IT201900001342U1

IT201900001342U1 - FLEXIBLE TORSIONAL JOINT

Info

Publication number: IT201900001342U1
Application number: IT202019000001342U
Authority: IT
Inventors: Bartoli Giovanni
Original assignee: Co R A S R L
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2020-10-18

Description

"GIUNTO TORSIONALE FLESSIBILE" "FLEXIBLE TORSIONAL JOINT"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD

La presente invenzione si riferisce al settore dei dispositivi meccanici di accoppiamento. The present invention refers to the sector of mechanical coupling devices.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ai giunti elastici di trasmissione, che possono essere collocati sull' albero di trasmissione all'uscita del cambio oppure all'ingresso del differenziale, oppure all'estremità di due alberi di trasmissione, sostituendo i giunti cardanici o di altro tipo, e che hanno la funzione di trasmettere la coppia tra i due assi che collegano, assorbire le variazioni di coppia sulla trasmissione e compensare i disallineamenti angolari e assiali tra gli alberi che collegano, assicurando un funzionamento più regolare e/o omogeneo e/o silenzioso della trasmissione di potenza dal cambio alle ruote motrici del veicolo e/o fra gli assi di collegamento al giunto per tutte le altre applicazioni. In particular, the present invention refers to elastic transmission couplings, which can be placed on the transmission shaft at the output of the gearbox or at the inlet of the differential, or at the end of two transmission shafts, replacing the cardan joints or of other types, and which have the function of transmitting the torque between the two connecting axes, absorbing the torque variations on the transmission and compensating for angular and axial misalignments between the connecting shafts, ensuring a more regular and / or homogeneous operation and / or silent transmission of power from the gearbox to the driving wheels of the vehicle and / or between the connecting axles to the coupling for all other applications.

La presente invenzione si riferisce anche ai relativi metodi di produzione dei giunti. The present invention also refers to the related production methods of the joints.

La presente invenzione trova vantaggiosa e preferita applicazione nell'industria marina, agricola, dei veicoli industriali, dei veicoli speciali con allestimenti, delle macchine utensili e dei veicoli automobilistici, in particolare nel settore della ricambistica. The present invention finds advantageous and preferred application in the marine and agricultural industries, industrial vehicles, special vehicles with outfitting, machine tools and automotive vehicles, in particular in the spare parts sector.

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

I giunti elastici di trasmissione noti comprendono un corpo ed un'anima di rinforzo realizzati in un unico pezzo per stampaggio. Known elastic transmission joints comprise a body and a reinforcing core made in a single piece by molding.

Sebbene tali giunti consentano il disallineamento angolare tra gli assi degli alberi mutualmente collegati, presentano il limite di avere un'anima di limitata elasticità e di non consentire non consentire di assorbire elevati picchi di coppia e grandi disallineamenti angolari. Although these couplings allow angular misalignment between the axes of mutually connected shafts, they have the limit of having a core of limited elasticity and of not allowing not allowing to absorb high torque peaks and large angular misalignments.

Inoltre, i giunti di questo tipo hanno lo svantaggio di essere poco resistenti in termini di durata a fatica. Furthermore, joints of this type have the disadvantage of being not very resistant in terms of fatigue life.

SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE PURPOSE AND SUMMARY OF THE INVENTION

È scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti dell'arte nota. It is an object of the present invention to overcome the drawbacks of the known art.

In particolare è scopo della presente invenzione presentare un giunto torsionale flessibile adatto per lavorare a compressione, trazione e flesso-torsione allo scopo di assorbire elevati picchi di coppia e grandi disallineamenti angolari. In particular, it is an object of the present invention to present a flexible torsional joint suitable for working under compression, traction and bending-torsion in order to absorb high torque peaks and large angular misalignments.

È anche scopo della presente invenzione presentare un giunto torsionale flessibile che sia facile da costruire in piccoli lotti. It is also an object of the present invention to present a flexible torsional joint which is easy to construct in small batches.

È anche scopo della presente invenzione presentare un giunto torsionale flessibile che sia compatibile e che possa essere utilizzato per sostituire giunti fuori produzione. It is also an object of the present invention to present a flexible torsional joint which is compatible and which can be used to replace discontinued joints.

È anche scopo della presente invenzione presentare un giunto torsionale flessibile che preveda minori costi produttivi. It is also an object of the present invention to present a flexible torsional joint which provides for lower production costs.

