ITMI990333A1 - Dispositivo di accoppiamento per trasmettere coppie - Google Patents

Description

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda un dispositivo di accoppiamento per trasmettere coppia fra due parti girevoli reciprocamente, il quale comprende una frizione a lamelle comprime lamelle disposte assialmente alternativamente e con seconde lamelle, le cui prime lamelle sono accoppiate, rispettivamente solidali alla rotazione, con una delle parti reciprocamente girevoli e le cui seconde lamelle sono accoppiate, rispettivamente solidali alla rotazione, con l'altra delle parti reciprocamente girevoli, e il quale comprende un dispositivo di azionamento per sollecitare assialmente la flessione a lamelle con un pistone d'impostazione, che comprende una camera anulare riempita di liquido altamente viscoso e delimitata dal pistone d'impostazione ed un corpo di rotazione disposto nella camera anulare, e la cui camera anulare è formata in una delle parti reciprocamente girevoli ed il cui corpo di rotazione è accoppiato solidale alla rotazione con l'altra delle parti reciprocamente girevoli, laddove una rotazione relativa fra le parti reciprocamente girevoli provoca una sollecitazione a pressione e spostamento del pistone d'impostazione in direzione della frizione a lamelle in seguito a sollecitazione tangenziale del liquido altamente viscoso nella camera anulare.

Dispositivo di accoppiamento di questo genere vengono forniti dalla richiedente con la denominazione di frizione Visco-Lok e sono descritti per la prima volta nel P 43 27 519.2 e nel P 43 43 307.3. Per compensare il volume all'interno della camera anulare in caso di sollecitazione a pressione del pistone d'impostazione usualmente in quella delle parti reciprocamente girevoli contenente la camera anulare è previsto un serbatoio, che da parte sua viene formato da uno spazio anulare e da un pistone anulare soggetto a precarica. In tal caso il corpo di rotazione specialmente all'interno della camera anulare copre una cava di lunghezza periferica limitata, una cui estremità è collegata con il serbatoio e l'altra cui estremità è collegata con la parte della camera anulare direttamente contigua al pistone d'impostazione. È possibile prevedere mezzi per provocare, in caso di inversione del senso di rotazione relativo reciproco, anche un'inversione dei collegamenti delle estremità della cava anulare con il serbatoio, rispettivamente con la parte dello spazio anulare contigua direttamente ai pistoni d'impostazione. Il dispositivo di azionamento di una frizione Visco-Lok del genere qui descritto possiede un'enorme capacità di. pressione, tuttavia un limitato volume di trasporto. Di conseguenza in primo luogo la velocità di reazione è limitata dal fatto che prima della chiusura della pressione a lamelle è necessario superare in un primo momento il gioco di accoppiamento con velocità d'impostazione relativamente modesta del pistone d'impostazione. D'altro canto un gioco di accoppiamento, crescente in dipendenza dell'usura, influenza apprezzabilmente il tempo d'intervento della frizione a lamelle.

Il comportamento d'intervento ritardato spesso è desiderato in relazione ad una compatibilità ABS di un veicolo con configurazione hang-on, equipaggiato con una frizione Visco-Lok nel tratto di trasmissione motrice longitudinale. Tuttavia in altri casi è necessario un breve tempo d'intervento. È comunque svantaggiosa un'influenza sostanziale dello stato di usura delle lamelle della frizione e delle tolleranze di montaggio sul menzionato tempo d'intervento.

Partendo da ciò, la presente invenzione si pone il compito di realizzare semplici mezzi, con i quali si garantisce un intervento costante di un dispositivo di accoppiamento del genere menzionato, indipendentemente dallo stato di usura delle lamelle della frizione e indipendentemente dalle tolleranze di montaggio.

