ITMI20070438A1

ITMI20070438A1 - Giunto a repulsione magnetica per la trasmissione di un moto di rotazione da un elemento motore ad un elemento condotto

Info

Publication number: ITMI20070438A1
Application number: IT000438A
Authority: IT
Inventors: Claudio Bellotti; Piercarlo Boffelli; Fabio Natale
Original assignee: Baruffaldi Spa
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2008-09-06
Also published as: RU2008108535A; CN101262167A; US20080217373A1; BRPI0800437A; EP1968176A1

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un giunto a repulsione magnetica per la trasmissione di un moto di rotazione da un elemento motore ad un elemento condotto senza contatto relativo.

E' nota, nel settore tecnico della trasmissione di moti di rotazione da un elemento motore ad un elemento condotto, la necessità di smorzare, nella trasmissione, le vibrazioni generate dall'elemento motore che potrebbero danneggiare l'elemento condotto e/o il dispositivo cui lo stesso è collegato.

E'anche noto che, al fine di dare soluzione al problema, sono stati ideati giunti di trasmissione a trascinamento magnetico, atti ad evitare il contatto diretto tra elemento motore ed elemento condotto e ad assorbire conseguentemente le vibrazioni del primo rispetto al secondo.

Tali giunti noti sono basati sulla predisposizione di magneti permanenti di polarità opposte N-S, disposti su piani ortogonali all'asse di rotazione e rispettivamente collocati sull'elemento motore e sull'elemento condotto in modo da risultare tra loro frontalmente contrapposti.

Tale soluzione presenta tuttavia dei limiti derivanti dal fatto che il giùnto consente valori molto ridotti di coppia e, in caso di slittamento relativo tra elemento motore ed elemento condotto, il detto valore di coppia si riduce drasticamente in quanto i magneti permanenti N-S si sfalsano angolarmente e, non essendo più tra loro frontalmente contrapposti, riducono notevolmente l'attrazione magnetica relativa.

Oltre a ciò, una volta determinatosi lo slittamento, la velocità di rotazione relativa non consente più di riprendere la fasatura angolare se non arrestando il dispositivo e riportandolo alla condizione iniziale.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un giunto per la trasmissione di un moto di rotazione da un elemento motore ad un elemento condotto, atto a determinare un sostanziale abbattimento delle vibrazioni trasmesse dal primo al secondo, a consentire più elevati valori di coppia di trasmissione a parità di ingombri e ad evitare l'irreversibile sfasamento angolare dell'elemento motore rispetto all'elemento condotto con abbattimento della coppia di trasmissione.

Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale dispositivo sia di contenuti ingombri, di facile ed economica produzione ed assemblaggio e facilmente installabile presso qualunque utente tramite normali mezzi di connessione standardizzati .

Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un giunto per la trasmissione di un moto di rotazione da un elemento motore ad un elemento condotto, comprendente magneti permanenti rispettivamente solidali all'elemento motore e all'elemento condotto in cui detti magneti permanenti presentano polarità concorde e giacciono su rispettivi piani radiali paralleli all'asse di rotazione e tra loro contrapposti in modo che ciascuna coppia di magneti contrapposti generi una corrispondente forza di repulsione magnetica.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell'oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 : una vista in esploso di un primo esempio di attuazione di un giunto di trasmissione monodirezionale secondo il presente trovato;

in figura 2 : una vista prospettica del giunto di di fig.l assemblato;

in figura 3 : una sezione secondo il piano di traccia III-III di fig.4;

in figura 4 : una sezione secondo il piano di traccia IV-IV di fig.3;

in figura 5 : una sezione analoga a quella di fig.4 di un secondo esempio di attuazione del giunto secondo il presente trovato;

in figura 6 una sezione analoga a quella di fig.3 di un terzo esempio di attuazione del giunto secondo il presente trovato e

in figura 7 una sezione schematica secondo un piano assiale di un quarto esempio di attuazione del giunto secondo il presente trovato.

Come illustrato in fig.l e assunti per sola comodità di descrizione e senza significato limitativo due assi di riferimento con direzioni rispettivamente longitudinale X-X, coincidente con l'asse di rotazione e trasversale/radiale Y-Y, il giunto di trasmissione secondo il presente trovato comprende:

- un elemento motore 10 dotato di una estensione longitudinale 11 conformata secondo una puleggia e atta all'accoppiamento con una cìnghia dì trasmissione 1 collegata, ad esempio, all'albero di un motore termico di un veicolo.

Da parte opposta alla puleggia 11 l'elemento motore 10 prevede una pluralità di estensioni assiali 12 -tre nell'esempio disposte a 120° - all'interno di ciascuna delle quali è realizzata una sede 12a atta a contenere un magnete permanente 13 disposto secondo un piano radiale parallelo all'asse di rotazione.

