ITTO20000279A1 - Puleggia, ad esempio per variatori continui di velocita', e relativo componente. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Puleggia, ad esempio per variatori continui di velocità, e relativo componente"

TESTO DELIA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una puleggia secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Pulegge di questo tipo vengono utilizzate, ad esempio, nei variatori continui di velocità (indicati spesso con .la sigla CVT, acronimo di "Continuous Variable Transmission") . Variatori di questo tipo sono impiegati, ad esempio, in veicoli a due ruote quali scooter o in veicoli a quattro ruote quali quadricicli, ovvero ancora in veicoli per impieghi particolari quali veicoli per campi da golf, motoslitte, ecc.

La presente invenzione affronta problemi tipicamente riscontrabili nell'impiego di una puleggia del tipo sopra specificato quale puleggia conduttrice di un variatore continuo di velocità mosso ad esempio da un motore a combustione interna ovvero da un motore elettrico.

Nelle pulegge del tipo sopra specificato, la trasmissione della coppia fra la semipuleggia mobile ed il mozzo della semipuleggia fissa avviene di solito attraverso tre elementi, ossia:

- una superficie di spinta piana ricavata nella semipuleggia mobile,

un elemento di riscontro, correntemente denominato "piatto contrasto rulli", rigidamente collegato al mozzo della semipuleggia fissa, e

un insieme di pattini di scorrimento, alloggiati ciascuno in un'apposita sede ricavata nel piatto contrasto rulli con la possibilità di scorrere assialmente su una corrispondente nervatura, fungente da superficie di spinta, ricavata nella semipuluggia mobile.

I pattini in questione, di solito presenti in un numero variabile da tre a sei, sono realizzati con materiali caratterizzati da bassi valori di coefficiente di attrito e buona resistenza al logoramento.

Uno dei problemi riscontrabili nell'impiego di tali pulegge è dato dalla rumorosità dell'accoppiamento fra i suddetti elementi.

Questa rumorosità è riconducibile in via principale all'irregolarità della velocità di rotazione del motore, specialmente ai bassi regimi di rotazione, ed alla contemporanea presenza, fra i componenti destinati ad assicurare la trasmissione della coppia, di giochi di accoppiamento necessari per consentire il montaggio ed assicurare la capacità di movimento della semipuleggia mobile rispetto alla semipuleggia fissa.

Per effetto del graduale logoramento durante l'impiego, questi giochi di accoppiamento aumentano e, in modo conseguente, aumenta anche la rumorosità legata al funzionamento del variatore continuo.

In passato sono già stati proposti diversi accorgimenti per contrastare questo fenomeno negativo .

Ad esempio, si è agito aumentando l'estensione delle superfici di appoggio di ciascun pattino di scorrimento sulla superficie piana ricavata sulla semipuleggia mobile e sul suo alloggiamento nel piatto contrasto rulli. In talune particolari applicazioni si è anche inserito un inserto metallico di appoggio fra il pattino di scorrimento e il suo alloggiamento.

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire una soluzione più soddisfacente ai suddetti problemi.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad una puleggia avente le caratteristiche richiamate in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono.

L'invenzione riguarda anche, in modo autonomo, il relativo componente.

In sostanza, la soluzione secondo l'invenzione propone di realizzare ciascun pattino di scorrimento come componente collegato a legame in assenza di giochi (ad esempio essendo costampato, incollato, fissato per mezzo di rivetti o perni, saldato, etc.) alla formazione di guida a cui è associato (nell'esempio illustrato nel seguito, al piatto contrasto rulli) così da formare praticamente un unico pezzo con il piatto stesso. Si elimina così la possibilità di avere logoramento della superficie del pattino posta a contatto con l'alloggiamento sul piatto contrasto rulli.

L'invenzione verrà ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 illustra, in sezione diametrale, una puleggia realizzata secondo l'invenzione,

- la figura 2 corrisponde essenzialmente a una vista della puleggia della figura 1 osservata secondo la direzione della freccia II della stessa figura 1,

- la figura 3 corrisponde a una sezione secondo la linea III-III della figura 2, e

- le figure 4 e 5 sono due ulteriori viste sostanzialmente corrispondenti alla figura 3 e destinate ad illustrare due fra le numerose possibili varianti di attuazione dell'invenzione.

Nelle figure 1 e 2 il riferimento 1 indica nel complesso una puleggia suscettibile di essere utilizzata, ad esempio, quale puleggia motrice in un variatore continuo di velocità o CVT.

La puleggia, destinata ad essere montata su un albero motore M, comprende essenzialmente due parti o semipulegge, denominate correntemente semipuleggia fissa 2 e semipuleggia mobile 3.

