IT9020787A1 - Procedimento e dispositivo per misurare il gioco di supporto dei cuscinetti portanti in un giunto cardanico - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Procedimento e dispositivo per misurare il gioco di supporto dei cuscinetti portanti di un giunto cardanico"

Riassunto del trovato L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per misurare il gioco di supporto della crociera di un giunto cardanico (2), in cui una delle forcelle (3) del giunto è mantenuta localmente fissa in un alloggiamento (28) mentre l'altra forcella (4) del giunto tramite un dispositivo di azionamento a motore, che tramite un giunto sferico (21) ed una barra flessionale (17) è raccordabile alla forcella (4) del giunto, viene deviata in ragione di un determinato angolo e per un determinato angolo di rotazione, laddove tramite strisce dilatometriche (18a-d) montate sulla barra flessionale (17) si misura la dilatazione longitudinale, rispettivamente la compressione, come misura per la coppia flessionale, opposta alla deviazione del giunto (2), per impostare il gioco. La coppia flessionale misurata rispetto alla coppia nominale attorno ai due assi (26, 27) del giunto serve a stabilire tramite calcolo gli spessori degli anelli di sicurezza, tramite i quali è possibile stabilire le condizioni di gioco fra le superfici terminali dei perni e i fondi delle boccole di supporto. In tal modo si ottiene un procedimento oggettivabile per misurare ed impostare le condizioni di gioco in giunti cardanici. (Figura 3).

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per misurare il gioco di supporto dei cuscinetti portanti di una crociera, che presenta quattro perni fra di loro ortogonali ed i cui perni, presentanti a coppie un asse in comune, sono supportati rispettivamente nei fori di supporto di una forcella del giunto con interposizione di corpi di rotolamento, specialmente aghi o rulli, e di una boccola di supporto.

Il gioco nel giunto rappresenta una misura essenziale per la qualità del funzionamento dell'albero snodato e specialmente del suo funzionamento centrico. Per questo motivo per fissare le boccole di supporto nei fori di supporto delle forcelle del giunto si utilizzano anelli di sicurezza di differente spessore, per impostare il gioco fra le superfici terminali dei perni e la superficie di fondo della boccola di supporto. In tal caso l'impostazione viene effettuata in base alla sensibilità della persona che effettua il montaggio. Si tratta sostanzialmente di un accorgimento che dipende dall'abilità dell'operaio. Quando l'operaio ha la sensazione che si è verificata un' impostazione troppo tesa o troppo lasca, ha la possibilità di scegliere un anello di sicurezza corrispondentemente più sottile o più spesso.

Da questo modo di procedere segue che l'ottenimento di un sufficiente comportamento di guida del giunto dipende rispettivamente dalle persone e dalla loro esperienza. Non si hanno grandezze misurabili ed inoltre dipende anche solo dall' esperienza del montatore, la possibilità che esso acceleri di volta in volta il montaggio mediante la scelta dell' esatto anello di sicurezza.

Partendo da ciò, l' invenzione si pone il compito di realizzare un procedimento ed un dispositivo, con cui si ottengono grandezze misurabili per l'impostazione del gioco ed inoltre, tenendo conto dei valori misurati, una semplice determinazione dello spessore degli anelli di sicurezza.

Secondo l'invenzione questo problema viene risolto per il fatto che vengono misurate le coppie flessionali che contrastano la piegatura di una forcella del giunto rispetto all' altra forcella del giunto, mantenuta localmente fissa, sotto un determinato angolo di piegatura, rispettivamente attorno agli assi di articolazione formati dalle due coppie di perni.

Con la misurazione delle coppie flessionali, opposte alla deviazione, si ottiene una misura oggettivabile relativamente alla difficoltà, rispettivamente alla facilità di movimento, e quindi una misura per le condizioni di gioco. Pertanto per la costruzione si possono ora stabilire esattamente i giochi necessari. La scelta degli anelli di sicurezza viene definita dalla coppia flessionale, di volta in volta misurata, per entrambe le coppie di perni. Complessivamente con il metodo di misurazione si ottiene una grande precisione di ripetizione e inoltre anche una costanza, indipendente da persone, con attuazione relativamente veloce del montaggio.

