ITMI941848A1

ITMI941848A1 - Compensazione di lunghezza con due profilati per alberi di azionamento

Info

Publication number: ITMI941848A1
Application number: IT94MI001848A
Authority: IT
Inventors: Horst Kretschmer; Hans-Juergen Langen; Paul Herchenbach; Clemens Nienhaus
Original assignee: Walterscheid Gmbh Gkn
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1996-03-09
Also published as: ITMI941848A0; JP2961682B2; IT1275017B; NL9401353A; NL194319C; NL194319B; US5538474A; ES2113273B1; FR2710116A1; FR2710116B1; ES2113273A1; CZ224694A3; JPH07151133A

Abstract

L'invenzione concerne una compensazione di lunghezza (4) per un albero articolato con due profilati di forma tubolare, vale a dire con un profilato esterno (6) e con un profilato interno (7). Il profilato esterno (6) presenta due cunei (8) sfalsati circonferenzialmente e prodotti mediante restringimento, i quali sporgono verso l'interno dalla superficie interna della sezione trasversale altrimenti di forma circolare del profilato esterno (6) e si impegnano in scanalatura (11) di un profilato interno (7), le scanalature (11) del quale sono prodotte parimenti. mediante restringimento. Viene prodotto in tal modo un accoppiamento di profilati, il quale è adatto a trasmettere coppie elevate ed inoltre non presenta parti. sporgenti in direzione radiale.

Description

Descrizione del trovato

Compensazione longitudinale per alberi di azionamento, in particolare alberi articolati a crocera nel tratto di trasmissione matrice di apparecchi agricoli oppure per l'azionamento di apparecchi agricoli, con per lo meno due profilati conformati come tubi ed inseriti l'uno nell'altro, vale a dire con un profilato esterno e con un profilato interno, i quali sono spostabili assialmente reciprocamente lungo il loro asse longitudinale e servono alla trasmissione di una coppia, laddove le pareti del profilato esterno e del profilato interno sono conformate, nella sezione trasversale, parzialmente come parti di anelli circolari e sono munite di volta in volta di almeno una sporgenza estendentesi parallelamente rispetto all'asse longitudinale e sagomata in forma di un restringimento orientato verso l'interno verso l'asse longitudinale, delle quali quella del profilato esterno forma un cuneo e quella del profilato interno forma una scanalatura per l'impegno del cuneo, ed i fianchi del cuneo della scanalatura si estendono inclinati in modo tale per cui i loro prolungamenti immaginari intersecano, in un asse centrale, un piano mediano estendentesi tra i fianchi e contenente l'asse longitudinale, il quale albero centrale è sfalsato parallelamente con uno sfalsamento dall'asse longitudinale verso la rispettiva sporgenza.

Una siffatta compensazione di lunghezza è descritta nel brevetto statunitense US 4622 022. In relazione a ciò sono previste di volta in volta due sporgenze presentanti fianchi estendentisi tra loro ad angolo acuto e le quali sono orientate verso l'interno. Per ciascun tubo profilato sono previste di volta in volta due siffatte sporgenze. La forma determina un contatto lineare tra le sporgenze del profilato interno e del profilato esterno. Ciò porta ad elevate compressióni superficiali e ad un'usura corrispondentemente elevata.

Alla base dell'invenzione è posto il compito di creare una compensazione, ovvero compensatore, di lunghezza, in cui le forze necessarie per lo spostamento assiale sono piccole ed il quale può essere prodotto in modo semplice, con fianchi marcati, nel corso della deformazione plastica senza asportazione di trucioli.

