ITMI20001940A1 - Disposizione di azionamento con un albero di azionamento longitudinale ed un supporto intermedio - Google Patents

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ITMI20001940A1
ITMI20001940A1 IT2000MI001940A ITMI20001940A ITMI20001940A1 IT MI20001940 A1 ITMI20001940 A1 IT MI20001940A1 IT 2000MI001940 A IT2000MI001940 A IT 2000MI001940A IT MI20001940 A ITMI20001940 A IT MI20001940A IT MI20001940 A1 ITMI20001940 A1 IT MI20001940A1
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shaft
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drive arrangement
rolling bearing
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IT2000MI001940A
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Herbert Cermak
Dietmar Luck
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Gkn Loebro Gmbh
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Description

Descrizione del trovato
L'invenzione riguarda una disposizione di azionamento per trasmettere una coppia con un albero di azionamento longitudinale ed un supporto intermedio, laddove l'albero di azionamento longitudinale comprende una prima sezione d'albero, una seconda sezione d'albero nonché uno snodo, collegante la prima sezione d'albero e la seconda sezione d'albero.
Nella costruzione di alberi di azionamento longitudinali in autoveicoli, per il dimensionamento non va tenuto conto soltanto dei requisiti da rispettare nel funzionamento normale, ma anzi va considerato anche il loro comportamento in caso di incidente "crash”, ossia specialmente in caso di impatto frontale dell'autoveicolo. Al riguardo è della massima importanza che risulti possibile un accorciamento assiale dell'albero motore, per evitare sicuramente una piegatura ad angolo vivo ed un'entrata nell'abitacolo del veicolo.
Dal DE 43 44 177 CI è nota una disposizione di azionamento con un albero di azionamento longitudinale ed un supporto intermedio, in cui l'albero di azionamento longitudinale presenta sezioni d'albero collegate mediante uno snodo girevole sferico eseguito come snodo che consente spostamenti. In caso di incidente lo snodo girevole sferico viene distrutto e il perno di una sezione d'albero attraverso la parte esterna dello snodo si infila nel tubo seguente. In tal caso il perno a innesto e/oppure il tubo collegato con la parte esterna dello snodo e/oppure un aggiuntivo elemento costruttivo, adattato al diametro dell'albero a innesto, dovranno assorbire energia sotto deformazione plastica. Tuttavia questa costruzione consente soltanto un accorciamento dell'albero di azionamento in misura limitata. In caso di superamento del massimo spostamento possibile delle due sezioni d'albero in direzione assiale esiste il pericolo che l'unità di azionamento si pieghi a gomito in maniera incontrollata. Nel DE 38 22 644 Al è stata proposta una disposizione di azionamento, in cui l'albero di azionamento longitudinale è disposto all'interno di una disposizione tubolare in due parti, con uno snodo flessibile collegante rigidamente assialmente l'unità di azionamento e la trasmissione sull'assale. In tal caso al verificarsi di un incidente del veicolo le due sezioni tubolari della disposizione tubolare dovranno infilarsi l'una nell'altra assorbendo energia di deformazione.
Partendo da ciò, l'invenzione si pone il compito di realizzare una disposizione di azionamento del genere menzionato all'inizio, che, al superamento di una forza assiale massima, consente l'entrata, senza forze, di una sezione d'albero nell'altra sezione, laddove si evita una piegatura a gomito incontrollata dell'albero diviso nell'ambito dello snodo collegante le due sezioni d'albero. Secondo l'invenzione questo problema viene risolto mediante una disposizione di azionamento, in cui l'albero di azionamento longitudinale comprende una prima sezione d'albero, presentante un primo snodo ad un'estremità, una seconda sezione d'albero, presentante un secondo tubo d'albero e un secondo snodo ad un'estremità, nonché un terzo snodo collegante la prima sezione d'albero e la seconda sezione d'albero e che inoltre è eseguito come snodo fisso omocinetico e possiede una parte esterna dello snodo, eseguita aperta ai due lati e collegata con il secondo tubo d'albero, una parte interna dello snodo, collegata con un perno appartenente alla prima sezione d'albero, una gabbia e sfere, sostenute dalla gabbia e guidate in gole di scorrimento della parte esterna dello snodo e della parte interna dello snodo, laddove il supporto intermedio, che vicino al terzo snodo è associato alla prima sezione d'albero, comprende almeno un cuscinetto a rotolamento con un diametro esterno ed un corpo ammortizzatore, laddove il minimo diametro interno della parte esterna dello snodo ed il minimo diametro interno del secondo tubo dell'albero sono superiori al diametro esterno dell'unità formata da parte interna dello snodo e gabbia, e inoltre superiori al massimo diametro esterno della prima sezione d'albero e inoltre superiori al diametro esterno del cuscinetto a rotolamento, laddove inoltre la gabbia del terzo snodo è progettata come punto di rottura prescritta. Con la soluzione secondo l'invenzione si realizza un accorciamento dell'albero, in seguito ad incidente, in quanto la prima sezione dell'albero di azionamento longitudinale, guidata dalla parte esterna del terzo snodo rotto, si infila a cannocchiale nel secondo tubo della seconda sezione d'albero. Poiché il secondo perno d'albero della prima sezione d'albero si infila nel secondo tubo d'albero della seconda sezione d'albero, è eliminata la funzione di snodo e l'albero non può più piegarsi a gomito. La prima sezione d'albero viene guida nella seconda sezione d'albero.