L'elemento motore 10 presenta al proprio interno una sede cilindrica passante 14 atta a consentire l'inserimento di un cannotto 24 integrale con il mozzo 21 di un elemento condotto 20 a sua volta dotato di estensioni radiali 22, solidali al mozzo 21, nelle quali è formata una rispettiva sede 22a atta al contenimento di un elemento magnetico 23 a sua volta disposto secondo un piano radiale e parallelo all'asse di rotazione e dì polarità concorde con quella del corrispondente magnete permanente 13 dell'elemento motore.

L'assemblaggio del giunto (figg. 2 e 4) avviene forzando coassialmente il cannotto 24 dell'elemento motore 20 su un cuscinetto 3 la cui ralla esterna 3a è solidale alla superficie interna della sede 14 dell'elemento motore 10; nell'inserimento dell'elemento condotto 20 sull'elemento motore 10 si dispongono le rispettive estensioni radiali 22;12 nella corretta posizione angolare in modo che, alternandosi una all'altra, i rispettivi magneti permanenti 23,13 vengano a disporsi secondo piani radiali tra loro frontalmente contrapposti nella direzione circonferenziale.

Come illustrato in fig. 3, l'assemblaggio del giunto sul dispositivo da azionare in rotazione, schematizzato con la relativa carcassa 2, avviene forzando coassialmente il cannotto 24 dell'elemento condotto 20 sull'alberino 2a del dispositivo 2 da azionare .

Un esempio di tale dispositivo è costituito dall'alternatore di veicoli a motore.

Con tale configurazione il funzionamento del giunto è il seguente:

azionando in rotazione l'elemento motore 10 tramite la cinghia 1 accoppiata alla puleggia 11, l'estensione radiale 12 motrice tende a ridurre lo spazio angolare esistente con la corrispondente estensione radiale 22 dell'elemento condotto 20; tale avvicinamento relativo è tuttavia contrastato dalla forza di repulsione magnetica che si genera tra i due magneti permanenti 13 e 23 di uguale polarità N-N/S-S solidali alle rispettive estensioni radiali motrici 12 e condotte 22;

detta forza di repulsione magnetica obbliga pertanto l'elemento condotto 20 a porsi in rotazione, spinto dalla forza di repulsione magnetica stessa e a trasmettere conseguentemente il moto all'elemento 2a del dispositivo 2 senza contatto e quindi senza trasmissione delle vibrazioni dell'elemento motore che vengono assorbite dal giunto.

Come illustrato, si prevede che il giunto possa essere unidirezionale, ovvero con magneti dell'elemento motore disposti solamente dalla parte di estensione radiale 12 concorde al verso di rotazione (fig.4); oppure, (fig.5) che il giunto possa essere bidirezionale, ovvero con magneti permanenti disposti su entrambe le superfici radiali delle estensioni assiali dell'elemento motore, e quindi dell'elemento condotto, in modo da garantire la trasmissione sia per moto in senso orario sia per moto in senso antiorario.

In fig.6 è anche illustrata una ulteriore forma di attuazione in variante che prevede un allungamento in senso longitudinale X-X: delle estensioni 112 dell'elemento motore 10, e 122 dell'elemento condotto 20 in modo da raddoppiare le rispettive sedi 12a e 23a di alloggiamento dei magneti permanenti 13 e 23, aumentando in tal modo proporzionalmente la repulsione magnetica relativa e quindi la coppia di trasmissione del giunto.

In fig 7 è illustrato un quarto esempio 210 di attuazione del giunto secondo il trovato in cui l'elemento motore è formato da una flangia 211 dotata di forature 211a atte all'accoppiamento con il dispositivo di trasmissione del moto; anche in questo caso l'elemento motore 210 presenta estensioni assiali 212 nelle quali sono realizzati sedi 212a per il contenimento degli elementi magnetici 13; l'elemento condotto 220 è invece formato da un albero 224 calettato sul cuscinetto 3 coassialmente inserito nella sede 214 della flangia 211; all'albero 224 sono solidali le estensioni assiali 222 porta elemento magnetico 13.

Secondo forme preferenziali di attuazione si prevede inoltre la possibilità di realizzare una battuta dì arresto di sicurezza tra elemento motore e elemento condotto; nell'esempio di fig.4 tale arresto è costituito da almeno una spalla 50 solidale all'estensioni radiali dell'elemento condotto 20 e cìrconferenzialmente sporgente rispetto al magnete in modo che un eventuale contatto tra le estensioni 12 dell'elemento motore e 22 dell'elemento condotto avvenga contro detta battuta dì arresto, preservando® 1'integrità dei magneti permanenti 13,23.

Come illustrato in fig.7 si prevede anche che le estensioni radiali possano essere in materiale metallico in modo che ì magneti permanenti restino attaccati alle stesse per semplice attrazione magnetica; in una altra forma le espansioni possono essere in materiale amagnetico nel qual caso sarà necessario incollare i magneti permanenti al fondo della rispettiva sede.

In entrambi i casi si preferisce alternare coppie di una polarità (N-N) con coppie di polarità opposta (S-S) in modo che i magneti inseriti sulla stessa espansione radiale 12,22 si attraggano reciprocamente aumentando la forza che si oppone al loro distacco.