Le denominazioni fissa e mobile si riferiscono al movimento di scorrimento assiale rispetto all'asse principale XM dell'albero M.

La semipuleggia fissa 2 è infatti fissata rigidamente all'albero M in corrispondenza di un codolo terminale filettato MI tramite un collare di bloccaggio C ed un dado D. Tutto questo in modo tale per cui la semipuleggia 2 risulta a tutti gli effetti solidale con l'albero motore M, potendo naturalmente ruotare con esso intorno all'asse XM.

La semipuleggia fissa 2 porta associato (eventualmente formato di pezzo tramite un processo comune di pressofusione) un manicotto tubolare 4 sul quale è calzato a scorrimento il mozzo 5, parimenti tubolare, della semipuleggia mobile 3.

Così come illustrato nel disegno il mozzo 5 è di solito realizzato di pezzo con la relativa semipuleggia 3 tramite un processo comune di pressofusione .

Fra il manicotto 4 e il mozzo 5 è interposto un elemento 6, anch'esso forma tubolare (ossia in pratica un cuscinetto a trascinamento o bussola), suscettibile di seguire il manicotto 5 della semipuleggia 3 nel suo movimento di scorrimento assiale rispetto al manicotto 4 (e dunque rispetto all'albero M ed alla semipuleggia fissa 2) così come schematicamente illustrato con linea a tratti nella figura 1.

La disposizione descritta consente quindi alla semipuleggia mobile 3 di spostarsi rispetto alla semipuleggia fissa 2 nella direzione dell'asse XM dell'albero M fra:

una posizione di massimo allentamento, rappresentata nella figura 1 in linea piena, e una posizione di massimo avvicinamento, rappresentata schematicamente nella stessa figura 1 con linea a tratti.

Le suddette due posizioni corrispondono a rispettive posizioni estreme di avvolgimento sulla puleggia 1 di una cinghia B destinata a realizzare la trasmissione del movimento di rotazione fra la puleggia 1, fungente da puleggia motrice o conduttrice, ed un'altra puleggia (non illustrata), destinata a fungere da puleggia condotta di un variatore continuo di velocità.

Tutto ciò corrisponde a criteri del tutto noti nella tecnica, che non richiedono quindi di essere illustrati in dettaglio in questa sede, anche perchè di per sè non rilevanti ai fini della comprensione dell'invenzione.

E' parimenti noto il fatto che il movimento di avvicinamento della semipuleggia mobile 3 rispetto alla semipuleggia 2 si realizza, attraverso tutte le posizioni intermedie comprese fra le suddette posizioni estreme descrìtte in precedenza, sotto l'azione di masse centrifughe 7, solitamente costituite da rulli (ad esempio, ordinati in tre coppie di rulli angolarmente spaziati di 120° lungo lo sviluppo periferico della puleggia 1). Le masse 7 sono destinate ad agire fra una superficie di spinta 3a ricavata sul lato della semipuleggia mobile 3 opposto rispetto alla semipuleggia fissa 2 ed un elemento di riscontro o di contrasto 8 rigidamente collegato al mozzo 4 della semipuleggia fissa 2, eventualmente per la presenza di un elemento di fissaggio 9.

Risultando assialmente solidale con la semipuleggia fissa 2, l'elemento di contrasto 8 fa sì che la forza centrifuga a cui le masse 7 sono sottoposte con intensità crescente all'aumentare della velocità di rotazione della puleggia 1 si traduca in una sollecitazione applicata sulla superficie di spinta 3a in modo tale da promuovere l'avanzamento della semipuleggia mobile 3 verso la semipuleggia fissa 2.

L'elemento di contrasto 8 (che per la sua funzione viene denominato "piatto contrasto rulli") è solitamente costituito da un pezzo di lamiera metallica lavorato per stampaggio e tranciatura così da conferirgli una generale conformazione a piattino o a tazza con una struttura stellare o raggiata meglio apprezzabile dall'osservazione della figura 2.

Al fine di consentire il movimento assiale della semipuleggia 3 rispetto all'elemento di contrasto 8 (che, si rammenta, risulta assialmente solidale rispetto all'albero M ed alla semipuleggia fissa 2), la semipuleggia mobile 3 è provvista, lungo il contorno della superficie di spinta 3a, di una pluralità di nervature assiali 10 che sporgono radialmente verso l'interno della semipuleggia 3 stessa.

Nell'esempio di attuazione illustrato, che è tale, è prevista la presenza di tre nervature 10 disposte in posizioni angolari separate di 120° lungo lo sviluppo circonferenziale della semi puleggia 3 e dunque dell'elemento 8.

