IT9020343A1

IT9020343A1 - Differenziale

Info

Publication number: IT9020343A1
Application number: IT020343A
Authority: IT
Inventors: John Botterill; Gerald Kuehn; Helmut Mild
Original assignee: Gkn Automative Ag
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1991-11-17
Also published as: FR2647174A1; IT9020343A0; DD294546A5; GB2234302A; GB9011091D0; IT1241148B; DE3915959C2; FR2647174B1; DE3915959A1; US5106349A; JPH034055A; GB2234302B

Description

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda un differenziale con giunto di blocco, comandabile in maniera variabile esternamente, specialmente per autoveicoli, comprendente una gabbia del differenziale, supportata girevole in una scatola ed azionabile, elementi condotti -due ruote condotte oppure una ruota condotta ed un portasstelliti -, disposti coassialmente con detta gabbia ed accoppiati in maniera girevole nonché accoppiati solidali alla rotazione rispettivamente con un albero condotto, inoltre comprendente ruote di compensazione, che si impegnano con detti elementi contemporaneamente e sono sostenute girevoli nella gabbia del differenziale, e una disposizione di attrito, che comprende lamelle esterne, accoppiate alternativamente solidali alla rotazione con una prima delle parti situate coassialmente -gabbia del differenziale oppure ruote condotte o portasatelliti- e lamelle interne, accoppiate solidali alla rotazione con un'altra delle parti situate coassialmente -gabbia del differenziale oppure ruote condotte o portasatelliti-, eventualmente con interposizione di dischi intermedi liberamente girevoli, laddove questi in primo luogo sono sostenuti assialmente su una superficie di sostegno di una delle parti -gabbia del differenziale oppure di una delle ruote condotte- e in secondo luogo sono sollecitabili assialmente tramite un dispositivo di azionamento, laddove il dispositivo di azionamento presenta un anello di sostegno, solidale alla rotazione ed assialmente fisso rispetto alla scatola, un anello di impostazione, scorrevole assialmente, e girevole limitatamente rispetto al precedente, ed un dispositivo di azionamento di rotazione che aziona all'occorrenza detto anello di impostazione, e l'anello di impostazione poggia almeno indirettamente su camme o gole di comando, agenti sul contorno, difronte all'anello di sostegno.

Un differenziale del genere menzionato all'inizio è noto dal brevetto giapponese JP 62 - 196951 A. In base al passo, lineare, sul contorno, delle gole di comando, in cui si muovono sfere, il dispositivo di azionamento interverrà in maniera sfavorevole, specialmente al crescere dell'usura delle lamelle di frizione, in quanto il passo delle gole di comando come tale dovrà essere necessariamente limitato in relazione alla regolabilità.

Partendo da ciò la presente invenzione si pone il compito di realizzare un differenziale del genere menzionato, che presenta un sistema di azionamento di rapido intevento e di buona regolazione. La soluzione al riguardo consiste nel fatto che le camme o profili di comando in corrispondenza delle superfici frontali, fra di loro affacciate, dell' anello di sostegno e dell'anello di impostazione, che fra l'anello di sostegno e fra l'anello di impostazione si trovano in accoppiamento funzionale di sostegno, spostante l' anello di impostazione in caso di rotazione relativa, presentano una percentuale di variazione non lineare della componente assiale, agente sull'anello di impostazione, sull' angolo di rotazione relativa e le camme o profili di comando presentano una percentuale di variazione assiale, dapprima forte e successivamente minore, della componente assiale, agente sull' anello di impostazione, sull'angolo di rotazione relativa.

Questo problema viene risolto per il fatto che camme o profili di comando, in corrispondenza delle superfici frontali, fra di loro affacciate, dell'anello di sostegno e dell' anello di impostazione, che fra l'anello di sostegno e l'anello di impostazione si trovano in accoppiamento funzionale di sostegno, spostante l'anello di impostazione in caso di rotazione relativa, presentano una percentuale di variazione non lineare della componente assiale, agente sull' anello di impostazione, sull'angolo di rotazione relativa. L' effetto in tal modo ottenuto sta nel fatto che durante una prima fase dell'azionamento, in seguito ad un ripido aumento delle componenti assiali attive, si può provocare una forte percentuale di divaricamento fra anello di impostazione ed anello di sostegno, fintantoché in seguito al giuoco fra le lamelle non si debbano necessariamente superare forze di reazione o fore di reazione apprezzabili. L'aumento inizialmente ripido della componente assiale attiva migliora pertanto l'intervento del giunto di blocco. Successivamente l'aumento della componente assiale attiva dovrà decrescere di preferenza progressivamente, fino a quando si raggiunge l'aumento desiderato per l'intervallo operativo dell'effetto di blocco. L'andamento della precedente variazione del passo può essere rappresentato matematicamente nella forma:

Con y è indicata la variazione di altezza, assialmente attiva, della gola della sfera o della superficie della rampa, con x è indicata la corsa corrispondente in direzione periferica nella gola della sfera oppure sulla superficie della rampa. Si ottiene un profilo secondo l'espressione:

Rimane da definire l'angolo di accostamento iniziale e di uscita. Nel caso di gole per sfere sono adeguati un angolo iniziale di 6-9° ed un angolo di uscita di 1-1,5°. Nell' intervallo di lavoro l'angolo di uscita precedentemente menzionato è costante fino alai fine della pista. In tal modo è assicurato che per tutte le situazioni di usura, il blocco viene azionato nell'intervallo di lavoro in base alla stessa caratteristica.

