ITMC20070108A1 - Perno ruota per cicli e motocicli provvisto di un dispositivo limitatore di coppia di serraggio. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

“PERNO RUOTA PER CICLI E MOTOCICLI PROVVISTO DI UN DISPOSITIVO LIMITATORE DI COPPIA DI SERRAGGIO”.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un perno ruota per cicli 0 motocicli o simili.

1 perni ruota di un ciclo, motociclo o simili sono previsti, in condizione di montaggio sul ciclo, motociclo o simili, inseriti in apposite sedi ricavate nelle due gambe della forcella e inseriti all’ interno del mozzo ruota.

Secondo l’arte nota i perni sono normalmente realizzati mediante un perno filettato nella sua estremità terminale, il quale viene fatto passare nelle sedi delle gambe della forcella e conseguentemente fissato in posizione, ad esempio mediante un dado di serraggio avvitato sulla estremità filettata del perno, oppure mediante avvitamento del perno stesso su una delle due sedi, anch’essa provvista di filettatura.

Il serraggio del perno sul dado e/o sulla sede deve rispettare un valore preferito di progetto, ed è di importanza fondamentale. Una coppia eccessiva rischia infatti di forzare le gambe degli steli contro il mozzo ruota, frenando la rotazione di quest’ultimo e arrecando gravi danni ed eventuali rischi per un utente.

Una coppia insufficiente per contro rischia di permettere un non desiderato svitamento del perno dalla sede o del dado dal perno, con gravi conseguenze, ben immaginabili.

Ulteriormente l’utilizzo sempre maggiore della lega leggera ha reso ancor più importante il rispetto del valore della coppia di serraggio, infatti la filettatura realizzata sul perno e/o sulla sede della gamba della forcella, che sono realizzati tipicamente in lega leggera, presenta una tolleranza relativamente al valore della coppia di serraggio decisamente basso: una coppia di serraggio eccessiva porta infatti molto facilmente alla rottura della filettatura del perno e/o della sede, con la grave conseguenza di dover provvedere al cambiamento delle parti danneggiate.

Secondo l’arte nota quindi era necessario provvedere ad un corretto serraggio mediante l’utilizzo di una cosiddetta “chiave dinamometrica”, ovvero un utensile che permetteva di avvitare il perno sulla sede o vicendevolmente il perno ed il dado, mantenendo una coppia massima prestabilita.

Un primo inconveniente è legato al fatto che in assenza della chiave dinamometrica non è possibile, o meglio consigliabile, serrare il perno in sede, ad esempio manualmente e con normali utensili, onde non incorrere nei sopra citati inconvenienti, ad esempio per l’applicazione di una coppia di serraggio inferiore o superiore alla coppia di serraggio prevista progettualmente. Un ulteriore inconveniente è che una chiave dinamometrica presenta un costo decisamente elevato.

Un terzo inconveniente è legato al fatto che le chiavi dinamometriche hanno tipicamente dei range, o campi, di funzionamento ben precisi e quindi è talvolta necessario dotarsi di due o più chiavi dinamometriche necessarie ad esempio per serrare in posizione di montaggio i perni di due o più differenti cicli o motocicli. Questo problema è particolarmente sentito dai professionisti del settore, ad esempio officine meccaniche, gommisti o simili, che devono obbligatoriamente dotarsi di una serie completa di chiavi dinamometriche, onde poter far fronte alle differenti esigenze dei differenti automezzi su cui devono operare.

Un altro inconveniente è legato al fatto che un utente che si ritrovi a dover sfilare la ruota, ad esempio per provvedere a riparare una foratura, e che si trovi sprovvisto di una chiave dinamometrica, per esempio perché lontano da centri abitati o officine, deve obbligatoriamente provvedere al serraggio rischiando di applicare una coppia eccessiva o insufficiente a quella prevista.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai sopra citati inconvenienti in modo semplice e poco costoso.

La presente invenzione ha per oggetto un perno ruota per cicli o motocicli o simili del tipo atto ad essere inserito in sedi ricavate nelle due gambe della forcella e all’ interno del mozzo ruota, ed atto ad essere avvitato ad una delle dette due sedi e/o ad essere avvitato ad un dado di fissaggio ed in cui detto perno comprende integrato un dispositivo limitatore della coppia massima di serraggio.

