ITMI20111094A1 - DOUBLE ENGAGEMENT DEVICE FOR MOTORCYCLE MOTOR DRIVE TRANSMISSION - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Forma oggetto del presente trovato un dispositivo a doppio innesto a due velocità più folle per la trasmissione del moto a ventole di raffreddamento del liquido refrigerante di veicoli. The present invention relates to a double clutch device with two idler speeds for transmitting the motion to fans for cooling the coolant of vehicles.
E’ nota nella tecnica di raffreddamento dei liquidi refrigeranti contenuti nei radiatori di veicoli, la necessità di forzare aria sul radiatore stesso, al fine di ottenere una più rapida dissipazione di calore dal liquido verso l’esterno; detto flusso di aria forzata essendo ottenuto ponendo in rotazione una ventola, normalmente montata sull'albero della pompa dell'acqua, o sull'albero motore, o su un albero rinviato e fisso, portante una puleggia che prende moto da una cinghia azionata dall'albero motore. It is known in the cooling technique of the coolants contained in the radiators of vehicles, the need to force air on the radiator itself, in order to obtain a more rapid dissipation of heat from the liquid towards the outside; said forced air flow being obtained by rotating a fan, normally mounted on the shaft of the water pump, or on the motor shaft, or on a driven and fixed shaft, carrying a pulley which is moved by a belt driven by the crankshaft.
E' anche noto che detta ventola deve essere posta in rotazione solamente al raggiungimento di una certa prefissata temperatura dell'acqua, rilevata tramite un termostato che aziona una frizione la cui chiusura provoca l'avvio in rotazione della ventola . It is also known that said fan must be rotated only when a certain predetermined water temperature is reached, detected by means of a thermostat which activates a clutch whose closure causes the fan to start rotating.
Più in dettaglio si richiede che una ventola per autoveicolo possa ruotare: More in detail, it is required that an automotive fan can rotate:
a velocità pari o addirittura maggiori di quella dell'albero di trasmissione corrispondentemente a temperature esterne più elevate o all'uso in condizioni gravose che determinano il surriscaldamento del motore; at speeds equal to or even greater than that of the drive shaft correspondingly to higher external temperatures or use in severe conditions that cause the engine to overheat;
a velocità ridotta rispetto a quella dell'albero di trasmissione per raffreddamenti in condizioni di bassa temperatura esterna; at reduced speed compared to that of the transmission shaft for cooling in conditions of low external temperature;
a velocità nulla, ovvero con ventola che non ruota affatto e si mantiene in condizioni di folle rispetto all'albero di trasmissione, per temperature particolarmente basse alle quali l'ulteriore raffreddamento à ̈ inutile o addirittura dannoso . at zero speed, that is with the fan that does not rotate at all and remains in neutral conditions with respect to the transmission shaft, for particularly low temperatures at which further cooling is useless or even harmful.
Nel tentativo di ottenere tali comportamenti sono stati realizzati degli innesti di tipo misto con frizioni ad attrito a comando elettromagnetico e giunti a trascinamento o di Foucault basati sullo sfruttamento di correnti parassite generate dalla rotazione di un elemento conduttore in vicinanza di magneti permanenti. In an attempt to obtain these behaviors, mixed type clutches with electromagnetically controlled friction clutches and drag or Foucault joints based on the exploitation of eddy currents generated by the rotation of a conducting element in the vicinity of permanent magnets have been made.
Altre soluzioni note si basano sull'impiego di frizioni visco-statiche che utilizzano fluidi viscosi che modificano la loro densità e quindi la loro capacità di trasmettere coppia, in funzione della temperatura raggiunta. Other known solutions are based on the use of visco-static clutches which use viscous fluids which modify their density and therefore their capacity to transmit torque, as a function of the temperature reached.
Sebbene funzionali, tali frizioni note presentano, tuttavia, alcuni inconvenienti in particolare rappresentati dalla impossibilità di un montaggio frontale, assiale e in sequenza dall'esterno verso l'interno della frizione sull'albero di moto e della ventola sulla frizione di comando; ciò rende complicate e onerose sia le fasi di prima installazione del gruppo, sia eventuali smontaggi/rimontaggi richiesti da operazioni di manutenzione . Although functional, these known clutches have, however, some drawbacks in particular represented by the impossibility of a frontal, axial and sequential assembly from the outside towards the inside of the clutch on the drive shaft and of the fan on the control clutch; this makes both the initial installation phases of the unit and any disassembly / reassembly required for maintenance operations complicated and burdensome.
Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un dispositivo di trasmissione del moto di rotazione ad una ventola di raffreddamento del liquido refrigerante di veicoli, che consenta di far girare la ventola con un numero di giri diverso da quello dell'albero motore e determinabile in funzione della effettiva necessità di raffreddamento del motore, il quale dispositivo risulti di dimensioni compatte, particolarmente in senso radiale, e atto a consentire l'assemblaggio frontale e in sequenza del dispositivo e della ventola . The technical problem therefore arises of providing a device for transmitting the rotation motion to a cooling fan of the vehicle coolant, which allows the fan to rotate with a number of revolutions different from that of the crankshaft and which can be determined according to the of the actual need for cooling of the motor, which device is compact in size, particularly in the radial direction, and able to allow the frontal and sequential assembly of the device and the fan.
Nell'ambito di tale problema, risulta anche conveniente che il dispositivo sia atto mantenere ferma la ventola in posizione di folle. Within this problem, it is also convenient for the device to be able to keep the fan stationary in the neutral position.
Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un dispositivo di trasmissione del moto ad una ventola di raffreddamento del liquido refrigerante di un autoveicolo, secondo le caratteristiche di rivendicazione 1. These technical problems are solved according to the present invention by a device for transmitting motion to a cooling fan of the coolant of a motor vehicle, according to the characteristics of claim 1.
Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione del trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati nei quali si mostra : More details can be found from the following description of a non-limiting example of embodiment of the invention made with reference to the attached drawings which show:
in figura 1 : una sezione assiale schematica di un dispositivo secondo il presente trovato . in figure 1: a schematic axial section of a device according to the present invention.
Come illustrato in fig. 1 e assunta per sola comodità di descrizione e senza significato limitativo una direzione longitudinale X-X coincidente/parallela all'asse longitudinale di un albero di moto 10 posto in rotazione da un azionamento IOa coassiale/rinviato rispetto all'albero motore del veicolo, nonché una parte posteriore/interna corrispondente al detto azionamento 10a e una parte anteriore/esterna opposta alla precedente, il dispositivo di trasmissione del moto dall'albero di moto 10 ad una ventola 1 di raffreddamento comprende sostanzialmente : As illustrated in fig. 1 a longitudinal direction X-X coinciding with / parallel to the longitudinal axis of a drive shaft 10 rotated by a drive 10a coaxial / returned with respect to the motor shaft of the vehicle, as well as a rear / internal part corresponding to said drive 10a and a front / external part opposite to the previous one, the device for transmitting the motion from the drive shaft 10 to a cooling fan 1 substantially comprises:
+)un primo innesto ad attrito 100 a comando elettromagnetico comprendente: +) an electromagnetically controlled first friction clutch 100 comprising:
un primo elettromagnete 110 anulare, solidale ad una flangia fissa 12 di supporto, vincolata al basamento 20 del motore e montata sull'anello esterno Ila di un cuscinetto 11 calettato sull'albero di moto 10; l'elettromagnete 110 Ã ̈ elettricamente collegato, tramite fili ad un termostato (non illustrati), di misura della temperatura del fluido di raffreddamento; a first annular electromagnet 110, integral with a fixed support flange 12, constrained to the base 20 of the motor and mounted on the outer ring 11a of a bearing 11 keyed on the drive shaft 10; the electromagnet 110 is electrically connected, by means of wires, to a thermostat (not shown), which measures the temperature of the cooling fluid;
) un rotore 120 anulare, montato su un cuscinetto 121 calettato sull'albero di moto 10; detto rotore à ̈ conformato con estensioni assiali 120a e 120b rispettivamente radialmente più esterna e radialmente più interna, rivolte assialmente verso la parte posteriore del dispositivo per formare una sede 122 di alloggiamento del primo elettromagnete 110 in modo che elettromagnete e rotore vengano a disporsi concentricamente l'uno rispetto all'altro. ) an annular rotor 120, mounted on a bearing 121 keyed on the drive shaft 10; said rotor is shaped with axial extensions 120a and 120b respectively radially outermost and radially innermost, axially turned towards the rear part of the device to form a seat 122 for housing the first electromagnet 110 so that the electromagnet and rotor are arranged concentrically. 'relative to each other.
