ITMI20081335A1 - Unita' di spostamento a rotolamento e relativo albero snodato. - Google Patents

Description

"UNITÀ DI SPOSTAMENTO A ROTOLAMENTO E RELATIVO ALBERO SNODATO"

D E S C R I Z IO N E

L'invenzione riguarda un'unità di spostamento a rotolamento con un manicotto profilato, sulla cui superficie interna sono previste piste esterne almeno a zone, con un perno spostabile in direzione assiale nel manicotto profilato, sulla superficie esterna sono previste piste interne almeno a zone, e con sfere, che sono disposte in piste esterne e piste interne rispettivamente associate una all'altra a coppie per la trasmissione del momento torcente. Inoltre l'invenzione riguarda un albero snodato o cardanico con una simile unità di spostamento a rotolamento.

Nel caso di unità di spostamento a rotolamento tradizionali del tipo indicato precedentemente, che vengono impiegate spesso in alberi snodati, esiste il pericolo che prima del montaggio in un autoveicolo, per esempio durante il trasporto, si verifichino scuotimenti, che provocano un'entrata od un'uscita improvvisa del perno relativamente al manicotto profilato. Ciò può portare ad un danneggiamento dei componenti dell'unità di spostamento a rotolamento, che in parte è accertabile solo in un secondo tempo.

Inoltre nel caso di unità di spostamento a rotolamento tradizionali del tipo indicato all'inizio è noto limitare durante il funzionamento il percorso massimo consentito, nel quale il perno è spostabile rispetto al manicotto profilato, prevedendo anelli di sicurezza o simili nelle piste interne e/o nelle piste esterne. Il tratto massimo di spostamento viene quindi limitato per il fatto che le sfere e/o una gabbia eventualmente prevista si arrestano contro un siffatto anello di sicurezza. In questo caso viene avvertito come svantaggioso il fatto che le piste, la cui fabbricazione è relativamente costosa, vengano accorciate da anelli di sicurezza o simili. Anche per motivi di contenimento del peso si preferisce tenere il perno il più corto possibile, senza che dover inutilmente allungare le piste.

È compito pertanto della presente invenzione, approntare un'unità di spostamento a rotolamento nonché un albero snodato del tipo indicato all'inizio, che garantiscano un'elevata sicurezza di esercizio con realizzabilità economica.

Questo compito viene risolto secondo l'invenzione con un'unità di spostamento a rotolamento del tipo indicato all'inizio sostanzialmente per il fatto che sull'estremità del perno introducile nel manicotto profilato è previsto un coperchio in modo tale che almeno una sezione del coperchio si estenda radialmente verso l'esterno fino nella zona di almeno una delle piste esterne. In questo modo è possibile, almeno in una direzione di spostamento dell'unità di spostamento a rotolamento, sfruttare tutta la lunghezza delle piste esterne del perno durante il funzionamento per lo spostamento rotolante delle sfere. Il coperchio impedisce in questo caso solo che le sfere possano fuoriuscire dalle piste. Quindi non è necessario allungare le piste, solo per prevedere un arresto di ingresso o di uscita.

Sorprendentemente nel funzionamento si è riscontrato che il fatto di prevedere il coperchio sul perno è connesso con un ulteriore notevole vantaggio. Infatti il coperchio può essere adattato secondo l'invenzione alla lunghezza massima di spostamento dell'unità di spostamento a rotolamento che si presenta durante il funzionamento in modo tale che il coperchio, nella posizione massimamente arretrata, urti contro un arresto ulteriore, per esempio eseguito anch'esso come coperchio, all'interno del manicotto profilato. Le forze, che in unità di spostamento a rotolamento tradizionali agiscono esclusivamente sulle sfere, sulla gabbia e/o sulle piste rispettivamente sui loro arresti nel caso di ingresso o uscita repentini del perno relativamente al manicotto profilato, possono in questo modo essere assorbite aggiuntivamente dal coperchio .

In questo caso si preferisce che il coperchio sia costituito da un materiale eventualmente leggermente cedevole, come materia plastica. Per ottenere contemporaneamente una sufficiente resistenza del coperchio si preferisce che questo sia costituito da un materiale composito fibroso, per esempio da materia plastica rinforzata con fibre di vetro e/o con fibre di carbonio.

Per ritenere il perno in modo sicuro sul coperchio, secondo una forma di esecuzione preferita dell'invenzione il perno è munito, almeno sulla sua estremità introducibile nel manicotto profilato, di una apertura centrale, ove il coperchio presenta una sporgenza fissabile nell'apertura. Per ragioni di contenimento del peso l'apertura del perno può essere eseguita anche come apertura di passante, così che anche il perno è eseguito sostanzialmente a forma di manicotto.

