatore 6 viene dosata una quantità pressoché costante di lubrificante verso la sede anulare 7 del giunto omocinetico 100.

[0049] Il dosaggio della corretta quantità di lubrificante per unità di tempo nella sede anulare 7 del nucleo centrale 101 è ottenuto tramite il percorso definito dal foro di ingresso 18, dalla fessura 19 e dal foro di uscita 20. La posizione relativa dei fori di ingresso e di uscita 18, 20, i loro diametri, e lo spessore della fessura 19 sono selezionati i modo da avere la desiderata portata di lubrificante nelle normali condizioni operative (velocità di rotazione) del giunto omocinetico 100. Si comprende che la forza con cui il lubrificante viene spinto lungo il percorso 18, 19, 20 dipende dalla forza centrifuga e quindi dalla velocità angolare del giunto omocinetico 100. Le suddette dimensioni e posizioni dei fori 18, 20 e della fessura 19 sono scelti in modo da avere provocare nel flusso di lubrificante una perdita di carico ed ottenere una portata di lubrificante adeguata in tutte le condizioni operative.

[0050] Ciò è facilitato dal fatto che maggiore è la velocità angolare, maggiore è la necessità di lubrificazione, ma maggiore è anche la spinta generata dalla forza centrifuga e quindi la portata di lubrificante attraverso il disco dosatore 6. Peraltro, in generale le macchine cui è applicato il giunto omocinetico 100 in questione operano a un regime di giri sostanzialmente costante, ad esempio attorno a 1000 giri/min, e il sistema di dosaggio del lubrificante può essere calibrato per erogare la quantità ottimale di lubrificante a questa velocità di regime.

[0051] Il lubrificante che viene erogato dal disco dosatore 6 nella sede anulare 7 passa attraverso i fori radiali 23 del disco di guida o satellite 11 e arriva nella sede centrale assiale 11.1 di quest’ultimo, così da lubrificare la superficie della sede centrale assiale 11.1 e le teste sferiche 12.1, 12.2. Queste superfici si trovano in contatto reciproco e richiedono lubrificazione durante il funzionamento del giunto per evitare il grippaggio dell’accoppiamento tra disco di guida 11 e teste sferiche 12.1, 12.2.

[0052] Il lubrificante che viene erogato dal disco dosatore 6 nella sede anulare 7 viene spinto nei fori radiali 23 per effetto del movimento in direzione radiale del disco di guida 11 nella sede anulare 7, passando ad esempio dalla posizione di Fig.3 alla posizione di Fig.4. Questo movimento del disco di guida in un piano ortogonale all’asse di rotazione X del nucleo centrale 101 del giunto omocinetico 100 è conseguenza della variazione della posizione angolare reciproca degli alberi collegati dal iunto omocinetico 100 (angolo α, Fig.4). Questo angolo varia ripetutamente durante funzionamento del giunto omocinetico 100 e questo garantisce una continua inieione di lubrificante dalla sede anulare 7 nella sede assiale centrale 11.1 attraverso i ori 23.

0053] Per garantire un funzionamento regolare di questo processo di lubrificazioe, una delle forcelle esterne 103, 105 può essere provvista di un foro 14 (Figg.3, 4, ) che pone in collegamento l’ambiente esterno con il volume delimitato tra le due este sferiche 12.1, 12.2 e la sede centrale assiale 11.1. Questo volume varia al variae della posizione angolare degli assi A, B degli alberi e dei profili scanalati 104, 06. Più in particolare, quando il disco di guida o satellite 11 si allontana dall’asse di otazione X del giunto (Fig.4) il volume aumenta e lubrificante viene iniettato attraerso i fori 23 dalla sede anulare 7 nella sede centrale assiale 11.1. Il contrario accae quando il disco di guida 11 si sposta da una posizione più periferica (Fig.4) a una osizione più centrale (Fig.3). Il foro 14 evita che si creino sovra-pressioni o depresioni nel volume di lubrificazione tra le teste sferiche 12.1, 12.2 e la sede centrale asiale 11.1.

