IT201900013179A1 - Frizioni antisaltellamento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Frizioni antisaltellamento”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce alle frizioni antisaltellamento per motociclette.

Tecnica nota e problema tecnico generale

Le frizioni antisaltellamento per motociclette di tipo noto comprendono un tamburo, coassiale ad un asse principale della frizione, provvisto di un mozzo e di una fascia circolare periferica configurata per l'accoppiamento in rotazione con dischi condotti in un pacco dischi della frizione. Il tamburo è montato flottante assialmente rispetto ad un albero di trasmissione (e di montaggio per la frizione; si tratta tipicamente di un albero primario del cambio di velocità del motoveicolo) coassiale all’asse principale della frizione ed è compreso fra un piattello spingidisco disposto verso il lato esterno della frizione ed un piatto dorsale disposto verso la campana della frizione. Il piatto dorsale è montato assialmente fisso sull'albero in questione e ruota integralmente con esso (l’accoppiamento avviene generalmente mediante un profilo scanalato femmina su un mozzo del piatto dorsale).

Il piatto dorsale generalmente porta una pluralità di colonnette che attraversano il tamburo e lo spingidisco sulle quali vengono calzate molle di precarico della frizione che serrano il pacco dischi durante la marcia e che vengono compresse all'atto del disinnesto della frizione stessa. Inoltre, fra il piatto dorsale ed il tamburo è disposto un meccanismo a camma che realizza un allontanamento assiale del tamburo rispetto al piatto dorsale all'occorrenza di una rotazione relativa fra di essi, con il risultato che il tamburo trascina assialmente il piattello spingidisco rilasciando parte dell'azione di serraggio della frizione e abilitandone uno slittamento.

Come noto, il meccanismo a camma risponde a repentine variazioni o inversioni di coppia motrice, generalmente inversioni di coppia sulla frizione dovute al rilascio dell'acceleratore del motoveicolo e/o alla rapida scalata di rapporti del cambio, con conseguente transizione verso il regime di motore trascinato.

Scopo di un qualsiasi sistema antisaltellamento è quello di annullare – per l’appunto – il fenomeno di saltellamento della ruota posteriore del veicolo dovuto a una momentanea instabilità dinamica della trasmissione. In altre parole, soprattutto su motociclette dotate di propulsori a elevata cilindrata unitaria il passaggio alla condizione di trascinamento del propulsore crea un istantaneo picco di coppia sulla frizione che risulta in un temporaneo slittamento della stessa, con dissipazione dell’energia (primariamente elastica) accumulata nella trasmissione. Esaurito questo transitorio di slittamento, la coppia resistente del propulsore che viene trascinato è ancora tale da generare un’ulteriore reazione di coppia sulla frizione, con conseguente nuovo transitorio di slittamento. Il tutto si ripete per un certo numero di cicli fino al recupero delle condizioni di equilibrio dinamico e si manifesta tramite un saltellamento della ruota posteriore rispetto al suolo come conseguenza dell’elasticità globale della trasmissione, ruota e forcella posteriori incluse.

Tale condizione può essere potenzialmente foriera di perdite di controllo del motociclo, scartamento, od allungamento degli spazi di frenata.

Una frizione antisaltellamento è dunque predisposta per ridurre il precarico assiale sul pacco dischi agevolando e mantenendo lo slittamento fintanto che il transitorio in regime di trascinamento del propulsore sia esaurito.

Tuttavia, le frizioni antisaltellamento di tipo convenzionale presentano un problema non risolto: il sistema antisaltellamento agisce, in ultima analisi, sullo spingidisco della frizione, al quale è direttamente connesso il comando a manubrio della frizione stessa.

Nelle frizioni ad azionamento idraulico (pompa idraulica a manubrio azionata tramite leva, attuatore idraulico alimentato dalla pompa in questione e collegato a un’asta di trasmissione che impegna lo spingi disco), l’effetto è immediatamente avvertibile sulla leva, come impulso accompagnato a un ticchettio.

Non solo: durante il funzionamento del sistema antisaltellamento lo spingidisco si trova in una posizione non attesa in rapporto alla posizione della leva di azionamento a manubrio, che è in condizioni di riposo. Dunque in caso di azionamento volontario della frizione da parte del conducente (nel verso dell’apertura della frizione), ad esempio per una manovra di emergenza, il conducente si troverà a operare con una frizione nella quale parte della corsa utile dello spingi disco e – crucialmente – della catena cinematica di azionamento sono impegnate dal funzionamento del sistema antisaltellamento. Questo può inficiare in misura variabile l’efficacia della manovra volontaria dell’utente, con conseguenti problemi di sicurezza per la conduzione del veicolo.

Nelle frizioni con azionamento meccanico (a cavo e camma di azionamento) l’effetto sul comando a manubrio può non essere avvertibile in misura pari alle frizioni a comando idraulico (essenzialmente per effetto “filtro” dovuto al cavo di azionamento), ma le conseguenze in caso di azionamento volontario e manovra di emergenza sono le medesime che interessano le frizioni azionate idraulicamente.

Un altro inconveniente lasciato insoluto dalle frizioni antisaltellamento di tipo noto riguarda la progressività dell'intervento del meccanismo antisaltellamento a camma, il quale quasi sempre è progettato senza specializzarne l’azione rispetto alle differenti fasi dell’intervento.

Scopo dell'invenzione

Lo scopo della presente invenzione è quello di risolvere i problemi tecnici precedentemente menzionati. In particolare, scopo dell'invenzione è quello di fornire un meccanismo antisaltellamento a inserimento molto più progressivo ed efficace rispetto ai meccanismi noti.

Sintesi dell'invenzione

Lo scopo della presente invenzione è raggiunto da una frizione antisaltellamento avente le caratteristiche formanti oggetto delle rivendicazioni che seguono, le quali formano parte integrante dell'insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all'invenzione.

