ITMI20150101U1 - Cinghia di trasmissione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Cinghia di trasmissione” 

La presente invenzione concerne il campo delle cinghie di trasmissione.  Le cinghie di trasmissione della tecnica nota sono generalmente composte da uno o più  materiali, o miscele di materiali polimerici.  Per garantire una corretta trasmissione della coppia motrice alla cinghia, questa presenta  uno o più elementi di rinforzo annegati all'interno della cinghia stessa, disposti in modo  longitudinale alla  cinghia, ovvero  in modo  sostanzialmente parallelo alla direzione di  principale sviluppo della cinghia.  Tipicamente, tali elementi di rinforzo sono dei cavi disposti  internamente alla cinghia,  che corrono lungo la lunghezza, ovvero la direzione principale di sviluppo della cinghia.  L'inserzione di tali elementi di supporto aumenta sensibilmente la complessità, i tempi  ed i costi di produzione della cinghia.  Oltretutto, tali cavi sono generalmente inestensibili, e limitano l’elasticità della cinghia  Scopo della presente  invenzione è  la  realizzazione di una cinghia di  trasmissione che  risolva i problemi sopra esposti della tecnica nota. 

In  particolare  è  scopo  della  presente  invenzione  quello  di  realizzare  una  cinghia  di  trasmissione  che sia di semplice e rapida produzione.  Questo ed altri scopi sono raggiunti da una cinghia di trasmissione secondo le allegate  rivendicazioni.  In particolare, secondo un aspetto della presente invenzione, una cinghia di trasmissione  presenta una direzione principale di sviluppo, e comprende una pluralità di nervature  disposte  in modo  sostanzialmente  parallelo  alla  direzione  principale  di  sviluppo.  Le  nervature formano una serie di picchi e di gole, e  la cinghia è realizzata  in un singolo  materiale polimerico, che presenta:  ‐ Durezza compresa tra 50 e 98 Sh A, preferibilmente tra 75 e 98 Sh A. 

 

‐ Sforzo in corrispondenza di elongazione pari al 100% (100% Modulus) compreso  tra 5 e 14 MPa.  ‐ Resilienza a rimbalzo (Rebound resilience) compresa tra 30% e 70%.  Grazie a ciò è possibile produrre in modo semplice una cinghia efficiente.  

In  particolare,  la  cinghia  secondo  la  presente  invenzione,  nonostante  l’assenza  di  elementi di rinforzo all’interno del materiale polimerico, riesce a garantire una resistenza  a trazione sufficiente a permettere  la trasmissione di  forze elevate quando,  in uso,  la  cinghia viene montata su due o più pulegge.  Inoltre, è possibile montare con facilità una cinghia secondo la presente invenzione su  pulegge  ad  interasse  fisso  grazie  alla  particolare  elasticità  della  cinghia  stessa,  vista  l’assenza di cavi di rinforzo inestensibili.   Oltretutto, qualora qualche corpo estraneo, ad esempio le dita di un operatore, dovesse  frapporsi  tra  cinghia  e  puleggia,  l'elasticità  della  cinghia  stessa  permetterebbe  di  azzerare, o comunque notevolmente diminuire, i danni a tale corpo estraneo.  In modo evidente al tecnico del settore, i picchi sono i punti delle nervature ad altezza  maggiore, mentre le gole sono gli spazi compresi tra due nervature successive.  Secondo un altro aspetto della presente  invenzione,  la  cinghia è  realizzata ad anello  continuo. In altre parole, la cinghia è preferibilmente una cinghia senza fine.  La realizzazione ad anello continuo, ovvero senza fine, permette di ottenere una cinghia  uniforme,  in modo da garantire una più elevata  resistenza della stessa. La cinghia ad  anello continua risulta infatti priva di giunzioni, che indebolirebbero la cinghia stessa. Tali  giunzioni  infatti  sarebbero  soggette ad elevate  forze di  trazione,  che  tenderebbero a  rompere le giunzioni stesse, rendendo inutilizzabile la cinghia.  In altre parole, la resistenza a trazione della cinghia, nonostante l’elevata resistenza del  materiale  polimerico  precedentemente  descritto,  sarebbe  in  realtà  limitata  dalla  presenza di giunzioni. 