Inoltre, è scopo della presente invenzione presentare un metodo di produzione del suddetto giunto torsionale flessibile che sia adatto ad essere implementato su linee di produzione flessibili. Furthermore, it is an object of the present invention to present a production method of the aforementioned flexible torsional joint which is suitable for being implemented on flexible production lines.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante il giunto torsionale flessibile incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione. These and other objects of the present invention are achieved by means of the flexible torsional joint incorporating the characteristics of the attached claims, which form an integral part of the present description.

L'idea alla base della presente invenzione prevede di realizzare un'anima autoportante intorno alla quale co-stampare un corpo in materiale elastometrico smorzante per ottenere il giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione. Tale soluzione consente un assemblaggio ottimale delle parti, riducendo il costo dell' elemento di giunzione ed aumentandone le prestazioni, soprattutto la resistenza in termini di durata a fatica. The idea underlying the present invention provides for the realization of a self-supporting core around which a body in damping elastometric material is co-molded to obtain the flexible torsional joint according to the present invention. This solution allows an optimal assembly of the parts, reducing the cost of the joint element and increasing its performance, especially the resistance in terms of fatigue life.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose della presente invenzione risulteranno maggiormente chiare dalla descrizione che segue e dalle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente invenzione. Further advantageous characteristics of the present invention will become clearer from the following description and from the attached claims, which form an integral part of the present invention.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

L'invenzione verrà descritta qui di seguito con riferimento ad esempi non limitativi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari. La figura 1 è una vista prospettica esplosa del giunto torsionale flessibile secondo l invenzione. The invention will be described hereinafter with reference to non-limiting examples, provided for explanatory and non-limiting purposes in the annexed drawings. These drawings illustrate different aspects and embodiments of the present invention and, where appropriate, reference numerals illustrating similar structures, components, materials and / or elements in different figures are indicated by similar reference numerals. Figure 1 is an exploded perspective view of the flexible torsional joint according to the invention.

La figura 2 è una vista prospettica in sezione che mostra il giunto torsionale flessibile secondo l'invenzione in configurazione assemblata; Figure 2 is a sectional perspective view showing the flexible torsional joint according to the invention in an assembled configuration;

Le figure 3 e 4 sono rispettive viste in pianta di forme di realizzazione alternativa di componenti di un giunto secondo la presente invenzione; Figures 3 and 4 are respective plan views of alternative embodiments of components of a joint according to the present invention;

La figura 5 è una vista prospettica di un'ulteriore forma di realizzazione di un particolare del giunto della presente invenzione; e Figure 5 is a perspective view of a further embodiment of a detail of the joint of the present invention; And

La figura 6 è un diagramma di flusso del metodo di produzione del giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione. Figure 6 is a flow chart of the manufacturing method of the flexible torsional joint according to the present invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mentre l'invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione non limitative, fornite a scopo esplicativo, sono descritte qui di seguito in dettaglio. While the invention is susceptible to various modifications and alternative constructions, some non-limiting embodiments, provided for explanatory purposes, are described below in detail.

Come anzidetto, la presente invenzione riguarda un giunto torsionale flessibile la cui geometria è adatta per lavorare a compressione, trazione e flesso-torsione allo scopo di assorbire elevati picchi di coppia e grandi disallineamenti angolari. As aforesaid, the present invention relates to a flexible torsional joint whose geometry is suitable for working under compression, traction and bending-torsion in order to absorb high torque peaks and large angular misalignments.

Le figure 1 e 2 illustrano un giunto torsionale flessibile 1 secondo l'invenzione. Figures 1 and 2 illustrate a flexible torsional joint 1 according to the invention.

Come si osserva, il giunto torsionale flessibile 1 comprende As can be seen, the flexible torsional joint 1 comprises

- un corpo 3, ed - a body 3, ed

- un'anima 5 a sua volta comprendente - a core 5 in turn comprising

una pluralità di boccole 2, a plurality of bushings 2,

una pluralità di rondelle, o collari, 4 ed a plurality of washers, or collars, 4 ed

una pluralità di maglie 6. a plurality of links 6.

Il corpo 3 è realizzato in materiale elastomerico scelto tra NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR ed è co-stampato intorno all' anima 5. The body 3 is made of elastomeric material chosen from NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR and is co-molded around the core 5.

La pluralità di boccole 2 è in numero pari; preferibilmente le boccole 2 sono sei, più preferibilmente le boccole 2 sono otto. The plurality of bushings 2 is even in number; preferably the bushings 2 are six, more preferably the bushings 2 are eight.