Breve descrizione delle figure

L'invenzione sarà ora descritta con riferimento alle figure annesse, provviste a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica esplosa di una prima forma di esecuzione di una frizione antisaltellamento in base all'invenzione,

- la figura 2 è una vista in sezione secondo la traccia II-II della successiva figura 3, la quale illustra una vista frontale anteriore secondo la freccia III in figura 2,

- la figura 4 è una vista laterale secondo la freccia IV della successiva figura 5, mentre la figura 5 è una vista frontale posteriore della frizione secondo la freccia V di figura 4,

- la figura 6 è una vista della frizione secondo le figure 1 a 5 con un meccanismo antisaltellamento in funzione,

- la figura 7 è una vista corrispondente alla figura 3 ma riporta un piano di sezione doppio VII-VII che serve come riferimento delle figure 6 a 8,

- la figura 8 illustra una condizione di funzionamento della frizione in base all'invenzione in marcia normale, - la figura 9 illustra una condizione di funzionamento della frizione in base all'invenzione in condizioni di funzionamento normale,

- le figure 10 e 11 illustrano una comparativa grafica, rispettivamente, fra un meccanismo a camma antisaltellamento di tipo noto ed un meccanismo a camma antisaltellamento in base all'invenzione, con la figura 11A che illustra inoltre un dettaglio del meccanismo di figura 11,

- la figura 12 illustra una seconda frizione in base all'invenzione in vista prospettica esplosa,

- la figura 13 è una sezione secondo la traccia XIII-XIII della figura 14, mentre la figura 14 è a sua volta una vista frontale secondo la freccia XIV di figura 13,

- la figura 15 è una vista in sezione della frizione delle figure 12 a 14 in una condizione di funzionamento normale con azionamento volontario,

- la figura 16 è una vista in sezione corrispondente alla figura 15 ma illustrante una condizione di marcia normale,

- la figura 17 è una vista in sezione della frizione delle figure 15 e 16 in una condizione di incipiente attivazione del sistema antisaltellamento,

- la figura 18 è una vista corrispondente alla figura 17 ma illustrante l'attivazione completa del meccanismo a camma antisaltellamento,

- la figura 19 è una vista di dettaglio del meccanismo antisaltellamento delle figure 12 a 18.

Descrizione particolareggiata

Il numero di riferimento 1 in figura 1 indica nel complesso una frizione antisaltellamento in base ad una prima forma di esecuzione dell'invenzione. La frizione antisaltellamento 1 comprende un asse principale X1 lungo il quale sono assemblati i componenti di essa. In particolare, la frizione 1 comprende un tamburo 2, un primo spingidisco 4, un secondo spingidisco 6, ed un collegamento elastico 8 fra il primo ed il secondo spingidisco 4, 6.

Il tamburo 2 è coassiale all'asse principale X1 della frizione 1 e comprende un mozzo 10 ed una fascia periferica circolare 12 che si sviluppa assialmente da una prima estremità assiale 14 ad una seconda estremità assiale 16. La fascia periferica 12 è configurata per l'accoppiamento in rotazione con una prima pluralità di dischi di un pacco dischi installabile sulla frizione 1. Si tratta tipicamente di dischi condotti a dentatura interna che impegnano una dentatura esterna ricavata sulla periferia della fascia 12. Per il resto, in modo di per sé noto, la rimanenza del pacco dischi comprende una seconda pluralità di dischi (conduttori) a dentatura esterna che impegnano corrispondenti cave su una campana collegata in rotazione a un volano del motociclo (o più in generale al propulsore del motociclo).

Il mozzo 10 è collegato alla fascia circolare 12 mediante una pluralità di razze 18, la cui distribuzione attorno all'asse X1 individua un pari numero di cavità passanti 20. Nella forma di esecuzione preferita qui considerata il tamburo 2 comprende tre razze 18 e tre cavità passanti 20.

Il primo spingidisco 4 è un convenzionale elemento spingidisco per frizione motociclistica, ossia è configurato come un elemento a piattello con diametro maggiore del diametro esterno del tamburo 2 in modo tale da offrire una prima spalla o superficie di riscontro assiale al pacco dischi della frizione in corrispondenza della prima estremità assiale 14. Lo spingidisco 4 comprende in questa forma di esecuzione una flangia periferica 22 che fornisce la predetta azione di riscontro assiale e compressione del pacco dischi, un mozzo 24 coassiale all'asse X1 e collegato alla flangia periferica 22 da una pluralità di razze a guisa di ponte 26, qui nel numero di tre. La distribuzione delle razze 26 attorno all'asse X1 genera tre aperture passanti 28 entro le quali trovano posto, in corrispondenza di un bordo interno della flangia periferica 22, sedi di alloggiamento 30. Le sedi di alloggiamento 30 sono configurate per ricevere ciascuna un rispettivo supporto a mensola 32 fissato nella sede 30 mediante viti 34.

Il secondo spingidisco 6 comprende una seconda flangia periferica 36 che costituisce l'omologo della flangia periferica 22 all'estremità assiale opposta (estremità 16) del tamburo 2. A differenza dello spingidisco 4, lo spingidisco 6 è privo di mozzo, ma è realizzato come un elemento anulare in cui in corrispondenza del bordo interno della flangia periferica 36 è provvisto un dispositivo a camme 38 che realizza il sistema antisaltellamento della frizione 1.

Il dispositivo a camme 38 comprende una pluralità di camme 40, ciascuna comprendente, con riferimento in particolare alla figura 11, una prima pista di camma 42 provvista sullo spingidisco 6, una seconda pista di camma 44 provvista sul tamburo 2, in particolare in corrispondenza di una delle razze 18 del tamburo 2, ed una sfera 46 (o altro corpo volvente) racchiusa fra le piste a camma 42, 44 e mobile lungo di esse. Come visibile in figura 11, in condizione assemblata ciascuna sfera 16 si trova assialmente compresa fra le due piste 42 e 44 ed è configurata per un rotolamento rispetto ad esse all'occorrenza di una rotazione relativa fra il tamburo 2 e lo spingidisco 6 attorno all'asse X1, con conseguente allontanamento assiale fra spingi disco 6 e tamburo 2.

Nella forma di esecuzione qui considerata lo spingidisco 6 comprende tre camme 40 disposte angolarmente equispaziate attorno all'asse X1, e la cui distribuzione angolare lascia spazio per tre mensole di supporto 48 alternate alle camme 40 e sporgenti radialmente all'interno della flangia periferica 36.