La sporgenza del coperchio può presentare in questo caso o una geometria corrispondente alla geometria dell'apertura nel perno o una geometria diversa da questa, che però deve consentire un allineamento e fissaggio del coperchio sul perno. In questo caso la sporgenza può essere pressata, innestata in posizione o incollata nell'apertura e/o può essere ritenuta nell'apertura mediante una molla o simili.

Quando il coperchio presenta una flangia in particolare cilindrica, il cui bordo radialmente esterno chiude le piste esterne almeno parzialmente in direzione assiale, una fuoriuscita delle sfere rispettivamente della gabbia che le alloggia viene evitata sicuramente senza ridurre la lunghezza utile delle piste.

Un collegamento particolarmente sicuro del coperchio al perno può essere ottenuto per il fatto che il coperchio presenta almeno una sporgenza che si impegna in una delle piste esterne. Per il collegamento del coperchio con il perno almeno una sporgenza del coperchio può essere fissabile in almeno una delle piste esterne. Questo può avvenire ugualmente mediante incastro, incollaggio, arresto o mediante pressione elastica. In alternativa il coperchio può presentare anche un bordo radialmente esterno, che viene spinto a zone sulla zona della nervatura tra le piste esterne del perno. In quel punto la zona di bordo del coperchio può essere incastrata, incollata o arrestata in una scanalatura.

Secondo una forma di esecuzione preferita dell'invenzione tra il manicotto profilato ed il perno è previsto un elemento elastico in modo tale che il perno venga sollecitato dall'elemento elastico in una direzione, che spinge il perno fuori dal manicotto profilato. Ciò impedisce, in aggiunta al coperchio previsto, che il manicotto profilato ed il perno si muovano l'uno rispetto all'altro bruscamente, così che può venire evitato un danneggiamento dell'unità di spostamento a rotolamento. Inoltre in questo caso è vantaggioso che alberi snodati, in cui spesso vengono impiegate simili unità di spostamento a rotolamento, siano parzialmente equipaggiati di collegamenti ad innesto, nei quali due componenti da collegare uno con l'altro vengono innestati uno nell'altro e lì si bloccano. Prevedendo una molla o simili tra il perno ed il manicotto profilato dell'unità di spostamento a rotolamento questi componenti da innestare tra loro vengono spinti in direzione della posizione, in cui si trovano in impegno reciproco, così che può venire facilitato un innesto in posizione e venire evitato un distacco indesiderato durante il funzionamento.

In perfezionamento di questo concetto inventivo è previsto che nel e/o sul manicotto profilato sia previsto un dispositivo per sostenere un elemento elastico. Così nel manicotto profilato e/o su una sezione, con esso confinante, dell'albero sono spesso inseriti coperchi, che impediscono la fuoriuscita di lubrificante. Un coperchio supplementare simile nel manicotto profilato può formare un appoggio per il sostegno di un molla rispettivamente di una disposizione a molla. In alternativa a ciò è anche possibile prevedere sul lato interno del manicotto profilato sporgenze o simili, sulle quali possa sostenersi un elemento elastico.

Allo stesso modo anche nel e/o sul coperchio è previsto preferibilmente un dispositivo per il sostegno di un elemento elastico. In questo caso la flangia del coperchio può servire per sostenere una molla, in particolare una molla a spirale, oppure in alternativa o in aggiunta può essere prevista una sporgenza a forma di perno sul coperchio, che tiene centrata una molla.

Il compito alla base dell'invenzione viene inoltre risolto con un albero snodato, che presenta due sezioni di albero collegate una con l'altra in modo solidale nella rotazione mediante un giunto mediano eseguito come snodo omocinetico fisso, ove di volta in volta sull'estremità, non rivolta verso il giunto mediano, di ogni sezione dell'albero è disposto uno snodo omocinetico, fisso, e ove inoltre l'albero snodato presenta un'unità di spostamento a rotolamento disposta in particolare vicina al giunto mediano, la quale unità è modificabile in lunghezza in direzione assiale tra una posizione retratta e una estratta, ove tra il manicotto profilato dell'unità di spostamento a rotolamento ed il perno dell'unità di spostamento a rotolamento è previsto almeno un elemento elastico, cosi che l'unità di spostamento a rotolamento venga sollecitata ad assumere la sua posizione estratta.

L'elemento elastico eseguito per esempio come una molla di compressione impedisce in questo caso da un lato un movimento relativo indesiderato dei componenti dell'unità di spostamento a rotolamento sia durante il funzionamento sia in particolare durante il trasporto ed il montaggio prima dell'installazione e contemporaneamente può essere usato per mantenere ulteriori componenti dell'albero snodato collegati uno con l'altro in modo resistente alla rotazione.

