ITFI990174A1 - Giunto di trasmissione e limitatore di coppia perfezionato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ai giunti di trasmissione e limitatori di coppia, atti a disinnestare il membro condotto dal membro motore al superamento di un valore massimo della coppia trasmessa ed a consentire il reinnesto ad un valore ridotto della velocità relativa. E' noto ad esempio dai Brevetti Italiani .1.278.633 e n.

1.286.703 e dai corrispondenti Brevetti Europeo n.

733.820 e Internazionale n. WO 98/06959 un giunto di questo tipo, con uno dei due membri esterno e l'altro interno, e comprendente: alla superficie interna di detto membro esterno incavi ad invito, sviluppati parallelamente all'asse di rotazione; nel membro interno sedi di scorrimento sostanzialmente radiali in numero pari ai detti incavi ad invito; in ciascuna di dette sedi ;di scorrimento sostanzialmente radiali un cursore, atto a scorrere radialmente, sollecitato da mezzi elastici in senso centrifugo, e con profilo esterno sagomato ed atto a penetrare in uno dei detti incavi ad invito del membro esterno, per trasmettere una coppia fra i detti due membri interno ed esterno e per generare spinte radiali centripete sul cursore.

Gli incavi ad invito ed i cursori sono sagomati in modo tale per cui al di sotto di una velocità angolare relativa fra i due membri si può avere l'innesto fra di essi per penetrazione dei cursori negli incavi, ciò che avviene in funzione sia dei profili cooperanti degli incavi e dei cursori, sia della sollecitazione elastica a cui sono sottoposti i cursori.

Lo svincolo fra i due membri avviene jal superamento di un determinato valore della coppia trasmessa; avvenuto lo svincolo, il membro motore accelera il proprio moto di rotazione, e la condizione di svincolo permane fino a quando la rotazione del membro motore non si è abbassata al di sotto del limite suddetto.

I parametro che consentono il reinnesto sono modificabili in modo molto complesso ed entro limiti al quanto circoscritti.

L'invenzione si prefigge lo scopo di ottenere - in un giunto del tipo suddetto - una agevole possibilità di operare variazioni delle condizioni che determinano il reinnesto fra membro motore e membro condotto, senza inferventi difficoltosi, con rapidità e senza richiedere la presenza di operatori specializzati.

Questi ed altri scopi e vantaggi risulteranno evidenti dal testo che segue.

Un giunto secondo l'invenzione - e del tipo suddetto - sostanzialmente comprende nel detto membro esterno, in corrispondenza di ciascuno di detti incavi ' almeno un piolo mobile in direzione sostanzialmente radiale per sporgere nell'incavo; inoltre vengono previsti nel membro esterno mezzi elastici atti ad agire sul detto piolo per sollecitarlo a sporgere entro l'incavo.

In una vantaggiosa forma di realizzazione, il detto piolo è scorrevole in una corrispondente sede ricavata nel membro esterno.

Il mezzo elastico agente su ciascun piolo può essere di qualsiasi tipo, scelto in dipendenza degli spazi disponibili e della morfologia del detto membro esterno; e vantaggiosamente i mezzi elastici dovranno essere agevolmente sostituibili.

Un mezzo elastico può essere costituito anche da una molla elicoidale o simile, coassiale al rispettivo piolo.

In una possibile e vantaggiosa forma di attuazione, i detti mezzi elastici sono costituiti da una molla a lamina cioè a balestra, posizionata con gli estremi in un alloggio circondante il membro esterno ed atta centraimente a sollecitare centripetamente il piolo entro il detto incavo; la molla verrà precaricata nel montaggio e sarà agevolmente sostituibile. Il suddetto alloggio può essere sviluppato anularmente attorno al membro esterno e presentare coppie di risalti che cooperano con gli estremi di ciascuna molla e la centrano. La agevole accessibilità dell'alloggiamento anulare, ed i semplici risalti che posizionano le molle a lamina, ne consentono l'agevole sostituzione, sia per possibili rotture, sia per sostituire molle presenti con altre di caratteristiche differenti, per variarne gli effetti.

Il trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: la

Fig.l mostra una sezione longitudinale secondo due semipiani di traccia I-I di Fig. 2; la

Fig. 2 mostra una sezione trasversale secondo II-II della Fig. 1; le

Figg. 3, 4, e 5 mostrano un particolare della zona indicato dalla freccia fX della Fig. 2, in ulteriori tre assetti differenti degli organi illustrati; la

Fig. 6 è analoga alle precedenti Figg. 3, 4 e 5, ma illustrante - in modo ingrandito - la morfologia tradizionale e quindi priva di alcuni degli organi illustrati nelle altre figure, e nell'assetto di disinnesto; la Fig. 7 mostra tre condizioni di una molla a balestra, libera e nei due assetti delle Figg. 3 e 2.