Come esecuzione preferita viene proposto di convertire la rotazione in un movimento assiale, per il fatto che alle superfici frontali affacciate dell'anello di impostazione e dell'anello di sostegno sono associati, contrapposti a coppie, incavi, che in senso contrario, in direzione periferica, sono eseguiti ascendenti dal punto più basso verso la superficie frontale, laddove rispettivamente una coppia di incavi alloggia un corpo di rotolamento, specialmente una sfera. In tal modo è possibile influenzare favorevolmente le condizioni di attrito.

Conformemente ad una esecuzione preferita si prevede una gabbia delle sfere, di forma anulare oppure a disco, che alloggia le sfere in fori passanti assiali, affinchè tutte le sfere si muovano sincronicamente nelle gole delle sfere realizzate con passo variabile.

Conformemente ad una prima vantaggiosa esecuzione, come camme di comando, sono previste gole delle sfere nelle due superfici frontali, in cui si muovono corpi sferici sostenenti superfici frontali fra di loro opposte. In tal caso prevedendo un raggio costante è possibile una variazione della profondità delle gole delle sfere conformemente alle differenti percentuali precedentemente descritte. Una seconda vantaggiosa esecuzione consiste nel mantenere costante la variazione di profondità in funzione dell' andamento delle gole delle sfere e di far estendere le gole delle sfere tuttavia con una decrescente componente radiale, cosicché in funzione dell'angolo di rotazione relativo dell' anello di impostazione, diminuisce crescentemente la percentuale di spostamento assiale. Naturalmente è possibile anche una combinazione delle due esecuzioni qui indicate. Preferibilmente sul contorno sono previsti almeno tre tali coppie di gole e quindi corpi di rotolamento. Il punto più basso degli incavi in combinazione con la sfera serve all'arresto di rotazione a ritroso per limitare il movimento di ritorno dell'anello di impostazione rispetto all'anello di sostegno.

In questa esecuzione è vantaggioso il fatto che il dispositivo di azionamento di rotazione, grazie all' appoggio diretto dell'anello di impostazione su una camma di comando solidale alla scatola, e grazie alla possibilità di spostamento assiale dell'anello di impostazione, consente un modesto numero di elementi costruttivi necessari e quindi una modalità costruttiva assialmente compatta.

L'impiego della precedente disposizione per un differenziale a satelliti, in cui le lamelle esterne e le lamelle interne sono associate rispettivamente ad un albero condotto, ossia non fra l'altro alla gabbia del differenziale, si dimostra di estrema compattezza nella lunghezza costruttiva, il che è vantaggioso specialmente per veicoli a trazione frontale con motore montato trasversalemnte. Il guadagno di lunghezza costruttiva viene ottenuto dalla conseguente possibile riduzione del numero di lamelle di frizione.

Preferibilmente in un'ulteriore esecuzione è previsto che il dispositivo di azionamento di rotazione presenta una trasmissione demoltiplicatrice, almeno monostadio ed un motore. In tal caso questo va eseguito in maniera particolarmente vantaggiosa come motore elettrico. Inoltre con la scelta del motore elettrico, in maniera particolarmente vantaggiosa si può ottenere un comando per l'azionamento. Il motore elettrico in seguito all'interposizione di una trasmissione demoltiplicatrice può essere ridotto aggiuntivamente per quanto riguarda la grandezza costruttiva. La potenza necessaria del motore viene ulteriormente ridotta in tal modo, cosicché non sussiste alcun influenza negativa sull'intera situazione energetica nel veicolo. Per un tempo di intervento di 150 ms, con una demoltiplica di 1:50 e con un angolo di rampa di 1,5', sono sufficienti potenze, nell'intervallo fino a circa 250 Watt per una pesante autovettura.

Conformemente ad un'ulteriore caratteristica del'invenzione è previsto che per formare la trasmissione demoltiplicatrice l' anello di impostazione in corrispondenza della sua parte radialmente esterna, viene dotato di una dentatura, con la quale ingrana un pignone dentato, scorrevole assialmente, sopecialmente a dentatura elicoidale. In tal modo è senz'altro possibile disporre il motore all'esterno della scatola di trasmissione.

Il rapporto di traasmissione complessivo della trasmissione demoltiplicatrice arriva fino a circa 100:1. In tal modo è garantito che è possibile utilizzare motori elettrici di tipo convenzionale, il che riduce parimenti i costi per un tale gruppo di azionamento. Infine è previsto che il movimento di impostazione dell' anello di impostazione nel secondo di rotazione è pari ad una corsa periferica inferiore a 180°. Pertanto e necessario soltanto un modesto movimento, cosicché è possibile rispettare il necessario tempo di reazione dall'inserimento del motore fino all' intervento del differenziale di blocco, anche se è interposta una trasmissione demoltiplicatrice. Per l'adattamento ai requisiti di un sistema antibloccaggio, sono necessari modesti tempi di disinnesto di circa 100 ms. Se necessario questi possono essere ottenuti commutando la polarità del motore.