Una  cinghia  ad  anello  continuo,  ovvero  una  cinghia  senza  fine,  risulta  priva  di  tale  inconveniente.  Secondo un altro aspetto della presente invenzione, le gole sono definite, in sezione da  lati inclinati tra loro ed appartenenti a differenti nervature.  

 

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, il materiale con cui è realizzata la  cinghia è un elastomero.  Secondo un altro aspetto della presente invenzione, il materiale con cui è realizzata la  cinghia è un poliuretano.  Secondo un altro aspetto della presente invenzione, il poliuretano comprende un poliolo  avente  peso molecolare  pari  a  circa  2000,  e  numero  di  ossidrile  pari  a  circa  56,  e  butandiolo come reticolante. 

Secondo  un  altro  aspetto  della  presente  invenzione  il  rapporto  tra  l'altezza  della  nervatura e lo spessore della cinghia è compreso tra 1:1.2 e 1:4.  Secondo un altro aspetto della presente invenzione, la distanza tra nervature successive,  misurata in direzione perpendicolare alla direzione principale di sviluppo, è compresa tra  1 e 5 mm.  Secondo un altro aspetto della presente invenzione, il citato materiale presenta sforzo in  corrispondenza di elongazione pari al 300% (300% Modulus) compreso tra 8,6 e 22 MPa.  Secondo un altro aspetto della presente invenzione, il citato materiale presenta sforzo a  rottura compreso tra 17 e 32 MPa, ed elongazione a rottura compresa tra 400% e 500%.  Secondo  un  altro  aspetto  della  presente  invenzione,  il  citato  materiale  presenta  coefficiente di attrito con l’acciaio compreso tra 0,2 e 0,6.  Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, le gole comprese tra nervature  successive presentano angolo compreso tra 30° e 90°. 

Una  forma  di  realizzazione  esemplificativa  e  non  limitativa  viene  ora  introdotta  con  riferimento alle allegate figure, in cui: 

‐  la  figura  1  è  una  vista  prospettica  schematica  di  una  cinghia  secondo  la  presente  invenzione; 

‐  la  figura  2  è  una  vista  ingrandita  in  sezione  di  una  cinghia  secondo  la  presente  invenzione; 

‐  la  figura  3  è  una  vista  prospettica  di  una  cinghia  secondo  la  presente  invenzione,  montata su due pulegge;  ‐ la figura 4 è una vista analoga a quella di figura 3, con vista in sezione della cinghia.  Con riferimento alle figure, una cinghia 1 presenta una direzione principale di sviluppo 

 

D,  che  tipicamente  corrisponde  alla  direzione  lungo  la  quale  la  cinghia  viene  movimentata. 

La cinghia 1 presenta una pluralità di nervature 2, disposte  in modo sostanzialmente  parallelo alla direzione principale di sviluppo D. 

In  sezione,  ottenuta  mediante  un  piano  perpendicolare  alla  direzione  principale  di  sviluppo D,  le nervature 2  formano una serie di picchi 2a e di gole 3. Tipicamente,  le  nervature 2 sono conformate come triangoli o trapezi isosceli. 

Come anticipato, simili conformazioni sono note nella tecnica come conformazione a V,  a causa della forma assunta dalle nervature 2 e dalle gole 3. 

Una simile cinghia può essere avvolta attorno a una puleggia 4, 4a, 4b. In modo noto, la  puleggia 4a, 4b può a sua volta presentare delle nervature 5, come visibile nella forma  di realizzazione di figure 3 e 4, che si inseriscono entro le gole 3 della cinghia 1, oppure  presentare una superficie di contatto con la cinghia 1 liscia, come la puleggia 4 mostrata  in figura 1. 