Le mensole di supporto 48 assieme alle mensole di supporto 32 realizzano gli elementi di accoppiamento per molle 50 che realizzano il collegamento elastico 8 fra gli spingidisco 4 e 6.

Ciascuna molla 50 è preferibilmente una molla elicoidale cilindrica comprendente una prima estremità 52 accoppiata, a frizione assemblata, ad un rispettivo supporto a mensola 32 ed una seconda estremità 54 accoppiata, a frizione assemblata ad un rispettivo supporto a mensola 48.

Con il supporto delle figure 1 e 2, verrà ora descritta la frizione 1 in condizione assemblata. La frizione 1 viene installata su un albero primario del cambio di un motoveicolo in modo tale per cui il tamburo 2 sia assialmente compreso fra lo spingidisco 4 e lo spingidisco 6. La frizione 1 viene calzata sull'albero dopo il montaggio della campana e installando per primo lo spingidisco 6.

Per ragioni che diverranno chiare nella descrizione che segue, fra lo spingidisco 6 e la campana è disposto un elemento di arresto assiale per lo spingidisco 6, configurato per limitare un’escursione del secondo spingidisco 6 rispetto al tamburo 2. L’elemento di arresto assiale 56 è fissato al tamburo 2 in corrispondenza della seconda estremità assiale 16.

Nella forma di esecuzione preferita qui illustrata, l’elemento di arresto assiale è una rosetta calibrata 56 fissata al tamburo 2, che funge da elemento di arresto durante il funzionamento del sistema antisaltellamento della frizione 1. In adiacenza allo spingi disco 6 viene calzato il tamburo 2, che è accoppiato torsionalmente all'albero del cambio coassialmente all’asse X1. L’accoppiamento torsionale ha luogo mediante un profilo scanalato complementare su albero e mozzo 10.

Il profilo scanalato sull’albero può offrire esso stesso uno spallamento assiale per il tamburo 2 dal lato dell’estremità 16, mentre dal lato opposto il tamburo 2 è bloccato assialmente sull’albero tramite un dado 62 ed una rondella 64.

Operativamente, il tamburo 2 e lo spingi disco 6 vengono montati congiuntamente sull’albero e coassialmente all’asse X1 avendo già a bordo del tamburo 2 la rosetta 56 e le sfere 46 preinstallate nelle piste 42, 44. Preferibilmente, il tamburo 2 viene provvisto di una pluralità di molle di posizionamento 66 che offrono un riscontro assiale allo spingidisco 4. Le molle 66 sono inserite con orientamento assiale parallelo all’asse X1 in cave assiali disposte angolarmente equispaziate lungo la fascia periferica 12.

La posizione assiale fissa del tamburo 2 rispetto all’albero del cambio (o in generale all’albero della frizione) costituisce una prima differenza fondamentale rispetto alle frizioni antisaltellamento di tipo noto, in cui il tamburo 2 è assialmente mobile rispetto all’albero.

Una volta installato il tamburo 2, la frizione 1 è pronta per ricevere il pacco dischi. I dischi conduttori (solitamente guarniti e a dentatura esterna) sono accoppiati torsionalmente alla campana (non illustrata in quanto di per sé nota), mentre i dischi condotti (solitamente non guarniti e a dentatura interna) impegnano la fascia 12 del tamburo 2 stabilendo un collegamento torsionale con esso.

Lo spingidisco 4 è quindi installato sulla frizione 1 e ad essa assicurato mettendo in opera ciascuna molla 50 mediante accoppiamento fra le rispettive estremità 52, 54 e – corrispondentemente – le mensole 48, 32.

In questo modo, come visibile in figura 2, ciascuna delle molle 50 attraversa in successione le cavità 28 e 20 dello spingidisco 4 e del tamburo 2 impegnando entrambi gli spingidisco 4, 6, grazie alle rispettive mensole di supporto 32, 48. Lo spingidisco 4 è inoltre accoppiato a un cinematismo di azionamento volontario, sia esso un’asta di trasmissione che attraversa l’albero primario del cambio, oppure un comando a cavo.

La messa in opera delle molle 50 serra il pacco dischi della frizione 1 (che si estende fra le flange periferiche 22 e 36 e chiude il montaggio della frizione, che nella condizione di riposo/marcia normale ha l'assetto illustrato in figura 2, con le sfere 46 che impegnano le piste 42, 44 in una posizione tale per cui la distanza relativa fra il tamburo 2 e lo spingidisco 6 in direzione assiale è minima.

Il funzionamento della frizione 1 è il seguente.

A differenza delle frizioni antisaltellamento di tipo noto/convenzionale, la frizione 1 opera ripartendo su due componenti distinti le funzioni di innesto e disinnesto volontario, ossia le funzioni originanti da un comando diretto della frizione da parte del conducente, e le funzioni antisaltellamento, ossia le funzioni non direttamente originanti da un comando diretto della frizione da parte del conducente.

In particolare, le funzioni di innesto e disinnesto volontario sono assegnate al primo spingidisco 4, mentre le funzioni antisaltellamento sono assegnate al secondo spingidisco 6. Con riferimento alla figura 6, nel momento in cui si verificano le condizioni per un'inversione del segno della coppia motrice, ad esempio per chiusura repentina dell'acceleratore del motociclo e/o per il passaggio (di solito repentino) a rapporti più bassi inferiore, il tamburo 2 della frizione 1 viene trascinato dalla ruota motrice del motociclo e dalla trasmissione, mentre la campana della frizione alla quale sono collegati i dischi conduttori è collegata al motore a combustione interna e ne subisce la dinamica di rotazione (incluse le eventuali reazioni di coppia).

Lo spingidisco 6 e il tamburo 2 sono accoppiati torsionalmente in modo unidirezionale attraverso il dispositivo a camme 8. In questo caso, le camme sono – a titolo esemplificativo – in numero di tre distribuite angolarmente equispaziate attorno all’asse X1 in corrispondenza di rilievi R6 dello spingi disco 6.