Per garantire tuttavia un movimento di ritorno nel senso dello scarico della disposizione di attrito, quando il motore in seguito ad una mancanza di corrente non è più in grado di compiere ciò, è previsto un ripristino per mezzo di una o più molle di richiamo. Le molle in tal caso possono essere eseguite come molle a spirale associate di preferenza direttamente all'albero motore.

Infine, conformemente ad un' ulteriore esecuzione, è previsto che il motore oppure lo stadio demoltiplicatore della trasmissione demoltiplicatrice, inserito a valle di questo, per mezzo di un giunto a scatto libero, commutabile, è accoppiato con lo stadio demoltiplicatore associato all'anello di impostazione della trasmissione demoltiplicatrice, che blocca con l'azionamento del motore nel senso di una sollecitazione a pressione, ed eliminando l'azionamento per consentire il movimento di ritorno, separa la trasmissione demoltiplicatrice dal motore.

Prevedendo una tale esecuzione può essere addirittura sufficiente eseguire il motore funzionante soltanto in un senso di rotazione, ossia non commutarlo ed effettuare il ritorno dell'anello di impostazione all'occorrenza, tramite una molla di richiamo ad azione rotativa.

Poiché il primo disco di pressione nel senso di rotazione sta fermo rispetto alla gabbia del differenziale, in un differenziale a satelliti è previsto il fatto di sostenere sulle lamelle di frizione l'anello di impostazione tramite un primo cuscinetto di spinta assiale, il primo disco di pressione poggiante su di esso, puntali che poggiano su questo, attraversano assialmente la gabbia del differenziale e poggiano su una piastra di pressione, un secondo cuscinetto di spinta assiale, un secondo disco di pressione poggiante su questo e che tramite ulteriori puntali sollecita un' ulteriore piastra di pressione. In tal modo si ottiene un'ulteriore riduzione dell' attrito e quindi si rende necessario un minore dispendio energetico. Corrispondentemente per un differenziale ad ingranaggi conici, in cui agisce una disposizione di attrito fra le due ruote condotte, è previsto il fatto di sostenere sulle lamelle di frizione l'anello di impostazione tramite un primo cuscinetto di spinta assiale, il primo disco di pressione poggiante su di esso, puntali poggianti su questo, attraversanti assialmente la gabbia del differenziale e poggianti su una piastra di pressione, un secondo cuscinetto di spinta assiale, un disco di pressione poggiante su di esso, e che tramite ulteriori puntali attraversanti una gabbia, sollecita un'ulteriore piastra di pressione. In un differenziale ad ingranaggi conici, in cui le lamelle di frizione sono attive fra la gabbia del differenziale ed una ruota condotta, a partire dall'anello di impostazione sono necessari soltanto un cuscinetto di spinta assiale, un disco di pressione poggiante su di esso, puntali che poggiano su questo, attraversano assialmente la gabbia del differenziale e poggiano su una piastra di pressione ed agiscono inoltre sulle lamelle di frizione. Esempi di realizzazione preferiti ed uno schema di azionamento relativamente all'impiego di un differenziale bloccabile su un autoveicolo con trazione posteriore, sono rappresentati schematicamente nel disegno. In particolare: la Fig. 1 mostra uno schema di azionamento per un autoveicolo a trazione frontale,

la Fig. 2 mostra una semisezione attraverso un differenziale secondo l'invenzione, in una prima realizzazione conformemente alla Fig. 1.

- Disposizione di attrito fra gabbia del differenziale ed una ruota condotta.

La Fig. 3 mostra una semisezione attraverso un differenziale secondo l'invenzione, in una seconda realizzazione, conformemente alla Fig. 1.

Disposizione di attrito fra portasatelliti e ruota condotta, ossia fra le due ruote condotte,

la Fig. 4 mostra uno schema di azionamento per un autoveicolo a trazione posteriore,

la Fig. 5 mostra una semisezione attraverso un differenziale secondo l'invenzione, in una terza esecuzione, conformemente alla Fig. 4,

disposizione di attrito fra gabbia del differenziale ed una ruota condotta -la Fig. 6 mostra una semisezione attraverso un differenziale secondo l'invenzione, in una quarta esecuzione conformemente alla Fig. 4;

- disposizione di attrito fra le ruote condotte,

la Fig. 7 mostra una rappresentazione esplosa del meccanismo divaricatore con gole e sfere per convertire la rotazione dell' anello di impostazione in un movimento assiale,

la Fig. 8 mostra un dettaglio della forma di realizzazione secondo la Fig. 7 nello stato di riposo, e

la Fig. 9 mostra un dettaglio della forma di realizzazione secondo la Fig. 7 nello stato divaricato per sollecitare la disposizione di attrito,

la Fig. 10 mostra il dettaglio della forma di realizzazione secondo la Fig. 8 in una progettazione con angolo di accostamento variabile della sfera,

la Fig. 11 mostra un anello di sostegno o di impostazione secondo la Fig. 7 in una seconda realizzazione,

la Fig. 12 mostra un anello di sostegno e di impostazione secondo la Fig. 7 in una terza realizzazione.

