IT201900005660A1 - Giunto torsionale flessibile - Google Patents
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Description
"GIUNTO TORSIONALE FLESSIBILE"
DESCRIZIONE
CAMPO TECNICO
La presente invenzione si riferisce al settore dei dispositivi meccanici di accoppiamento.
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.
La presente invenzione si riferisce anche ai relativi metodi di produzione dei giunti.
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.
STATO DELL'ARTE
I giunti elastici di trasmissione noti comprendono un corpo ed un'anima di rinforzo realizzati in un unico pezzo per stampaggio.
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.
Inoltre, i giunti di questo tipo hanno lo svantaggio di essere poco resistenti in termini di durata a fatica.
SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE
È scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti dell'arte nota.
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.
È anche scopo della presente invenzione presentare un giunto torsionale flessibile che sia facile da costruire in piccoli lotti.
È anche scopo della presente invenzione presentare un giunto torsionale flessibile che sia compatibile e che possa essere utilizzato per sostituire giunti fuori produzione.
È anche scopo della presente invenzione presentare un giunto torsionale flessibile che preveda minori costi produttivi.
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.
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.
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.
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.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
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.
La figura 2 è una vista prospettica in sezione che mostra il giunto torsionale flessibile secondo l'invenzione in configurazione assemblata;
Le figure 3 e 4 sono rispettive viste in pianta di forme di realizzazione alternativa di componenti di un giunto secondo la presente invenzione;
La figura 5 è una vista prospettica di un'ulteriore forma di realizzazione di un particolare del giunto della presente invenzione; e
La figura 6 è un diagramma di flusso del metodo di produzione del giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
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.
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.
Le figure 1 e 2 illustrano un giunto torsionale flessibile 1 secondo l'invenzione.
Come si osserva, il giunto torsionale flessibile 1 comprende
- un corpo 3, ed
- un'anima 5 a sua volta comprendente
una pluralità di boccole 2,
una pluralità di rondelle, o collari, 4 ed
una pluralità di maglie 6.
Il corpo 3 è realizzato in materiale elastomerico scelto tra NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR ed è co-stampato intorno all' anima 5.
La pluralità di boccole 2 è in numero pari; preferibilmente le boccole 2 sono sei, più preferibilmente le boccole 2 sono otto.
Le boccole 2 sono realizzate in materiale metallico, preferibilmente in acciaio, o materiale polimerico.
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.
Le rondelle 4 sono realizzate in materiale metallico, preferibilmente in acciaio, o materiale polimerico.
Le rondelle 4 hanno la doppia funzione di:
- sostenere le maglie 6 e definire l'anima 5 successivamente inserita in uno stampo per il co-stampaggio, 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.
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.
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.
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.
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.
Con riferimento alla figura 6, tale metodo comprende le seguenti fasi
- fase 100: predisporre, tramite maschera di montaggio e pressa, un'anima 5 comprendente
una pluralità di boccole 2,
una pluralità di rondelle, o collari, 4 ed
una pluralità di maglie 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;
- fase 101: inserire l'anima 5 preventivamente e appositamente preparata per l'adesione a un materiale elastomerico in uno stampo;
- fase 102: iniettare il materiale elastomerico, così ottenendo un corpo 3 co-stampato intorno all'anima 5.
Eventualmente, è possibile applicare altre rondelle e/ o inserti sulle boccole 2 dopo il co-stampaggio.
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.
Preferibilmente, il corpo 3 è realizzato in materiale elastomerico scelto tra 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.
Il giunto torsionale flessibile 1 secondo la presente invenzione è stato sottoposto ad una prova di durata a fatica.
La prova è consistita nel mettere in rotazione il giunto torsionale flessibile applicando un disallineamento continuo di 1°/8° a seconda dell' applicazione.
Durante la rotazione, il giunto torsionale flessibile deve trasmettere una coppia da 20 a 2000 Nm a seconda dell' applicazione.
La coppia può essere applicata in continuo o a picchi.
La rotazione di 150/3000 rpm varia da oraria ad antioraria ciclicamente (dove la geometria del giunto torsionale flessibile lo permette).