Secondo quanto è illustrato, il giunto od innesto comprende - su di uno stesso piano trasversale all'asse di rotazione X-X - almeno quattro o più unità di innesto, radialmente orientate e fra loro distanziate di angoli differenti fra loro ed aventi ad esempio i valori di 75<® >, 95<® >e 105<®>

Sono indicati genericamente con 1 un membro esterno e con 3 un membro interno, uno dei due membri essendo motore e l'altro condotto. Nel disegno il membro esterno 1 è un organo a forcella con una forcella 1A ad esempio di un albero snodato ed in particolare di un albero cardanico; un mantello 1B è saldato alla forcella 1A e costituisce la parte esterna circondante il membro interno 3; questo mantello 1B presenta in particolare una superficie interna 1C cilindrica circolare. Dalla detta superficie interna 1C del membro esterno 1 si sviluppano quattro incavi 5, distanziati angolarmente fra loro degli angoli suddetti; ciascuno dei detti incavi presenta (vedasi Fig. 6) un primo fianco 5A di sviluppo sostanzialmente radiale, un fondo 5B avente uno sviluppo corrispondente a quello della superficie interna 1C del mantello 1B, un secondo fianco 5C inclinato rispetto ad una direzione radiale, ed un raccordo 5E fra il secondo fianco 5C e la detta superficie interna 1C del mantello 1B del membro esterno 1.

Il membro interno 3 presenta un nucleo 3a ed una appendice assiale 33 con un foro assiale 7 che presenta profili scanalati longitudinali per consentire un innesto od un disinnesto rapido con un albero scanalato, con mezzi di ritegno a sfera 3X ed anello 3Y con molla, od altro equivalente e di per se conosciuto nella tecnica. Il nucleo 3A presenta quattro sporgenze 3B che sono angolarmente distribuite come gli incavi 5 e che sono esternamente delimitate da porzioni di superfici cilindriche sostanzialmente corrispondenti a quelle della superficie interna 1C del mantello 1B del membro esterno 1. Nel nucleo 3A viene formata - come prosecuzione del foro 7 -una sede assiale 9, che può essere una sede cilindrica e comunque con asse coincidente con l'asse X-X di rotazione del giunto formato dei due membri 1 e 3. La sede 9 accoglie scorrevolmente due organi di reazione 10 che sono simmetrici e contrapposti l'uno all'altrojjun bullone di collegamento 10A attraversa espansioni assiali dei due organi di reazione 10 e li accoppia. Le fa icce contrapposte 10B dei due organi di reazione 10 presentano più sedi a foro cieco cilindrico 10C {sei nel disegno), in ciascuna delle quali è accolto un complesso di molle 11 elicoidali. Sulle espansioni assiali 10E dei due organi di reazione sono scorrevolmente investiti due simmetrici organi discoidali 14, che sono in particolare illustrati in altra contemporanea privativa dello steso titolare; i due organi discoidali 14 sono elasticamente sollecitati uno contro l'altro dai complessi di molle 11 che su di essi agiscono reagendo sul fondo delle sedi 10C scavate negli organi di reazione 10. Detti organi discoidali 14 possono spostarsi assialmente lungo le espansioni assiali 10E che li guidano allo scorrimento per contatto con i fori centrali degli organi discoidali 14 stessi.

Le facce dei due organi discoidali 14 - che risultano esterne nel montaggio dei due organi in assetto simmetrico rispetto al piano di traccia Y-Y ortogonale all'asse X-X di rotazione - sono piane e su di esse agiscono i complessi di molle 11. Ciascuna delle superfici contrapposte ed affacciate l'una all'altra dei due organi discoidali 14, presenta caratteristicamente quattro sagomature a superfici piane, che si sviluppano - nella vista frontale - ortogonali alle direzioni degli angoli secondo cui sono orientati gli incavi 5 e le sporgenze 3B.