Il veicolo 1 mostrato nella Fig. 1 del disegno è un veicolo a trazione frontale. Sono rappresentati soltanto i contorni per motivi di chiarezza. Il veicolo 1 possiede le due ruote anteriori 2 e 3 nonché le ruote posteriori 4 e 5. Le due ruote anteriori 4, 5 vengono azionate dal motore 7 tramite il cambio di velocità 7, il differenziale 8 ad ingranaggi conici, bloccabile, raccordato a questo e regolato esternamente, e gli alberi snodati 9 e 10 raccordati ad esso.

Nelle Figg. 2 e 3 nonché 5 e 6 sono rappresentati differenziali 8, bloccatili, comandati esternamente. In particolare nelle figure 2 e 3 è rappresentato rispettivamente un differenziale a satelliti, mentre nelle figure 5 e 6 è rappresentato rispettivamente un differenziale ad ingranaggi conici. Nella scatola 11 tramite cuscinetti 15 e 18 è disposta girevole la gabbia 12 del differenziale. La gabbia 12 del differenziale è eseguita divisa. Conformemente alle figure 2 e 3 come elementi condotti nella gabbia 12 del differenziale sono alloggiati un portasatelliti 16 ed una ruota condotta 17. Su perni di rotazione 18 eseguiti come manicotto, disposti nel portasatelliti 16, sono supportati girevoli ruote di compensazione 29 parallele all'asse. Inoltre su una superficie a flangia della gabbia 12 del differenziale è raccordata la ruota a piattello 20, tramite la quale la gabbia 12 del differenziale è azionabile dal motore 6 del veicolo 1. Gli elementi condotti 16, 17 presentano dentature interne, nelle quali sono innestati alberi di raccordo a innesto 13, 14 serventi all'accoppiamento con gli alberi di azionamento 9 e 10 per le ruote anteriori 4, 5. La seconda parte 12b della gabbia 12 del differenziale è accoppiata solidale alla rotazione con la prima parte 12a. I due elementi condotti 16, 17 sono alloggiati rispettivamente in maniera girevole nella gabbia 12 del differenziale. Secondo le Figg. 5 e 6 come elementi condotti sono alloggiati una prima ruota condotta 16 e una seconda ruota condotta 17, laddove quest'ultima conformemente alla Fig. 5 e accoppiata solidale alla rotazione con una gabbia 61. Sui perni di rotazione radiali 18, incrociantisi, che sono sostenuti nella gabbia 12 del differenziale in più parti, sono supportate girevoli ruote di compensazione coniche 29. Inoltre su una superficie della flangia della gabbia 12 del differenizale è raccordata la ruota a piattello 20, tramite la quale la gabbia 12 del differenziale è azionabile dal motore 6 del veicolo 1. Gli elementi condotti 16, 17 presentano dentature interne in cui sono innestati alberi di raccordo a innesto 13, 14 serventi all'accoppiamento con gli alberi di azionamento 9, 10 per le ruote posteriori 4, 5. La gabbia 12 del differenziale e realizzata con una parte 12a a forma di coperchio, con una parte 12b a forma di marmitta e (per la Fig. 5) con un insèrto anulare 12c. I due elementi condotti 16, 17 sono alloggiati rispettivamente girevoli nella gabbia 12 del differenziale.

Nella Fig. 2 è prevista una disposizione di attrito 21 costituita di lamelle esterne 22 e lamelle interne 24. Le lamelle interne 24 nel loro foro presentano dentature con le quali esse sono alloggiate, solidali alla rotazione e tuttavia scorrevoli, su una corrispondente dentatura esterna 25 di una appendice della ruota condotta 17. Le lamelle esterne 22 disposte rispettivamente fra due lamelle interne 24, sul loro contorno esterno presentano parimenti denti, che si impegnano solidali alla rotazione con corrispondenti scanalature o dentature 23 disposte nella gabbia 12 del differenziale. Le lamelle esterne 22 sono parimenti scorrevoli in direzione assiale. La disposizione di attrito 21 in primo luogo poggia assialmente sulla superficie di sostegno 26, facente parte della gabbia 12 del differenziale, e in secondo luogo è sollecitabile a pressione tramite una piastra di pressione 57. Sono previsti puntali 58, che attraversano i perni di rotazione 18 e vengono sollecitati da un primo disco di pressione 59. Su questo tramite un primo cuscinetto assiale 60 poggia una piastra di pressione 27 spostabile tramite ultreiori puntali 41, sui quali poggia un secondo disco di pressione 40 disposto all'esterno della gabbia 12 del differenziale. Fra una superficie radiale dell'anello di impostazione 28 e la piastra di pressione 40 è montato un secondo cuscinetto di spinta assiale 39. In tal modo si riduce l'attrito, poiché la piastra di pressione 40 ruota insieme alla gabbia 12 del differenziale.