Il perno secondo la presente invenzione in sostanza integra nel perno stesso un dispositivo che limita la coppia massima di serraggio del perno stesso, in modo tale per cui il perno non può essere avvitato con una coppia maggiore di quella preferita e/o preimpostata dall’utente.

Il perno infatti in una variante esecutiva prevede un dispositivo limitatore della coppia massima di serraggio in cui detto dispositivo entra in azione quando il valore supera una determinata coppia di serraggio, fissata a priori al momento della fabbricazione del dispositivo stesso.

In una variante esecutiva vantaggiosa è possibile prevedere di agire invece sul dispositivo per regolare il valore della coppia massima di serraggio, al fine di rendere Γ applicazione del perno e/o del dispositivo montato sul perno più flessibile, ed adatta a svariate esigenze costruttive.

Il perno così realizzato supera brillantemente gli inconvenienti dell’arte nota infatti non è più necessario dover provvedere una chiave dinamometrica poiché il perno stesso comprende il dispositivo limitatore della coppia massima di serraggio.

Si abbattono così i costi legati all’ acquisto di una o più chiavi dinamometriche e inoltre si evitano errori nell’ applicazione della coppia massima, essendo ogni singolo perno provvisto di un dispositivo che limita la precisa coppia massima ad un valore, ad esempio, preimpostato e pari a quello di progetto. Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che il perno può essere sfilato e rimontato anche in situazioni, per così dire, di emergenza, in cui l’utente non ha a disposizione una chiave dinamometrica.

Altre caratteristiche sono oggetto delle allegate rivendicazioni e sottorivendicazioni.

Questi ed altri vantaggi e caratteristiche appariranno più chiaramente dalla descrizione dettagliata delle figure, allegate solo a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

- la fig.l è una sezione con un piano assiale del perno secondo la presente invenzione;

- la fig.2 mostra, con una rappresentazione assonometrica ed in esploso, il perno secondo la presente invenzione;

- la fig. 3 mostra, con una rappresentazione assonometrica ed in esploso, il giunto a denti frontali montato in seno al perno secondo il trovato.

Facendo riferimento alle figg. 1 e 2 è possibile notare un perno (3) secondo la presente invenzione che integra un dispositivo limitatore della coppia massima di serraggio.

Nella forma esecutiva preferita ed illustrata il perno (3) presenta una manovella di serraggio (1). La manovella di serraggio (1) può essere sostituita, senza uscire dall’ambito protettivo e dagli scopi della presente invenzione, anche da un apposito profilo di impegno per un utensile, quale ad esempio una chiave esagonale, un giravite o simili.

La manovella (1) presenta il vantaggio di permettere un serraggio manuale del perno in posizione, senza necessitare di ulteriori utensili e rendendo il montaggio ancora più veloce e semplice.

Il perno (3) è atto ad essere inserito nel mozzo (4) e nelle sedi (5) della forcella (6).

Il perno (3) nella forma esecutiva preferita è almeno parzialmente cavo, in particolare presenta una cavità nel tratto terminale opposto alla estremità filettata (16) del perno stesso. La cavità sfocia all’ esterno con una imboccatura (2).

Nelle figg. 2 e 3 si può notare, poi, un giunto a denti frontali (G), composto da un primo semigiunto (7) e da un secondo semigiunto (8), un albero (9), un mezzo a vite (10).

La manovella (1) quando azionata in senso di avvitamento, trascina in rotazione il perno (3) mediante il giunto a denti frontali.

Il primo semigiunto (7) è posizionato in corrispondenza del fondo della imboccatura (2), all’ interno della cavità del perno (3), e detto primo semigiunto (7) è solidale con il perno (3) stesso.

Il secondo semigiunto (8) è inserito e scorrevole assialmente aH’estemo dell’albero (9).

L’albero (9) presenta un corpo sostanzialmente cilindrico associato ad una testa allargata (9a), a guisa di fungo, e rivolta in senso opposto al perno (3), ovvero dal lato della manovella. La manovella (1) presenta un occhio di apertura (12), ed è libera di girare attorno al detto albero (9) che presenta sezione circolare e quindi sviluppo cilindrico.

L’albero (9) è fissato stabilmente al detto semigiunto (7) mediante il mezzo a vite (10) che impegna vicendevolmente l’albero (9) ed il semigiunto (7).