In un'ulteriore esecuzione, la prima sezione d'albero comprende un primo tubo d'albero eseguito a forma di spinotto alle sue estremità, laddove il primo perno d'albero è accoppiato con il primo snodo e il secondo perno d'albero presenta almeno uno spallamento d'albero, una prima sede di supporto, su cui è supportato il cuscinetto a rotolamento, nonché una sede di snodo collegata con la parte interna del terzo snodo eseguito come snodo fisso omocinetico.
Al riguardo il cuscinetto a rotolamento viene sostenuto in primo luogo sulla sede di supporto della prima sezione d'albero fra lo spallamento d'albero ed un anello di sostegno, accoppiato rigidamente con il perno d'albero, ed è d'altro canto accoppiato con il corpo ammortizzatore. In un'esecuzione, la seconda sezione d'albero possiede un perno, che è accoppiato rigidamente, in primo luogo, con il secondo snodo e, in secondo luogo, con il secondo tubo d'albero, laddove le estremità del secondo tubo d'albero fronteggiante il perno presenta un colletto a flangia, che è rivolto verso l'esterno ed è accoppiato rigidamente con la parte inferiore del terzo snodo.
Inoltre l'anello di sostegno, che sostiene il cuscinetto a rotolamento sul secondo perno d'albero della prima sezione d'albero assialmente, presenta una superficie esterna restringentesi conicamente a partire dal diametro esterno del cuscinetto a rotolamento in direzione dello snodo fisso omocinetico. La superficie esterna conica con l'infilamento delle sezioni l'una nell'altra provvede affinché la prima sezione d'albero venga introdotta sicuramente nella parte esterna del terzo snodo.
Il supporto intermedio, in un'ulteriore esecuzione, comprende un corpo ammortizzatore, che esternamente è collegato con un corpo di alloggiamento ed internamente è collegato con la superficie esterna del cuscinetto a rotolamento, laddove il collegamento del corpo ammortizzatore con il cuscinetto a rotolamento è eseguito come punto di rottura prescritta, rispettivamente punto di separazione. In caso di incidente si strappa, rispettivamente si libera, il collegamento fra il corpo ammortizzatore e il cuscinetto a rotolamento.
In una forma di realizzazione alternativa, il supporto intermedio presenta un manicotto di alloggiamento, che, in primo luogo, è accoppiato rigidamente con il corpo ammortizzatore e, in secondo luogo, alloggia il cuscinetto a rotolamento. Nel caso di un incidente il cuscinetto a rotolamento può essere espulso dal manicotto di alloggiamento oppure può rompere il punto di collegamento fra il manicotto di alloggiamento del cuscinetto e il corpo ammortizzatore.
Inoltre la seconda sezione d'albero presenta un coperchio, che è sostenuto fra la parte esterna del terzo snodo ed il colletto a flangia rivolto verso l'esterno. Questo dal lato del tubo chiude a tenuta lo snodo fisso omocinetico e pertanto impedisce la fuoriuscita di grasso lubrificante. Nell'ulteriore esecuzione è prevista una disposizione di soffietto arrotolato, che è collegato, in primo luogo, con la parte esterna del terzo snodo e, in secondo luogo, con il secondo perno d'albero della prima sezione d'albero. Questo chiude a tenuta il terzo snodo dal lato del perno. Il primo e/oppure il secondo snodo, in un'ulteriore esecuzione, possono essere eseguiti come snodi scorrevoli omocinetici. Questi vanno accoppiati con la trasmissione principale, rispettivamente la trasmissione sull'assale posteriore, di un autoveicolo. Gli snodi scorrevoli omocinetici possono compensare scorrimenti assiali, ad esempio in seguito a vibrazioni.
