IT202100011735A1 - Innesto a frizione per veicoli a motore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Innesto a frizione per veicoli a motore"

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione riguarda un innesto a frizione a modulabilit? perfezionata. L?innesto a frizione ? applicabile a sistemi di trasmissione di veicoli a motore (termico e/o elettrico).

Tecnica nota

In una frizione convenzionale attuata tramite molla a diaframma, la legge che descrive l?andamento della coppia trasmessa con la corsa di disinnesto della frizione ? detta trasmissibilit? e dipende da alcuni fattori principali, come:

- la rigidezza assiale del pacco dischi (o legge di forza di compressione pacco vs deflessione);

- il rapporto di leva geometrico del meccanismo frizione, in particolare il rapporto tra il diametro di attuazione della molla a diaframma e il diametro del fulcro spingidisco;

- la rigidezza assiale del meccanismo frizione;

- la curva caratteristica del carico in funzione della corsa della molla a diaframma;

- il coefficiente di attrito del pacco dischi;

- i diametri interno ed esterno del pacco dischi; - il numero delle superfici di attrito, cio? il numero delle superfici di interfaccia tra il volano, il pacco dischi e il piatto spingidisco (o i piatti intermedi, nel caso di frizioni multidisco).

Nella Fig. 1 dei disegni allegati ? illustrato in modo semplificato lo schema geometrico di un innesto a frizione tradizionale, che prevede una molla a diaframma 11, attraverso la quale l?innesto a frizione viene attuato da una forza di rilascio F, un piatto spingidisco 14 che porta un fulcro periferico o radialmente esterno 16, una coppia di fulcri intermedi contrapposti 12, 13 supportati da un coperchio della frizione, e un pacco dischi 17 (o disco singolo, in una frizione mono-disco), agente sotto il piatto spingidisco. L?innesto a frizione viene attuato tramite la molla a diaframma, per depressione della sua parte radialmente interna. Come noto, la frizione viene disinnestata quando la forza di rilascio fa ruotare la molla a diaframma sui fulcri intermedi, liberando il pacco dischi ed interrompendo la trasmissione di coppia.

Nel grafico della Fig. 2 ? rappresentata la curva di trasmissibilit? di coppia, cio? l?andamento della coppia trasmessa T, in funzione della corsa di disinnesto R: la coppia varia tra un valore di coppia massima, trasmessa dalla frizione completamente innestata, ad un valore di coppia tramessa quasi nulla quando la frizione ? libera o disinnestata, con il piatto spingidisco staccato dal disco. La tipica forma della curva di trasmissibilit?, indicata con C nella Fig. 2, ? determinata dai parametri qui sopra elencati.

In alcune applicazioni ? necessario modificare la forma della curva di trasmissibilit?, per ottenerne una curva come indicata con D nella Fig. 2, avente una maggiore modulabilit? della coppia trasmessa, ovvero una minore variazione di coppia per unit? di corsa di disinnesto. Ci? ? spesso richiesto per migliorare la controllabilit? della frizione, in particolare quando essa ? attuata da sistemi elettro-meccanici o elettro-idraulici. Avere una curva di trasmissibilit? molto ?ripida? durante il reinnesto della frizione pu? portare a problemi di controllo, generando effetti collaterali quali strappi, strattonamenti, spegnimento del motore, ecc.

Sintesi dell'invenzione

Alla luce dello stato della tecnica antecedente, uno scopo primario ? di migliorare la controllabilit? della frizione, sia nei sistemi attuati manualmente, e soprattutto nei sistemi attuati in maniera elettromeccanica o elettro-idraulica. In particolare, ? desiderabile modificare l?andamento della curva di trasmissibilit?, nella sua interezza oppure solo in una sua parte. Ancora pi? in dettaglio, si desidera in certi casi rendere meno ripida la curva di trasmissibilit?, cio? pi? dolce e graduale nella parte di curva che va verso la coppia massima, trasmessa quando la frizione ? completamente innestata.

Secondo un aspetto, la presente invenzione realizza un meccanismo di innesto a frizione come definito nella rivendicazione 1. Forme di attuazione preferite sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

In sintesi, un meccanismo di innesto a frizione comprende almeno un elemento elastico supplementare assialmente comprimibile, operativamente associato al fulcro intermedio situato dal lato del piatto spingidisco. Tale elemento elastico supplementare ? configurato e disposto in modo tale da essere elasticamente e assialmente compresso in risposta ad una deflessone della molla a diaframma verso una condizione di frizione aperta.