Un fianco di ciascun rilievo R6 è inclinato e reca la pista 42, ed è affacciato a un omologo fianco inclinato del tamburo 2 che reca la pista 44. Il fianco opposto del rilievo R6 in direzione circonferenziale è invece orientato assialmente (lo stesso vale per il rilievo sul tamburo 2). L’orientamento delle piste 42, 44 è scelto in modo tale per cui in condizioni di marcia normale la coppia motrice del propulsore tenda a chiudere le piste 42, 44 l’una sull’altra e a minimizzare la distanza relativa fra spingidisco 6 e tamburo 2. In questa condizione, i fianchi a orientamento assiale di rilievi R6 consecutivi su tamburo 2 e spingidisco 6 entrano in contatto per la trasmissione di coppia dall’albero primario del cambio al tamburo 2, e da questo’ultimo allo spingidisco 6, mentre in condizioni di trascinamento del propulsore il tamburo 2 tenderà a ruotare relativamente allo spingi disco 6 in un verso che fa entrare in funzione le camme 42, 44 di rilievi omologhi e le sfere 46 corrispondenti, allontanando lo spingi disco 6 dal tamburo 2 (in questo senso il collegamento in rotazione fra tamburo 2 e spingi disco 6 è unidirezionale).

In altre parole, durante il trascinamento del propulsore la risultante delle coppie che insistono sul tamburo 2 (da motore attraverso i dischi conduttori e da ruote/trasmissione attraverso i dischi condotti) attiva il dispositivo a camme 38 provocando una rotazione relativa fra il tamburo 2 e lo spingidisco 6, con conseguente allontanamento assiale di quest'ultimo rispetto al tamburo 2.

Ciò è rappresentato dalla quota δ6 in figura 6. La rotazione relativa fra il tamburo 2 e lo spingidisco 6 provoca un movimento relativo fra ciascuna coppia di piste a camma 42, 44 e la rispettiva sfera 46 tale per cui la sfera 46 si trova rispetto ad ambedue le piste a camma in una posizione che determina una accresciuta distanza assiale fra le piste stesse, analogamente a ciò che succede nelle frizioni antisaltellamento note.

In questo caso, tuttavia, non è il complesso di tamburo 2 e piattello spingidisco 4 a coprire lo spostamento δ6, ma è il piattello spingidisco 6, che è privo di collegamento diretto al comando di azionamento a manubrio della frizione 1.

Grazie all’escursione δ6 viene ridotto il precarico assiale sul pacco dischi abilitando uno slittamento temporaneo della frizione 1 annullando quindi il saltellamento. La presenza della rosetta 56 limita la corsa assiale dello spingidisco 6 durante l'escursione dovuta all'attivazione del sistema antisaltellamento ed impedisce che questo vada a collidere contro l'interno della campana. In particolare, la rosetta 56 può convenientemente essere provvista di tre alette 56W configurate per offrire un riscontro assiale a ciascuna delle mensole 48 dello spingi disco 6 per definire la condizione di fine corsa assiale dello spingidisco 6 stesso. La corsa assiale massima è definita dalla distanza γ56 (figura 8) fra le superfici delle alette 56W affacciate al tamburo 2 e le mensole 48.

Dunque nella frizione 1 l'azione antisaltellamento non viene minimamente avvertita sul comando a manubrio da parte del conducente e per di più, come si vedrà nelle successive figure 8 e 9, l'azionamento volontario della frizione 1 tramite il comando al manubrio non si trasferisce allo spingi disco 6 e al meccanismo antisaltellamento, ma ne rimane indipendente.

I due spingidisco 4, 6 sono infatti collegati elasticamente fra loro dalle molle 50 e possono pertanto esperire un contemporaneo scostamento assiale rispetto al tamburo 2 in modo completamente indipendente e semplicemente basato sull'estensione delle molle 50. Ciò significa che nella condizione di figura 6 le molle 50 vengono estese mantenendo le estremità 52 assialmente statiche sulle rispettive mensole 32, e facendo migrare assialmente soltanto l'estremità 54. Nel caso di contestuale azione volontaria sulla frizione 1 da parte del conducente verrebbe provocato solo uno spostamento assiale dell'estremità 52 tramite le rispettive mensole 32, ma questo, si apprezzerà, non inficia minimamente la possibilità di esperire uno spostamento all'altro capo delle molle, ossia all'estremità 54.

Le due condizioni di funzionamento normale sono illustrate nelle figure 8 e 9 e sono completamente sovrapponibili con (ossia possono aver luogo contemporaneamente a) la condizione di figura 6. La figura 8 in particolare illustra una condizione di funzionamento di marcia normale del veicolo, in cui il piattello spingidisco 4 è chiuso a pacco sul pacco dischi della frizione installato sulla fascia periferica 12 del tamburo 2 (preferibilmente con una distanza γ4 rispetto al tamburo 2 ed all'estremità 14 per compensare l'usura del pacco dischi), mentre il piattello spingidisco 6 è nella posizione di riposo a contatto con l'estremità assiale 16. Nella figura 9, il piattello spingidisco 4 è spostato assialmente nel verso indicato dalla freccia X4 per un'escursione δ4 che annulla il precarico elastico assiale sul pacco dischi impartito tramite le molle 50 (le molle 50 vengono quindi elongate), consentendo il disinnesto della frizione 1 e la possibilità di stazionamento con motore acceso (ad es. al minimo) oppure di cambio marcia.

Nel caso della figura 8 le molle 50 sono nella condizione di minima elongazione assiale in condizioni di montaggio sulla frizione 1, mentre nella condizione di figura 9 sono in una condizione di lunghezza assiale intermedia, ove la massima elongazione assiale si raggiunge con l'azione combinata di antisaltellamento 38 ed apertura manuale totale della frizione 1.

Con riferimento alle figure 10 e 11, in base ad un vantaggioso aspetto della presente invenzione, le piste a camma 42, 44 sono realizzate con inclinazione variabile rispetto al una direzione parallela all’asse X1 (o, equivalentemente, a una direzione ortogonale all’asse X1), ossia le tangenti al profilo della pista hanno inclinazione variabile rispetto a una direzione parallela all'asse X1 (o, equivalentemente, a una direzione ortogonale all’asse X1) procedendo lungo lo sviluppo della pista stessa.

Il profilo delle piste 42 e 44 è generalmente di tipo parabolico, ma possono essere utilizzati altri profili a curvatura variabile. In base a un vantaggioso aspetto dell’invenzione, le piste 42, 44 hanno un profilo definito da soli archi (o in generale tratti curvilinei), senza tratti rettilinei.