Nella Fig. 3 è prevista una disposizione di attrito 21 presentante parimenti lamelle esterne 22 e lamelle interne 24. Le lamelle interne nel loro foro possiedono dentature, con le quali esse sono alloggiate soldiali alla rotazione e tuttavia scorrevoli, su una corrispondente dentatura esterna 25 dell'appendice della ruota condotta 17. Le lamelle esterne 22, disposte rispettivamente fra due lamelle interne 24, sul loro contorno esterno presentano parimenti denti, che si impegnano solidali alla rotazione in scanalature corrispondente o dentature 23 ricavate in un prolungamento del portasatelliti 61 accoppiato rigidamente con il lato inferiore del portasatelliti 16. Le lamelle esterne 22 sono parimenti scorrevoli in direzione assiale. La disposizione di attrito 21 in primo luogo poggia assialmente sulla superficie di sostegno 26 facente parte della gabbia 12 del differenziale, ed in secondo è sollecitabile a pressione tramite una piastra di pressione 57. Sono previsti puntali 58 che attraversano il perno di rotazione 18 e vengono sollecitati da un primo disco di pressione 59. Su questo tramite un primo cuscinetto di spinta assiale 60 poggia una piastra di pressione 27 spostabile tramite ulteriori puntali 41, sui quali poggia un disco di pressione disposto all'esterno della gabbia 12 del differenziale. Fra una superficiale radiale dell'anello di impostazione 28 e la piastra di prìessione 40 è montato un cusicnetto di spinta assiale 39. In tal modo si riduce l' attrito in quanto la piastra di pressione 40 ruota insieme alla gabbia 12 del differenziale.

Il veicolo 1 mostrato nella Fig. 4 del disegno è un veicolo a trazione posteriore. Sono rappresentati soltanto i contorni di questo. Il veicolo 1 possiede le due ruote anteriori 2 e 3 nonché le ruote posteriori 4 e 5.

Le due ruote posteriori 4, 5 vengono azionate dal motore 6 tramite il cambio di velocità 7, un albero longitudinale 52, il differenziale bloccabile 8, raccordato a questo e regolato esternamente e gli alberi snodati 9, 10, raccordati ad esso.

Nelle figure 2 fino a 5 sono rappresentati in dettaglio differenziali bloccabili 8 comandati esternamente. Nelle figure 2 e 3 in particolare e rappresentato rispettivamente un differenziale a satelliti mentre nelle figure 4 e 5 è rappresentato rispettivamente un di fferenizale ad ingranaggi conici. Nella scatola 11 tramite cuscinetti 15, 18 è disposta girevole la gabbia 12 del differenziale. La gabbia 12 del differenziale è eseguita divisa. Conformemente alle figure 2 e 3 come elementi condotti nella gabbia 12 del differenziale sono alloggiati un portasatelliti 16 ed una ruota condotta 17. Su perni di rotazione 18, che sono eseguiti come manicotti e sono disposti nel portasatelliti 16, sono supportate girevoli ruote di compensazione 29 parallele all'asse. Inoltre su una superficie a flangia della gabbia 12 del differenziale è raccordata la ruota a piattello 20, tramite la quale la gabbia 12 del differenziale è azionabile dal motore 6 del veicolo 1. Gli elementi condotti 16, 17 presentano dentature interne in cui sono innestati alberi di raccordo a innesto 13, 14 serventi all'accoppiamento con gli alberi di azionamento 9 e 10 per le ruote posteriori 4, 5. La seconda parte 12b della gabbia 12 del differenziale è accoppiata solidale alla rotazione con la prima parte 12a. I due elementi condotti 16, 17 sono alloggiati rispettivamente girevoli nella gabbia 12 del differenziale. Secondo le figure 4 e 5 come elementi condotti sono alloggiate una prima ruota condotta 16 e una seconda ruota condotta 17 laddove quest'ultima conformemente alla Fig. 5 è accoppiata solidale alla rotazione con una gabbia 61. Su perni di rotazione radiali 18, che si incrociano e sono sostenuti nella gabbia 12 del differenziale in più parti, sono supportate girevoli ruote di compensazione coniche 29. Inoltre su una superficie a flangia della gabbia 12 del differenziale è raccordata la ruota a piattello 20, tramite la quale la gabbia 12 del differenziale è azionabile dal motore 6 del veicolo 1. Gli elementi condotti 16, 17 presentano dentature interne in cui sono innestati alberi di raccordo a innesto 13, 14 serventi all'accoppiamento con gli alberi di azionamento 9, 10 per le ruote posteriori 4, 5. La gabbia 12 del differenziale è realizzata con una parte 12a a forma di coperchio, con una parte 12b a forma di marmitta e con un inserto 12c di forma anulare. I due elementi condotti 16, 17 sono alloggiati rispettivamente in maniera girevole nella gabbia 12 del differenziale.

In Fig. 5 è prevista una disposizione di attrito 21 costituita da lamelle esterne 22 e lamelle interne 24. Le lamelle interne 24 nel loro foro possiedono dentature, con le quali esse sono alloggiate, solidali alla rotazione e tuttavia scorrevoli, su una corrispondente dentatura esterna 25 di un manicotto disposto sulla ruota condotta 17. Le lamelle esterne 22, disposte rispettivamente fra due lamelle interne 24, sul loro contorno esterno presentano denti che si impegnano solidali alla rotazione e scorrevoli assialmente, in corrispondenti scanalature o dentature 23 ricavate direttamente nella gabbia 12 del differenziale. La disposizione di attrito 21 in primo luogo poggia assialmente sulla superficie di sostegno 26, ricavata su parti della gabbia 12 del differenziale, e in secondo luogo è sollecitabile assialmente tramite una piastra di pressione 57. Sono previsi puntali 41 che attraversano la gabbia del differenziale e agiscono sulla piastra di pressione 57 nonché vengono sollecitati da un disco di pressione 40 all'esterno della gabbia del differenziale. Fra le superfici del disco di pressione 40 e dell'anello di impostazione 28 è montato un cuscinetto di spinta assiale 39.