Una prima soluzione consiste nel fatto che una piastra di pressione situata fra pistone d'impostazione e frizione a lamelle e/oppure il pistone d'impostazione in corrispondenza delle superfici fra di loro affacciate presenta superfici cuneiformi o coniche formanti fra di loro un'intercapedine, che si restringe verso l'esterno in direzione radiale ed in cui sono inseriti senza gioco elementi cuneiformi liberamente movibili radialmente. Poiché la disposizione di accoppiamento secondo l'invenzione di regola è girevole, anche quando stanno reciprocamente ferme le parti girevoli reciprocamente, nel funzionamento normale gli elementi cuneiformi menzionati sotto l'influenza della forza centrifuga vengono spinti nelle intercapedini restringentesi verso l'esterno. In tal modo viene compensato il gioco assiale, dipendente dalla fabbricazione o dall'usura, all'interno della sezione a lamelle e fra la frizione a lamelle e la disposizione di azionamento. Con l'iniziale numero di giri relativo fra le parti reciprocamente girevoli quindi, nonostante la minore portata, senza ritardo viene provocata un'efficace sollecitazione della frizione a lamelle ed un'azione di blocco della disposizione di accoppiamento.

Al crescere dell'usura delle lamelle i cunei si registrano automaticamente sotto l'azione della forza centrifuga, cosicché il comportamento d'intervento della frizione per la durata utile rimane invariato e non influenzato dallo stato di usura.

In un'esecuzione vantaggiosa, radialmente all'interno dei cunei possono essere previsti elementi elastici che mantengono i cunei sotto precarica radialmente verso l'esterno. In tal modo si evita una vibrazione dei cunei oppure una caduta all'indietro in caso di arresto.

In un'esecuzione vantaggiosa, l'angolo di apertura in corrispondenza degli elementi cuneiformi è di per sé così modesto che in corrispondenza dei cunei si verifica un autobloccaggio. Una pressione assiale applicata mediante il pistone d'impostazione non può pertanto mai portare ad uno spostamento forzato radiale a ritroso dei cunei verso l'interno, ma agisce necessariamente direttamente ed assialmente sulla frizione a lamelle.

Le menzionate superfici cuneiformi o coniformi in corrispondenza della piastra di pressione e/oppure in corrispondenza del pistone d'impostazione possono essere eseguite preferibilmente come superfici di fondo di cave radiali, che sono delimitata lateralmente a pareti parallele, cosicché i cunei sono guidati lateralmente, ossia esattamente in direzione radiale.

Facendo a meno della fabbricazione meccanica di tali cave radiali per motivi economici sulla piastra di pressione e/oppure sul pistone d'impostazione possono essere realizzate pure superfici coniche e fra pistone d'impostazione e piastra di pressione può essere situato un elemento dischiforme a gabbia con fessure radiali, in cui gli elementi cuneiformi sono sostenuti esattamente guidati lateralmente, ossia in direzione radiale. La fabbricazione di un tale elemento a gabbia come semplice pezzo tranciato in lamiera è considerevolmente più economica della fabbricazione di una pluralità di cave radiali in base alla forma di esecuzione precedentemente menzionata.

In esecuzione preferita almeno tre, preferibilmente non più di quattro cunei sono disposti distribuiti uniformemente sul contorno.

Una seconda soluzione è caratterizzata dal fatto che nel pistone di impostazione è montato almeno un pistone di registrazione, che è movibile assialmente rispetto a questo e chiude a tenuta uno spazio cilindrico, collegato idraulicamente con lo spazio anulare e poggia su una piastra di pressione situata fra pistone d'impostazione e frizione a lamelle. Nel presupposto che nella camera anulare esista una pressione di liquido positivo, mediante questo pistone di registrazione con modesto fabbisogno di volume viene parimenti compensato un superamento di giochi, dipendenti dalla fabbricazione o dall'usura, nella frizione a lamelle oppure fra la frizione a lamelle del dispositivo di azionamento.

La pressione positiva menzionata nello spazio anulare sussiste usualmente, anche quando la disposizione di accoppiamento è ferma, poiché un serbatoio, collegato con lo spazio anulare, per le frizioni del genere menzionato è soggetto ad una precarica. Il collegamento fra spazio anulare e spazio cilindrico dei pistoni di registrazione viene rappresentato preferibilmente da fori assiali di modesta sezione trasversale in grado di influenzare il comportamento d'intervento del dispositivo di accoppiamento .