Con riferimento alla figura 11A, in una forma di esecuzione preferita dell’invenzione le piste di camma 42, 44 sono realizzate con un profilo composto di archi di circonferenza consecutivi e adiacenti i cui raggi di curvatura seguono una relazione predeterminata.

La vista di figura 11 è da intendersi come vista in sezione sviluppata in piano del profilo delle camme 42, 44, ottenuta a partire da una sezione lungo una superficie cilindrica coassiale all’asse X1 che contiene i profili di mezzeria delle camme 42, 44, e che è pertanto una superficie di mezzeria per ciascuna delle camme 42, 44. La superficie cilindrica in questione contiene inoltre la traiettoria di movimento relativo della sfera 46 rispetto alle camme 42, 44, che è il riferimento per le caratteristiche del profilo delle camme 42, 44 stesse.

Le lunghezze W, A, B, C, C’ che appaiono lineari in figura 11A sono quindi anch’esse sviluppi in piano di distanze circonferenziali sulla superficie di mezzeria.

Nel campo di funzionamento della frizione 1 (azionamento volontario e antisaltellamento) ciascuna sfera 46 è mobile lungo le piste 42 e 44 fra un punto P0 in corrispondenza del quale la sfera 46 è tangente in condizioni di riposo (ossia in condizioni di regolare trasmissione di coppia e/o di azionamento volontario della frizione 1), e un punto P3 di massima escursione lungo le piste 42, 44, e corrispondente alla posizione di tangenza della sfera 46 alla massima escursione assiale dello spingidisco 6.

Si osservi peraltro che in ragione dell’antisimmetria delle piste 42, 44 rispetto a un piano ortogonale all’asse X1, la posizione della sfera 46 relativamente a ciascuna delle piste 42, 44 è sempre omologa.

Fra i punti P0 e P3 possono identificarsi ulteriori punti notevoli, in particolare P1 e P2.

In base all’invenzione, ciascuna pista 42, 44 si sviluppa fra i punti P0 e P3 mediante una sequenza di archi di circonferenza consecutivi e consecutivamente tangenti (ossia l’arco P0-P1 è tangente in P1 all’arco P1-P2, così come l’arco P1-P2 è tangente in P2 all’arco P2-P3) aventi raggio di curvatura decrescente procedendo da P0 verso P3. Nella forma di esecuzione preferita illustrata in figura 11A il raggio di curvatura è decrescente a intervalli e costante nel singolo intervallo, ossia:

a) Nell’arco P0-P1 – intervallo lineare (rectius:

linea rizzato) A, il raggio di curvatura è pari a RA

b) Nell’arco P1-P2 – intervallo lineare (rectius:

linea rizzato) B, il raggio di curvatura è pari a RB

c) Nell’arco P2-P3 – intervallo lineare (rectius:

linea rizzato) C, il raggio di curvatura è pari a RC.

I raggi RA, RB, RC sono fra loro legati dalla seguente relazione: RA > RB > RC, ossia il raggio di curvatura è decrescente da P0 a P3. In una forma di esecuzione preferita, vale RA = 13 mm, RB = 5 mm, RC = 4.5 mm.

È poi definito un ulteriore punto P2’ su ciascuna delle piste 42, 44 che – congiunto con il punto P3 – fornisce l’angolo di inclinazione equivalente α delle piste 42, 44. L’angolo α è generalmente compreso fra 35° e 50°, e 40° è ritenuto generalmente un valore preferito.

Infine, il profilo di ciascuna pista 42, 44 comprende un ulteriore arco PW-P0 (tratto linearizzato W), pure sagomato ad arco di circonferenza ed estendentesi da una parte opposta del punto P0 rispetto ai tratti linea rizzati A, B, C e ai corrispondenti archi.

L’arco PW-P0 ha raggio inferiore al raggio RA, ed è sostanzialmente un tratto passivo, configurato unicamente per accomodare la sfera 46 quando questa si trova in posizione di riposo tangente alla pista 42, 44 nel punto P0. Per tale ragione, sebbene il raggio RW del tratto PW-P0 sia inferiore al raggio RA, esso dovrà sempre essere superiore al raggio della sfera 46 per evitare impuntamenti.

Rispetto alla realizzazione nota illustrata in figura 10, ove i componenti equivalenti alla figura 11 hanno il medesimo riferimento numerico seguito da un apice, le piste 42’, 44’ hanno inclinazione costante in un tratto lineare S. Grazie alle piste di figura 11 l'azione del sistema antisaltellamento concilia i requisiti di rapidità di intervento tipici di un impiego sportivo con la progressività di intervento richiesta per le applicazioni stradali. In particolare, non è più necessario sostituire prevedere molle secondarie per adattare il funzionamento del meccanismo antisaltellamento alle varie esigenze, e diventa altresì possibile assecondare le esigenze di funzionamento del meccanismo antisaltellamento in qualsiasi rapporto di marcia avanti del motoveicolo, al contrario delle soluzioni note tipo figura 10 dove il disegno a tratto intermedio a inclinazione costante obbliga a soluzioni di compromesso fra le esigenze funzionali in prima marcia e in ultima marcia.

Con la soluzione in base all’invenzione è possibile profilare le piste di camma 42, 44 ottenendo, per ciascun tratto della corsa delle sfere 46 entro le piste 42, 44, la legge desiderata di movimento relativo dello spingidisco 6 rispetto al tamburo 2.

In base ad un vantaggioso aspetto dell'invenzione, la realizzazione delle camme del sistema antisaltellamento illustrata in figura 11 può essere estesa anche a frizioni di costruzione convenzionale, ossia ove tutte le funzioni di innesto e disinnesto manuale ed antisaltellamento sono assegnate all'unico spingi disco (e al tamburo della frizione).

Un esempio di frizione antisaltellamento di costruzione convenzionale, ma dotata di un dispositivo a camme con piste realizzate in base all'invenzione è illustrato in figura 12 ed associato al numero di riferimento 100. La frizione 100 comprende un tamburo 102, uno spingidisco 104, un piatto dorsale 106, un elemento di richiamo elastico 108, un dispositivo a camme 109 che agisce fra il tamburo 102 ed il piatto dorsale 106 ed un gruppo di precarico elastico 110 comprendente molle elicoidali cilindriche.