Nella Fig. 6 è prevista una disposizione di attrito 21 comprendente lamelle esterne 22 e lamelle interne 24. In particolare nei fori delle lamelle interne sono previste dentature, con le quali esse sono alloggiate, solidali alla rotazione e scorrevoli assialmente, su una corrispondente dentatura esterna 25 di un manicotto disposto sull'albero condotto 15. Le lamelle esterne 22 disposte rispettivamente fra due lamelle interne 24, sul loro contorno esterno presentano denti che sono ricavati in una gabbia interna 61 accoppiata solidale alla rotazione con il secondo albero condotto 14. Le lamelle esterne 22 sono parimenti scorrevoli in direzione assiale. La disposizione di attrito 21 in primo luogo poggia assialmente sulla superficie di sostegno 26, eseguita sulla ruota condotta 17 e in secondo luogo e sollecitabile assialmente tramite una piastra di pressione 57. Le diverse esecuzioni di lamelle di frizione precedentemente azionate all'occorrenza, per l'eventuale riduzione della rumorosità, possono presentare un disco intermedio liberamente girevole fra le rispettive lamelle interne ed esterne, che non sono rappresentate nelle figure. Sono previsti puntali 58 che attraversano assialmente la gabbia interna 61 e vengono sollecitati da un primo disco di pressione 59. Su questo, tramite un primo cuscinetto di spinta assiale 60, poggia una piastra di pressione 27, che è spostabile tramite ulteriori puntali 41 attraversanti la gabbia del differenziale e sui quali poggia un secondo disco di pressione 40 disposto all'esterno della gabbia 12 del differenziale. Fra le superfici dell' anello di impostazione 28 e il diso di pressione 40 è previsto un secondo cuscinetto di spinta assiale 39. La sollecitazione della disposizione di attrito 21 per frenare la ruota condotta 17 rispetto alla gabbia 12 del differenziale viene descritta nel seguito, e precisamente con riferimento alle figure 2, 3 e 7. Nella scatola 11 è disposto, solidale alla rotazione e non scorrevole assialmente un anello di sostegno 54. Su un'appendice portacuscinetto 31 è inoltre disposto, girevole e scorrevole assialmente un anello di impostazione 28. L'anello di impostazione 28 tramite corpi di rotolamento 49 che si muovono in gole 47, 48 per sfere Fig. 7, poggia sull' anello di sostegno 54. L'anello di impostazione 28 e l'anello di sostegno 54 presentano zone frontali a sviluppo radiale che si fronteggiano reciprocamente. Nell'esempio rappresentato nelle figure 2 e 3, l'anello di impostazione 28, sulla propria superficie frontale, rivolta verso l'anello di sostegno 54, possiede almeno due gole 47 per le sfere, che sono disposte distribuite sul contorno e hanno un andamento ascendente. L'anello di sostegno 54 presenta lo stesso numero di due gole 48 estendentisi in maniera ascendente in senso contrario. Nello stato di partenza, quando la disposizione di attrito 21 non è sollecitata da una forza assiale, ossia quando il differenziale 8 ad ingranaggi conici opera nello stato aperto, l'anello di impostazione 28 e l'anello di sostegno 54 si trovano nella posizione di reciproco massimo avvicinamento. Con la rotazione relativa dell'anello di impostazione 28 ruotano reciprocamente le gole 47 e 48 che spostano l'anello di impostazione 28 nella direzione verso la disposizione di attrito 21, che porta ad un blocco prestabilito e quindi ad un accoppiamento del movimento della ruota condotta 17 ed eventualmente della ruota condotta 16 ed alla rotazione della gabbia 12 del differenziale.