Nell'ulteriore esecuzione e previsto che la forcella mobile del giunto durante un'operazione di misurazione, sul raggio preassegnato dall'angolo di piegatura viene mossa in ragione di un angolo di rotazione di 90' attorno all'asse di rotazione della forcella del giunto localmente fissa. Con la guida sul raggio si ottiene un movimento continuo dei cuscinetti del giunto cardanico, il che è desiderabile per una misurazione continua. L'intervallo di movimento di 90’ è sufficiente per rilevare univocamente il valore, in quanto il segnale misurato si ripeterebbe periodicamente. Per attuare il procedimento secondo l'invenzione è previsto un dispositivo che è caratterizzato da un alloggiamento per il fissaggio posizionato localmente fisso della forcella del giunto da sostenere localmente fissa, da una barra flessionale, che ad una estremità può essere raccordata rigidamente alla forcella mobile del giunto e all'altra estremità è accoppiata con un giunto sferico ed una cui parte del giunto è associata alla barra flessionale mentre l'altra parte del giunto, piegabile rispetto ad esso, è associata ad un dispositivo di azionamento a motore ed è scorrevole in una guida radiale, e inoltre da strisce dilatometriche, che sulla superficie esterna della barra flessionale, di sezione trasversale circolare, rispettivamente perpendicolare agli assi del giunto ne sostengono la dilatazione longitudinale e la compressione longitudinale, ed infine da un circuito per misurare la tensione.

Dalla domanda di brevetto tedesco DE-OS 2520 672 è di per se noto un rilevatore dinamico avente la forma di una barra flessionale, che per misurare forze su cilindri può essere dotata di una testa di articolazione o cuscinetto pendolare, laddove la barra flessionale è dotata di strisce dilatometriche che tramite un circuito per misurare tensione rilevano la dilatazione e la compressione longitudinale della barra flessionale.

In tal caso la forcella del giunto, realizzata nella forma di forcella a flangia, viene utilizzata come forcella del giunto mobile, alla quale la barra flessionale può essere raccordata tramite un corrispondente corpo di raccordo.

Per ottenere l'esatta misurazione è proposto un dispositivo, il quale è caratterizzato da una disposizione di misurazione costituita di un circuito a ponte per le strisce dilatometriche, di un seguente amplificatore dei segnali di misurazione con un calcolatore di misurazione e con un aggiuntivo apparecchio registratore per rilevare l'andamento della tensione in funzione dell'angolo di rotazione, nonché di una unità indicatrice per preassegnare la correzione.

L'apparecchio registratore registra separatamente gli andamenti per entrambi gli assi del giunto. Eventualmente per mezzo di un circuito di valutazione ampliato all'operaio si può anche preassegnare contemporaneamente lo spessore dell'anello di sicurezza che dovrà scegliere. Per ottenere la grandezza necessaria per la variazione di lunghezza sulla superficie della barra flessionale viene proposto di eseguire la barra flessionale come tubo.

Per poter ottenere un esatto movimento viene inoltre proposto che la guida radiale e il dispositivo di azionamento a motore per il movimento radiale e per il movimento rotatorio sono rappresentati da un robot di per sè noto. Mediante questo robot si ottiene una possibilità di ripetizione con condizioni preliminari sempre uguali.

Un esempio di realizzzione preferito dell'invenzione è rappresentato schematicamente nel disegno.

In particolare:

la figura 1 mostra un albero snodato, sui cui snodi è possibile applicare il procedimento, la figura 2 mostra una sezione A-A rispetto alla figura 1, e

la figura 3 mostra una rappresentazione schematica del dispositivo in combinazione con un giunto cardanico, la figura 4 mostra uno schema a blocchi della disposizione di misurazione.

L'albero 1 del giunto cardanico rappresentato nelle figure 1 e 2 possiede due giunti cardanici 2, che sono accoppiati fra di loro solidali alla rotazione, ma in modo da consentire uno spostamento relativo mediante un albero di accoppiamento. I giunti cardanici 2 sono costituiti di una forcella interna 3 e di una forcella esterna 4 del giunto. Le due forcelle 3, 4 del giunto sono accoppiate fra di loro a cerniera per mezzo di una crociera cardanica 8. La forcella esterna 4 del giunto possiede una flangia 7 che serve al raccordo ad una parte di macchina o parte di veicolo conduttrice o condotta. Le due forcelle interne 3 del giunto sono accoppiate con elementi costruttivi appartenenti all'albero di accoppiamento. Così ad esempio una delle due forcelle 3 interne può essere un componente di una parte esterna 5 di spostamento presentante un foro dotato di una dentatura longitudinale, in cui è inserita una parte interna scorrevole 6 con una corrispondente dentatura esterna accoppiata con 1'altra forcella interna 3. La crociera cardanica 8 possiede quattro perni 9a, 9b, 9c e 9d, fra di loro ortogonali. Rispettivamente due dei perni 9a e 9c, rispettivamente 9c e 9d, formano coppie di perni. La coppia di perni 9a e 9c possiede un asse di articolazione 26 mentre la coppia di perni 9b, 9d possiede l'asse di articolazione 27. La coppia di perni 9a, 9c è alloggiata tramite supporti nei fori di supporto 12 della forcella 3 del giunto e la coppia 9b, 9d a crociera, parimenti tramite supporti, è alloggiata nei fori di supporto 12 della forcella 4 del giunto, rispettivamente in maniera orientabile intorno ai due assi di articolazione 26, rispettivamente 27.