Breve descrizione dei disegni

Affinch? la presente invenzione possa essere chiaramente compresa ne saranno ora descritte alcune forme di realizzazione preferite, fornite a titolo di esempio, facendo riferimento ai disegni annessi, nei quali:

la Fig. 1 ? una rappresentazione schematica di un meccanismo di innesto a frizione tradizionale;

la Fig. 2 ? un diagramma che riporta la curva di trasmissione della coppia in un innesto a frizione in funzione della corsa di rilascio;

le Figg. 3 e 4 sono rappresentazioni schematiche del funzionamento di un meccanismo di innesto a frizione secondo la presente invenzione, in due condizioni operative diverse, rispettivamente a frizione chiusa e a frizione aperta;

la Fig. 5 ? una vista prospettica in parziale spaccato di un meccanismo di innesto a frizione secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 6 ? una vista in sezione del meccanismo della Fig. 5;

la Fig. 7 ? una vista prospettica in parziale spaccato di un meccanismo di innesto a frizione secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 8 ? una vista prospettica in parziale spaccato di un meccanismo di innesto a frizione secondo una terza forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 9 ? una vista in sezione di un meccanismo di innesto a frizione secondo una quarta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 10 ? una vista prospettica del meccanismo della Fig. 9;

la Fig. 11 ? una vista prospettica in parziale spaccato di un meccanismo di innesto a frizione secondo una quinta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 12 ? una vista prospettica di due elementi del meccanismo della Fig. 11;

la Fig. 13 ? una vista prospettica parzialmente sezionata e ingrandita degli elementi della Fig. 12; la Fig. 14 ? una vista prospettica in parziale spaccato di un meccanismo di innesto a frizione secondo una sesta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 15 ? una vista prospettica parziale del meccanismo della Fig. 14; e

la Fig. 16 ? una vista prospettica di un componente del meccanismo delle Figg. 14 e 15.

Descrizione dettagliata

Facendo ora riferimento alla Fig. 3, lo schema geometrico complessivo di un innesto frizione secondo la presente invenzione non si discosta sensibilmente da quello di una frizione tradizionale. Un innesto a frizione prevede una molla a diaframma 11, attraverso la quale l?innesto a frizione viene attuato da una forza di rilascio F (Fig. 5), un piatto spingidisco 14 che porta un fulcro periferico o radialmente esterno 16, una coppia di fulcri intermedi 12, 13 contrapposti, supportati da un coperchio 18 della frizione (Fig. 6), e un pacco dischi 17 (o disco singolo, in una frizione mono-disco), agente sul piatto spingidisco 14.

L?innesto a frizione definisce un asse di azionamento centrale A. In questo contesto, termini ed espressioni indicanti posizioni ed orientamenti, quali ?assiale?, ?radiale?, ?periferico?, ?circonferenziale?, vanno interpretati con riferimento all?asse centrale A, a meno di annotazioni differenti.

La molla a diaframma 11 presenta una prima faccia 11a e una seconda faccia 11b opposta alla prima. Il fulcro 16 sul piatto spingidisco 14 agisce contro la prima faccia 11a della molla a diaframma 11, lungo una porzione periferica o radialmente esterna 11c di questa. I fulcri 12, 13 sono atti a cooperare con la molla a diaframma 11 in una zona radialmente intermedia di questa. Un primo fulcro 12 pu? agire sulla prima faccia 11a della molla a diaframma, mentre il secondo fulcro 13 pu? agire contro la seconda faccia 11b della molla a diaframma.

Secondo un aspetto della presente invenzione, la forma della curva di trasmissibilit? viene modificata, rispetto alla tecnica nota, mediante l?introduzione di un elemento elastico supplementare 20, integrato o aggiunto al primo fulcro del meccanismo frizione.

Nella Fig. 3 ? illustrato schematicamente un meccanismo frizione, nella condizione di frizione chiusa. Una molla a diaframma 11 in ? impegnata tra un secondo fulcro 12 del meccanismo frizione e un primo fulcro 13. La molla a diaframma 11 appoggia lungo una sua porzione periferica 11c sul fulcro 16 solidale al piatto spingidisco 14.

Secondo una forma di realizzazione, un elemento elastico supplementare 20 ? aggiunto al primo fulcro 13 per modificare una parte specifica della curva di trasmissibilit?. L?elemento elastico supplementare 20 introduce nel meccanismo dell?innesto a frizione un elemento di cedevolezza elastica aggiuntivo, che permette di modificare la parte destra della curva di trasmissibilit? D, arrotondando o smussando il ginocchio della curva, verso l?apertura della frizione (verso destra nel diagramma della Fig. 2).