Questo compito viene risolto, secondo l'invenzione, per il fatto che, visto nella sezione trasversale, le parti di parete formanti il cuneo del profilato esterno sono formate da due parti di fianchi partenti dalle prime parti di anello circolare e presentanti i fianchi, e da una parte di testa collegante le due ed estendentesi come arco di cerchio centrato sull'asse longitudinale, e le parti di parete formanti la scanalatura del profilato interno sono formate da due parti di fianchi partenti dalle due parti di anello circolare e presentanti i fianchi, e da una parte di fondo collegante le due ed estendentesi come arco di cerchio centrato sull'asse longitudinale, per il fatto che lo sfalsamento è dimensionato in modo tale per cui l'angolo racchiuso di volta in volta tra i fianchi prolungati del profilato esterno é quelli del profilato interno è più grande, in ragione di un angolo differenziale di per lo meno 14°, dell'angolo che si imposta nel caso di un andamento radiale dei fianchi prolungati relativamente all'asse longitudinale ad uguale luce di apertura nella zona del raccordo verso le parti adiacenti di anello circolare, dal fatto che tra la superficie di testa della parte di testa e la superficie di fondo, contrapposta a questa, della parte di fondo è prevista una distanza radiale, e dal fatto che lo spostamento radiale dei profili, risultante da un errore di divisione massimale ammesso dei cunei e delle scanalature dei due profilati, è dimensionato più piccolo della distanza radiale tra le superfici interne delle parti ad anello circolare del profilato esterno e la relativa superficie esterna delle parti ad anello circolare del profilato interno.

In questa esecuzione è vantaggioso il fatto che la forza circonf erenziale, risultante dalla trasmissione di coppia, viene introdotta con solamente un piccolo braccio di leva nelle zone, conformate come parti di anello circolare, dei profilati, i quali sono conformati tubolari.

Mediante la forma di profilato scelta nel profilato tubolare viene prodotta una nervatura all'incirca in forma di scatola, la quale porta al fatto che, sotto coppia, in questa zona si verificano solamente piccole deformazioni e piccole tensioni. Mediante l'andamento dei fianchi delle scanalature, rispettivamente dei cunei, sotto coppia ha luogo un'autocentratura dei profilati tra loro mentre, in caso di rotazione esente da carico, si ottiene una centratura attraverso le parti di anello circolare. Si vengono a formare solamente piccole forze di spinta assiale. Il gioco di rotazione, necessario nel caso di tubi profilati spostabili l'uno nell'altro, relativamente alle sporgenze previste per la trasmissione delle coppie, non ha alcun effetto sull'appoggio dei fianchi delle scanalature e dei cunei dei due profilati. È invero garantito il fatto che, in seguito alla scelta dell'angolo differenziale, non può verificarsi alcun autobloccaggio. Il dimensionamento angolare è sufficiente per garantire, nel caso di sollecitazione dinamica, un'autocentratura dei due profilati tra loro tramite i fianchi. Il contorno esterno, sostanzialmente circolare, porta ad un miglioramento del comportamento di oscillazione. I profilati sono più rigidi a flessione rispetto ai tubi noti a parità di diametro di rotazione. Infine si consegue ancora un vantaggio in quanto viene diminuito il pericolo di incidenti, perchè i cunei rivolti verso l'interno e le scanalature dei profilati rotanti non comportano alcuna eccitazione o messa in pericolo di parti e/oppure persone, trovantesi nelle immediate vicinanze. Inoltre viene garantito il fatto che nella trasmissione dinamica vengono ad operare solamente i fianchi e pertanto la centratura ha luogo solamente attraverso fianchi e risultano piccole forze di spostamento assiale.

Preferibilmente l'angolo differenziale ammonta da 14° fino a 30°. Nella conformazione dell'invenzione si prevede inoltre che l'angolo tra i fianchi del cuneo del profilato esterno oppure tra i fianchi della scanalatura del profilato interno, ammonta tra 25° e 120°, preferibilmente tra ■ 60° e 100°.' Da ciò risulta una possibilità particolarmente buona della produzione dei cunei e delle scanalature con fianchi marcati senza asportazione di truciolo .

Una introduzione delle forze, particolarmente favorevole, nella direzione circonferenziale si consegue allorquando viene garantito che i fianchi radiali di ciascuna scanalatura del profilato interno si trovano, per lo meno parzialmente, nella zona delle dimensioni radiali delle parti ad anello circolare confinanti.