Il tamburo 102 comprende un mozzo 111 ed una fascia circolare periferica 112 configurata per l'accoppiamento in rotazione con una pluralità di dischi condotti di un pacco dischi della frizione 100. Come nel caso della frizione 1, i dischi conduttori sono accoppiati in rotazione a una campana collegata al volano del motore del veicolo.

La fascia 112 si estende da una prima estremità assiale 114 ad una seconda estremità assiale 116 opposte fra loro lungo un asse principale della frizione X100, al quale sono coassiali i componenti sopra descritti.

Il mozzo 111 è definito dal foro interno di una flangia 118 nella quale, a loro volta, sono ricavate piste di camma per il dispositivo 109, come verrà in seguito descritto.

Lo spingidisco 104 è un convenzionale elemento a piattello comprendente un mozzo 120 ed una pluralità di fori 122 passanti ma con spallamento di fondo, configurati per accogliere le molle del gruppo di precarico elastico 110. Lo spingidisco 104 ha diametro superiore al tamburo 102 in modo tale da offrire una flangia periferica 124 per la compressione assiale del pacco dischi.

Il piatto dorsale 106 è un elemento circolare comprendente un mozzo 126 ed una pluralità di colonnette 128 estendentesi parallelamente all'asse X100. Le colonnette 128 sono disposte angolarmente equispaziate (in questo caso nel numero di 6) e sono configurate per attraversare le asole 119 nella flangia 118 del tamburo 102.

Sul piatto dorsale 106 e sulla flangia 118 del tamburo 102 sono realizzate prime e seconde piste di camma 130, 132 che definiscono, assieme a sfere 134, una pluralità di camme angolarmente equispaziate attorno all'asse X100, e assemblate in modo sostanzialmente identico a quanto illustrato nelle figure 10, 11, ossia con le sfere 134 chiuse a pacco fra le piste 130, 132 e mobili relativamente ad esse.

Sul piatto dorsale 106 è fissato inoltre un disco anti usura 136 sul quale fa riscontro dalla parte del piatto dorsale 106 il pacco dischi della frizione.

Il gruppo di richiamo elastico 108 comprende una molla a diaframma 138, qui raffigurata con la costruzione a sei dita alloggiate in cave complementari sulla flangia 118 e corredata di una prima rondella 140 configurata per l'accoppiamento torsionale con un albero sul quale è calettata la frizione 100, due anelli di rasamento 142, 144 disposti da una parte opposta della molla 138 rispetto alla rondella 140 ed un dado 146 che chiude a pacco l'assieme sul mozzo 126 come verrà a breve descritto.

Il gruppo di precarico elastico 110 comprende infine una pluralità di molle elicoidali di precarico 148 in numero identico a quello delle colonnette 128 e delle cave 122 ed una identica pluralità di scodellini 150 che sono fissati alle colonnette 128 mediante viti 152 (cfr. successive figure 15-18).

Con il supporto della figura 13 verrà ora descritta la frizione 100 in condizione assemblata.

La frizione viene assemblata in modo coassiale all'asse X100 con il piatto dorsale 106 montato all'interno della campana della frizione (non illustrata in quanto di per sé nota). Il piatto dorsale 106 è configurato per il collegamento torsionale all'albero primario del cambio sul quale è calettata la frizione 100 mediante il mozzo 126 (ad esempio mediante profilo scanalato sull’albero primario e sul mozzo), e su di esso vengono installati in sequenza il disco antiusura 136, le sfere 134 nelle piste 130, il tamburo 102 calzato sulle colonnette 128 e sulle sfere 134 nonché la sequenza nell'ordine illustrato in figura 12 dei componenti da 138 a 146. In questo modo la molla 138 è assialmente fissa sull’albero primario del cambio come il piatto dorsale 106.

Completata l'installazione del pacco dischi, viene calzato lo spingidisco 104, quindi le molle 148 vengono ricevute nelle sedi 122 (facendo riscontro sullo spallamento di fondo) ed ivi assicurate mediante gli scodellini 150 e le viti 152, che sono impegnate nelle colonnette 128.

Con il supporto delle figure 15 a 18 verranno ora illustrate le varie condizioni di funzionamento della frizione 100.

La prima condizione di funzionamento illustrata in figura 15 corrisponde a una condizione di funzionamento con azionamento volontario della frizione stessa, ossia con annullamento del precarico assiale sul pacco dischi per allontanamento dello spingidisco 104 dal tamburo 102 (e dal pacco dischi).

Il piattello 104 esperisce una traslazione X104 in allontanamento dal tamburo 102 comandato da una leva a manubrio del motociclo, comprimendo assialmente le molle 148 fra lo spallamento di fondo dei fori/sedi 122 e gli scodellini 150. È quindi possibile abilitare un passaggio di marcia oppure rimanere col motoveicolo in condizioni di stazionamento con il motore acceso.

La traslazione X104 risulta in un’escursione δ104 dalla condizione di serraggio del pacco dischi garantita dalle molle 148.

La figura 16 illustra la condizione di marcia normale, in cui non sussiste alcun tipo di azionamento volontario o intervento del sistema antisaltellamento sulla frizione 100 ed in particolare una condizione in cui il piattello 104 chiude a pacco sul disco anti usura 136 tutto il pacco dischi della frizione. Il piattello 104 è all'uopo posizionato con un’escursione a riposo γ104 rispetto all'estremità assiale 114 del tamburo 102 per compensare l'usura del pacco dischi.