Secondo  la presente  invenzione,  la cinghia di trasmissione 1 è realizzata  in un singolo  materiale polimerico. In altre parole, la composizione della cinghia di trasmissione 1 è  sostanzialmente uniforme, ovvero  la  composizione della  cinghia 1 è omogenea. Non  sono dunque presenti elementi di  rinforzo disposti  lungo una delle dimensioni, ed  in  particolare lungo la direzione principale di sviluppo D. 

Affinché sia possibile il corretto funzionamento della cinghia, ovvero questa presenti le  necessarie proprietà meccaniche anche senza  elementi di rinforzo, secondo la presente  invenzione,  la  cinghia  1  è  realizzata  in  un  materiale  che  presenta  le  seguenti  caratteristiche: 

‐ Durezza compresa tra 50 e 98 Sh A, preferibilmente tra 75 e 98 Sh A. 

‐ Sforzo in corrispondenza di elongazione pari al 100% (100% Modulus) compreso  tra 5 e 14 MPa. 

‐ Resilienza a rimbalzo (Rebound resilience) compresa tra 30% e 70%. 

Come anticipato, la cinghia 1 è realizzata come una cinghia senza fine, ovvero una cinghia  ad anello chiuso. In altre parole, la cinghia 1 è realizzata di pezzo, per cui non presenta  giunture. 

 

Preferibilmente, il materiale è un elastomero, ed in particolare un poliuretano.  Un possibile materiale  che  soddisfi  le  caratteristiche  sopra esposte è ad esempio un  poliuretano  avente  un  poliolo  con  peso molecolare  pari  a  circa  2000,  e  numero  di  ossidrile pari a circa 56. Preferibilmente, del butandiolo funge da reticolante. 

Un  poliolo  adatto  per  l'invenzione  è  ad  esempio  un  poliolo  a  base  di  caprolattone  (epsilon‐caprolactone).  Preferibilmente, il poliolo presenta ulteriormente viscosità a 40 gradi compresa tra 500  – 1500 cP, e gravità specifica a 40 gradi compresa tra 0.97 – 1.07.  Preferibilmente, il butandiolo utilizzato come reticolante presenta gravità specifica a 20  gradi compresa tra 1.01 – 1.02. 

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione  la catalisi è composta da un poliolo con  peso molecolare pari sostanzialmente a 1000 e da un acido bloccante pre‐disperso  in  butandiolo. 

Per  un  ottimale  funzionamento  della  cinghia,  è  inoltre  preferibile  che  il  materiale  utilizzato  per  la  realizzazione  della  stessa  presenti  una  o  più  delle  seguenti  caratteristiche: 

– Sforzo  in  corrispondenza di  elongazione pari  al  300%  (300% Modulus)  compreso tra 8,6 e 22 Mpa. 

– Sforzo  a  rottura  compreso  tra 17 e 32 Mpa  con elongazione  a  rottura  compresa tra 400% e 500%. 

– Coefficiente di attrito con l’acciaio compreso tra 0,2 e 0,6. 

Per  quanto  concerne  la  geometria  di  una  cinghia  realizzata  in materiale  secondo  la  presente  invenzione, ed  in particolare  la geometria delle nervature 2, è preferibile  il  passo p tra nervature successive sia compresa tra 1 e 5 mm. 