Il supporto comprende rispettivamente corpi di rotolamento 10, ad esempio aghi di supporto, che sono disposti in modo da rotolare sulla superficie esterna dell'associato perno 9a-9d e d'altro canto sono guidati sulla superficie interna di una boccola di supporto 11. La boccola di supporto 11 con la propria superficie esterna è alloggiata nel foro di supporto 12 della relativa forcella 3, rispettivamente 4, del giunto. Eventualmente fra la superficie terminale dei perni 9a-9d e la superficie di fondo della boccola di supporto 11 e disposto un disco di raccordo. Il gioco fra le boccole di supporto, associate ai due perni 9a, 9c, rispettivamente 9b, 9d, fra di loro opposti, e le superfici dei perni viene definito da anelli di sicurezza 13 inseriti nel foro di supporto 12. Lo spessore degli anelli di sicurezza 13 viene definito corrispondentemente al gioco richiesto e quindi alla piegatura in ragione di coppie contrastante gli assi di articolazione 26, 27. Le boccole di supporto 11 inoltre per mezzo di anelli di tenuta interposti 14 sono chiuse a tenuta rispetto alla crociera 8.

Infine nella figura 3 è rappresentato il dispositivo di misurazione per attuare il procedimento secondo l'invenzione. Inoltre è rilevabile un giunto per il quale si intende effettuare la misurazione. Ad esempio uno dei due giunti 2, ad esempio il giunto 2 presentante la parte esterna scorrevole 5, insieme alla parte esterna scorrevole e alla relativa forcella 3 del giunto è alloggiato localmente fisso ma posizionato rotativamente nel sostegno 28. La forcella 4 del giunto, che appartiene a questo giunto 2 tramite la sua flangia 7 è accoppiata solidale alla rotazione ed assialmente fissa ad una piastra di raccordo 26 presentante spinotti di alloggiamento serventi all'accoppiamento con la flangia 7. Alla piastra 16 è raccordata rigidamente una barra flessionale 17. L'altra estremità della barra flessionale 17 è accoppiata rigidamente con la parte interna 22 di un giunto sferico 21. La parte interna 22 del giunto sferico 21 è alloggiata orientabile nella parte esterna 23 del giunto. La parte esterna 23 a sua volta è fissata su una guida radiale 24, che aggiuntivamente attorno all'asse 29 dell'alloggiamento 28, rappresentante l'asse di rotazione della forcella fissa 3 del giunto, è movibile su un angolo di orientamento di 90* nel senso di rotazione su un arco. A tale scopo è previsto un dispositivo motore di azionamento 25. Questo serve anche a piegare la barra flessionale 17 e quindi la forcella 4 dello snodo rispetto alla forcella 3 dello snodo in ragione del previsto angolo di misurazione A di preferibilmente 35'. Il funzionamento della guida radiale e anche dell'azionamento a rotazione può essere attuato per mezzo di un robot.

Sulla superficie esterna 30 della barra flessionale sono disposte sul lato di pressione e di trazione strisce dilatometriche 18a-d sfalsate rispettivamente di 90° rispetto agli assi 26, 27 del giunto 2 da sottoporre a misurazione. Rispettivamente due strisce dilatometriche 18a e 18c e 18b, 18d formano una coppia e servono a misurare la dilatazione longitudinale, rispettivamente la compressione. Tramite allacciati amplificatori di misurazione e tramite una sorgente di corrente alimentante il circuito, tramite un adatto circuito a ponte è possibile misurare le coppie flessionali, che compaiono sui due assi 26, 27 del giunto e contrastano la piegatura, e precisamente come grandezze di tensioni proporzionali alla coppia flessionale. Dalla coppia flessionale è possibile risalire alle condizioni di gioco nel giunto 2, da cui rispetto alle richieste coppie nominali può aver luogo una definizione degli spessori degli anelli di sicurezza 13. A tale scopo ad esempio può essere previsto un circuito di valutazione della figura 4, che, nella forma di un circuito a ponte di misurazione 31, delle strisce dilatometriche 18a, 18b e 18c, 18d, è costituito di un amplificatore 32 dei segnali di misurazione e di un calcolatore di misurazione 33, con essi allacciato, con aggiuntivo controllo tramite un apparecchio volmetrico 20, e come grandezze di entrate comprende gli anelli di sicurezza, inseriti per primi, con il loro spessore e la coppia flessionale, preassegnata come coppia nominale, attorno ai due rispettivi assi 26, 27 del giunto, e dalle coppie flessionali misurate calcola i rispettivi spessori degli anelli di sicurezza per 1'ottenimento delle coppie nominali. L'indicazione delle grandezze misurate determinate avviene o tramite un aggiuntivo apparecchio registratore 34 oppure le grandezze di misura calcolate, tramite una unità indicatrice 35, vengono comunicate al personale addetto direttamente per l' emissione di informazioni in merito alla correzione da effettuare.

