ITBO990044U1 - Giunto limitatore di coppia . - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per MODELLO DI UTILITÀ INDU-STRIALE dal titolo:

GIUNTO LIMITATORE DI COPPIA.

La presente invenzione riguarda un giunto limitatore di coppia ad azionamento meccanico.

Sono noti dei giunti limitatori di coppia costituiti generalmente da un mozzo destinato ad accoppiarsi con un’albero o con una flangia per la trasmissione del moto, e da un elemento di forma generalmente a disco, che può essere una puleggia per una trasmissione a cinghia, una ruota dentata per una trasmissione a catena o ad ingranaggi. L’elemento a disco è mantenuto in rotazione con il mozzo con un accoppiamento a frizione che comprende una o più superficie di attrito e delle molle che mantengono le superficie di attrito a contatto fra di loro in modo da trasmettere una coppia. Quando il valore della coppia da trasmettere supera il valore trasmissibile dall’accoppiamento a frizione, il giunto comincia a slittare e si realizza così il desiderato distacco della trasmissione. Il valore della coppia trasmissibile può essere variato modificando la forza di pressione delle molle.

Questi giunti si sono rivelati inaffidabili e imprecisi per quanto riguarda la ripetibilità e il valore della coppia trasmissibile. Infatti, il valore della coppia trasmissibile è influenzato dall’attrito delle superfici di contatto. L'attrito fra le superfici della frizione può variare notevolmente per la presenza di olio, umidità, agenti aggressivi, ecc., e anche a causa di variazioni di temperatura delle superfici stesse. Inoltre, a causa dello slittamento che si verifica quando avviene il distacco della trasmissione, le superfici di attrito sono soggette ad usura per cui diminuiscono di spessore. Quindi per mantenere la stessa pressione sugli elementi della frizione si deve provvedere ad una registrazione delle molle che premono.

In altri giunti limitatori di coppia, l’accoppiamento ad attrito è sostituito da un accoppiamento con elementi volventi, quali sfere, ecc., che cooperano con il mozzo e l’elemento a disco. Le sfere sono generalmente alloggiate in cave ricavate nell’elemento a disco e sono premute da molle che sono direttamente a contatto con gli elementi volventi stessi. Anche questi giunti presentano alcuni difetti, quali elevata usura delle sedi delle sfere e della superficie di contatto delle molle con le sfere, complessità costruttiva.

Un oggetto della presente invenzione è quello di fornire un giunto limitatore di coppia migliorato che permetta un rilascio a valori precisi di coppia anche se utilizzato in presenza di olio, umidità, agenti aggressivi, ecc.

Un altro oggetto della presente invenzione è quello di fornire un giunto limitatore di coppia migliorato che sia affidabile e di lunga durata senza malfunzionamenti.

Ancora un altro oggetto della presente invenzione è quello di fornire un giunto limitatore di coppia migliorato che sia semplice ed economico da produrre e facile da montare.

In accordo con un aspetto della presente invenzione, viene presentato un giunto limitatore di coppia come specificato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a forme realizzative preferite e vantaggiose dell'Invenzione.

Forme di realizzazione della presente invenzione, a titolo puramente esemplificativo e non limitativo, sono esposte nel seguito con l'aiuto dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 illustra una sezione assiale di un giunto limitatore di coppia secondo la presente invenzione;

le figure 2 e 3 illustrano alcuni particolari del giunto di cui alla figura 1;

- la figura 4 illustra una vista parziale del giunto di cui alla figura 1, con alcune parti asportate per maggiore chiarezza;

la figura 5 illustra una sezione trasversale del giunto limitatore di coppia secondo il piano S di figura 1 con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, il giunto limitatore di coppia secondo la presente invenzione comprende essenzialmente un mozzo 1 dotato di un asse A, un elemento 2 a forma di disco coassiale al mozzo 1 e libero di ruotare rispetto a quest’ultimo attorno allo stesso asse A, una pluralità di gruppi 3, alloggiati nell’elemento a disco 2, e cooperanti con il mozzo 1, un piatto 4, di forma sostanzialmente anulare, che preme sui gruppi 3 in modo da permettere la rotazione e la trasmissione di un momento torcente.