Nella forma di realizzazione schematicamente illustrata nella Fig. 3, l?elemento elastico supplementare 20 ? interposto tra il primo fulcro 12 e la molla a diaframma 11. Quando la frizione ? in condizione innestata (Fig. 3), e per la prima parte della corsa di disinnesto (rappresentata dalla sezione di sinistra della curva D nel diagramma della Fig. 2), la molla a diaframma 11 impegna in rapporto di spinta il secondo fulcro 13.

Durante l?ultima parte della corsa di disinnesto della frizione (sezione di destra della curva D nella Fig. 2), la molla a diaframma 11 perviene a contatto con il primo fulcro 12 (Fig. 4). L?elemento elastico supplementare 20, essendo un elemento elasticamente deformabile che viene compresso dalla molla a diaframma, fornisce una rigidezza assiale equivalente che ? minore di quella di un tradizionale meccanismo frizione a fulcro intermedio rigido. Ci? risulta in una maggiore modulabilit? della coppia trasmessa, a causa della maggiore corsa di disinnesto necessaria, per effetto della deformazione elastica dell?elemento elastico supplementare 20.

Nelle Figg. 5 e 6 ? illustrata una forma di realizzazione esemplificativa secondo la quale l?elemento elastico supplementare 20 ? realizzato sotto forma di una pluralit? di molle o rondelle a tazza (o molle Belleville), elasticamente comprimibile tra la molla a diaframma 11 e il primo fulcro 12 del meccanismo frizione. Le molle a tazza 20 sono elementi elastici discreti distribuiti in posizioni circonferenzialmente distanziate, preferibilmente equidistanziate, attorno all?asse centrale A.

Il coperchio frizione 18, stazionario, presenta una superficie esterna 18a e una superficie interna opposta 18b nella quale ? formata una gola circolare 18c che trattiene un componente 13, in questo esempio di forma toroidale, che sporge assialmente dal coperchio verso la faccia 11b della molla a diaframma e realizza il secondo fulcro 13, fisso rispetto al coperchio frizione 18.

Il piatto spingidisco 14 agisce assialmente tramite il fulcro periferico 16 contro la parte periferica 11c della prima faccia 11a della molla a diaframma 11, in una posizione radialmente esterna rispetto ai fulcri intermedi 12, 13.

Secondo una forma di realizzazione, il primo fulcro 12 pu? essere realizzato da un rilievo circonferenziale sporgente contro la prima faccia 11a della molla a diaframma 11 e presentato da un elemento anulare 21 realizzato come una banda anulare sagomata.

L?elemento anulare 21 pu? essere supportato da una pluralit? di elementi di supporto filettati montati attraverso il coperchio frizione in posizioni circonferenzialmente distanziate. Nell?esempio delle Figg. 5 e 6, l?elemento anulare 21 ? supportato da una pluralit? di flange 22 (una sola di queste ? visibile nella Fig. 5) di corrispondenti boccole filettate 23 aventi ciascuna una porzione tubolare 24 avvitata su una vite 25 inserita attraverso il coperchio frizione 18.

Nell?esempio della Fig. 5 le viti 25 hanno una testa 26 che pu? essere di forma conica accolta in una corrispondente sede conica 27 ottenuta nella superficie superiore esterna 18a del coperchio frizione 18. In questo esempio, le teste 26 delle viti non sporgono esternamente dalla superfice esterna 18a del coperchio frizione.

Ciascuna delle molle a tazza 20 presenta un bordo radialmente interno o centrale 28 che, nell?esempio delle Figg. 5 e 6, ? appoggiato contro la flangia 22 in prossimit? della porzione tubolare 24 della boccola 23. Un bordo radialmente esterno 29 della molla a tazza 20 poggia contro l?elemento anulare 21.

Nel movimento di attuazione della frizione, la molla a diaframma 11 si inflette (verso il basso nella Fig. 6) e, flettendo, comprime l?elemento elastico supplementare 20.

Nella forma di realizzazione illustrata nella Fig. 7, le molle supplementari sono realizzate come molle a tazza disposte a coppie. Le molle a tazza di ciascuna coppia sono reciprocamente appoggiate l?una contro l?altra lungo i loro bordi esterni 29. Una della molle a tazza poggia contro la flangia 21, mentre l?altra poggia contro la boccola 22.