Preferibilmente il profilato esterno ed il profilato interno presentano rispettivamente per lo meno due cunei, rispettivamente scanalature, distribuiti simmetricamente sulla loro circonferenza. In tal modo si garantisce il fatto che nel caso di due cunei, rispettivamente scanalature, se i profilati sono parte componente di alberi articolati a crocere e portano nelle -loro estremità rispettivamente snodi a crocera, questi possono essere disposti solamente in due posizioni circonferenziali tra loro, cosicché viene garantita una disposizione con uguaglianza di fase degli assi di articolazione delle crocere anche quando ha luogo un nuovo montaggio. Inoltre si ottiene un contorno favorevole per il collegamento ad innesto tra una forcella di articolazione di ciascun snodo e il relativo profilato.

Per assicurare una telescopibilità facilmente scorrevole si prevede inoltre che tra i fianchi di ciascuna scanalatura e di ciascun cuneo, alloggiato in essa, nella direzione circonf erenziale è previsto un giogo relativamente all'asse longitudinale .

In una conformazione dell'invenzione si prevede che l'angolo tra i fianchi della scanalatura del profilato interno è dimensionato più grande, in ragione di un siffatto angolo, dell'angolo tra i fianchi del cuneo del profilato esterno cosicché, in caso di sollecitazione dei profilati sotto coppia nominale, si imposta un appoggio di superficie tra fianchi. Viene quindi previsto un percorso di deformazione che porta ad un contatto di superficie. La differenza angolare ammonta tra 0,5° e 1°.

Un esempio di esecuzione preferito dell'invenzione è illustrato schematicamente nel disegno.

In particolare:

la figura 1 mostra la vista laterale di un albero articolato con due snodi a crocera e una disposizione di compensazione di lunghezza secondo l'invenzione trovantesi tra questi,

la figura 2 mostra una sezione II-II secondo la figura 1, tuttavia solamente attraverso l'accoppiamento dei profilati ed in scala di misura ingrandita,

la figura 3 mostra una sezione trasversale corrispondente a quella della figura 2, tuttavia solamente attraverso il profilato esterno, e

la figura 4 mostra una sezione trasversale corrispondente alla figura 2, tuttavia solamente attraverso il profilato interno .

Dalla figura 1 è rilevabile un albero articolato 1. Esso è costituito dei due snodi a crocera 2, 3, i quali sono collegati tra loro mediante una compensazione di lunghezza 4. A tale scopo il primo snodo a crocera 2 è collegato con il profilato interno 7 ed il secondo snodo articolato 3 è collegato con il profilato esterno 6 della compensazione di lunghezza 4. I due profilati, vale a dire il profilato esterno 6 ed il profilato interno 7, sono scorrevoli l'uno nell'altro. Concentricamente rispetto alla compensazione di lunghezza 4 è disposta una protezione 5 contro gli incidenti, la quale è munita verso i due snodi a crocera 2, 3 di volta in volta·di un manicotto a tramoggia, il quale ricopre, per lo meno parzialmente, i relativi snodi a crocera 2, 3 ed il quale inoltre circonda due tubi di protezione scorrevoli l'uno internamente all'altro. La protezione contro gli incidenti 5 è fissabile, attraverso una catena, ad una parte localmente fissa, cosicché questa protezione è ferma quando i due snodi a crocera 2, 3 ruotano con la compensazione di lunghezza 4. L'albero articolato 1 serve alla trasmissione di coppie. La compensazione di lunghezza 4 deve, da un lato, trasmettere la coppia tra i due snodi a crocera 2, 3 e, dall'altro lato, deve compensare variazioni di distanza, le quali risultano tra i centri di piegatura dei due snodi a crocera 2, 3. A tale scopo la compensazione di lunghezza, ovvero disposizione di compensazione di lunghezza, 4 è costituita del profilato esterno 6 tubolare e del profilato interno 7 tubolare, scorrevole nel primo lungo l'asse longitudinale X.