Le boccole 2 sono realizzate in materiale metallico, preferibilmente in acciaio, o materiale polimerico. The bushings 2 are made of metallic material, preferably of steel, or polymeric material.

La pluralità di rondelle, o collari, 4 è in numero multiplo rispetto alla pluralità di boccole 2 e, conseguentemente, è anch'essa in numero pari; preferibilmente le rondelle 4 sono dodici, più preferibilmente rondelle 4 sono sedici; ciascuna rondella 4 è montata ad interferenza sui lati opposti di ciascuna boccola 2. The plurality of washers, or collars, 4 is a multiple in number with respect to the plurality of bushings 2 and, consequently, it is also an even number; preferably the washers 4 are twelve, more preferably washers 4 are sixteen; each washer 4 is interference mounted on opposite sides of each bushing 2.

Le rondelle 4 sono realizzate in materiale metallico, preferibilmente in acciaio, o materiale polimerico. The washers 4 are made of metallic material, preferably of steel, or polymeric material.

Le rondelle 4 hanno la doppia funzione di: The washers 4 have the double function of:

- sostenere le maglie 6 e definire l'anima 5 successivamente inserita in uno stampo per il co-stampaggio, e - supporting the links 6 and defining the core 5 subsequently inserted into a mold for co-molding, e

- vincolare le maglie 6 ad essere perpendicolari alle boccole 2, per conservare la miglior posizione di lavoro delle maglie 6, che altrimenti lavorerebbero in uno stato tensionale composto e complesso. - constraining the links 6 to be perpendicular to the bushings 2, to maintain the best working position of the links 6, which would otherwise work in a compound and complex stress state.

La pluralità di maglie 6 è di forma varia; preferibilmente le maglie 6 sono corone circolari e/o ovoidali e/o sghembe e/o simmetriche e/o asimmetriche e/o hanno forma a "8". Le figure 3 e 4 illustrano rispettivi esempi non limitativi di forme alternative di maglie 6. In particolare, le maglie 6' presentano una forma differente dalle maglie 6. Ulteriori componenti di figura 4 sono indicati con i medesimi numeri di riferimento usati per indicare i corrispondenti elementi delle figure 1-3. The plurality of links 6 is of various shapes; preferably the links 6 are circular and / or ovoid and / or skewed and / or symmetrical and / or asymmetrical crowns and / or have an "8" shape. Figures 3 and 4 illustrate respective non-limiting examples of alternative shapes of links 6. In particular, the links 6 'have a different shape from the links 6. Further components of Figure 4 are indicated with the same reference numbers used to indicate the corresponding elements of Figures 1-3.

Ciascuna maglia 6 è idonea a congiungere a due a due le boccole 2; preferibilmente le maglie 6 sono tre, più preferibilmente le maglie 6 sono quattro o più. Each link 6 is suitable for joining the bushings 2 two by two; preferably the links 6 are three, more preferably the links 6 are four or more.

Ciascuna boccola 2 risulta contemporaneamente inserita in due maglie 6 contigue. Le maglie 6 sono realizzate in un materiale scelto tra PA66 caricato con fibra di vetro, PBT, GF30, PA6 caricato con fibra di vetro, PET, PE, TPU, TPV, TPE-E, TPC caricati e non, strutturati e non, e acciaio armonico. Each bush 2 is simultaneously inserted in two contiguous links 6. The 6 meshes are made of a material chosen from PA66 filled with glass fiber, PBT, GF30, PA6 filled with glass fiber, PET, PE, TPU, TPV, TPE-E, TPC filled and unstructured, structured and unstructured, and harmonic steel.

Le maglie 6 presentano spessore variabile, preferibilmente tra 0,30 mm e 3,00 mm. Secondo una forma di realizzazione alternativa, le maglie 6 sono disposte su uno o più livelli, alternati o allineati, rispetto alle boccole 2; più precisamente, più maglie 6 possono essere disposte dai lati opposti di una coppia di boccole 2 (e, in tal caso, le maglie 6 sono alternate) oppure dallo stesso lato di una coppia di boccole 2 (e, in tal caso, le maglie 6 sono allineate), oppure a maglie incrociate, su boccole alternate a diverse serie. Ad esempio, la figura 5 è un esempio di quest' ultima configurazione. Un aspetto autonomo ed utilizzabile indipendentemente dagli altri aspetti della presente invenzione riguarda un metodo di produzione di un giunto torsionale flessibile 1. The links 6 have a variable thickness, preferably between 0.30 mm and 3.00 mm. According to an alternative embodiment, the links 6 are arranged on one or more levels, alternating or aligned, with respect to the bushings 2; more precisely, several links 6 can be arranged on opposite sides of a pair of bushings 2 (and, in this case, the links 6 are alternated) or on the same side of a pair of bushings 2 (and, in this case, the links 6 are aligned), or with crossed links, on alternating bushings in different series. For example, Figure 5 is an example of this latter configuration. An autonomous and usable aspect independently of the other aspects of the present invention relates to a production method of a flexible torsional joint 1.