Secondo la forma di realizzazione illustrata nelle Fig. 8, allo scopo di ottimizzare gli ingombri all?interno dell?involucro che racchiude il meccanismo di innesto a frizione, l?elemento elastico supplementare 20 pu? essere disposto su una superficie esterna 18a del coperchio frizione 18.

Nell?esempio della Fig. 8 l?elemento elastico supplementare ? realizzato sotto forma di una pluralit? di elementi elastici discreti, in particolare come molle a tazza elasticamente compresse ciascuna tra la testa 26 della vite 25 e la superficie esterna del coperchio 18. In questo esempio, la deflessione (verso il basso osservando la Fig. 8) della molla a diaframma 11 spinge la flangia 21 e la boccola 22 verso il basso. La boccola 22 tira verso il basso la vite 25, sollecitando elasticamente a compressione la molla supplementare 20 contro la superfice esterna del coperchio 18.

Nella particolare forma di realizzazione illustrata nella Fig. 8, un anello piatto 30 pu? essere interposto assialmente tra le molle a tazza 20 e la superficie esterna 18a del coperchio frizione, allo scopo di garantire una superficie di appoggio uniforme agli elementi elastici 20.

Allo scopo di ridurre il numero di componenti, nella forma di realizzazione illustrata nelle Figg.

9 e 10, l?elemento elastico supplementare 20 pu? essere realizzato come un singolo elemento anulare che presenta una pluralit? di porzioni assialmente elasticamente comprimibili 20a equidistanziate angolarmente attorno all?asse centrale della molla a diaframma e disposte tra ciascuna coppia di fulcri intermedi 12, 13 per contattare elasticamente la faccia inferiore dell?elemento anulare 21, che ha la funzione di primo fulcro 12.

Nell?esempio delle Figg. 9 e 10, l?elemento elastico supplementare 20 ? realizzato in forma di banda anulare e le porzioni assialmente elasticamente comprimibili sono in forma di ondulazioni elasticamente e assialmente comprimibili.

Forme di realizzazione alternative e non illustrate possono prevedere che una banda anulare con ondulazioni elasticamente e assialmente comprimibili 20a analoga a quella delle Figg. 9 e 10 sia applicata sulla superficie esterna 18a del coperchio frizione, in luogo della pluralit? di molle a tazza illustrate nella Fig. 8.

Secondo la forma di realizzazione illustrata nelle Figg. 11-13, l?elemento elastico supplementare 20 pu? essere realizzato come un singolo elemento flessibile anulare che presenta una pluralit? di alette 20b o protrusioni radialmente esterne elasticamente flessibili 20a equidistanziate angolarmente attorno all?asse centrale A della molla a diaframma 11. Almeno alcune delle alette flessibili 20b definiscono una sede concava 20c rivolta assialmente verso la molla a diaframma 11. Le sedi concave 20b insieme reggono un anello toroidale 12 assialmente sporgente dalle alette verso la molla a diaframma 11. L?anello toroidale 12 serve da primo fulcro intermedio. La molla diaframma 11, flettendo verso il basso contro l?anello toroidale 12, deflette le alette 20b in piani assiali, conferendo una risposta elastica assiale (o rigidezza assiale) desiderata.

In accordo con la forma di realizzazione illustrata nelle Figg. 14-16, almeno alcune delle alette flessibili 20b possono formare ciascuna un?estremit? libera 12 assialmente sporgente verso la molla a diaframma 11. Le estremit? libere e assialmente sporgenti 12 delle alette flessibile 20b servono da primo fulcro intermedio. La molla diaframma 11, flettendo verso il basso contro le estremit? sporgenti 12, flette le alette 20a in piani assiali.

Come si potr? apprezzare, la previsione di un elemento elastico supplementare associato ad uno dei due fulcri intermedi consente di migliorare la trasmissibilit? della coppia, rendendola pi? graduale; ci? si ottiene calibrando la cedevolezza mediante selezione di una molla supplementare avente una rigidezza (o costante elastica) appropriata.