Un esempio di realizzazione preferito dell'invenzione viene descritto in seguito in base ai disegni.
In particolare:
la figura 1 mostra una sezione longitudinale di una disposizione di azionamento secondo l'invenzione con un albero di azionamento longitudinale e un supporto intermedio in posizione distesa, e
la figura 2 mostra una sezione longitudinale della disposizione di azionamento secondo l'invenzione conformemente alla figura 1 nello stato accorciato.
Nella figura 1 la disposizione di azionamento con l'albero di azionamento longitudinale 1 e il supporto intermedio 2, come quella impiegata ad esempio per autoveicoli, è rappresentata in posizione distesa rispetto all'asse longitudinale X. L'albero di azionamento longitudinale 1 comprende una prima sezione d'albero 3 ed una seconda sezione d'albero 4 collegate fra di loro per mezzo di uno snodo fisso omocinetico 5 come terzo snodo. Al riguardo la prima sezione d'albero 3 è formata da un primo tubo d'albero 6, la cui estremità non rivolta verso lo snodo fisso omocinetico 5 è accoppiata rigidamente con un primo perno d'albero 7, sul quale è fissato un primo snodo 8. Questo va collegato con la trasmissione principale di un veicolo. Il primo snodo 8 nella forma di uno snodo scorrevole omocinetico consente una compensazione di corse di spostamento assiali in misura limitata e consente movimenti angolari. L'altra estremità del primo tubo d'albero 6 è accoppiata rigidamente con un secondo perno d'albero 9, che, in direzione del terzo snodo, nella forma dello snodo fisso omocinetico 5 è, in primo luogo, eseguito restringentesi con un cono 10 e presenta uno spallamento d'albero 11 nonché una sede di supporto 12 ed una sezione di collegamento 13. La sede di supporto 12 è alloggiata in una zona fra lo spallamento d'albero 11 e un anello di sostegno 14 in un cuscinetto a rotolamento 15 alloggiato da parte sua in un manicotto di alloggiamento 16 del cuscinetto. Il primo tubo d'albero 6, la sede 12, nonché il cuscinetto a rotolamento 15 sono eseguiti in modo che il diametro esterno DL del cuscinetto a rotolamento 15 è inferiore al massimo diametro esterno DW1 della prima sezione d'albero 6. Inoltre la superficie esterna 17 dell'anello di sostegno 14 è eseguita restringetesi coniforme in direzione verso lo snodo fisso omocinetico 5, laddove il massimo diametro esterno DS dell'anello di sostegno 14 corrisponde al massimo preferibilmente circa al diametro esterno DL del cuscinetto a rotolamento 15. La sezione di collegamento 13 della prima sezione d'albero 3 è accoppiata rigidamente con la parte interna 18 dello snodo fisso omocinetico 5 mediante una dentatura.
La seconda sezione d'albero 4 è formata da un secondo tubo d'albero 19, la cui estremità, non rivolta verso lo snodo fisso omocinetico 5, è accoppiata rigidamente con un perno 20, sul quale da parte sua è fissato un secondo snodo nella forma di uno snodo scorrevole omocinetico 21. Questo va collegato con l'entrata di una trasmissione sull'assale posteriore di un autoveicolo. L'altra estremità del secondo tubo d'albero 19 è collegata con un'estremità, eseguita di forma tubolare, di un colletto 22 eseguito a flangia verso l'esterno. In particolare il diametro interno dW2 del secondo tubo d'albero 19 e il diametro interno dk del colletto 22 sono uguali. La sezione a flangia del colletto 22 da parte sua è collegata con la parte esterna 25 dello snodo fisso omocinetico 5. Fra il colletto 22 e la parte esterna 25 dello snodo fisso omocinetico 5 è previsto un coperchio 26, che dal lato del tubo chiude a tenuta lo snodo fisso omocinetico 5 e pertanto impedisce che fuoriesca grasso lubrificante. Inoltre una disposizione a soffietto arrotolato 27, che è formata da una cappa di raccordo 28, collegata con la parte esterna 25 dello snodo, e da un soffietto arrotolato 29, collegato con il perno d'albero 9 della prima sezione d'albero 3 e con la cappa di raccordo 28, chiude a tenuta dal lato del perno lo snodo fisso omocinetico 5.