L'estensione assiale 120a radialmente esterna presenta inoltre un braccio 123 piegato a 90° verso l'esterno in direzione radiale e atto a costituire l'elemento di supporto della ventola 1 ad esso vincolata tramite mezzi a vite 123a; The axial extension 120a radially external also has an arm 123 bent at 90 ° outwards in a radial direction and able to constitute the support element of the fan 1 constrained thereto by means of screw means 123a;
) una prima ancora 130 sulla superficie interna della quale sono disposti elementi 132 ad elevato coefficiente di attrito assialmente contrapposti al detto rotore 120; detta prima ancora à ̈ assialmente disposta esternamente al rotore 120 e presenta dimensione radiale inferiore a quella del rotore stesso; l'ancora à ̈ vincolata all'albero di moto 10 tramite interposizione di un elemento elastico 131 atto a consentire movimenti assiali dell'ancora 130, ma ad impedirne la rotazione relativa rispetto all'albero 10 stesso; ) a first still 130 on the internal surface of which elements 132 with a high friction coefficient are arranged axially opposed to said rotor 120; the first one is axially disposed externally to the rotor 120 and has a radial dimension smaller than that of the rotor itself; the anchor is constrained to the motion shaft 10 by means of the interposition of an elastic element 131 adapted to allow axial movements of the anchor 130, but to prevent its relative rotation with respect to the shaft 10 itself;
+)un secondo innesto 200 a correnti parassite o di Foucault montato in posizione assiale più esterna rispetto all'innesto ad attrito 100 e comprendente : +) a second eddy current or eddy current clutch 200 mounted in an axial position outermost with respect to the friction clutch 100 and comprising:
+) un secondo elettromagnete 210 concentricamente montato esternamente al primo elettromagnete 110 e a sua volta contenuto nella sede 122 del rotore 120; +) a second electromagnet 210 concentrically mounted externally to the first electromagnet 110 and in turn contained in the seat 122 of the rotor 120;
+) un assieme rotorico 220 comprendente una prima parte formata da un disco 222 più interno, in materiale magnetico, che porta dei magneti permanenti 223 ed à ̈ montato sull'anello esterno di un cuscinetto 224 calettato su una estensione assiale 225a di un anello 225, in materiale conduttivo, coassialmente montato sull'albero di moto 10 esternamente al disco 222 tramite detta estensione assiale 225a. +) a rotor assembly 220 comprising a first part formed by an innermost disk 222, in magnetic material, which carries permanent magnets 223 and is mounted on the outer ring of a bearing 224 keyed on an axial extension 225a of a ring 225 , made of conductive material, coaxially mounted on the drive shaft 10 externally to the disc 222 by means of said axial extension 225a.
Detto anello 225 Ã ̈ in materiale conduttivo e porta sul suo bordo periferico un elemento anulare 225b, conduttivo, assialmente contrapposto ai magneti permanenti 223. Said ring 225 is made of conductive material and carries on its peripheral edge an annular conductive element 225b, axially opposed to the permanent magnets 223.
Con tale configurazione, l'anello 225 assialmente più esterno del secondo innesto 200 costituisce la parte rotorica di generazione del moto dell'innesto 200 stesso a correnti parassite che, tramite l'elemento anulare 225b e i magneti permanenti 223, determina il generarsi di correnti di Foucault con concatenamento a induzione con il disco 222 condotto, che viene trascinato in rotazione ad una velocità ridotta rispetto a quella dell'albero di moto 10. With this configuration, the axially outermost ring 225 of the second clutch 200 constitutes the rotor part for generating the motion of the clutch 200 itself with eddy currents which, through the annular element 225b and the permanent magnets 223, determines the generation of currents of Foucault with induction chaining with the driven disc 222, which is driven into rotation at a reduced speed compared to that of the drive shaft 10.
+) una seconda ancora 230 disposta concentricamente alla prima ancora 130 e collegata al disco 222 tramite una membrana elastica 231 atta a consentire movimenti assiali dell'ancora 230, ma ad impedirne la rotazione relativa rispetto al disco 222. +) a second anchor 230 arranged concentrically to the first anchor 130 and connected to the disc 222 by means of an elastic membrane 231 able to allow axial movements of the anchor 230, but to prevent its relative rotation with respect to the disc 222.
La seconda ancora 230 presenta inoltre dimensione radiale maggiore di quella della prima ancora 130 in modo che il rispettivo elemento anulare di attrito 232 sia radialmente disposto concentricamente in posizione radiale più esterna rispetto alla prima ancora 130. The second anchor 230 also has a larger radial dimension than that of the first anchor 130 so that the respective annular friction element 232 is radially disposed concentrically in a radial position more external than the first anchor 130.
Si rileva però che la dimensione radiale della seconda ancora 230 non supera la dimensione radiale del rotore 120 di azionamento in rotazione della ventola 1. However, it is noted that the radial dimension of the second anchor 230 does not exceed the radial dimension of the rotor 120 for activating the rotation of the fan 1.