Ciascuna delle sporgenze 3B del nucleo 3A del membro interno 3 presenta una sede cilindrica 18 per scorrimento radiale guarnita da una bussola tubolare 18A atta a ridurre gli attriti. Le quattro sedi di scorrimento 18 sono angolarmente distanziate come gli incavi 5. In ciascuna sede di scorrimento radiale 18 scorre in una direzione radiale un cursore 20 che ha una forma cilindrica con le due basi sagomate. La base interna presentla un profilo a cuneo genericamente indicato con 2ÓA e superfici piane parallele ad un diametro. Questo profilo interno presenta due opposte<'>! superfici inclinate corrispondientemente alle superfici Γ4Β degli organi discoidali 14.

Ciascun cursore 20 presenta un profilo esterno sagomato in sostanza corrispondentemente a quello degli incavi 5 ed in particolare la sagomatura esterna presenta (Fig. 6): una prima spianatura 20F sostanzialmente radiale, che corrisponde al primo fianco 5A dell'incavo 5; una superficie terminale 20G che si sviluppa sostanzialmente in modo corrispondente allo sviluppo del fondo 5B e della superficie 1C; un secondo fianco 20H inclinato sostanzialmente come il secondo fianco 5C dell'incavo 5; nonché un raccordo 20L che si sviluppa tra detta superficie terminale 20G e detto secondo fianco 20H e che ha un orientamento sostanzialmente corrispondente a quello del detto raccordo 5E degli incavi 5.

Il nucleo 3A del membro interno 3 è trattenuto da un coperchio anulare 22 sagomato, applicato alla estremità della cavità definita dal mantello 1B tramite un anello elastico 22A. Vengono previsti cuscinetti 23, 24 fra i due membri 1 e 3. saranno anche previste opportune guarnizioni di tenuta come quelle 25 e 26 per assicurare la lubrificazione all'interno della cavità definita dal mantello 1B, per la funzionalità dei componenti del giunto; l'alimentazione di lubrificante sarà assicurata da opportuni lubrificatori.

La sollecitazione di un cursore o di tutti i cursori in senso centrifugo contro la superficie 1C è determinata in primo luogo dalle molle 11 attraverso le superfici inclinate degli organi discoidali 14 e dei profili a cuneo 20A dei cursori 20. Nelle condizioni di disinnesto (vedi Fig. 6) un cursore 20 che arriva ad un incavo 5 tende a penetrarvi e ne è ostacolato dalla velocità relativa secondo VD del cursore 20 stesso e del membro interno 3 rispetto al membro esterno 1, finché tale velocità relativa è superiore ad un certo valore; infatti il cursore 20, superato lo spigolo della superficie 5A tende a spostarsi entro l'incavo 5 (si vedano gli assetti delle Figg. 4 e 5) ma viene subito respinto in senso centripeto per il contatto fra le superfici 20L e 5E, se la velocità VD è superiore ad un certo limite; solo quando VD si riduce (fino quasi a tendere all'annullamento) il cursore 20 può raggiungere la posizione di reinnesto automatico occupando totalmente l'incavo 5 (Fig. 2).

L'invenzione consente di variare le condizioni per cui si verifica il reinnesto automatico, senza dover alterare la morfologia dei profili a cuneo 20A e degli organi discoidali 14, e senza modificare le molle 11, bensì creando un ulteriore ostacolo elastico contro la penetrazione del cursore 20 negli incavi 5, in modo da ridurre ulteriormente il valore della velocità relativa VD al di sotto del quale si verifica il reinnesto automatico.

Per ottenere ciò viene completata la morfologia tradizionale (Fig. 6) con quella illustrata nelle altre figure. Attorno al mantello 1A del membro esterno 1, mediante una flangia 101 ed un anello 103 su di essa fissato da viti 105, viene creato un alloggio anulare 107. In corrispondenza di ciascuno degli incavi 5 viene ricavato un foro radiale passante fra l'incavo 5 e l'alloggio anulare 107; in detto foro è accolto un piolo 109 radialmente mobile e che può sporgere nell'incavo 5 essendovi sollecitato centripetamente da una rispettiva molla 112 a lamina cioè a balestra, che è accolta nell'alloggio anulare 107 e trattenuta da risalti 103A formati dall'anello 103. Ciascun piolo 109 tende ad ostacolare (Figg. 3, 4 e 5) elasticamente e così ritardare la penetrazione del cursore 20 nell'incavo 5 e facendo si che entrino in contatto le superfici 201 e 5E impedendo il reinnesto, fino a quando la velocità relativa VD si riduce a tal punto da dare il tempo al cursore di completare la spinta del piolo 109 (contro l'azione della molla 112) e di penetrare completamente (Figg. 5 e 2) nell'incavo 5, ottenendo così il reinnesto automatico del limitatore di coppia costituito dai membri 1, 3.