Per tutte le forme di attuazione descritte si prevede inoltre che 1'elemento motore e l'elemento condotto possano invertire il proprio ruolo qualora si rendesse necessario collegare il dispositivo (cinghia o altro) di trasmissione del moto principale all'elemento condotto interno anziché all'elemento motore esterno.

Risulta pertanto come il giunto secondo il trovato, che agisce tramite trascinamento a repulsione magnetica, consenta di aumentare notevolmente la coppia di trasmissione rispetto a quella ottenibile da un giunto di attrazione, ciò in quanto la polarità concorde dei magneti permanenti tende ad aumentare la forza dì repulsione relativa nel caso di slittamento angolare tra elemento motore e elemento condotto, evitando inoltre la necessità di arresto del giunto per ripristinare la fase angolare relativa, infatti, in condizione di riposo, la polarità concorde dei magneti permanenti contrapposti tenderà a riportare il giunto alla condizione angolare di equilibrio.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Giunto per la trasmissione di un moto di rotazione da un elemento motore (10;110;210) ad un elemento condotto (20;120;220) comprendente magneti permanenti (13;23) rispettivamente solidali all'elemento motore (10;110;210) e all'elemento condotto (20;120;220) caratterizzato dal fatto che detti magneti permanenti (13;23) presentano polarità concorde (N-N;S-S) e giacciono su rispettivi piani radiali paralleli all'asse di rotazione e tra loro contrapposti in modo che ciascuna coppia di magneti contrapposti generi una corrispondente forza di repulsione magnetica.
2. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'elemento motore (10;110;210) è dotato di almeno una estensione longitudinale (11) conformata secondo una puleggia.
3. Dispositivo secondo rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto elemento motore (10;110;210) presenta al proprio interno una sede cilindrica passante (14;214).
4. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'elemento motore (10;110;210) prevede una pluralità di estensioni assiali (12;112;212) all'interno di ciascuna delle quali è realizzata una sede (12a;212a) atta a contenere un rispettivo magnete permanente (13).
5. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento condotto (20,-120;220) comprende mezzi (24;224) di accoppiamento coassiale con l'elemento motore (20;120;220).
6. Dispositivo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento con l'elemento motore (20;120;220) sono formati da un cannotto (24) esteso in senso longitudinale e integrale con un mozzo (21).
7. Dispositivo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento con l'elemento motore (20;120;220) sono costituiti da un albero (24) coassialmente calettato sull'elemento motore stesso.
8. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento condotto (20;120;220) comprende una pluralità di estensioni assiali (22;122;222) solidali al mozzo (21;121) e dotate di una rispettiva sede (22a;222a) atta al contenimento di un relativo magnete permanente (23).
9. Dispositivo secondo rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che dette estensioni assiali (12/112/212) sono disposte a distanze angolari regolari e dette estensioni assiali (22/122/222) dell'elemento condotto (20/120/220) sono disposte a distanze angolari regolari.
10. Dispositivo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento coassiale (24/224) dell'elemento condotto (20/120/220) sono coassialmente forzati su un cuscinetto (3) la cui ralla esterna (3a) è solidale alla superficie interna della sede (14/214) dell'elemento motore (10/110/210).
11. Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che dette estensioni assiali dell'elemento motore (10/110/210) e dell'elemento condotto (20/120/220) sono tra loro alternate lungo la circonferenza.
12. Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che è unidirezionale, ovvero con magneti (13) dell'elemento motore (10/110/210) disposti solamente dalla parte di estensione assiale (12/112/222) concorde al verso di rotazione.
13. Dispositivo secondo rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che è bi-direzionale ovvero con magneti permanenti (13,23) disposti su entrambe le superfici radiali delle estensioni assiali (12,22;112;122;212;222) dell'elemento motore (10;110;210) e dell'elemento condotto (20;120;220).
14. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette estensioni assiali (112) dell'elemento motore (110), e (122) dell'elemento condotto (120) sono assialmente prolungate.
15. Dispositivo secondo rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che dette estensioni assiali (112,122) assialmente prolungate prevedono una pluralità di sedi (12a,-22a) di contenimento del magnete permanente (13) tra loro affiancate in senso longitudinale.
16. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende una battuta di arresto di sicurezza tra elemento motore (10;110;210) e l'elemento condotto (20;120;220).
17. Dispositivo secondo rivendicazione 16 caratterizzato dal fatto che l'elemento di arresto è costituito da almeno una battuta (50) solidale all'estensioni radiali (22) dell'elemento condotto (20;120,220) e circonferenzialmente sporgente rispetto al magnete (23),
18. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette estensioni assiali (12,22) porta magneti (13) sono in materiale metallico
19. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette estensioni assiali (12,22) porta magneti (13) sono in materiale magneticamente isolante.
20. Dispositivo secondo rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto che ciascun magnete permanente (13,23) è vincolato alla rispettiva sede (12a,13a) tramite adesivo.