Tale contenimento delle dimensioni radiali della frizione à ̈ reso possibile anche in considerazione del fatto che l'innesto 200 a correnti di Foucault deve garantire la trasmissione di una coppia ridotta rispetto a quella del primo innesto ad attrito 100, il che consente di ridurre le dimensioni dell'elemento di attrito 232, della seconda ancora e del secondo elettromagnete 210 che presenta dimensione radiale molto minore della dimensione radiale del primo elettromagnete 110. Con tale configurazione à ̈ possibile ottenere le differenti e richieste velocità di rotazione della ventola 1 e precisamente: This containment of the radial dimensions of the clutch is also made possible in consideration of the fact that the eddy current clutch 200 must guarantee the transmission of a reduced torque compared to that of the first friction clutch 100, which allows to reduce the dimensions of the friction element 232, of the second anchor and of the second electromagnet 210 which has a radial dimension much smaller than the radial dimension of the first electromagnet 110. With this configuration it is possible to obtain the different and required speeds of rotation of the fan 1 and precisely:
a) in condizioni di primo elettromagnete 110 e secondo elettromagnete 210 non eccitati e quindi di frizione ad attrito 100 e frizione ad induzione 200 disinnestate, l'albero 10 non trasmette moto al rotore 120 e la ventola 1 rimane ferma in folle; b) in condizioni di primo elettromagnete 110 eccitato si determina il richiamo della prima ancora 130 che, vincendo la resistenza della relativa membrana elastica 131, si vincola al rotore 120 trasmettendo il moto dell'albero 10, direttamente al rotore stesso, determinando una velocità di rotazione della ventola 1 pari a quella di rotazione dell'albero motore stesso; a) in conditions of first electromagnet 110 and second electromagnet 210 not excited and therefore with friction clutch 100 and induction clutch 200 disengaged, the shaft 10 does not transmit motion to the rotor 120 and the fan 1 remains stationary in neutral; b) in conditions of the first electromagnet 110 energized, the first anchor 130 is triggered which, overcoming the resistance of the relative elastic diaphragm 131, is constrained to the rotor 120 transmitting the motion of the shaft 10 directly to the rotor itself, determining a speed of rotation of the fan 1 equal to that of rotation of the motor shaft itself;
c) in condizione di secondo elettromagnete 210 eccitato si determina il richiamo della seconda ancora 230 di dimensioni radiali minori che, vincendo la resistenza in senso assiale della relativa membrana elastica 231, si vincola al rotore 120 e trasmette alla ventola il moto generato attraverso il giunto 200 di Foucault; poiché la trasmissione avviene con scorrimento relativo tra il disco 225 e l'anello 222 quest'ultimo, e quindi anche la ventola, ruotano ad una velocità ridotta rispetto a quella dell'albero di moto. c) in the condition of the second electromagnet 210 excited, the second anchor 230 of smaller radial dimensions is triggered which, overcoming the resistance in the axial direction of the relative elastic membrane 231, is constrained to the rotor 120 and transmits the motion generated through the joint to the fan 200 by Foucault; since the transmission takes place with relative sliding between the disc 225 and the ring 222, the latter, and therefore also the fan, rotate at a reduced speed compared to that of the drive shaft.
Risulta pertanto come il dispositivo secondo il trovato consenta di ottenere il richiesto funzionamento a più velocità e folle della ventola con ridotti ingombri sia assiali sìa radiali e un ridotto numero di parti componenti; la disposizione dell'ancora 230 del secondo innesto 200 di Foucault in posizione assiale esterna rispetto alla prima ancora 130 dell'innesto 100 ad attrito e il contenimento della dimensione radiale della seconda ancora 230 nella dimensione radiale del rotore 110, consentono inoltre il montaggio frontale, assiale in sequenza del gruppo frizione e della ventola, rendendo facili, precise ed economiche le operazioni di assemblaggio/smontaggio dell'intero gruppo. It is therefore evident that the device according to the invention allows to obtain the required operation at multiple speeds and idle of the fan with reduced dimensions both axial and radial and a reduced number of component parts; the arrangement of the anchor 230 of the second Foucault coupling 200 in an external axial position with respect to the first anchor 130 of the friction coupling 100 and the containment of the radial dimension of the second anchor 230 in the radial dimension of the rotor 110, also allow front mounting, axial sequence of the clutch unit and the fan, making assembly / disassembly operations of the entire unit easy, precise and economical.
Oltre a ciò il contenimento della dimensione radiale dell'innesto di Foucault consente anche di poter disporre il braccio 123 di supporto della ventola 1 in corrispondenza di differenti posizioni (indicate con linea a tratti), assialmente più o meno esterne/interne rispetto al rotore per adeguarsi in modo semplice ed economico alle differenti posizioni assiali disponibili nei vari modelli di veicoli. In addition to this, the containment of the radial dimension of the Foucault coupling also makes it possible to arrange the arm 123 supporting the fan 1 in correspondence with different positions (indicated by dashed lines), axially more or less external / internal with respect to the rotor for adapt in a simple and economical way to the different axial positions available in the various vehicle models.
Claims (12)
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