Come perfezionamento di questo concetto inventivo è previsto che almeno una delle sezioni dell'albero e/o un giunto collegabile con esse sia collegabile mediante un collegamento ad innesto con un componente motore o azionato. In questo caso è particolarmente preferito che la connessione ad innesto presenti due componenti innestabili uno nell'altro e rispettivamente eseguiti con dentature longitudinali corrispondenti, i quali componenti sono fissabili in direzione assiale uno rispetto all'altro mediante un dispositivo di arresto, per esempio un anello di sicurezza. Il precarico dell'unità di spostamento a rotolamento all'interno dell'albero snodato fa si in questo caso che i componenti innestabili uno nell'altro dell'albero snodato rimangano collegati uno con l'altro in modo sicuro durante il funzionamento, senza che ci sia il pericolo che il dispositivo di arresto o un simile collegamento si allenti.

Di seguito l'invenzione viene illustrata piu nel dettaglio con l'aiuto di un esempio di esecuzione e con riferimento al disegno. In questo caso tutte le caratteristiche descritte e/o rappresentate nella figura formano per sé o in qualsiasi combinazione l'oggetto dell'invenzione, indipendentemente dalla loro sintesi nelle rivendicazioni o dai loro riferimenti.

L'unica figura mostra schematicamente una sezione di una zona di un albero snodato secondo l'invenzione.

Il particolare rappresentato nella figura di un albero 1 snodato presenta una prima sezione di albero, che è formata da un albero 2 tubolare, ed una seconda sezione di albero non rappresentata nella figura, ove le due sezioni di albero sono collegate una con l'altra in modo solidale nella rotazione mediante un giunto mediano. Del giunto mediano nella figura è rappresentato solo un tratto del mozzo 3 esterno.

L'albero 2 tubolare nella forma di esecuzione mostrata è saldato con un manicotto 4 profilato, che è componente di un'unità di spostamento a rotolamento. Nel manicotto 4 profilato è alloggiato in modo spostabile un perno 5, che è saldato con il mozzo 3 esterno del giunto mediano. Nel manicotto 4 profilato sulla sua superficie interna sono eseguite a zone piste 6 esterne, mentre in una zona 7 di spostamento del perno 5 sono eseguite piste 8 interne.

In questo caso le piste 6 esterne e le piste 8 interne si estendono parallelamente una all'altra e sono associate a coppie una all'altra. In ciascuna coppia di piste 6 esterne e piste 8 interne sono alloggiate più sfere 9 in modo tale che queste possano rotolare nelle coppie di piste. In questo caso le sfere 9 sono guidate in direzione assiale in una gabbia 10 a forma di manicotto. Mediante le sfere 9 disposte nelle piste 6 esterne e nelle piste 8 interne può essere trasmesso un momento torcente dal manicotto 4 profilato al perno 5, mentre il manicotto 4 profilato ed il perno 5 possono essere agevolmente spostati uno contro l'altro in direzione assiale. In questo caso il manicotto 4 profilato mobile in direzione assiale è chiuso a tenuta mediante un soffietto 11 rispetto al perno 5.

Il perno 5 presenta, di seguito alla zona 7 di spostamento, una zona 12 di collegamento ampliata rispetto ad essa. Questa zona 12 di collegamento è saldata con l'estremità tubolare del mozzo 3 esterno del giunto mediano. Adiacentemente alla zona 12 di collegamento, sulla zona 7 di spostamento, che presenta un diametro minore rispetto alla zona 12 di collegamento, è prevista una sede 13 di cuscinetto per un cuscinetto 14 a rotolamento supportato elasticamente nella forma di esecuzione rappresentata.

La zona 12 di collegamento del perno 5, sostanzialmente equipaggiata di un contorno esterno cilindrico, presenta una sporgenza 15 anulare, che è prevista vicina al cuscinetto 14 a rotolamento ed è rivolta in direzione della zona 7 di spostamento. La sporgenza 15 anulare è in questo caso eseguita in modo tale che tra la superficie esterna della zona 7 di spostamento e la superficie radialmente interna della sporgenza 15 rimanga un interspazio anulare. L'interspazio serve per alloggiare un contrappeso 16, che è fissato alla sporgenza 15 mediante una graffa 17. Il contrappeso 16 può essere incollato e/o saldato in modo fisso anche sul lato radialmente interno della sporgenza 15.

La sporgenza 15 anulare forma insieme alla restante zona 12 di collegamento un contorno esterno comune sostanzialmente cilindrico. Questo contorno è adatto per alloggiare un contrappeso (non mostrato nella figura) supplementare, che per esempio può essere eseguito come una striscia di lamiera saldabile.

Sul lato non rivolto verso la zona 12 di collegamento il perno 5 è chiuso con un coperchio 18, che con una sezione per esempio cilindrica è inserito nel foro o apertura 19 centrale del perno 5. Il coperchio 18 presenta in questo caso una zona 19 a flangia, che si estende radialmente verso l'esterno almeno fino alle piste 8 interne, così che la flangia 19 può impedire una fuoriuscita delle sfere 9 rispettivamente della gabbia 10.