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.
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.
Si riportano, a titolo esemplificativo, alcuni esempi a parità di condizioni di prova:
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
3. giunto torsionale flessibile secondo la presente invenzione in acciaio armonico: 606.813 cicli
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.
Dalla descrizione qui sopra riportata è evidente come il giunto torsionale flessibile descritto permetta di raggiungere gli scopi proposti.
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.
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 l' iniezione del corpo 3.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Giunto torsionale flessibile (1) comprendente - un corpo (3), ed - un'anima (5) a sua volta comprendente una pluralità di boccole (2), una pluralità di rondelle, o collari, (4) ed una pluralità di maglie (6) in cui a ciascuna boccola (2) corrispondono almeno due rondelle (4), ciascuna rondella (4) essendo montata ad interferenza sui lati opposti di ciascuna boccola (2), ed in cui a ciascuna maglia (6) corrispondono almeno due boccole (2), ciascuna boccola (2) essendo inserita in almeno due maglie (6) contigue, il corpo (3) essendo co-stampato intorno all' anima (5).
- 2. Giunto torsionale flessibile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo (3) è realizzato in materiale elastomerico scelto tra NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR; le boccole (2) sono realizzate in materiale metallico e/ o polimerico; le rondelle (4) sono realizzate in materiale metallico e/ o polimerico; e le maglie (6) sono realizzate in un materiale scelto tra PA66 caricato con fibra di vetro, PBT, GF30, PA6 caricato con fibra di vetro, PE, PET, TPU, TPV, TPE-E, TPC caricati e non, strutturati e non, e acciaio armonico.
- 3. Giunto torsionale flessibile (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui le maglie (6) presentano forme varie, preferibilmente sono corone circolari e/o ovoidali e/o sghembe e/o simmetriche e/o asimmetriche e/o hanno forma a "8"..
- 4. Giunto torsionale flessibile (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui le maglie (6) presentano spessore variabile tra 0,30 mm e 3,00 mm.
- 5. Giunto torsionale flessibile (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui le maglie (6) sono disposte su uno o più livelli, alternati o allineati o incrociati o in diverse serie, rispetto alle boccole (2).
- 6. Giunto torsionale flessibile (1) comprendente - un corpo (3), ed - un'anima (5) a sua volta comprendente una pluralità di boccole (2), e una pluralità di maglie (6) in cui a ciascuna maglia (6) corrispondono almeno due boccole (2), ciascuna maglia (6) essendo montata ad interferenza sulle rispettive boccole (2), ed, ciascuna boccola (2) essendo inserita in almeno due maglie (6) contìgue, il corpo (3) essendo co-stampato intorno all' anima (5).
- 7. Metodo di produzione di un giunto torsionale flessibile (1) comprendente le seguenti fasi - fase 100: predisporre, tramite maschera di montaggio e pressa, un'anima (5) comprendente una pluralità di boccole (2), un gruppo a maglie (6, 4) in cui il gruppo a maglie è montato a interferenza sulla pluralità di boccole (2) ed in cui a ciascuna maglia (6) del gruppo corrispondono due boccole (2), ciascuna boccola (2) essendo inserita in due maglie (6) contìgue; - fase 101: inserire l'anima (5) in uno stampo; - fase 102: iniettare un materiale elastomerico, così ottenendo un corpo (3) co-stampato intorno all'anima (5).
- 8. Metodo di produzione di un giunto torsionale flessibile (1) secondo la rivendicazione 7, in cui il gruppo a maglie comprende una pluralità di rondelle (2); a ciascuna boccola (2) corrispondono almeno due rondelle (4), ciascuna rondella (4) essendo montata ad interferenza sui lati opposti di ciascuna boccola (2).
- 9. Metodo di produzione di un giunto torsionale flessibile (1) secondo la rivendicazione 8, in cui il corpo (3) è realizzato in materiale elastomerico scelto tra NR, NBR, EPDM, AEM, HNBR.
- 10. Metodo di produzione di un giunto torsionale flessibile (1) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui 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.
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