Come risulta dalla figura 2, il profilato esterno 6 è costituito nella sezione trasversale di due parti 9 di anello circolare e di due cunei 8 ristretti verso l'interno rispetto alla superficie esterna delle parti 9 di anello circolare, i quali, cunei sporgono verso l'interno dalla superficie interna 9a delle parti 9 di anello circolare. A tale scopo vengono formati due cunei 8 sfalsati tra loro in ragione di 180°, estendentisi parallelamente rispetto all'asse longitudinale X e sporgenti verso l'interno, i quali cunei, visto in direzione circonferenziale, vengono delimitati da fianchi 14, 15 e, in direzione radiale, da una superficie di testa 10. I fianchi 14, 15 sono parte componente delle parti di fianchi 14a, 15a, le quali sono parte del profilato tubolare 6 e sono delimitate di volta in volta da due susseguenti parti 9 di anello circolare. Il profilato interno tubolare 7 presenta parimenti due parti di anello circolare 12 e sporgenze ristrette verso l'interno verso l'asse longitudinale X, tuttavia formanti scnalature 11. Queste sono disposte parimenti sfalsate tra loro in ragione di 180° e si estendono parallelamente rispetto all'asse longitudinale X. Le scanalature 11 sono delimitate di volta in volta da due fianchi 16, 17, appartenenti a parti di fianchi 16a, 17a, e da una parte di fondo 13a collegante entrambi e presentante la superficie di fondo 13. L'asse longitudinale X forma nello stesso tempo l'asse di rotazione per i due profilati 6, 7. I due cunei 8 del profilato esterno 6 si impegnano nella di volta in volta relativa scanalatura 11 del profilato interno 7. Le due scanalature 11 presentano fianchi 16, 17 di volta in volta fronteggianti i due fianchi 14, 15 dei cunei 8. Mediante l'appoggio dei fianchi 14, 16 oppure 15, 17 l'uno sull'altro una coppia viene trasmessa attorno all'asse X nel caso di una sollecitazione di coppia di uno dei due profilati 6, 7. I due profilati 6, 7 sono centrati reciprocamente, con gioco radiale, mediante appoggio delle superfici esterne delle parti 12 di anello circolare del profilato interno 7 e le superfici interne delle parti di anello circolare 9 del profilato esterno 6. Tra la superficie di testa 10 dei due cunei 8 e la superficie di fondo 13 delle scanalature 11 è prevista di volta in volta una distanza. Parimenti nel senso di rotazione attorno all'asse longitudinale X è previsto un gioco di rotazione tra i cunei 8 e le scanalature 11.

Dalla figura 3 è rilevabile l'esecuzione di un profilato esterno 6. È rilevabile che il profilato esterno 6 presenta parti di anello circolare 9, le quali sono centrate sull'asse longitudinale X e le quali sono collegate tra loro mediante i due cunei 8 conformati come parte rientrata .

Il profilato esterno 6 viene prodotto con i suoi cunei 8 mediante deformazione plastica senza asportazione di truciolo di un tubo cilindrico. I due fianchi 14, 15 delle parti di fianco 14a, 15a dei cunei racchiudono tra loro un angolo A. I cunei 8, estendentisi parallelamente rispetto all'asse longitudinale X, intersecano con prolungamenti immaginari dai loro fianchi 14, 15 un piano mediano 21 nell'asse centrale 18, il quale si estende centralmente tra i due fianchi 14, 15 e contiene l'asse longitudinale X, con uno sfalsamento dall'asse longitudinale X verso il rispettivo cuneo 8. Lo sfalsamento 19 è dimensionato in modo tale che un angolo differenziale C, tra l'angolo A e un angolo, il quale si originerebbe nel caso di un andamento radiale dei fianchi relativamente all'asse longitudinale X, il·quale interessa all'incirca il valore doppio dell'angolo di autobloccaggio, per lo meno tuttavia 12°, ammonta preferibilmente da 14° fino a 30°. In relazione a ciò è ammessa la stessa ampiezza di apertura della scanalatura 11, rispettivamente del cuneo 8, nella zona del raccordo verso le parti di anello circolare 9, 12. Le ali di un siffatto angolo sono indicate con 22 e 23.

Nel caso del profilato interno 7 illustrato in figura 4 sono previste primenti due parti di anello circolare 12, le quali sono collegate tra loro mediante i due restringimenti 20 sfalsati reciprocamente in ragione di 180° ed i quali formano le scanalature 11. I restringimenti 20 sono delimitati mediante le parti di fianco 16a, 17a e la parte di fondo 13a con la superficie di fondo 13 e sono prodotte parimenti mediante deformazione plastica senza asportazione di truciolo di un tubo cilindrico. I fianchi 16, 17 prolungati delle scanalature 11 intersecano parimenti con uno sfalsamento 19s un piano centrale 2la, il quale contiene l'asse longitudinale X, nell'asse centrale 18a. In relazione a ciò il piano centrale 21a è disposto centralmente tra i due fianchi 16, 17 della scanalatura 11 del profilato interno 7.