Mentre sono state descritte delle forme di realizzazione specifiche dell'invenzione, si deve comprendere che questa divulgazione ? stata fornita puramente a titolo illustrativo e che l'invenzione non deve essere limitata in nessun modo da essa. Varie modifiche risulteranno evidenti per i tecnici del settore alla luce degli esempi precedenti. L'ambito dell'invenzione ? limitato soltanto dalle rivendicazioni annesse.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI

1. Meccanismo di innesto a frizione per veicoli a motore, comprendente:

una molla a diaframma (11) con una prima faccia (11a) e una seconda faccia (11b) opposta alla prima, un piatto spingidisco (14) con almeno un fulcro periferico (16) agente contro la prima faccia (11a) della molla a diaframma (11) lungo una porzione radialmente esterna (11c) di questa,

una coppia di fulcri (12, 13) intermedi assialmente contrapposti, supportati da un coperchio (18) della frizione e agenti su rispettive facce opposte (11a, 11b) della molla a diaframma (11) lungo una porzione radialmente intermedia di questa, caratterizzato dal fatto che il meccanismo comprende inoltre almeno un elemento elastico supplementare (20) assialmente comprimibile, operativamente associato ad un primo fulcro (12) di detta coppia di fulcri intermedi situato dal lato del piatto spingidisco (14), dove l?elemento elastico supplementare (20) ? configurato e disposto in modo tale da essere elasticamente assialmente compresso in risposta ad una deflessone della molla a diaframma (11) verso una condizione di frizione aperta.

2. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che

il primo fulcro (12) comprende un rilievo circonferenzialmente esteso di un elemento anulare (21) supportato da una pluralit? di elementi di supporto filettati (22-26) montati attraverso il coperchio frizione (16) in posizioni circonferenzialmente distanziate, e che

detto almeno un elemento elastico supplementare comprende una pluralit? di molle supplementari discrete (20), ciascuna della quali ? assialmente interposta e compressa tra l?elemento anulare (21) che forma detto rilievo e un rispettivo di detti elementi di supporto filettati (22-26), in modo tale per cui il primo fulcro (12) ? spinto elasticamente da dette molle discrete (20) verso la molla a diaframma (11).

3. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico supplementare (20) ? disposto su una superficie esterna (18a) del coperchio frizione (18).

4. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che

il primo fulcro (12) comprende un rilievo circonferenzialmente esteso di un elemento anulare (21) supportato da una pluralit? di elementi di supporto filettati (22-26) montati attraverso il coperchio frizione (18) in posizioni circonferenzialmente distanziate, e che

detto elemento elastico supplementare (20) ? interposto assialmente tra una superficie esterna (18a) del coperchio frizione (18) e porzioni di testa (26) di detti elementi di supporto filettati, in modo tale per cui il primo fulcro (12) ? spinto elasticamente da detto elemento elastico supplementare (20) verso la molla a diaframma (11).

5. Meccanismo di innesto a frizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l?elemento elastico supplementare (20) comprende una pluralit? di molle supplementari discrete in forma di molle a tazza.

6. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le molle a tazza sono disposte a coppie, e dove le molle a tazza di ciascuna coppia sono reciprocamente appoggiate l?una contro l?altra.

7. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che

il primo fulcro (12) comprende un rilievo circonferenzialmente esteso di un elemento anulare (21) supportato da una pluralit? di elementi di supporto filettati (22-26) montati attraverso il coperchio frizione (18) in posizioni circonferenzialmente distanziate, e che

detto almeno un elemento elastico supplementare (20) comprende un singolo detto elemento elastico supplementare in forma di singolo elemento anulare presentante una pluralit? di porzioni assialmente elasticamente comprimibili (20a) circonferenzialmente distanziate, in modo tale per cui il primo fulcro (12) ? spinto elasticamente da dette porzioni assialmente elasticamente comprimibili (20a, 20b) verso la molla a diaframma (11).

8. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto singolo elemento anulare ? realizzato in forma di banda anulare e le porzioni assialmente elasticamente comprimibili (20a) comprendono ondulazioni elasticamente assialmente comprimibili.

9. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che dette porzioni assialmente elasticamente comprimibili comprendono una pluralit? di alette (20b) radialmente esterne distanziate angolarmente ed elasticamente flessibili in rispettivi piani assiali.

10. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che almeno alcune di dette alette (20b) definiscono una rispettiva sede concava (20c) rivolta assialmente verso la molla a diaframma (11) e che un anello toroidale (12) ? supportato nelle sedi concave (20c) e sporge assialmente dalle alette (20b) verso la molla a diaframma (11).

11. Meccanismo di innesto a frizione secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che almeno alcune di dette alette flessibili (20b) formano una rispettiva estremit? libera (12) assialmente sporgente verso la molla a diaframma (11).

12. Veicolo a motore comprendente una trasmissione con un meccanismo di innesto a frizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.