Poiché il pistone d'impostazione è un pistone anulare, anche almeno un corrispondente pistone di registrazione può essere realizzato come pistone anulare montato in una cava anulare nel pistone d'impostazione. Tuttavia è possibile rappresentare anche almeno tre pistoni di registrazione cilindrici, distribuiti perimetralmente, che vanno singolarmente chiusi facilmente a tenuta e per il loro spostamento assiale hanno un fabbisogno di volume di gran lunga minore.

Mentre, come precedentemente descritto, anche qui secondo l'invenzione si intende compensare qualsiasi gioco, con questa esecuzione secondo l'invenzione è possibile rappresentare anche un comportamento d'intervento ritardato della frizione, in quanto, scegliendo adeguatamente le vie di collegamento idrauliche fra camera anulari e spazi cilindrici dei pistoni di registrazione, in caso di sollecitazione a pressione del pistone di impostazione, è possibile provocare un contemporaneo cedimento di almeno un pistone di registrazione. Pertanto il dimensionamento dei fori di collegamento decide in merito al comportamento dinamico del sistema. In caso di modesta velocità del pistone d'impostazione il liquido durante l'azionamento viene spostato fuori dagli spazi cilindrici, il pistone di registrazione cede e viene formata ritardata l'azione di bloccaggio. In caso di alta velocità del pistone d'impostazione viene formata anche una più alta pressione negli spazi cilindrici, il che fa aumentare l'iniziale effetto di blocco. Il dimensionamento dei fori di collegamento in relazione alla viscosità del liquido altamente viscoso decide in merito al comportamento dinamico del sistema.

Variando la viscosità in funzione della temperatura si ottiene quindi forzatamente anche una dipendenza dalla temperatura del comportamento dinamico. 1/ intercapedine fra pistone d'impostazione e piastra di pressione, dipendente a sua volta da tolleranze di montaggio ed usura delle lamelle, definisce la lunghezza della fase di ritardo in caso di lenta pressurizzazione.

Ulteriori dettagli dell'invenzione risultano comprensibili in base alla seguente descrizione dei disegni.

In particolare:

la figura 1 mostra una semisezione attraverso un dispositivo di accoppiamento secondo l'invenzione con cunei guidati in cave cuneiformi;

la figura 2 mostra una semisezione attraverso un dispositivo di accoppiamento secondo l'invenzione con elementi cuneiformi sostenuti in una gabbia;

la figura 3 mostra gli elementi cuneiformi e l'elemento a gabbia secondo la figura 2 in vista assiale;

la figura 4 mostra una semisezione attraverso un dispositivo di accoppiamento secondo l'invenzione, con un pistone di compensazione;

la figura 5 mostra caratteristiche di un dispositivo di accoppiamento secondo la figura 4.

Le parti corrispondenti nelle figure 1, 2 e 4 vengono descritte in seguito introduttivamente in comune. La disposizione il secondo l'invenzione comprende una unità 12 di frizione a lamelle, ovvero dischi, ed una disposizione di azionamento 13. Una cassa 14 della frizione ed una cassa 15, ivi inserita, del dispositivo di azionamento, che sono accoppiate fra di loro solidale alla rotazione, formano la prima delle parti reciprocamente girevoli. Un mozzo 16 della frizione ed un mozzo 17 della disposizione di azionamento, che possiedono dentature interne corrispondenti 18, 19 e possono essere accoppiati fra di loro solidali alla rotazione per mezzo di un albero scanalato innestato, formano la seconda delle parti reciprocamente girevoli. Nella cassa della frizione prime lamelle 20 sono sostenute solidali alla rotazione e assialmente scorrevoli reciprocamente. Sul mozzo 16 seconde lamelle 22 sono sostenute solidali alla rotazione e scorrevoli reciprocamente assialmente, nonché disposte alternativamente con le prime lamelle 20. Nella casa 15 è situato un pistone d'impostazione 21 formante con essa una camera anulare 23. Le parti formanti la camera anulare 23 ruotano insieme alla cassa 14.