Lo sfalsamento 19a è più grande dello sfalsamento 19, perchè tra il cuneo 8 e la scanalatura 11 è presente un gioco circonferenziale, vale a dire l'angolo B racchiuso tra i due fianchi 16, 17 del profilato interno 7 è conformato preferibilmente più grande dell'angolo A tra i due fianchi 14, 15 del profilato esterno 6 rilevabile dalla figura 3, cosicché nel senso di rotazione attorno all'asse longitudinale X risulta un gioco di rotazione tra il profilato esterno 6 ed il profilato interno 7. I due profilati, vale a dire il profilato esterno 6 ed il profilato interno 7, sono conformati come corpi di forma tubolare e sono prodotti di acciaio. Vengono garantiti dei buoni rapporti di deformazione plastica e dei favorevoli rapporti di trasmissione di coppia nella fabbricazione del profilato esterno 6 e del profilato interno 7 se l'angolo A è tra 25° fino a 120°, preferibilmente di 60° fino a 100°, e se l'angolo B è di poco più grande rispetto ad esso, vale a dire è più grande di circa 0,5° fino a 1° dell'angolo A. I rapporti di gioco per i profilati 6, 7 inseriti l'uno nell'altro sono da dimensionare preferibilmente in modo tale per cui l'errore di divisione massimale dei cunei 8 e delle scanalature 6 è più piccolo del gioco radiale tra la superficie esterna 12a delle parti di anello circolare 12 del profilato interno 7 e la superficie interna 9a delle parti di anello circolare 9 del profilato esterno 6. Mediante l'accoppiamento dei profilati 6, 7 viene garantito il fatto che, sotto coppia, non si verifica alcun autobloccaggio. Sotto coppia ha luogo un'autocentratura dei profilati 6, 7 tra loro. Nello stato privo di carico i profilati 6, 7 vengono centrati reciprocamente mediante le loro parti di anello circolare 9, 12.