Per l'ottenimento del movimento di rotazione, l'anello di impostazione 28 nella sua parte radialmente esterna è dotato di una dentatura 34 con la quale ingrana un pignone 35. Il pignone 35 è accoppiato con un motore 33 eseguito come motore elettrico. Nelle figure 7 fino a 10 sono rappresentati dettagli per possibilità di azionamento alternative preferite. L'anello di impostazione 28 nella sua superficie frontale 45 presenta più gole 47 per sfere, distribuite sul contorno e che partendo dal punto più basso eseguito come superficie di arresto 50 di rotazione a ritroso si estendono ascendendo verso la superfiice frontale 45. Le gole 47 in tal caso si estendono rispettivamente secondo un arco di circonferenza. Difronte alla gola 47 _nella superficie frontale 46 dell'anello di sostegno 56 è disposta una gola 48, che parimenti partendo da un punto più basso, concepito come arresto 51 di rotazione a ritroso, si estende ascendendo in direzione verso la superficie frontale 46. Tuttavia l'andamento delle due gole 47 e 48 è caratterizzato da reciproca opposizione. In rispettivamente due gole 47 e 48 delle sfere, disposte difronte a coppie, è alloggiato rispettivamente un corpo di rotolamento nella forma di una sfera 49. Con la rotazione dell' anello di impostazione 28 rispetto all'anello di sostegno 54, la sfera 49 si muove nelle gole 47 e 48 delle sfere. In tal caso per effetto della sfera 49 si verifica un divaricamento cosicché l' anello di sostegno 54 si allontana dall' anello di impostazione 28. In tal caso il lato posteriore dell'anello di impostazione 28 tramite un cuscinetto di spinta assiale poggiato 37 agisce su un disco di pressione 40 che ruota con la gabhia del differenziale ed agisce di nuovo sulla disposizione di attrito 21 costituita di lamelle interne e lamelle esterne. L'anello di impostazione 28, che esternamente su un contorno parziale è dotato di una dentatura 34, viene azionato tramite un pignone 35 ed una disposizione di trasmissione 32, da un motore 33 sul cui albero è prevista una molla di richiamo 37 eseguita come molla a spirale. Alternativamente, come rilevabile dalle figure 8 e 9 è previsto il fatto di disporre fra anello di impostazione 28 e anello di sostegno 54 molle di trazione 38 fungenti da molle di richiamo. Nella Fig. 9 è riconoscibile la posizione caricata delle molle di richiamo 38. Sono disposte distribuite sul contorno, preferibilmente più molle di trazione. Parimenti sul contorno sono previste distribuite più coppie di gole 47 e 48 e sfere 49. Nella Fig. 10, utilizzando gli stessi contrassegni si è rappresentato essenzialmente un dettaglio coincidente con la rappresentazione secondo la Fig. 8. Le gole 47 e 48 in questo caso tuttavia presentano un passo variabile relativamente alla profondità, da dove partendo dal rappresentato stato di non rotazione dell'anello di sostegno 54 e dell'anello di impostazione 28 sono riconoscibili una fase I di passo variabile, e precisamente con un aumento ripido con una elevata percentuale di divaricamento in funzione dell'angolo di rotazione, tuttavia con pendenza decrescente continuamente, e conseguente percentuale di divaricamento decrescente in funzione dell' angolo di rotazione relativo, e successivamente una fase II con costante percentuale di divaricamento desiderata per il divaricamento sotto carico. Questa pendenza costante è necessaria per coprire differenti situazioni di carico e di usura. Fra anello di sostegno 54 e anello di posizione 28 è rappresentata una gabbia 62 delle sfere, che sostiene le sfere con uguale distanza periferica e le costringe a muoversi sincronieamente, il che è di particolare importanza specialmente nella fase I.

Nella Fig. 11 è rappresentato in vista l'anello di sostegno 54, laddove conformemente ad un alternativo od integrativo ulteriore sviluppo sono riconoscibili sei gole 48 distribuite sul contorno, le quali, nel caso di percentuali di pendenza fra di loro uguali o differenti, relativamente alla profondità hanno inoltre una zona che presenta una componente radiale nell'andamento della pista cosicché risulta qui ridotta la percentuale di divaricamento al crescere dell'angolo di rotazione relativo.

Nella Fig. 12 è rilevabile essenzialmente la stessa rapprsentazione dell'anello di sostegno 54 della Fig. 11, laddove tuttavia qui in seguito alla componente radiale delle gole 48 delle sfere, nell'ambito della fase II, si è utilizzata la possibilità consistente nel fatto che le gole si lasciano coprire in direzione periferica. In seguito al maggiore possibile angolo di rotazione relativa si può produrre una minore percentuale di pendenza e quindi un comportamento di intervento più sensibile.

Legenda

I Veicolo

2,3 Ruote anteriori

4,5 Ruote posteriori

6 Motore

7 Cambio di velocità

8 Differenziale

9,10 Albero di azionamento

II Scatola

12 Gabbia del differenziale

13,14 Albero di raccordo a innesto

15 Cuscinetto

16,17 Elementi condotti

18 Perno di rotazione, (rispettivamente perno) 19 Cuscinetto

20 Ruota a piattello

21 Disposizione di attrito

Lamelle esterne

Scanalature interne

Lamelle interne

Dentatura esterna

superficie di sostegno

Piastra di pressione

Anello di impostazione

Ruota di compensazione

Appendice portacuscinetto

Dispositivo di azionamento di rotazione Motore

Dentatura

Pignone

Trasmissione

Molla di richiamo (molla a spirale) Molla di trazione

Cuscinetto assiale (secondo)

Disco di pressione (secondo)

Puntale

Superficie frontale (anello di impostazione) Superficie frontale (anello di sostegno) Gola della sfera, anello di impostazione Gola della sfera, anello di pressione Sfera