Nella camera anulare 23 è disposto un corpo di rotazione 25 a guisa di lamella, che, tramite una dentatura interna, è accoppiato solidale alla rotazione con il mozzo 12, e quindi con il mozzo 16. Nella camera anulare 23 è inserito inoltre un corpo 26 scanalato formante una cava anulare 27 delimitata in direzione periferica e chiusa a tenuta dal corpo di rotazione 25.

Tramite fori 28 e canali 29 la cava anulare è collegata con un serbatoio 30 chiuso da un pistone anulare scorrevoli 31. Questo viene sollecitato da molle a piattello 32 poggianti su un anello di sicurezza 33 nella cassa 14. Il pistone d'impostazione 21 per mezzo di molle a piattello 34, che poggiano sulla cassa 14, viene sollecitato nel senso di uno scarico della frizione a lamelle. Come descritto dettagliatamente nello stato citato della tecnica, la disposizione di azionamento nel caso di un numero di giri relativo fra la prima e la seconda delle parti reciprocamente girevoli, in seguito alla rotazione relativa del corpo di rotazione rispetto alla cava 27 sagomata nel corpo 26, ne fa aumentare la pressione del liquido nella parte della camera anulare 23 delimitata direttamente dal pistone d'impostazione 21.

Nella figura 1 la superficie frontale del pistone d'impostazione 21, rivolta verso la frizione a lamelle, è completamente piana e radiale. Fra pistone d'impostazione 21 e frizione 12 a lamelle è montata una piastra di pressione 35^ nella quale è realizzata distribuita sul contorno una pluralità di cave cuneiformi 36, il cui fondo forma, con la menzionata superficie frontale del pistone d'impostazione 21, un'intercapedine restringentesi verso l'esterno.

In ogni cava cuneiforme 36 è montato un elemento cuneiforme 37^ che, in seguito all'azione della forza centrifuga, si muove verso l'esterno e spinge la piastra di pressione 351 contro la disposizione di accoppiamento, in modo che le lamelle s'impostano reciprocamente senza gioco. Gli elementi cuneiformi o a chiavetta 371 in tal caso si bloccano, cosicché rimane esclusa una caduta indietro anche al cedimento della forza centrifuga.

Nella figura 2 il pistone d'impostazione 213⁄4 in corrispondenza del proprio lato frontale rivolto verso la frizione a lamelle è eseguito con una superficie conica 38. Una piastra di pressione 352, disposta fra pistone d'impostazione 212 e disposizione di accoppiamento 12, presenta una superficie conica 39 simmetrica ad essa. Fra le superiici coniche è montata una pluralità di elementi cuneiformi 372 guidati in un elemento a gabbia 40 piastriforme. Le menzionate superfici coniche 38, 39 sono superiici di rotazione complete.

Nella figura 3 è mostrato l'elemento 40 a gabbia nella forma di un anello in lamiera con quattro fessure tranciate 41 formanti la guida radiale per gli elementi cuneiformi 372.

Nella figura 4 il pistone d'impostazione 213 lateralmente alla frizione a lamelle 12 è dotato di una cava anulare 21 in cui è montato un pistone anulare 52 fungente da pistone di compensazione. Questo tramite un foro 53 è collegato con la camera anulare 23. Il pistone anulare 51 con una superficie frontale radiale poggia contro una superficie frontale, pure radiale, di una piastra di pressione 353 situata fra pistone d'impostazione 21 e disposizione 12 di frizione a lamelle.