Legenda

1 Albero articolato

2 Primo snodo a crocera

3 Secondo snodo a crocera

4 Compensazione di lunghezza

5 Protezione contro incidenti

6 Profilato esterno

7 Profilato interno

8 Cuneo

9 Parte di anello circolare

9a Superficie interna

10 Superficie di testa

10a Parti di testa

11 Scanalatura

12 Parte di anello circolare 12a Superficie esterna

13 Superficie di fondo

13a Parte di fondo

14, 15 Fianchi del cuneo

14a, 15a Parte di fianco

16, 17 Fianchi della scanalatura 16a, 17a Parte di fianco

18, 18a Asse centrale

19 Sfalsamento

20 Restringimento

21, 21a Piano mediano

22, 23 Ala

A, B, C Angolo

X Asse longitudinale

Y Piano

Claims

Rivendicazioni 1. Compensazione di lunghezza per alberi di azionamento, in particolare alberi articolati a crocera nel tratto di azionamento da apparecchi agricoli, oppure per l'azionamento di apparecchi agricoli, con per lo meno due profilati (6, 7) conformati come tubi ed inseriti l'uno nell'altro, vale a dire con un profilato esterno (6) e con un profilato interno (7), i quali sono spostabili assialmente reciprocamente lungo il loro asse longitudinale (X) e servono alla trasmissione di una coppia, laddove le pareti del profilato esterno (6) e del profilato interno (7) sono conformate, nella sezione trasversale, parzialmente come parti di anello circolare e sono munite di volta in volta di per lo meno una sporgenza estendentesi parallelamente rispetto all'asse longitudinale (X) e sagomata in forma di un restringimento orientato verso l'interno verso l'asse longitudinale (X), dei quali quello del profilato esterno (6) forma un cuneo (8) e quello del profilato interno (7) forma una scanalatura (11) per l'impegno del cuneo (8), ed i fianchi (14, 15; 16, 17) del cuneo (8) e della scanalatura (11) si estendono inclinati in modo tale per cui i loro prolungamenti immaginari intersecano un piano centrale (21, 2la), estendentesi centralmente tra i fianchi (14, 15; 16, 17) e contenente l'asse longitudinale (X), in un asse mediano (18, 18a), il quale è sfalsato parallelamente con uno sfalsamento (19, 19a) dall'asse longitudinale (X) verso la rispettiva sporgenza, caratterizzata dal fatto che, visto nella sezione trasversale, le parti di parete (14a, 10a, 15a), formanti il cuneo (8), del profilato esterno (6) sono formate da due parti di fianco (14a, 15a), partendi dalle prime parti di anello circolare (9) e presentanti i fianchi (14, 15), e da una parte di testa (10a) collegante le due ed estendentesi come arco di cerchio centrato sull'asse longitudinale (X), e le parti di parete (16a, 17a, 13a) formanti la scanaltura (11), del profilato interno (7) sono formate da due parti di fianco (16a, 17a), partenti dalle seconde parti di anello circolare (12) e presentanti i fianchi (16, 17), e da una parte di fondo (13a) collegante le due ed estendentesi come arco di cerchio centrato sull'asse longitudinale (X), dal fatto che lo sfalsamento (19, 19a) è dimensionato in modo tale per cui l'angolo (A, B) racchiuso di volta in volta tra i fianchi prolungati (14, 15) del profilato esterno (6) e quelli (16, 17) del profilato interno (7) è più grande, in ragione di un angolo differenziale (C) di almeno 12°, dell'angolo che si imposta, nel caso di un andamento radiale dei fianchi prolungati (14, 15; 16, 17) relativamente all'asse longitudinale (X) ad uguale luce di apertura nella zona del raccordo verso le parti adiacenti (9, rispettivamente 12) di anello circolare, dal fatto che tra la superficie di testa 10 della parte di testa (10a) e la superficie di fondo (13), fronteggiante questa, della parte di fondo (13a) è prevista una distanza radiale, e dal fatto che lo spostamento radiale dei profilati (6, 7), risultante da un errore di divisione massimale ammesso dei cunei (8) e delle scanalature (11) dei due profilati (6, 7) tra loro, è dimensionato più piccolo della distanza radiale tra le superfici interne (9a) delle parti di anello circolare (9) del profilato esterno (6) e la superficie esterna (12a) relativa delle parti di anello circolare (12) del profilato interno (7).
2. Compensazione di lunghezza secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'angolo differenziale (C) ammonta da 14° fino a 30°.
3. Compensazione di lunghezza secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'angolo (A, B) tra i fianchi (14, 15) del cuneo (8) del profilato esterno (6) oppure tra i fianchi (16, 17) della scanalatura (11) del profilato interno (7) ammonta tra 25° e 120°, preferibilmente tra 60° e 100°.
4. Compensazione di lunghezza secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzata dal fatto che i fianchi (16, 17) della scanalatura (11) del profilato interno (7) si trovano, per lo meno parzialmente, nella zona delle dimensioni radiali delle parti confinanti (12) dell'anello circolare.
5. Compensazione di lunghezza secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzata dal fatto che il profilato esterno (6) ed il profilato interno (7) presentano rispettivamente per lo meno due cunei (8), rispetivamente scanalature (11)/ distribuiti simmetricamente sul loro contorno.
6. Compensazione di lunghezza secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzata dal fatto che tra i fianchi (14, 15; 16, 17) di ciascuna scanalatura (11) e di ciascun cuneo (8), alloggiato in essa, è previsto, in direzione di rotazione, un gioco attorno all'asse longitudinale (X).
7. Compensazione di lunghezza secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 6, caratterizzata dal fatto che l'angolo (B) tra i fianchi (16, 17) della scanalatura (11) del profilato interno (7) è dimensionato più grande, in ragione di un .siffatto angolo, dell'angolo (A) tra i fianchi (16, 17) del cuneo (8) del profilato esterno (6), cosicché, in .caso di sollecitazione dei profilati (6, 7) con coppia nominale, si imposta un appogio di superficie tra i fianchi (15, 17; 14, 16).