Tra un ulteriore coperchio 20 previsto nel manicotto 4 profilato ed il coperchio 18 inserito nel perno 5, nella forma di esecuzione rappresentata è prevista una molla 21 a spirale. La molla 21 che si sostiene su entrambi i coperchi 18 e 20 spinge così il perno 5 nella figura verso destra, cioè nella sua posizione spinta fuori dal manicotto 4 profilato.

La molla 21 può in questo caso servire da un lato per l'innesto in posizione di un collegamento del giunto mediano, non rappresentato nella figura, con la seconda sezione dell'albero, e dall'altro lato provvede a che il perno 5 ed il manicotto profilato 4 prima dell'installazione, cioè durante il trasporto ed il montaggio, non siano spostabili liberamente uno contro l'altro, in modo che possano essere evitati danneggiamenti causati da un improvviso ingresso o uscita del perno 5 dal manicotto profilato.

Per alloggiare la molla 21 di compressione, che eventualmente può essere eseguita anche come pacco dì molle a tazza o un altro elemento elastico adeguato, sono previste sia sul coperchio 18 del perno 5 che sul coperchio 20 del manicotto 4 profilato sporgenze 22a, 22b di ritenuta corrispondenti. Nella forma di esecuzione mostrata la molla 21 è eseguita come una molla a spirale così che il coperchio 18 con la sporgenza 22a può appoggiarsi al coperchio 20, mentre la molla 21 è alloggiata, risparmiando spazio, tra le sporgenze 22a e 22b.

Claims (11)

1. R IV EN D I CA Z IO N I 1. Unità di spostamento a rotolamento, in particolare per un albero snodato, con un manicotto profilato, sulla cui superficie interna sono previste almeno a zone piste esterne, con un perno spostabile in direzione assiale nel manicotto profilato e sulla cui superficie esterna sono previste piste interne almeno a zone, e con sfere, che per la trasmissione del momento torcente sono disposte rispettivamente in piste esterne e piste interne associate a coppie, caratterizzata dal fatto che all'estremità, introducibile nel manicotto profilato, del perno è previsto un coperchio in modo tale che almeno una porzione del coperchio si estenda radialmente verso l'esterno fino nella zona di almeno una delle piste esterne.
2. 2. Unità di spostamento a rotolamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il perno almeno alla sua estremità introducibile nel manicotto profilato è munito di un'apertura centrale, e dal fatto che il coperchio presenta una sporgenza fissabile nell'apertura.
3. 3. Unità di spostamento a rotolamento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il coperchio presenta una flangia in particolare cilindrica, il cui bordo radialmente esterno chiude le piste esterne almeno parzialmente in direzione assiale.
4. 4. Unità di spostamento a rotolamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il coperchio presenta almeno una sporgenza, che si impegna in una delle piste esterne.
5. 5. Unità di spostamento a rotolamento secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che l'almeno una sporgenza del coperchio è fissabile in almeno una delle piste esterne.
6. 6. Unità di spostamento a rotolamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che tra il manicotto profilato e il perno è previsto un elemento elastico in modo tale che il perno sia sollecitato dall'elemento elastico in una direzione che spinge il perno fuori dal manicotto profilato.
7. 7. Unità di spostamento a rotolamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che in e/o sul manicotto profilato è previsto un dispositivo per sostenere un elemento elastico.
8. 8. Unità di spostamento a rotolamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che in e/o sul coperchio è previsto un dispositivo per sostenere un elemento elastico .
9. 9. Albero snodato con due sezioni di albero collegate una con l'altra in modo solidale nella rotazione mediante un giunto mediano eseguito come snodo omocinetico fisso, ove di volta in volta sull'estremità, non rivolta verso il giunto mediano, di ciascuna sezione di albero è disposto uno snodo omocinetico fisso, e con almeno un'unità di spostamento a rotolamento, in particolare disposta vicino al giunto mediano, in particolare secondo una delle rivendicazioni precedenti, la quale unità è variabile in lunghezza in direzione assiale tra una posizione retratta e una estratta, ove tra il manicotto profilato dell'unità di spostamento a rotolamento ed il perno dell'unità di spostamento a rotolamento è previsto almeno un elemento elastico in modo tale che l'unità di spostamento a rotolamento venga sollecitata nella sua posizione estratta.
10. 10. Albero snodato secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che almeno una delle sezione di albero e/o un giunto collegato ad essa è collegabile mediante un collegamento ad innesto con un componente motore o azionato.
11. 11. Albero snodato secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il collegamento ad innesto presenta due componenti innestabili uno nell'altro e rispettivamente eseguiti con corrispondenti dentature longitudinali, i quali sono fissabili uno rispetto all'altro in direzione assiale mediante un dispositivo dì arresto .