, 51 Superficie di arresto di rotazione a ritroso 52 Albero longitudinale

54 Anello di sostegno

57 Piastra di pressione

58 Puntale

59 Disco di pressione (primo) 60 Cuscinetto assiale (primo) 61 Gabbia interna

62 Gabbia delle sfere

Claims

Rivendicazioni 1. Differenziale (8) con giunto di blocco, comandabile in maniera variabile esternamente, specialmente per autoveicoli, comprendente una gabbia (12) del differenziale, che è supportata girevole in una scatola (11) ed è azionabile, elementi condotti -due ruote condotte oppure una ruota condotta ed un portasatelliti (16, 17), che sono disposti coassialmente con detta gabbia, sono accoppiati in maniera girevole e sono accoppiati solidali alla rotazione, rispettivamente con un albero condotto, nonché comprendente ruote di compensazione (29), che si trovano contemporaneamente impegnate con detti elementi e sono sostenute girevoli nella gabbia (12) del differenziale, e una disposizione di attrito (21), che contiene lamelle esterne (22) accoppiate alternativamente, solidali alla rotazione, con una prima delle parti situate coassialmente -gabbia (12) del differenziale oppure ruote condotte o portasatelliti (16, 17)- e lamelle interne (24) accoppiate solidali alla rotazione con un'altra delle parti situate coassialmente -gabbia (12) del differenziale o ruote condotte rispettivamente portasatelliti (16, 17)-, eventualmente con interposizione di dischi intermedi liberamente girevoli, laddove questi in primo luogo poggiano assialmente su una superficie di sostegno di una delle parti (gabbia 12) del differenziale oppure di una delle ruote condotte (16, 17)- e in secondo luogo sono sollecitabili assialmente tramite un dispositivo di azionamento, laddove il dispositivo di azionamento presenta un anello di sostegno (54), solidale alle rotazioni ed assialmente fisso rispetto alla scatola (11), un anello di impostazione (28), girevole rispetto a questo in maniera relativamente limitata e scorrevole assialmente, ed un dispositivo di azionamento di rotazione (32) azionante detto anello all'occorrenza, e l'anello di impostazione (28) poggia almeno indirettamente su camme o gole di comando (47, 48), agenti sul contorno, difronte all'anello di sostegno (54), caratterizzato dal fatto che le camme o profili di comando in corrispondenza delle superfici frontali (45, 46) fra di loro affacciate, dell'anello di sostegno (54) e dell'anello di impostazione (28), che fra l'anello di sostegno e l'anello di impostazione si trovano in accoppiamento funzionale di sostegno, spostante l'anello di impostazione (28) in caso di rotazione relativa, presentano una percentuale di variazione non lineare della componente assiale, agente sull'anello di impostazione (28), in funzione dell'angolo di rotazione relativa, e le camme o profili di comando presentano una percentuale di variazione assiale, dapprima forte e successivamente minore, della componente assiale, agente sull'anello di impostazione (28) in funzione dell'angolo di rotazione relativa.
2. Differenziale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'anello di impostazione (28) viene azionato tramite una dentatura esterna (34) da un pignone dentato (35) disposto parallelamente all'asse rispetto alle ruote condotte.
3. Differenziale secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la dentatura fra anello di impostazione (28) e pignone dentato (35) è eseguita come dentatura elicoidale.
4. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 finoa 3, caratterizzato dal fatto che l'anello di impostazione (28) è girevole su un percorso periferico inferiore a 180°.
5. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di azionamento di rotazione (32), che all'occorrenza effettua l'azionamento, presenta una trasmissione demoltiplicatrice (34, 35) ed un motore (33).
6. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che il motore (33) appartenente al dispositivo di azionamento di rotazione (32) è un motore elettrico.
7. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 6, caratterizzato dal fatto che il motore (33) oppure lo stadio demoltiplicatore, inserito a valle di questo, della trasmissione demoltiplicatrice, mediante un giunto a scatto libero (36) commutabile è accoppiato con lo stadio demoltiplicatore (34, 35), associato all'anello di impostazione (28) del differenziale, che con l'azionamento del motore (33) blocca nel senso di una sollecitazione a pressione per la disposizione di attrito (21), mentre quando viene eliminato l'azionamento nel senso di un ritorno dell'anello di impostazione (28) separa la trasmissione demoltiplicatrice (34, 35) dal motore (33).
8. Differenziale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono previsti puntali (41) che poggiano sul disco di pressione (40), attraversano assialmente la gabbia (12) del differenziale e poggiano su una piastra di pressione (27) della disposizione di attrito (21).
9. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 8, caratterizzato dal fatto che difronte alle affacciate superfici frontali (45, 46) dell'anello di sostegno (54) e dell'anello di impostazione (28) sono associati a coppie incavi (47, 48), che sono eseguiti ascendenti in senso contrario in direzione periferica dal punto più basso verso la superficie frontale (45, 46), laddove rispettivamente una coppia di incavi (47, 48) alloggia un corpo di rotolamento, specialmente una sfera (49).
10. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 9, caratterizzato dal fatto che le curve o profili di comando sono costituiti di gole di guide (47, 48), che almeno in uno degli anelli (28,. 54) si estendono in sostanza in direzione periferica, di profondità variabile e di corpi di rotolamento (49) che sono guidati in queste e poggiano sul rispettivo secondo anello.
11. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 10, caratterizzato dal fatto che le gole di guida (47, 48) per variare la percentuale di variazione assiale hanno una pendenza differente in direzione periferica.
12. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 11, caratterizzato dal fatto che le gole di guida (47, 48) per variare la percentuale di variazione assiale hanno una componente direzione radiale, variabile sul contorno, con pendenza costante in direzione periferica.
13. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 12, caratterizzato dal fatto che più gole di guida (47, 48) di uguale tipo, in direzione periferica sono in copertura su un differente raggio delle superfici frontali (45, 46).
14. Differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 1, caratterizzato dal fatto che è prevista una gabbia (57) delle sfere fra anello di sostegno (54) e anello di impostazione (28), che mantiene reciprocamente ad uguale distanza periferica i corpi di rotolamento, specialmente sfere (49).