0054] Nonostante la presenza delle tenute sopra descritte, durante il funzionameno del giunto omocinetico 100 si verificano inevitabili trafilamenti di lubrificante e uindi la quantità di lubrificante nel serbatoio 1 decresce gradualmente. Quando la amera di accumulo 1.1 del serbatoio 1 è vuota si procede ad un nuovo riempimento el serbatoio 1 come sopra descritto.

0055] La disposizione descritta consente di ottenere molteplici vantaggi. In partiolare, la scorta di lubrificante nel serbatoio 1 garantisce il funzionamento corretto el giunto omocinetico 100 per molte ore, riducendo la frequenza con cui è necessaio caricare di lubrificante il giunto omocinetico 100. Si è rilevato che la frequenza di abbocco del lubrificante può essere ridotta di 10 volte o più rispetto a quanto necesario nei giunti omocinetici tradizionali, dove il lubrificante viene accumulato solo ella sede anulare 7. Si ottiene in questo modo un sostanziale vantaggio in termini di estione delle macchine e di riduzione dei tempi di manutenzione.

[0056] Inoltre, la presenza di opportune tenute migliorate e il dosaggio del lubrificante ottenuto dal sistema di dosaggio descritto consentono di ridurre sostanzialmente il consumo di lubrificante, fino a un quinto del consumo tipico dei giunti tradizionali. Questo è vantaggioso sia dal punto di vista del costo di esercizio, sia dal punto di vista del ridotto inquinamento ambientale.