Per modificare il valore limite della velocità relativa VD , al di sotto della quale si ottiene il reinnesto, basta sostituire le molle 112 con altre di caratteristiche differenti.

Nella soluzione illustrata (e descritta anche in altra contemporanea privativa dello stesso titolare) l'innesto del limitatore di coppia è realizzato per ottenere un'unica posizione angolare di accoppiamento, variando la distanza angolare fra gli incavi 5 e corrispondentemente anche quella fra i cursori 20. Quando sia sufficiente un accoppiamento in una qualsiasi posizione angolare indifferente, si realizzano le suddette distanze angolari uguali fra loro. Peraltro l'effetto combinato delle distanze angolari differenziate fra gli incavi 5 e fra i cursori 20, e della presenza degli organi discoidali 14 su cui agiscono le molle porta al vantaggio di evitare o quanto meno drasticamente limitare tormenti ed usure nelle superfici cooperanti dell'innesto, in particolare delle superfici degli incavi 5 e dei cursori 20 durante le condizioni in cui permane lo svincolo fra* i due membri. Infatti da un lato si riducono le occasioni in cui ciascun cursore 20 viene respinto nel transito davanti ad un incavo, e dall'altro le molle 11 agiscono sui cursori 20 per sollecitarli alla penetrazione negli incavi 5, soltanto quando si verifica il posizionamento angolare reciproco fra i' membri 1 e 3, in cui può avvenire l'innesto.

Lo svincolo fra i due membri 1 e 3 avviene per cooperazione fra le superfici di contatto 20H e 5C in modo tradizionale, quando la coppia trasmessa la pressione di contatto fra queste superfici supera il limite previsto, in queste condizioni i cursori 20 vengono respinti verso l'interno e cosi cunei 20A divaricano gli organi anulari

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato , potendo detto trovato variare nelle ,forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito di protezione rappresentato dalle rivendicazioni .

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un giunto di trasmissione e limitatore di coppia, atto a disinnestare il membro condotto dal membro motore al superamento di un valore massimo della coppia trasmessa ed a consentire il reinnesto ad un valore ridotto della velocità relativa, uno dei due membri essendo esterno e l'altro interno, comprendente: alla superficie interna (1C)- di detto membro esterno (1) incavi (5) ad invito, sviluppati parallelamente all'asse di rotazione; nel membro interno (3) sedi di scorrimento (18) sostanzialmente radiali e definite da due pareti piane e parallele all'asse di rotazione del giunto, dette sedi di scorrimento (18) sostanzialmente radiali essendo in numero pari ai detti incavi ad invito (5); in ciascuna di dette sedi di scorrimento (18) sostanzialmente radiali un cursore (20), atto a scorrere radialmente sollecitato da mezzi elastici in senso centrifugo e con profilo esterno sagomato ed atto a penetrare in uno dei detti incavi (5) ad invito del membro esterno (1, 1B), per trasmettere una coppia fra i detti due membri interno (3) ed esterno 1) e per generare spinte radiali centripete sul cursore (20); caratterizzato dal fatto di comprendere nel detto membro esterno (1), in corrispondenza di ciascuno di detti incavi (5) almeno un piolo (109) mobile in direzione sostanzialmente radiale per sporgere nell'incavo, e nel membro esterno mezzi elastici atti ad agire sul detto piolo per sollecitarlo a sporgere entro l'incavo.
2. 2. Giunto come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto piolo (109) è scorrevole in una corrispondente sede ricavata nel membro esterno (1).
3. 3. Giunto come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici sono costituiti da una molla (112) a lamina cioè a balestra, posizionata con gli estremi in un alloggio (107) circondante il membro esterno (1) ed atta a sollecitare centripetamente il piolo (109) entro l'incavo (5); detta molla (112) essendo precarìcata nel montaggio.
4. 4. Giunto come da rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto alloggio (107) è sviluppato anularmente attorno al membro esterno (1) e presenta coppie di risalti (103A) che cooperano con gli estremi di ciascuna molla (112).
5. 5. Giunto come almeno da rivendicazione caratte rizzato dal fatto che detti incavi ad invito ( ) sono di stanziati fra loro secondo angoli differenti, e corri spondentemente anche i detti cursori (20) sono distanzia ti fra loro secondo angoli differenti.
6. 6. Giunto di trasmissione e limitatore di coppi perfezionato; il tutto come sopra descritto e rappre sen tato per esemplificazione nell'annesso disegno.