In modo  noto,  con  passo  p  si  intende  la  distanza  tra  due  picchi  2a  successivi  delle  nervature  2.  Nel  caso  in  cui  le  nervature  2  presentino,  in  sezione,  una  linea  piana  parallela alla  larghezza L della cinghia 1 come picco 2a, per misurare  il passo p viene  utilizzato il punti intermedio di tali linea. In tal modo è, ad esempio, misurato il passo di  una cinghia 1 con nervature 2 conformate come trapezi, come mostrato in figura 2.  Il  passo  p  tra  nervature  2  successive  può  essere  costante,  oppure  variare  lungo  la 

 

larghezza L della cinghia 1.  È inoltre preferibile che il rapporto tra l'altezza h delle nervature 2 e lo spessore S della  cinghia sia compreso tra 1:1.2 e 1:4. Lo spessore S della cinghia comprende le nervature  2.  Secondo un ulteriore aspetto, le gole 3 presentano preferibilmente angolo β compreso  tra 30° e 90°.  Durante il montaggio della cinghia 1 su delle pulegge 4a, 4b, è possibile sfruttare la, se  pur limitata, elasticità della cinghia 1, in modo da deformarla. Più in dettaglio è possibile  mantenere in condizione deformata, ovvero leggermente allungata, la cinghia 1, in modo  da  poterla  disporre  attorno  alle  pulegge  4,  per  poi  successivamente  rimuovere  la  deformazione  alla  cinghia  1,  in modo  che  il  ritorno  elastico della  stessa  costringa  la  cinghia 1 a contatto con  le pulegge 4a, 4b. Tale procedimento risulta particolarmente  vantaggioso nel caso in cui le pulegge 4a, 4b siano ad interasse fisso, ovvero non possano  essere spostate l’una rispetto all’altra, come nella forma di realizzazione di figura 3.  In uso, la rotazione di una prima puleggia 4a, guidata tipicamente da un motore, trascina  in rotazione la cinghia 1, che a sua volta causa la rotazione della seconda puleggia 4b. 

 

 

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI  1) Cinghia di  trasmissione avente una direzione principale di sviluppo, comprendente  una pluralità di nervature disposte in modo sostanzialmente parallelo a detta direzione  principale di sviluppo, in cui dette nervature formano una serie di picchi e di gole, e detta  cinghia  è  realizzata  in  un  singolo  materiale  polimerico,  detto  materiale  polimerico  presentando:  ‐ Durezza compresa tra 50 e 98 Sh A.  ‐ Sforzo in corrispondenza di elongazione pari al 100% (100% Modulus) compreso tra 5  e 14 MPa.  ‐ Resilienza a rimbalzo (Rebound resilience) compresa tra 30% e 70%. 
2. 2) Cinghia di trasmissione secondo la rivendicazione 1, in cui detta cinghia è realizzata ad  anello continuo. 
3. 3) Cinghia di trasmissione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui dette gole sono definite,  in sezione da lati inclinati tra loro ed appartenenti a differenti nervature. 
4. 4) Cinghia di trasmissione secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui detto materiale è un  elastomero. 
5. 5)  Cinghia  di  trasmissione  secondo  la  rivendicazione  4,  in  cui  detto materiale  è  un  poliuretano. 
6. 6)  Cinghia  di  trasmissione  secondo  la  rivendicazione  5,  in  cui  detto  poliuretano  comprende un poliolo avente peso molecolare pari a circa 2000, e numero di ossidrile  pari a circa 56, e butandiolo come reticolante. 
7. 7) Cinghia di trasmissione secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il rapporto  tra l'altezza di detta almeno una nervatura e lo spessore di detta cinghia è compreso tra  1:1.2 e 1:4. 
8. 8) Cinghia di trasmissione secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il passo di  nervature successive, misurato in direzione perpendicolare a detta direzione principale  di sviluppo, è compreso tra 1 e 5 mm. 
9. 9)  Cinghia  di  trasmissione  secondo  una  delle  precedenti  rivendicazioni,  in  cui  detto  materiale presenta sforzo in corrispondenza di elongazione pari al 300% (300% Modulus)  compreso tra 8,6 e 22 MPa.   
10. 10) Cinghia di  trasmissione  secondo una delle precedenti  rivendicazioni,  in  cui detto  materiale presenta sforzo a rottura compreso tra 17 e 32 MPa, ed elongazione a rottura  compresa tra 400% e 500%.