In corrispondenza delle tre nervature 10, l'elemento 8 presenta tre porzioni piane 80 ciascuna presentante una tacca 8a che definisce una corrispondente sede di scorrimento per una delle nervature 10.

Ciascuna delle nervature 10 e la porzione piana 80 dell'elemento 8 portante la rispettiva tacca 8a costituiscono quindi formazioni di guida complementari .

In ciascuna delle tacche 8a è inserito un pattino di scorrimento 11 realizzato con un materiale caratterizzato da bassi valori del coefficiente di attrito e buona resistenza al logoramento ed alla temperatura (100 ÷ 120° C).

Si può trattare, ad esempio, di un materiale plastico, quale poliaitimide, contenente cariche antiusura e antifrizione.

Secondo la presente invenzione, ciascun pattino 11 viene realizzato e/o accoppiato al corpo dell'elemento di contrasto 8 in modo da risultare collegato a legame in assenza di giochi con l'elemento 8 stesso, così da formare praticamente un unico pezzo con l'elemento 8. Viene pertanto eliminato ogni gioco di accoppiamento, evitando quindi l'insorgere di fenomeni di logoramento della superficie del pattino 11 a contatto con la tacca 8a provvista sull'elemento 8 e fungente da alloggiamento di ricezione per il pattino 11 stesso.

Per far sì che il pattino risulti collegato a legame (bond) in assenza di giochi con l'elemento 8 è possibile ricorrere a soluzioni diverse.

Questo risultato può essere ottenuto, ad esempio, costampando (sovrastampando), incollando e/o saldando il pattino 11 sull'elemento 8, ovvero realizzando un accoppiamento fisso del pattino 11 all'elemento 8 tramite elementi di legame (rivetti, perni etc.)

Nel caso di sovrastampaggio, la forma dell'elemento 8 descritta in precedenza, ed in particolare la presenza delle porzioni piane 80, consente di stampare con apposito stampo ad iniezione il materiale del pattino 11 sull'elemento 8. L'alloggiamento del pattino 11 (ossia la tacca 8a, nell'esempio illustrato) prevede allora una zona o più zone di tenuta alla forza centrifuga suscettibile di svilupparsi con la rotazione della puleggia e tale da tendere a staccare il pattino 11 dall'elemento 8.

Nell'esempio di attuazione illustrato (si veda in particolare la figura 2), le suddette zone di tenuta sono realizzate facendo sì che la tacca 8a fungente da alloggiamento di ricezione del pattino 11 presenti una parte di bocca ristretta tale da definire uno, o di preferenza due, spallamenti 8b fungenti in pratica da denti che si oppongono alla fuoriuscita del relativo inserto 11 dalla tacca 8a.

Il corrispondente accoppiamento di legame viene conseguito per effetto della penetrazione del materiale costituente l'inserto 11 all'interno del rispettivo alloggiamento all'atto dell'operazione di costampaggio .

Il risultato finale conseguibile è illustrato, ad esempio, nella vista in sezione della figura 3.

Il fatto di realizzare il collegamento a legame tramite l'incollaggio può presentare il vantaggio dato dalla possibilità di utilizzare un pattino 11 precedentemente preformato.

In questo caso è preferibile adottare per il pattino una forma che ne consente il montaggio nel relativo alloggiamento provvisto sull'elemento 8 prevedendo nel contempo superfici di tenuta della forza centrifuga che agisce sul pattino di scorrimento 11.

Ad esempio, così come illustrato nella figura 4, è possibile impiegare un pattino 11 costituito da due elementi complementari Ila, llb destinati ad essere applicati nel relativo alloggiamento a partire da facce opposte dell'elemento 8 (rappresentato nelle figure 3 a 5 dalla parte piana 80) .

In alternativa, il pattino 11 può essere realizzato con un generale profilo a fungo o a T (si osservi in particolare la figura 5) che ne consente l'inserimento all'interno del relativo alloggiamento a partire da uno delle facce dell'elemento 8, ad esempioper incastro.

Entrambe le soluzioni rappresentate nelle figure 4 e 5 presentano il vantaggio di poter conservare, ai fini della realizzazione dell'azione di ritegno contro la forza centrifuga, la previsione degli spallamenti 8b di cui si è già detto in precedenza.

Per realizzare l'incollaggio del pattino 11 sull'elemento 8 si possono utilizzare adesivi di normale produzione purché compatibili con i materiali con cui sono realizzati l'elemento 8 {di un materiale metallico) ed il pattino di scorrimento 11 (tipicamente un materiale plastico quale poliaramide). Collanti di questo tipo sono ad esempio collanti a base di resine fenoliche e viniliche.