Il mozzo 1 comprende una parte cilindrica 5 e una flangia 6, quest’ultima è dotata di prime sedi 7 destinate a cooperare con i gruppi 3 per la trasmissione del momento torcente. Le prime sedi 7 sono generalmente disposte su una circonferenza con centro sull’asse A e hanno una forma tronco-conica. Ciascun gruppo 3 per la trasmissione del momento torcente è costituito da una coppia di sfere 8 disposte entro apposite cave 9 dell’elemento a disco 2. Le cave 9 sono dei fori di forma generalmente cilindrica con asse parallelo all'asse A e consentono la rotazione delle sfere 8 almeno attorno ad un asse B perpendicolare all’asse A. Le cave 9 possono essere dotate di uno strato o di una boccola 10 di materiale antiusura e antifrizione per diminuire l’attrito e l’usura quando le sfere 8 ruotano su sé stesse. Per aumentarne la durata, anche le prime sedi 7 possono essere trattate superficialmente per indurimento oppure con uno strato o un riporto 11 di materiale antiusura.

l gruppi 3 possono essere costituiti anche da altri tipi di corpi volventi, ad esempio, possono essere costituiti da una coppia di rulli cilindrici o rulli conici (non illustrati) con il proprio asse di rotolamento disposto secondo un raggio perpendicolare all’asse A. Le cave 9 e le prime sedi 7 sono modificate in conseguenza, le cave 9 comunque devono permettere la libera rotazione dei corpi volventi. Secondo una forma realizzativa semplificata non illustrata, i gruppi 3 possono essere costituiti da singoli corpi volventi, cioè una sfera o un rullo singoli.

La parte cilindrica 5 del mozzo 1 è divisa in senso assiale in una sezione 12 liscia e in una sezione 13 filettata e comprende una serie dì scanalature 14, ad esempio quattro come illustrato in figura 4. Sulla sezione liscia 12 è montato, libero di ruotare, l’elemento a disco 2. Preferibilmente, fra la sezione liscia 12 e l’elemento a disco 2 è disposta una boccola 15 di materiale antifrizione; in alternativa può essere montato un cuscinetto ad elementi volventi (non illustrato), ad esempio, ad aghi, rullini, ecc.

il piatto 4 ha una forma generalmente anulare ed è associato al mozzo 1 tramite dei denti 20 che si inseriscono nelle scanalature 14 del mozzo 1. In questo modo, il piatto 4 è vincolato a ruotare con il mozzo 1, ma è libero di muoversi in senso assiale. Il piatto 4 preme in senso assiale sulle sfere 8 per mezzo di molle 16, preferibilmente molle a tazza 16, la cui forza di pressione è regolabile tramite una ghiera 17. Quest’ultima è avvitata sulla parte filettata 13 del mozzo 1. Avvitando o svitando la ghiera 17 è possibile aumentare o diminuire il precarico delle molle 16, quindi la ghiera 17 può essere bloccata nella posizione desiderata tramite una vite 18 disposta trasversalmente in una parte dell'anello della ghiera 17 dotata di un intaglio radiale (non illustrato). La vite 18 stringendo le due parti della ghiera 17 impedisce ogni ulteriore rotazione della ghiera 17 stessa sulla parte filettata 13.

Il piatto 4 comprende un sede 21 anulare per alloggiare le molle a tazza 6 e proteggerle da contatti esterni.

In modo analogo alla flangia 6, il piatto 4 è dotato di seconde sedi 18 anch’esse destinate a cooperare con i gruppi 3 per la trasmissione della coppia. Le seconde sedi 18 sono simili alle prime sedi 7 e sono generalmente disposte su una circonferenza con centro sull’asse A e si trovano affacciate ai gruppi 3. Le seconde sedi 18 hanno forma tronco-conica e, per aumentarne la durata, possono essere trattate superficialmente per indurimento oppure possono essere rivestite con uno strato o un riporto 19 di materiale antiusura.

Risulta chiaro che il momento torcente massimo trasmissibile è ripartito in due parti fra le prime sedi 7 e le seconde sedi 18 che indipendentemente cooperano con i gruppi 3.

Secondo una forma realizzativa semplificata non illustrata, il piatto 4 è privo delle seconde sedi 18 e delle sedi per le scanalature 14. Pertanto, il piatto 4 non è associato al mozzo 1 per la trasmissione del momento torcente, ma ha solo la funzione di premere sui gruppi 3. In questo caso, a parità di forza premente del piatto 4 sui gruppi 3, il momento torcente massimo trasmissibile risulterà minore rispetto alla versione di giunto con il piatto 4 dotato di seconde sedi 18.