Lo snodo fisso omocinetico 5 oltre alla parte esterna 25 dello snodo e alla parte interna 18 dello snodo comprende una gabbia 30 e sfere 31, che vengono sostenute dalla gabbia 30 e si impegnano in gole di scorrimento della parte esterna 25 dello snodo e della parte interna 18 dello snodo.
Il supporto intermedio 2, eseguito come supporto d'albero elastico, comprende un corpo di alloggiamento 32 da collegare con la carrozzeria del veicolo, un corpo ammortizzatore 33 nonché il manicotto di alloggiamento 16, che è collegato rigidamente, in primo luogo, con il corpo ammortizzatore 33 e, in secondo luogo, con l'anello esterno del cuscinetto a rotolamento 15.
Le dimensioni degli elementi costruttivi precedentemente descritti sono tali che il diametro interno minimo DGA della parte esterna 25 dello snodo e il diametro interno minimo DW2 del secondo tubo d'albero 19 sono superiori al diametro esterno dell'unità formata da parte interna 18 dello snodo e gabbia 30, aggiuntivamente sono superiori al massimo diametro esterno DW1 della prima sezione d'albero 3 e inoltre superiori al massimo diametro esterno DL del cuscinetto a rotolamento 15.
Nella figura 2 è rappresentata la stessa unità di azionamento mostrata in figura 1, dopo che, in funzione di incidente, è stata superata la massima corsa di scorrimento assiale possibile fra primo e secondo snodo 8, 21.
La prima sezione d'albero 3 in seguito ad incidente è rientrata a canocchiale nella seconda sezione d'albero 4, dopo che si è rotta la gabbia 30 dello snodo fisso omocinetico 5. Con il movimento di rientro il manicotto di alloggiamento 16 del supporto è stato staccato dal corpo ammortizzatore 33 ed il soffietto arrotolato 29 è stato strappato in corrispondenza del punto di collegamento rispetto alla cappa di raccordo 28, laddove quest'ultima è stata allargata radialmente. Le sfere 31 dello snodo fisso omocinetico 5 sono uscite dalle gole di scorrimento della parte interna 18 e dalla parte esterna 25 dello snodo e sono state infilate insieme alla gabbia rotta 30 nel secondo tubo d'albero 19. Con il movimento di rientro il secondo perno d'albero 9 della prima sezione d'albero 3 mediante la parte interna 18 dello snodo fisso omocinetico rotto 5, nonché mediante l'anello di sostegno 14 sagomato conicamente, è stato guidato centrato sull'asse X della seconda sezione d'albero 4.
Legenda
1 Albero di azionamento longitudinale
2 Supporto intermedio
3 Prima sezione d'albero
4 Seconda sezione d'albero
5 Terzo snodo/snodo fisso omocinetico
6 Primo tubo d'albero
7 Primo perno d'albero
8 Primo snodo/snodo scorrevole omocinetico
9 Secondo perno d'albero
10 Cono
11 Spallamento d'albero
12 Sede di supporto
13 Sezione di collegamento
14 Anello di sostegno
15 Cuscinetto a rotolamento
16 Manicotto di alloggiamento del supporto
17 Superficie esterna conica
18 Parte interna dello snodo
19 Secondo tubo d'albero
20 Perno
21 Secondo snodo/snodo scorrevole omocinetico
22 Colletto
25 Parte esterna dello snodo
26 Coperchio
27 Disposizione di soffietto arrotolato
28 Cappa di raccordo
29 Soffietto arrotolato
30 Gabbia
31 Sfere
32 Corpo di alloggiamento
33 Corpo ammortizzatore
dGA Minimo diametro interno della parte esterna dello snodo
dW2 Minimo diametro interno del secondo tubo d'albero DG Diametro esterno dell'unità formata da parte interna dello snodo e gabbia
Diametro massimo della prima sezione d'albero
DL Diametro esterno del cuscinetto a rotolamento
DS Diametro esterno dell'anello di sostegno
X Asse

Claims (10)

  1. Rivendicazioni 1. Disposizione di azionamento per trasmettere una coppia con un albero di azionamento longitudinale (1) ed un supporto intermedio (2), laddove l'albero di azionamento longitudinale (1) comprende una prima sezione d'albero (3), presentante un primo snodo (8) ad un'estremità, una seconda sezione d'albero (4), presentante un secondo tubo d'albero (19) ed un secondo snodo (21) ad un'estremità, nonché un terzo snodo (5) collegante la prima sezione d'albero (3) e la seconda sezione d'albero (4), il quale inoltre è eseguito come snodo fisso omocinetico e possiede una parte esterna (25) dello snodo, eseguita aperta ai due lati e collegata con il secondo tubo d'albero (19), una parte interna (18) dello snodo, collegata con un perno (9) appartenente alla prima sezione d'albero (3), una gabbia (30) e sfere (31), che vengono sostenute dalla gabbia (30) e sono guidate in gole di scorrimento della parte esterna (25) dello snodo e della parte interna (18) dello snodo, laddove il supporto intermedio (2), che vicino al terzo snodo (5) associato alla prima sezione d'albero (3) comprende almeno un cuscinetto a rotolamento (15) con un diametro esterno (DL) e un corpo ammortizzatore (33), laddove inoltre il minimo diametro interno (dGA) della parte esterna (25) dello snodo e il minimo diametro interno (dw2) del secondo tubo d'albero (19) sono superiori al diametro esterno (DGK) dell'unità formata da parte interna (18) dello snodo e gabbia (30), e inoltre sono superiori al massimo diametro esterno (DW1) della prima sezione d'albero (3) e inoltre superiori al diametro esterno (DL) del cuscinetto a rotolamento (15), laddove inoltre la gabbia (30) del terzo snodo (5) è progettata come punto di rottura prescritta.