Per escludere errori di misurazione, risultanti dal peso proprio del giunto, ha luogo soltanto una modesta deviazione, dell'ordine di grandezza di 5 fino a 10'.

Legenda

1 Albero cardanico

2 Giunto

3,4 Forcelle del giunto

5 Parte esterna scorrevole

6 Parte interna scorrevole

7 Flangia

8 Crociera del giunto

9a-d Perni

10 Corpo di rotolamento

11 Boccola di supporto

12 Foro di supporto

13 Anello di sicurezza

14 Guarnizione

18 Dispositivo misuratore

16 Piastra di raccordo

17 Barra flessionale

18a-d Strisce dilatometriche

19 Sorgente di corrente

20 Voltmetro/indicatore della coppia flessionale

21 Giunto sferico

2 2 Parte interna

23 Parte esterna

24 Guida radiale

25 Dispositivo di azionamento di rotazione 26 Asse del giunto

27 Asse del giunto

28 Alloggiamento

29 Asse di rotazione

30 Superficie esterna barra flessionale 31 Circuito a ponte di misurazione

32 Amplificatore dei segnali misurati

33 Calcolatore di misurazione

34 Apparecchio registratore

35 Unità indicatrice

A Angolo di piegatura

R Raggio

Claims (6)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per misurare il giunto di supporto dei cuscinetti portanti di una crociera, presentante quattro perni fra di loro ortogonali, i cui perni, presentanti a coppie un asse in comune, sono supportati rispettivamente nei fori di supporto di una forcella del giunto con interposizione di corpi di rotolamento, specialmente aghi o rulli, e di una boccola di supporto, caratterizzato dal fatto che vengono misurate le coppie flessionali che contrastano la piegatura di una forcella (4) del giunto rispetto all'altra forcella (3) del giunto, mantenuta localmente fissa, sotto un determinato angolo di piegatura (A) rispettivamente attorno agli assi (26, 27) del giunto formati dalle due coppie di perni (9a, 9c, 9b, 9d).
2. 2. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la forcella mobile (4) del giunto durante la misurazione viene mossa sul raggio (R), preassegnato dall'angolo di piegatura (A), in ragione di un angolo di rotazione di 90° attorno all'asse di rotazione (29) della forcella (3) del giunto localmente fissa.
3. 3. Dispositivo per attuare il procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da un alloggiamento (28) per il fissaggio, localmente fisso e posizionato, della forcella (3) del giunto da mantenere fissa localmente, da un barra flessionale (17), che ad una estremità è raccordabile rigidamente con la forcella mobile (4) del giunto e, all'altra estremità, è accoppiata con un giunto sferico (21), una cui parte (22) è associata alla barra flessionale (17) mentre l'altra sua parte (23), piegabile rispetto ad essa, è associata ad un dispositivo di azionamento (25) a motore ed è scorrevole in una guida radiale (24), da strisce dilatometriche (18a-d), che sulla superficie esterna (30) della barra flessionale (17), di sezione trasversale circolare, rispettivamente perpendicolarmente agli assi (26, 27) del giunto ne rilevano la dilatazione longitudinale e la compressione longitudinale, e da un circuito per la misurazione (20) della tensione.
4. 4. Dispositivo, secondo la rivendicazione 3 per attuare il procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato da una disposizione di misurazione costituita da un circuito a ponte (31) per le strisce dilatometriche (18a, b) e (18c, d), da un seguente amplificatore (32) dei segnali misurati con un calcolatore di misurazione (33) e da un aggiuntivo apparecchio registratore (34) per rilevare l'andamento della tensione in funzione dell' angolo di rotazione, nonché da una unità indicatrice (35) per preassegnare la correzione.
5. 5. Dispositivo, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la barra flessionale (17) è eseguita come tubo.
6. 6. Dispositivo, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la guida radiale (24) ed il dispositivo di azionamento (25) a motore per il movimento radiale ed il movimento rotatorio sono rappresentati da un robot di per sé noto.