Nella figura 1 è illustrato un giunto limitatore di coppia comprendente un elemento a disco 2 di spessore D minore della larghezza massima disponibile D" nel giunto. Per alloggiare l’elemento a disco 2, anche la boccola 15 presenta una sede di larghezza D corrispondente allo spessore D dell'elemento a disco 2.

Nella figura 2 è illustrata una boccola modificata 15a che presenta un sede di larghezza D’ diversa da quella di figura 1 per alfoggiare elementi a disco 2 di larghezza D’.

Nella figura 3 è illustrato un elemento a disco 2a modificato di larghezza maggiore di quella D" disponibile nel giunto. L’elemento a disco 2a presenta una zona centrale di minore spessore, pari alla larghezza D" disponibile nel giunto; la boccola 15b è ancora modificata e presenta in direzione assiale un diametro esterno corrispondente alla sede di alloggiamento dell'elemento a disco 2a.

Normalmente i gruppi 3 per trasmettere la coppia e le rispettive sedi 7, 18 sono distanziate sulla circonferenza con angoli uguali. Per esempio, sono possibili sei gruppi 3 disposti ad un angolo relativo di 60 gradi sessagesimali oppure con cinque gruppi 3 disposti ad un angolo relativo di 72 gradi sessagesimali. Di conseguenza, il reinnesto del giunto può avvenire anche dopo una frazione di rotazione relativa del mozzo 1 - elemento a disco 2, pari alla singola distanza angolare (rispettivamente 60 o 72 gradi) dei gruppi 3 e delle sedi 7, 18.

Nella figura 5 è stato esemplificativamente illustrato un giunto nel quale gli elementi 3 per la trasmissione della coppia e le rispettive sedi 4 sono disposti a distanze angolari diverse, per cui gli elementi 3 e le relative sedi 4 possono trovarsi reciprocamente allineati solo per un ben determinato valore di rotazione relativa del mozzo 1 - elemento a disco 2.

Nel caso specifico, illustrato in figura 5, le sedi 7 (e le sedi 18, non illustrate), ed anche le rispettive posizioni dei gruppi 3, sono disposte in modo tale da permettere il reinnesto del giunto solo dopo un giro completo pari a 360 gradi sessagesimali.

Gli angoli al centro, espressi in gradi sessagesimali, fra gii assi di ogni coppia di sedi 7 adiacenti (e le sedi 18 adiacenti, se presenti) sono consecutivamente uguali a: 106, 29, 94, 49, 69, 13.

L’angolo al centro corrispondente alla larghezza della sede 7 (e della sede 18) misurato alla posizione media della sede è compreso fra 9 e 12 gradi a seconda della grandezza del giunto e comunque non è superiore a 15 gradi. Questa particolare configurazione permette un posizionamento assiale sempre ottimale del mozzo 1, dell’elemento a disco 2 del piatto 4, nel caso di disinnesto del giunto a seguito del superamento della coppia trasmissibile.

In questa condizione, l'appoggio del piatto 4 avviene sempre almeno su tre punti, cioè su almeno tre gruppi 3, si evitano così bloccaggi assiali del piatto 4 dovuti a posizionamenti inclinati. Come risulta illustrato nella figura 5, l’angolo massimo di appoggio la due gruppi 3, nella condizione più sfavorevole, è di 143 gradi sessagesimali.

In uso, il giunto è disposto in modo da trasmettere la rotazione e il momento torcente fra il mozzo 1 e l'elemento a disco 2. È chiaro che il giunto limitatore di coppia secondo la presente invenzione può trasmettere la rotazione motrice dal mozzo 1 all’elemento a disco 2 e viceversa, ed è anche evidente che il giunto può funzionare in entrambi i versi di rotazione.

Considerando, per esempio che il mozzo 1 sia collegato all'elemento motore, partendo dal mozzo 1 il movimento e il momento torcente si ripartiscono fra la flangia 6 e il piatto 4. Attraverso le sedi 7 e 18 la rotazione passa alle sfere 8 e da qui all'elemento a disco 2. La pressione del piatto 4 sulle sfere 3 impedisce a queste ultime di fuoriuscire dalle sedi 7 e 18. Tuttavia, se il momento torcente supera il valore trasmissibile prestabilito, la pressione de) piatto 4 non è più sufficiente e le sfere 8 escono dalle sedi 7 e 18 e realizzano il distacco della trasmissione.