In modo analogo alla frizione 1, il piatto dorsale 106 e il tamburo 102 sono accoppiati torsionalmente in modo unidirezionale attraverso il dispositivo a camme 109, in questo caso, le camme sono – a titolo esemplificativo – in numero di sei distribuite angolarmente equispaziate attorno all’asse X100 in corrispondenza di rilievi R106 del piatto dorsale 106. Un fianco di ciascun rilievo 106 è inclinato e reca la pista 130, ed è affacciato a un omologo fianco inclinato del tamburo 102 che reca la pista 132. Il fianco opposto del rilievo R106 in direzione circonferenziale è invece orientato assialmente (lo stesso vale per il rilievo sul tamburo 102). L’orientamento delle piste 130, 132 è scelto in modo tale per cui in condizioni di marcia normale la coppia motrice del propulsore tenda a chiudere le piste 130, 132 l’una sull’altra e a minimizzare la distanza relativa fra piatto dorsale 106 e tamburo 102. In questa condizione, i fianchi a orientamento assiale di rilievi consecutivi su tamburo 102 e piatto dorsale 106 entrano in contatto per la trasmissione di coppia dal tamburo 102 al piatto dorsale 106 (e da questo all’albero primario del cambio), mentre in condizioni di trascinamento del propulsore il piatto dorsale 106 tenderà a ruotare relativamente al tamburo 102 in un verso che fa entrare in funzione le camme 130, 132 di rilievi omologhi e le sfere 134 corrispondenti, allontanando il tamburo 102 dal piatto dorsale 106.

La condizione di figura 17, a riguardo, è una condizione di incipiente attivazione del sistema antisaltellamento della frizione. Come precedentemente descritto, il sistema antisaltellamento interviene ogniqualvolta vi sia un'inversione della coppia motrice sulla frizione 100 con trascinamento del motore da parte della ruota motrice e della trasmissione del motoveicolo.

L’allontanamento assiale fra il tamburo 102 e il piatto dorsale 106 annulla l’escursione a riposo γ104 -come illustrato in figura 17 - e trascina lo spingidisco 104 in allontanamento dal piatto dorsale 106. L'interferenza assiale fra il piattello 104 ed il pacco dischi della frizione dunque si riduce senza annullarsi abilitando uno slittamento della frizione stessa per neutralizzare l'effetto di saltellamento.

A differenza delle frizioni di tipo noto, avendo le piste 130 e 132 realizzate in base all'invenzione (ossia identicamente alle piste 42, 44), l'inserimento del sistema antisaltellamento è estremamente più progressivo rispetto a quanto accade con le frizioni note con camme sagomate come in figura 10 poiché la curvatura variabile dei profili delle camme 130, 132 consente di ottemperare in modo ottimale le esigenze lungo tutto l'arco di movimento relativo fra le sfere 134 e le piste 130, 132.

Sostanzialmente, costituisce parte dell’invenzione una qualsiasi frizione antisaltellamento – come le frizioni 1, 100 – che comprenda:

- un tamburo 2, 102 coassiale ad un asse principale (X1) della frizione, ove il tamburo comprende una fascia circolare periferica 12, 112 sviluppantesi assialmente da una prima estremità assiale 14, 114 ad una seconda estremità assiale 16, 116, e ove la fascia circolare periferica sia configurata per l’accoppiamento in rotazione con una prima pluralità di dischi di un pacco dischi installabile nella frizione,

- un primo elemento di contenimento assiale per il pacco dischi disposto in corrispondenza della prima estremità assiale 14, 114; in particolare, nel caso della frizione 1 esso è il primo spingi disco 4 mentre nel caso della frizione 100 esso è lo spingidisco (unico) 104,

- un secondo elemento di contenimento assiale (6) del pacco dischi disposto in corrispondenza della seconda estremità assiale 16, 116; in particolare, nel caso della frizione 1 esso è il secondo spingidisco 6 mentre nel caso della frizione 100 esso è il piatto dorsale 106,

- un collegamento elastico (molle 8, 50, 110, 148) fra il primo elemento di contenimento assiale 4, 104 e il secondo elemento di contenimento assiale 6, 106, ove il collegamento elastico è configurato per richiamare il primo elemento di contenimento assiale e il secondo elemento di contenimento assiale l’uno verso l’altro (in ambedue le frizioni gli elementi elastici non sono collegati al tamburo),

- un dispositivo a camme 38; 109, che realizza il meccanismo antisaltellamento, configurato per aumentare la distanza fra il primo elemento di contenimento assiale 4; 104 e il secondo elemento di contenimento assiale 6, 106 all’occorrenza di una rotazione relativa fra il tamburo 2, 102) e il secondo elemento di contenimento assiale 6, 106.

In base all’invenzione, il dispositivo a camme 38, 109 comprende una pluralità di camme, ciascuna comprendente:

- una prima pista di camma provvista sul secondo elemento di contenimento assiale 6, 106 – in particolare le piste 42, 130,

- una seconda pista di camma provvista sul tamburo 2, 102 – in particolare le piste 44, 132,

- un elemento volvente, particolarmente una sfera 46, 134 impegnata entro dette prima pista di camma e seconda pista di camma e mobile relativamente ad esse,

in cui ciascuna pista di camma, lungo una traiettoria di movimento relativo dell’elemento volvente, ha un profilo definito da pluralità di tratti curvilinei A, B, C (e archi P0-P1, P1-P2, P2-P3) consecutivi,

e in cui il profilo di ciascuna pista di cammasi estende fra:

- un primo punto P0 in corrispondenza del quale l’elemento volvente è tangente in una condizione di riposo del dispositivo a camme, in cui è minima la distanza fra il tamburo e il secondo elemento di contenimento assiale, e - un secondo punto P3 in corrispondenza del quale l’elemento volvente è tangente in condizioni di massima escursione lungo le piste di camma,

e in cui i tratti curvilinei A, B, C (P0-P1, P1-P2, P2-P3) del profilo hanno raggio di curvatura decrescente procedendo dal primo punto P0 al secondo punto P3.

Preferibilmente i tratti curvilinei sono anche consecutivamente tangenti. Inoltre, in una forma di esecuzione i tratti curvilinei del profilo hanno raggio di curvatura decrescente a intervalli (A, B, C) procedendo dal punto P0 al secondo punto P3. In particolare, il raggio di curvatura può essere costante all’interno di ciascun intervallo (A, B, C), pur mantenendo l’andamento decrescente globale (è il caso della figura 11).

In altre forme di esecuzione il raggio di curvatura è decrescente all’interno di ciascun intervallo A, B, C.

I tratti curvilinei (A, B, C) sono preferibilmente archi di circonferenza, ma – specialmente nel caso in cui il raggio di curvatura sia variabile anche entro i singoli intervalli A, B, C – è possibile ricorrere ad altri profili curvilinei come archi di parabola o altre coniche.