  2. 2. Disposizione di azionamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la prima sezione d'albero (3) comprende un primo tubo d'albero (6) portante alle sue estremità perni d'albero (7, 9), laddove il primo perno d'albero (7) è collegato con il primo snodo (8) e il secondo perno d'albero (9) presenta almeno uno spallamento d'albero (11), una sede di supporto (12), su cui è collocato il cuscinetto a rotolamento (15), nonché una sezione di collegamento (13) collegata con la parte interna (18) del terzo snodo (5) eseguito come snodo fisso omocinetico.
  3. 3. Disposizione di azionamento secondo una delle rivendicazioni 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che il cuscinetto a rotolamento (15), in primo luogo, è sostenuto sulla sede di supporto (12) della prima sezione d'albero (3) fra lo spallamento d'albero (11) ed un anello di sostegno (14), collegato rigidamente con il secondo perno d'albero (9) e, in secondo luogo, è collegato con il corpo ammortizzatore (33).
  4. 4. Disposizione di azionamento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzata dal fatto che la seconda sezione d'albero (4) presenta un perno (20), che è accoppiato rigidamente, in primo luogo, con il secondo snodo (21) e, in secondo luogo, con il secondo tubo d'albero (19), laddove l'estremità del secondo tubo d'albero (20), fronteggiante il perno, presenta un colletto a flangia (22), che è rivolto verso l'esterno ed è accoppiato rigidamente con la parte esterna (25) del terzo snodo (3).
  5. 5. Disposizione di azionamento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzata dal fatto che l'anello di sostegno (14), sostenente assialmente il cuscinetto a rotolamento (15) sul secondo perno d'albero (9) della prima sezione d'albero (3), presenta una superficie esterna (17), che, partendo dal diametro esterno (DL) del cuscinetto a rotolamento (15), si restringe conicamente in direzione del terzo snodo (5).
  6. 6. Disposizione di azionamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il corpo ammortizzatore (33) esternamente è collegato con un corpo di alloggiamento (32) e internamente con la superficie esterna del cuscinetto a rotolamento (15), laddove il collegamento del corpo ammortizzatore (33) con il cuscinetto a rotolamento (15) è eseguito come punto di rottura prescritta, rispettivamente punto di separazione.
  7. 7. Disposizione di azionamento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzata dal fatto che il supporto intermedio (2) possiede un manicotto di alloggiamento (16), che, in primo luogo, è accoppiato rigidamente con il corpo ammortizzatore (33) e, in secondo luogo, alloggia il cuscinetto a rotolamento (15).
  8. 8. Disposizione di azionamento secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che la seconda sezione d'albero (4) comprende un coperchio (26) che è sostenuto fra la parte esterna (25) del terzo snodo (5) ed il colletto a flangia (22) rivolto verso l'esterno.
  9. 9. Disposizione di azionamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che è prevista una disposizione (27) di soffietto arrotolato, che è collegata in primo luogo con la parte esterna (25) del terzo snodo (5) e in secondo luogo con il secondo perno d'albero (9) della prima sezione d'albero (3).
  10. 10. Disposizione di azionamento secondo una delle rivendicazioni da l fino a 9, caratterizzata dal fatto che il primo e/oppure il secondo snodo (8, 21) sono eseguiti come snodi scorrevoli omocinetici.
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