Claims

GIUNTO OMOCINETICO GRANDANGOLARE CON SERBATOIO DI LUBRIFICANTE Rivendicazioni 1. Un giunto omocinetico grandangolare (100) comprendente un nucleo centrale (101) formante rispettive forcelle interne (24, 25) e in cui è alloggiato un disco di guida (11) vincolato a forcelle esterne (103, 105), caratterizzato da un serbatoio di lubrificante (1) in comunicazione con una sede anulare (7) in cui è scorrevolmente accolto il disco di guida (11).
2. Un giunto omocinetico grandangolare (100) comprendente: una prima forcella esterna (103) e una seconda forcella esterna (105); una prima crociera (111) e una seconda crociera (113) incernierate alla prima forcella esterna (103) e alla seconda forcella esterna (105), rispettivamente; un nucleo centrale (101), formante una prima forcella interna (24) e una seconda forcella interna (25), collegate tramite la prima crociera (111) e la seconda crociera (113) alla prima forcella esterna (103) e alla seconda forcella esterna (105); un disco di guida (11) impegnato in una sede anulare (7) formata nel nucleo centrale (101) e coassiale ad un asse di rotazione (X) del nucleo centrale (101), a detto disco di guida (11) essendo impegnate teste sferiche (12.1, 12.2) della prima forcella esterna (103) e della seconda forcella esterna (105); caratterizzato dal fatto che il nucleo centrale (101) forma un serbatoio di lubrificante (1) in comunicazione con detta sede anulare (7).
3. Il giunto (100) della rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il nucleo centrale (101) comprende un primo corpo (101.1) e un secondo corpo (101.2), tra loro accoppiati, tra i quali è definita la sede anulare (7), e che il serbatoio (1) è formato in almeno uno di detti primo corpo (101.1) e secondo corpo (101.2).
4. Il giunto (100) della rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto che il serbatoio (1) ha uno sviluppo anulare attorno all’asse di rotazione (X) del nucleo centrale (101), ed è preferibilmente posizionato su un lato della sede anulare (7).
5. Il giunto (100) di una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da un sistema dosatore (4, 5, 6) per dosare il lubrificante dal serbatoio (1) alla sede anulare (7).
6. Il giunto (100) della rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il sistema dosatore (4, 5, 6) è configurato per dosare il lubrificante per effetto della forza centrifuga generata dalla rotazione del giunto (100) sul lubrificante.
7. Il giunto (100) della rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che il sistema dosatore (4, 5, 6) comprende un disco dosatore (6) interposto tra il serbatoio (1) e la sede anulare (7).
8. Il giunto (100) della rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il disco dosatore (6) comprende: un foro di ingresso (18), un foro di uscita (20) e una fessura (19) estendentesi nello spessore del disco dosatore (6) e che pone in comunicazione il foro di ingresso (18) con il foro di uscita (20); in cui il foro di ingresso (18) e il foro di uscita (20) sono tra loro distanziati in direzione tangenziale e/o in direzione radiale, così da definire un percorso di erogazione del lubrificante lungo detta fessura (19) dal foro di ingresso (18) al foro di uscita (20).
9. Il giunto (100) di una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il serbatoio (1) comprende un nipplo ingrassatore (2) per immettere il lubrificante nel serbatoio (1), e una valvola (3) atta a consentire l’uscita di lubrificante dal serbatoio (1) quando il serbatoio è pieno.
10. Il giunto (100) di una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il serbatoio (1) è suddiviso in una camera di accumulo (1.1) e in una camera di alimentazione (5), la camera di accumulo (1.1) essendo in comunicazione con la camera di alimentazione (5), e la camera di alimentazione essendo in comunicazione con la sede anulare (7) in cui è alloggiato il disco di guida (11).
11. Il giunto (100) della rivendicazione 10, quando dipendente almeno dalla rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il nipplo ingrassatore (2) è in comunicazione con la camera di alimentazione (5) e la valvola (3) è in comunicazione con la camera di accumulo (1.1).
12. Il giunto (100) della rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che la camera di accumulo (1.1) e la camera di alimentazione (5) sono separate l’una dall’altra da un disco di alimentazione (4), configurato per mantenere un livello di lubrificante nella camera di alimentazione (5) trasferendo gradualmente lubrificante dalla camera di accumulo (1.1) alla camera di alimentazione (5).
13. Il giunto (100) della rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il disco di alimentazione (4) comprende: un foro di ingresso (15), in comunicazione con la camera di accumulo (1.1); un foro di uscita (17), in comunicazione con la camera di alimentazione (5); e un canale di collegamento (16) tra il foro di ingresso (15) e il foro di uscita (17); in cui il foro di ingresso (15) è più distante del foro di uscita (17) dall’asse di rotazione (X) del nucleo centrale (101).
14. Il giunto (100) della rivendicazione 12 o 13, caratterizzato dal fatto che il disco di alimentazione (4) presenta un bordo radialmente esterno (4.1) e un bordo radialmente interno (4.2); che il bordo radialmente esterno (4.1) definisce una tenuta di separazione tra la camera di accumulo (1.1) e la camera di alimentazione (5); e che il bordo radialmente interno (4.2) definisce un passaggio (22), preferibilmente anulare, tra la camera di alimentazione (5) e la camera di accumulo (1.1).
15. Il giunto (100) di una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il disco di guida (11) presenta almeno un foro radiale (23) che si estende da un bordo radialmente esterno (11.3) a una sede centrale assiale (11.1), in cui si impegnano teste sferiche (12.1, 12.2) delle forcelle esterne (103, 105).
16. Il giunto (100) di una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno una delle teste sferiche (12.1, 12.2) è attraversata da un foro (14) che pone in comunicazione l’interno del disco di guida (11) con l’ambiente esterno.
17. Il giunto (100) di una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il serbatoio (1) comprende un foro calibrato (13) per l’ingresso di aria dall’esterno, atto a consentire l’ingresso di aria per riempire il volume lasciato libero dal lubrificante che viene erogato dal serbatoio (1) verso la sede anulare (7).
18. Il giunto (100) di una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che fra il disco di guida (11) la sede anulare (7) in cui è scorrevolmente accolto il disco di guida (11) sono disposti corpi laminari anulari elastici (8) in contatto di scorrimento ciascuno con una rispettiva superficie sostanzialmente piana (11.2) del disco di guida (11) e una rispettiva superficie sostanzialmente piana (7.1) della sede anulare (7).
19. Il giunto (100) della rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che tra ciascuna faccia di ciascun corpo laminare anulare elastico (8) e la corrispondente superficie (11.2) del disco di guida (11) e la corrispondente superficie (7.1) della sede anulare (7) sono disposte rispettive guarnizioni di tenuta anulari (9), preferibilmente in forma di o-ring.