Con riferimento alla figura 6, tale metodo comprende le seguenti fasi With reference to Figure 6, this method comprises the following steps

- fase 100: predisporre, tramite maschera di montaggio e pressa, un'anima 5 comprendente - step 100: preparing, by means of an assembly jig and press, a core 5 comprising

una pluralità di boccole 2, a plurality of bushings 2,

una pluralità di maglie 6 a plurality of links 6

in cui a ciascuna boccola 2 corrispondono preferibilmente due o più rondelle 4, ciascuna rondella 4 essendo montata ad interferenza sui lati opposti di ciascuna boccola 2, ed in cui a ciascuna maglia 6 corrispondono due boccole 2, ciascuna boccola 2 essendo inserita in due maglie 6 contigue; in which two or more washers 4 preferably correspond to each bush 2, each washer 4 being mounted in interference fit on opposite sides of each bush 2, and in which two bushings 2 correspond to each link 6, each bush 2 being inserted in two links 6 contiguous;

- fase 101: inserire l'anima 5 preventivamente e appositamente preparata per l'adesione a un materiale elastomerico in uno stampo; - step 101: insert the core 5 previously and specially prepared for adhesion to an elastomeric material in a mold;

- fase 102: iniettare il materiale elastomerico, così ottenendo un corpo 3 co-stampato intorno all'anima 5. - step 102: injecting the elastomeric material, thus obtaining a body 3 co-molded around the core 5.

Eventualmente, è possibile applicare altre rondelle e/ o inserti sulle boccole 2 dopo il co-stampaggio. Optionally, it is possible to apply other washers and / or inserts on the bushings 2 after co-molding.

Con il metodo sopra illustrato tutti i componenti dell' anima 5 rimangono perfettamente allineati quando l'anima 5 viene posta nello stampo, grazie alle rondelle 4 che assicurano le maglie 6 a causa dell'interferenza con le boccole 2. With the method illustrated above, all the components of the core 5 remain perfectly aligned when the core 5 is placed in the mold, thanks to the washers 4 which secure the links 6 due to the interference with the bushings 2.

Preferibilmente, il corpo 3 è realizzato in materiale elastomerico scelto tra NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR. Preferably, the body 3 is made of an elastomeric material selected from NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR.

Preferibilmente, il materiale elastomerico viene iniettato con processo di iniezione a caldo o a inietto-compressione con temperatura del materiale elastomerico da 5°C a 50°C, temperature di iniezione da 20°C a 250°C e pressioni di iniezione da 80 a 500 bar. Preferably, the elastomeric material is injected with hot injection or injection-compression process with elastomeric material temperature from 5 ° C to 50 ° C, injection temperatures from 20 ° C to 250 ° C and injection pressures from 80 to 500 bar.

Il giunto torsionale flessibile 1 secondo la presente invenzione è stato sottoposto ad una prova di durata a fatica. The flexible torsional joint 1 according to the present invention was subjected to a fatigue life test.

La prova è consistita nel mettere in rotazione il giunto torsionale flessibile applicando un disallineamento continuo di l°/8° a seconda dell' applicazione. The test consisted in turning the flexible torsional joint by applying a continuous misalignment of 1 ° / 8 ° depending on the application.

Durante la rotazione, il giunto torsionale flessibile deve trasmettere una coppia da 20 a 2000 Nm a seconda dell' applicazione. During rotation, the flexible torsional joint must transmit a torque of 20 to 2000 Nm depending on the application.

La coppia può essere applicata in continuo o a picchi. The torque can be applied continuously or in peaks.

La rotazione di 150/3000 rpm varia da oraria ad antioraria ciclicamente (dove la geometria del giunto torsionale flessibile lo permette). The rotation of 150/3000 rpm varies from clockwise to counterclockwise cyclically (where the geometry of the flexible torsional joint allows it).

Il giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione supera i 100.000 cicli di prova, senza segni di cedimento della struttura interna ed è ancora in grado di trasmettere il moto. The flexible torsional joint according to the present invention exceeds 100,000 test cycles, with no signs of failure of the internal structure and is still capable of transmitting motion.