Le soluzioni rappresentate nelle figure 4 e 5 sono utilizzabili anche qualora il collegamento a legame del pattino 11 all'elemento 8 venga conseguito ad esempio per mezzo di rivetti metallici ovvero per mezzo di perni integrali ricavati in una parte del pattino 11 (ad esempio la parte Ila) e destinati ad inserirsi in fori ricavati su una parte complementare (quale la parte Ila).

Particolarmente vantaggiosa appare la possibilità di conseguire il suddetto collegamento a legame saldando gli inserti 11 sull'elemento 8 di preferenza tramite saldatura ad ultrasuoni o per attrito .

La soluzione descritta presenta inoltre il vantaggio di permettere la riduzione del numero di componenti richiesti per realizzare la puleggia 1, semplificando altresì, così da renderlo più efficiente, il processo di montaggio.

Il montaggio di pulegge del tipo di quella rappresentata nella figura 1 viene realizzato al momento attuale per via manuale. Il montaggio dei pattini 11 (e di eventuali inserti, ad esempio di materiale metallico, interposti fra i pattini e i loro alloggiamenti) sull'elemento 8 ed il successivo inserimento nella semipuleggia mobile 3 non sono realizzabili in modo automatico per la difficoltà di manipolazione delle parti, per la forma complicata dei pattini 11, per l'esigenza di mantenere orientamenti particolari fra i vari elementi in gioco e per la mancanza di stabilità di fissaggio dei pattini 11 nei relativi alloggiamenti sull'elemento 8. La soluzione secondo l'invenzione consente invece l'automatizzazione dell'operazione di montaggio almeno per quanto riguarda l'inserimento dell'elemento 8 nel gruppo delle semipulegge 2, 3. Tutto questo senza richiedere manipolazioni particolarmente accurate ed impianti molto costosi.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Ciò vale in particolare per quanto riguarda la possibilità di invertire il ruolo giocato dalle nervature 10 e dagli alloggimenti dell'elemento 8 disponendo i pattini 11 sulla semipuleggia 3.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Puleggia (1) comprendente una semipuleggia (3) suscettibile di compiere un movimento di scorrimento assiale rispetto all'asse di rotazione della puleggia (XM), almeno una massa centrifuga (7) suscettibile di cooperare con detta semipuleggia mobile (3) ed un elemento (8) fungente da elemento di contrasto per detta almeno una massa centrifuga (7) per produrre il suddetto movimento assiale della semipuleggia (3) per effetto di un movimento di detta almeno una massa centrifuga (7) indotto della rotazione della puleggia (1); detta semipuleggia (3) e detto elemento di contrasto (8) essendo provvisti di formazioni di guida complementari (10, 80) destinate a guidare il movimento di scorrimento assiale relativo di detta semipuleggia (3) e di detto elemento di contrasto (8), ed in cui almeno una (80) di dette formazioni di guida porta associato un pattino (11) di scorrimento, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è collegato a legame in assenza di giochi alla formazione di guida (80) che lo porta.
2. 2. Puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è costampato o sovrastampato alla formazione di guida (80) che lo porta.
3. 3. Puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è incollato sulla formazione di guida (80) che lo porta.
4. 4. Puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è fissato tramite rivettatura sulla formazione di guida (80) che lo porta.
5. 5. Puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è applicato sulla formazione di guida (80) che lo porta tramite perni integrali.
6. 6. Puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è montato sulla formazione di guida (80) che lo porta tramite saldatura.
7. 7. Puleggia secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è montato sulla formazione di guida (80) che lo porta per saldatura ad ultrasuoni o per attrito.
8. 8. Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 7, caratterizzata dal fatto che detta formazione di guida (80) che porta il pattino (11) presenta un corrispondente alloggiamento (8a) di ricezione per detto pattino (11), detto alloggiamento (8a) presentando formazioni (8b) suscettibili di contrastare le sollecitazioni centrifughe agenti sul pattino (11) per effetto della rotazione della puleggia (1).
9. 9. Puleggia secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto alloggiamento è realizzato sotto forma di una tacca (8a) provvista di una parte di bocca ristretta definente almeno uno spallamento (8b) fungente da dente di ritegno per detto pattino (11).
10. 10. Puleggia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto pattino (11) è formato da due parti (Ila, llb) collegate a detta formazione di guida (80) che porta il pattino (11).
11. 11. Puleggia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto pattino (11) presenta almeno una parte (Ile) suscettibile di essere introdotta ad incastro in un corrispondente alloggiamento (8a) provvisto nella formazione di guida che porta il pattino (11).
12. 12. Componente della puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 11, detto componente comprendendo detta formazione di guida (80) e detto pattino (11) collegato a legame alla formazione stessa.
13. 13. Componente secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto componente è costituito da detto elemento di contrasto (8).