Poiché la trasmissione del moto e del momento torcente fra le sedi 7 e 18 e le sfere 8 è basata sulla forma degli elementi, i valori del momento torcente trasmissibile non sono influenzati dalia presenza di olio, umidità, agenti aggressivi come invece avviene per gli elementi che lavorano per attrito.

Dato che gli elementi del presente giunto limitatore di coppia non sono soggetti ad usura, non è necessario provvedere ad alcuna registrazione ed è sempre garantita l’affidabilità di funziona

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Giunto limitatore di coppia comprendente un mozzo (1) sostanzialmente cilindrico dotato di una flangia (6) avente una pluralità di prime sedi (7), un elemento a disco (2, 2a), sostanzialmente a forma di disco coassiale al mozzo, liberamente girevole su quest’ultimo attorno ad un asse di rotazione (A) comune, una pluralità di gruppi (3) per trasmettere una coppia alloggiati in cave (9) ricavate nell’elemento a disco (2, 2a), gli elementi per trasmettere una coppia essendo cooperanti con le prime sedi (7) della flangia {6), ed essendo premuti contro la flangia (6) da mezzi elastici meccanici (16), la cui forza di pressione è variabile con mezzi di regolazione (17, 18), caratterizzato dal fatto di comprendere un piatto (4) sostanzialmente anulare, mobile assialmente, collegato in rotazione con il mozzo (1), detto piatto essendo disposto fra gli elementi (3) per trasmettere la coppia e i mezzi elastici meccanici (16), e dal fatto che le cave (9) sono dotate di uno strato (10) di materiale antiusura e antifrizione.
2. 2. Giunto limitatore di coppia secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le cave (9) dell’elemento a disco sono dei fori (9) di forma cilindrica con asse parallelo all’asse di rotazione (A), che ogni gruppo per trasmettere la coppia comprende due sfere (8) a contatto fra di loro disposte parallelamente all’asse di rotazione (A), e che dette sfere (8) sono libere di ruotare entro le rispettive cave (9) dell’elemento a disco (2, 2a).
3. 3. Giunto limitatore di coppia secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che fra l’elemento a disco (2, 2a) e il mozzo (1) è disposta una boccola (15, 15a, 15b) di materiale antifrizione o un cuscinetto a rotolamento.
4. 4. Giunto limitatore di coppia secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il piatto (4) comprende una pluralità di seconde sedi (18) destinate ad alloggiare parzialmente e cooperanti con gli elementi (3) per trasmettere la coppia.
5. 5. Giunto limitatore di coppia secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il piatto (4) comprende una sede cilindrica (21) per alloggiare i mezzi elastici meccanici (16) e dal fatto che quest'ultimi comprendono almeno una molla a tazza (16).
6. 6. Giunto limitatore di coppia secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il piatto (4) è associato al mozzo (1) tramite un accoppiamento a profilo scanalato (14, 20).
7. 7. Giunto limitatore di coppia secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di regolazione dei mezzi elastici meccanici (16) comprendono una ghiera (17) bloccabile con una vite (18) trasversale all’asse di rotazione della ghiera stessa.
8. 8. Giunto limitatore di coppia secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le prime (7) e seconde sedi (18) sono dotate di uno strato (11 , 19) di materiale antiusura e antifrizione.
9. 9. Giunto limitatore di coppia secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i gruppi (3) per trasmettere una coppia e le rispettive sedi (7, 18) sono disposte in modo da presentare gli angoli misurati al centro sull’asse (A), espressi in gradi sessagesimali, fra gli assi di ogni coppia di gruppi (3) o sedi (7; 18) adiacenti consecutivamente uguali a 106, 29, 94, 49, 69, 13, e che la larghezza dell’angolo al centro delle sedi (7; 18) misurata al diametro minore è inferiore a 15 gradi sessagesimali e preferibilmente compresa fra 9 e 12 gradi sessagesimali.
10. 10. Giunto limitatore di coppia secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.