Il giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione permette di assorbire disallineamenti maggiori e coppie superiori rispetto alle soluzioni note e, specificamente, rispetto ai giunti noti dello stesso Richiedente, vantando una durata a fatica di 30 volte superiori. The flexible torsional joint according to the present invention allows to absorb greater misalignments and higher torques with respect to known solutions and, specifically, with respect to the known joints of the same Applicant, boasting a fatigue life of 30 times higher.

Si riportano, a titolo esemplificativo, alcuni esempi a parità di condizioni di prova: By way of example, some examples are given under the same test conditions:

1. precedente giunto dello stesso Richiedente realizzato in PA66: 25.677 cicli 2. giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione in PA66: 123.482 cicli 1. previous joint by the same Applicant made of PA66: 25,677 cycles 2. flexible torsional joint according to the present invention in PA66: 123,482 cycles

3. giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione in acciaio armonico: 606.813 cicli 3. flexible torsional joint according to the present invention in harmonic steel: 606.813 cycles

Inoltre, il giunto torsionale flessibile 1 secondo la presente invenzione, soprattutto grazie ai materiali scelti per le maglie 6, consente di conseguire una migliore resistenza alla temperatura rispetto ai giunti noti dello stesso Richiedente, con un intervallo variabile da -55 °C a 130 °C. Furthermore, the flexible torsional joint 1 according to the present invention, especially thanks to the materials chosen for the links 6, allows to achieve a better resistance to temperature than the known joints of the same Applicant, with a variable range from -55 ° C to 130 ° C.

Dalla descrizione qui sopra riportata è evidente come il giunto torsionale flessibile descritto permetta di raggiungere gli scopi proposti. From the above description it is evident how the flexible torsional joint described allows to achieve the proposed aims.

È quindi evidente, ad un tecnico del ramo, che è possibile apportare modifiche e varianti alla soluzione descritta con riferimento alle figure sopra indicate senza per questo fuoriuscire dall'ambito di protezione del presente brevetto come definito dalle rivendicazioni allegate. It is therefore evident to a person skilled in the art that it is possible to make modifications and variations to the solution described with reference to the figures indicated above without thereby departing from the scope of protection of the present patent as defined by the attached claims.

Ad esempio, le rondelle 4 sono opzionali e le maglie 6 sono montate a interferenza radiale sulle boccole 2 per assemblare l' anima ai fini della manipolazione e della collocazione nello stampo per riniezione del corpo 3. For example, the washers 4 are optional and the links 6 are mounted in radial interference on the bushings 2 to assemble the core for the purpose of handling and placement in the injection mold of the body 3.

Claims

CLAIMS 1. Flexible torsional joint (1) comprising - a body (3), ed - a core (5) in turn comprising a plurality of bushings (2), a plurality of washers, or collars, (4) ed a plurality of links (6) in which at least two washers (4) correspond to each bushing (2), each washer (4) being mounted by interference fit on opposite sides of each bushing (2), and in which at least two bushes (2) correspond to each link (6) ), each bush (2) being inserted in at least two contiguous links (6), the body (3) being co-molded around the core (5).

2. Flexible torsional joint (1) according to claim 1, wherein the body (3) is made of elastomeric material selected from NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR; the bushings (2) are made of metal and / or polymeric material; the washers (4) are made of metal and / or polymeric material; And the meshes (6) are made of a material chosen from PA66 filled with glass fiber, PBT, GF30, PA6 filled with glass fiber, PE, PET, TPU, TPV, TPE-E, TPC filled and unloaded, structured and unstructured , and harmonic steel.

Flexible torsional joint (1) according to any one of the preceding claims, in which the links (6) have various shapes, preferably they are circular and / or ovoid and / or skewed and / or symmetrical and / or asymmetrical crowns and / or have "8" shape ..

4. Flexible torsional joint (1) according to any one of the preceding claims, in which the links (6) have a thickness varying between 0.30 mm and 3.00 mm.

5. Flexible torsional joint (1) according to any one of the preceding claims, in which the links (6) are arranged on one or more levels, alternating or aligned or crossed or in different series, with respect to the bushings (2).

6. Flexible torsional joint (1) comprising - a body (3), ed - a core (5) in turn comprising - a plurality of bushings (2), and - a plurality of links (6) in which to each link (6) correspond at least two bushings (2), each link (6) being mounted by interference on the respective bushings (2), and, each bush (2) being inserted in at least two contiguous links (6), the body (3) being co-molded around the core (5).