Facendo riferimento nuovamente alle figg. 1 e 2 si può notare inoltre che il secondo semigiunto (8) è associato o di pezzo con un cannotto (11) almeno parzialmente esagonale in corrispondenza della estremità rivolta verso rimboccatura (2). Nel presente caso il profilo prescelto è esagonale, tuttavia può essere un qualsiasi profilo poligonale senza uscire dagli insegnamenti e dallo scopo della presente invenzione.

Il detto profilo esagonale e/o il detto cannotto (11) sono inseriti alFintemo dell’occhio (12) della manovella, la quale presenta un profilo di presa complementare, pertanto nel presente caso esagonale anch’esso.

Il semigiunto (7) ed il semigiunto (8) sono tenuti in contatto l’uno con l’altro mediante un elemento a molla, ad esempio una molla del tipo precompresso (13), che spinge il semigiunto (8) contro al semigiunto (7) permettendo l’ingranamento dei denti dei due semigiunti.

Per mezzo della rotazione della manovella (1) il semigiunto (8) ruota anch’esso e per mezzo dell’innesto dei denti frontali trascina in rotazione il semigiunto (7), il quale a sua volta muove corrispondentemente il perno cavo (3), che quindi si avvita nelle sedi 5 della forcella 6.

Al termine dell’avvitamento, ovvero quando il perno cavo (3) incontra resistenza contro la rotazione della manovella, la detta resistenza offerta dal perno viene trasferita al giunto (7), il quale sforza contro il semigiunto (8), che, essendo libero di scorrere all’ interno del perno cavo (3), è mantenuto in battuta contro il semigiunto (7) solo dalla forza della molla (13).

Quando la resistenza offerta dal perno e quindi dal semigiunto (7) supera un certo valore, la molla si comprime a tal punto da far perdere l’ingranamento tra i denti del semigiunto (7) ed i denti del semigiunto (8).

La perdita di ingranamento tra i detti denti si avrà tanto più tardi quanto maggiore è la compressione della molla (13), e pertanto dalla taratura della molla dipende la coppia di serraggio massima che la manovella (1) riesce a trasmettere al perno (3).

Al momento del superamento della forza esercitata dalla molla (13) sul semigiunto (8) si ha che la manovella (1) non riesce più a trasmettere forza al perno (3), e quindi gira a vuoto al interno dell imboccatura (2) del perno (3), in particolare gira a vuoto attorno al perno (9).

Secondo una forma esecutiva preferita è previsto che i denti del giunto a denti frontali siano generati mediante due superfici, concorrenti tra loro, che generano il dente, di cui una superficie inclinata rispetto all’asse longitudinale del giunto, e l’altra superficie parallela a detto asse.

I denti del giunto sono atti ad ingranare tra loro con il lato inclinato durante l’avvitamento e con il lato parallelo, o dritto, durante la fase di svitamento.

In questo modo durante l’avvitamento, al raggiungimento della condizione di massima coppia, è favorito lo spostamento assiale del semigiunto (8), ovvero i denti scorrono l’uno sull’altro ed il semigiunto (8) si sposta assialmente. Durante lo svitamento invece i denti ingranano tra loro con i lati dritti ovvero paralleli all’asse longitudinale del giunto, permettendo così lo svitamento.

Secondo una variante esecutiva non illustrata è possibile prevedere un mezzo di regolazione della compressione della molla, come ad esempio un perno di compressione trasversale rispetto al perno (3) ed agente sulla parte della molla (13) affacciata all’imboccatura, il quale perno di compressione agisce sulla lunghezza della molla, allungandola o accorciandola a seconda della coppia massima che si desidera trasmettere.

Secondo una ulteriore variante esecutiva è possibile prevedere che la lunghezza della molla venga variata agendo sull’albero (9), ad esempio mediante lo spostamento dell’albero stesso o la rotazione dell’albero (9), il quale albero porta una corona o un tratto di corona circolare che agisce sulla parte della molla (13) affacciata all’imboccatura, facendo quindi variare la lunghezza della molla ed il carico di precompressione della molla stessa, e conseguentemente la coppia massima trasmissibile.