Nella figura 5 è rappresentato il comportamento di intervento di una frizione secondo la figura 4 per due numeri di giri differenziali (delta ni, delta n2) e le corrispondenti coppie di uscita (Tl, T2). In caso di numero di giri differenziale delta ni grande e di rapida formazione viene rapidamente formata una coppia elevata Tl, che successivamente cede ancora leggermente. In caso di numero di giri differenziale delta n2 , minore e più lentamente crescente, ha luogo una formazione ritardata della coppia T2 avente un valore massimo corrispondentemente più basso.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo di accoppiamento per trasmettere una coppia fra due parti girevoli reciprocamente, il quale comprende una frizione a lamelle con prime lamelle e seconde lamelle disposte assialmente alternativamente, le cui prime lamelle sono accoppiate, rispettivamente solidali alla rotazione, con una delle parti reciprocamente girevoli e le cui seconde lamelle sono accoppiate, rispettivamente solidali alla rotazione, con l'altra delle parti rispettivamente girevoli, e il quale comprende un dispositivo di azionamento per sollecitare assialmente la frizione a lamelle con un pistone d'impostazione, che comprende una camera anulare, riempita di liquido altamente viscoso e delimitata dal pistone d'impostazione, ed un corpo di rotazione disposto nella camera anulare, la cui camera anulare è formata in una delle parti reciprocamente girevoli ed il cui corpo di rotazione è accoppiato, solidale all^ rotazione, con l'altra delle parti reciprocamente girevoli, laddove una rotazione relativa fra le parti reciprocamente girevoli provoca una sollecitazione a pressione ed uno spostamento del pistone d'impostazione in direzione verso la frizione a lamelle in seguito a sollecitazione tangenziale del liquido altamente viscoso nella camera anulare, caratterizzato dal fatto che una piastra di pressione (35), situata fra pistone d'impostazione (21) e frizione a lamelle (12), e/oppure il pistone d'impostazione (21) in corrispondenza delle superfici fra di loro affacciate, presenta superiici cuneiformi o coniformi che formano fra di loro un'intercapedine, che si restringe verso l'esterno in direzione radiale ed in cui, senza gioco, sono montati elementi cuneiformi (37) liberamente movibili radialmente.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le superiici cuneiformi o coniformi sono eseguite come superfici di fondo di cave radiali (36).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che fra pistone d'impostazione (21) e piastra di pressione (35) è montato un elemento a gabbia (40) dischiforme con fessure (41), radiali, in particolare aperte esternamente, nelle quali sono sostenuti guidati gli elementi cuneiformi (37).
4. 4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che sono previsti elementi elastici che mantengono sotto precarica i cunei radialmente verso l'esterno.
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che l'angolo di apertura del cuneo è così modesto che in corrispondenza degli elementi cuneiformi (37) si verifica un autobloccaggio.
6. 6. Dispositivo per trasmettere coppia fra due parti reciprocamente girevoli, il quale comprende una frizione a lamelle con prime lamelle e seconde lamelle disposte assialmente alternativamente, le cui prime lamelle sono accoppiate, rispettivamente solidali alla rotazione, con una delle parti reciprocamente girevoli e le cui seconde lamelle sono accoppiate, rispettivamente solidali alla rotazione, con l'altra delle parti reciprocamente girevoli, e che comprende un dispositivo di azionamento per sollecitare assialmente la frizione a lamelle con un pistone d'impostazione, che comprende una camera anulare, riempita con liquido altamente viscoso e delimitata dal pistone d'impostazione e un corpo di rotazione disposto nella camera anulare, la cui camera anulare è formata in una delle parti reciprocamente girevoli e il cui corpo di rotazione è accoppiato solidale alla rotazione con l'altra delle parti reciprocamente girevoli, laddove una rotazione relativa fra le parti reciprocamente girevoli provoca una sollecitazione a pressione ed uno spostamento del pistone d'impostazione in direzione verso la frizione a lamelle in seguito a sollecitazione tangenziale del liquido altamente viscoso nella camera anulare, caratterizzato dal fatto che nel pistone d'impostazione (21) è montato almeno un pistone di registrazione (52), che è movibile assialmente rispetto a questo e chiude a tenuta uno spazio cilindrico (51), collegato idraulicamente con lo spazio anulare (23) e poggia su una piastra di pressione (35) situata fra frizione a lamelle (12) e pistone d'impostazione (21).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il pistone di registrazione (52) è un pistone anulare e lo spazio cilindrico (51) è uno spazio anulare.
8. 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 6 oppure 7, caratterizzato dal fatto che almeno tre pistoni di registrazione cilindrici sono montati, distribuiti sul contorno, nel cilindro d'impostazione (21) (senza figura).