Naturalmente, i particolari di realizzazione e le forme di esecuzione potranno essere ampiamente variate rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione, così come definita dalle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Frizione antisaltellamento (1; 100) comprendente: - un tamburo (2, 102) coassiale ad un asse principale (X1; X100) di detta frizione (1; 100), detto tamburo (2; 102) comprendendo una fascia circolare periferica (12; 112) sviluppantesi assialmente da una prima estremità assiale (14; 114) ad una seconda estremità assiale (16; 116), la fascia circolare periferica (12; 112) essendo configurata per l’accoppiamento in rotazione con una prima pluralità di dischi di un pacco dischi installabile in detta frizione (1; 100), - un primo elemento di contenimento assiale (4; 104) per detto pacco dischi installabile in detta frizione (1; 100), detto primo elemento di contenimento assiale (4; 104) essendo disposto in corrispondenza di detta prima estremità assiale (14; 114), - un secondo elemento di contenimento assiale (6; 106) per detto pacco dischi installabile in detta frizione (1; 100), detto secondo elemento di contenimento assiale (6; 106) essendo disposto in corrispondenza di detta seconda estremità assiale (16; 116), - un collegamento elastico (8, 50; 110, 148) fra detto primo elemento di contenimento assiale (4; 104) e detto secondo elemento di contenimento assiale (6; 106), detto collegamento elastico (8, 50; 110, 148) essendo configurato per richiamare il primo elemento di contenimento assiale (4; 104) e il secondo elemento di contenimento assiale (6; 106) l’uno verso l’altro, - un dispositivo a camme (38; 109) configurato per aumentare una distanza fra detto primo elemento di contenimento assiale (4; 104) e detto secondo elemento di contenimento assiale (6; 106) all’occorrenza di una rotazione relativa fra detto tamburo (2; 102) e detto secondo elemento di contenimento assiale (6; 106), in cui il dispositivo a camme (38; 109) comprende una pluralità di camme, ciascuna comprendente: - una prima pista di camma (42; 130) provvista su detto secondo elemento di contenimento assiale (6; 106), - una seconda pista di camma (44; 132) provvista su detto tamburo (2; 102), - un elemento volvente, particolarmente una sfera (46, 134) impegnata entro dette prima pista di camma (42; 130) e seconda pista di camma (44; 132) e mobile relativamente ad esse, in cui ciascuna pista di camma (42, 44; 130, 132), lungo una traiettoria di movimento relativo di detto elemento volvente (46; 134), ha un profilo definito da pluralità di tratti curvilinei (A, B, C, P0-P1, P1-P2, P2-P3) consecutivi, in cui il profilo di ciascuna pista di camma (42, 44; 130, 132) si estende fra: - un primo punto (P0) in corrispondenza del quale detto elemento volvente (46; 134) è tangente in una condizione di riposo di detto dispositivo a camme (38; 109), in cui è minima la distanza fra il tamburo (2; 102) e il secondo elemento di contenimento assiale (6; 106), e - un secondo punto (P3) in corrispondenza del quale detto elemento volvente è tangente in condizioni di massima escursione lungo le piste di camma (42, 44; 130, 132), e in cui i tratti curvilinei (A, B, C, P0-P1, P1-P2, P2-P3) di detto profilo hanno raggio di curvatura decrescente procedendo da detto primo punto (P0) a detto secondo punto (P3).
2. 2. Frizione antisaltellamento (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti tratti curvilinei (A, B, C, P0-P1, P1-P2, P2-P3) consecutivi sono inoltre consecutivamente tangenti.
3. 3. Frizione antisaltellamento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui detto primo elemento di contenimento assiale (4) è un primo spingi disco, e detto secondo elemento di contenimento assiale (6) è un secondo spingi disco (6), in cui inoltre detto tamburo (2) è configurato per il collegamento in rotazione a un albero primario del cambio di un motoveicolo, sul quale detto tamburo è installabile in modo assialmente fisso, e in cui detto dispositivo a cammme è configurato per allontanare detto secondo spingidisco (6) dalla seconda estremità assiale (16) di detto tamburo (2) all’occorrenza di una rotazione relativa di detto tamburo (2) rispetto a detto secondo spingi disco (6).
4. 4. Frizione antisaltellamento (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto primo spingidisco (4) è configurato per il collegamento a un dispositivo di azionamento della frizione (1) azionabile da un conducente di un motoveicolo.
5. 5. Frizione antisaltellamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 o 4, in cui detto collegamento elastico (8) include una pluralità di molle (50) estendentisi a connettere detto primo spingidisco (4) e detto secondo spingi disco (6), dette molle (50) attraversando detto tamburo (2).
6. 6. Frizione antisaltellamento (100) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui detto primo elemento di contenimento assiale (104) è uno spingi disco di detta frizione (100), e detto secondo elemento di collegamento assiale (106) è un piatto dorsale configurato per il collegamento in rotazione a un albero primario del cambio di un motoveicolo, sul quale detto tamburo è installabile in modo assialmente fisso, in cui detto dispositivo a cammme è configurato per allontanare detto tamburo (102) da detto piatto dorsale (106) all’occorrenza di una rotazione relativa di detto piatto dorsale (106) rispetto a detto tamburo (102), e detto tamburo (102) è a sua volta configurato per trascinare detto spingi disco (104) in allontanamento da detto piatto dorsale (106).
7. 7. Frizione antisaltellamento (1; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i tratti curvilinei (A, B, C, P0-P1, P1-P2, P2-P3) di detto profilo hanno raggio di curvatura decrescente a intervalli (A, B, C,) procedendo da detto primo punto (P0) a detto secondo punto (P3).
8. 8. Frizione antisaltellamento (1; 100) secondo la rivendicazione 7, in cui il raggio di curvatura è costante all’interno di ciascun intervallo (A, B, C).
9. 9. Frizione antisaltellamento (1; 100) secondo la rivendicazione 7, in cui il raggio di curvatura è inoltre decrescente all’interno di ciascun intervallo (A, B, C).
10. 10. Frizione antisaltellamento (1; 100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti tratti curvilinei (A, B, C) sono archi di circonferenza