Oggetto della presente invenzione è anche un ciclo o motociclo o bicicletta o mountain-bike o simili caratterizzato dal fatto che comprende un perno secondo la presente invenzione.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Perno mota (3) per cicli o motocicli o simili del tipo atto ad essere inserito in sedi (5) della forcella (6) all’ interno del mozzo mota (4), ed atto ad essere avvitato ad una delle dette due sedi e/o ad essere avvitato ad un dado di fissaggio caratterizzato dal fatto che detto perno (3) comprende integrato un dispositivo limitatore della coppia massima di serraggio.
2. 2. Perno ruota (3) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto dispositivo limitatore della coppia massima di serraggio comprende almeno un giunto a denti frontali (G), composto da un primo semigiunto (7) e da un secondo semigiunto (8) ingrananti tra loro ed in cui la condizione di ingranamento è assicurata da una molla (13) precompressa, compressa o comunque comprimibile essendo detta molla atta a spingere sul detto secondo semigiunto (8) in modo da mantenerlo in condizione di presa sul detto primo semigiunto (7) fino al raggiungimento di una predeterminata forza di resistenza coincidente con detta coppia massima di serraggio.
3. 3. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto perno (3) è realizzato almeno parzialmente cavo, e presenta una estremità provvista di una filettatura (16), in particolare presenta una cavità nel tratto terminale opposto alla estremità filettata (16) del detto perno (3) detta cavità sfociando all’esterno con una imboccatura (2).
4. 4. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto primo semigiunto (7) è posizionato in corrispondenza del fondo della imboccatura (2), all’ interno della cavità del perno (3), e detto primo semigiunto (7) è solidale con il perno (3) stesso, detto secondo semigiunto (8) essendo inserito e scorrevole assialmente all’ interno di detta cavità.
5. 5. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che prevede inoltre un albero (9) che presenta un corpo sostanzialmente cilindrico associato ad una testa allargata (9a), a guisa di fungo, e rivolta in senso opposto al perno (3), detto secondo semigiunto (8) essendo inserito e scorrevole assialmente all’ esterno del detto albero (9) che presenta sezione circolare e sviluppo cilindrico.
6. 6. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che prevede inoltre una manovella di serraggio (1) e/o un profilo di impegno per un utensile, quale ad esempio una chiave esagonale, un giravite o simili per mezzo della quale manovella (1) trascina in rotazione il perno (3) mediante detto giunto a denti frontali, essendo detta manovella (1) provvista di almeno un occhio di apertura (12), e libera di girare attorno al detto albero (9).
7. 7. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto albero (9) è fissato stabilmente al detto semigiunto (7) mediante un mezzo a vite (10) o simili che impegna vicendevolmente l’albero (9) ed il semigiunto (7).
8. 8. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto secondo semigiunto (8) è associato o di pezzo con un cannotto (11) almeno parzialmente poligonale, preferibilmente esagonale in corrispondenza della estremità rivolta verso rimboccatura (2), ed essendo detto profilo esagonale e/o detto cannotto (11) inseriti all’ interno dell’occhio (12) della manovella, la quale manovella (1) presenta un profilo di presa complementare.
9. 9. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che quando la resistenza offerta dal perno e quindi dal semigiunto (7) al termine dell’avvitamento supera una forza preferita o prefissata, detta molla si comprime fino a far perdere l’ingranamento tra i denti del semigiunto (7) ed i denti del semigiunto (8), essendo la taratura della molla (13) direttamente proporzionale alla coppia massima trasmessa dal detto giunto a denti frontali.
10. 10. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i denti del giunto a denti frontali sono generati mediante due superfici, concorrenti tra loro, che generano ogni dente, di cui una superficie inclinata rispetto all’asse longitudinale del giunto, e l’altra superficie parallela a detto asse, i denti del giunto essendo atti ad ingranare tra loro con il lato inclinato durante Γ avvitamento e con il lato parallelo, o dritto, durante la fase di svitamento.
11. 11. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che è previsto un mezzo di regolazione della compressione della molla, consistente in un perno di compressione trasversale rispetto al perno (3) ed agente sulla parte della molla (13) affacciata all’ imboccatura, il quale perno di compressione agisce sulla lunghezza della molla, allungandola o accorciandola a seconda della coppia massima che si desidera trasmettere.
12. 12. Perno ruota (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l’albero (9) è registrabile, essendo scorrevole rispetto al perno (3), e reca una corona o un tratto di corona circolare che agisce sulla parte della molla (13) affacciata all’ imboccatura, facendo variare la lunghezza della molla ed il carico di precompressione della molla stessa.
13. 13. Ciclo o motociclo o bicicletta o mountain-bike o simili caratterizzato dal fatto che comprende un perno secondo una o più delle precedenti rivendicazioni.