ITTO20011137A1

ITTO20011137A1 - Attuatore a doppia vite.

Info

Publication number: ITTO20011137A1
Application number: IT2001TO001137A
Authority: IT
Inventors: Henk Kapaan; Koos Zwarts
Original assignee: Skf Ind Spa
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-09
Also published as: WO2003048599A1; AU2002351138A1; ITTO20011137A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Attuatore a doppia vite"

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce al settore degli attuatori a vite. Tali attuatori vengono applicati in svariati campi, ad esempio nel settore automobilistico per l'azionamento di freni, innesti a frizione, cambi di velocità, ecc..

Lo scopo dell'invenzione è di realizzare un attuatore a vite versatile che si adatta ad un'ampia gamma di applicazioni.

Questo scopo è raggiunto per mezzo di un attuatore a vite comprendente un elemento a madrevite avente due filettature coassiali separate e differenti, e due viti che hanno ciascuna una filettatura differente corrispondente alle filettature dell'elemento a madrevite, almeno una di dette viti in corrispondenza della propria estremità rivolta dalla parte opposta rispetto all'altra vite avendo una testa di azionamento, un corpo esterno e mezzi di azionamento per far ruotare l'elemento a madrevite e le viti relativamente tra di loro.

L'attuatore secondo l'invenzione comprende una singola madrevite e due viti. Questa configurazione ha una compattezza che è richiesta per applicazioni quali quelle su dischi freno, ed offre ulteriori possibilità, come verrà spiegato più avanti.

Il motore di azionamento ha uno statore che è collegato al corpo esterno, ed un rotore che impegna l'elemento a madrevite, ad esempio attraverso mezzi di riduzione ad ingranaggi. Preferibilmente, le viti sono accoppiata nella direzione di rotazione, così da ottenerne un comando uniforme attraverso la madrevite. Ad esempio le viti, in corrispondenza delle loro estremità affacciate, sono accoppiate tramite un collegamento scanalato. Per impedire movimenti e giochi indesiderati, le viti sono precaricate in corrispondenza delle loro estremità affacciate tramite una molla di compressione.

Le viti sono supportate ciascuna rispetto all'elemento a madrevite per mezzo di un cuscinetto, ad esempio un cuscinetto liscio o un cuscinetto ad aghi. La madrevite è supportata rispetto al corpo esterno per mezzo di almeno un cuscinetto ad elementi di rotolamento, o è supportata sulle viti per mezzo di un cuscinetto liscio o di un cuscinetto ad aghi. Il rotore è supportato rispetto alla madrevite per mezzo di un cuscinetto, ad esempio un cuscinetto liscio o un cuscinetto ad aghi.

Secondo una prima forma di realizzazione, entrambe le viti sporgono al di fuori del corpo esterno, e presentano entrambe una testa di azionamento in corrispondenza delle loro estremità rivolte in direzioni opposte l'una dall'altra. Questa forma di realizzazione può ad esempio essere applicata in un innesto a frizione o in un freno.

Secondo una seconda forma di realizzazione, una delle viti è supportata in modo assialmente fisso rispetto al corpo esterno, e l'elemento a madrevite è guidato in modo traslabile, ma non girevole, rispetto al corpo esterno. In questo caso, il motore e l'elemento a madrevite sono accolti in un corpo più interno che è scorrevole in direzione assiale rispetto al corpo esterno.

Questa forma di realizzazione è particolarmente adatta per l'azionamento di un cambio di velocità. In questo caso, l'estremità di azionamento dovrebbe effettuare sia un movimento di traslazione e sia un movimento di rotazione; a questo fine, la vite assialmente fissa è azionabile in senso rotazione tramite un ulteriore motore.

L'invenzione verrà ora descritta in maggior dettaglio facendo riferimento a diverse forme di realizzazione illustrate nelle figure.

La fig.l mostra una prima forma di realizzazione dell'attuatore a vite secondo l'invenzione, in particolare per un innesto a frizione;

la fig.2 mostra una seconda forma di realizzazione, in particolare per un cambio di velocità,-le figg.3 e 4 mostrano rispettivamente una terza ed una quarta forma di realizzazione dell'invenzione.

L'attuatore a vite illustrato nella fig.l comprende una singola madrevite (o chiocciola) 1 e due viti 2, 3 aventi rispettive filettature sinistrorsa e destrorsa 4, 5. L'elemento a madrevite 1 ha tratti di madrevite corrispondenti 6, 7; le vite 2, 3 ed i tratti di madrevite 6, 7 si impegnano l'uno con l'altro tramite sfere 8 (vite a ricircolo di sfere). L'elemento a madrevite 1 è supportato all'interno di un corpo esterno 9 per mezzo di due cuscinetti 10 ad elementi di rotolamento.

Le viti 2, 3 hanno, a fianco dei tratti filettati 11, 12, tratti cilindrici 13, 14. Questi tratti cilindrici 13, 14 sono supportati dalle parti cilindriche 15, 16 dell'elemento a madrevite 1. Le parti cilindriche 15, 16, insieme ai tratti cilindrici 13, 14, formano ciascuna un cuscinetto liscio per le rispettive viti 2, 3. Le viti 2, 3 sono sigillate rispetto al corpo esterno 9 per mezzo di soffietti 17. L'elemento a madrevite 1 porta inoltre il rotore 18 di un motore 19, il cui statore 20 è collegato al corpo esterno 9.

La vite 2 è fissata rotazionalmente rispetto al corpo esterno 9 per mezzo di un collegamento scanalato 20. Inoltre, le viti 2, 3 hanno estremità sporgenti o teste di azionamento 21, 22 che presentano ciascuna una flangia di montaggio 23, 24 per collegare l'attuatore a vite alla struttura circostante. Per mezzo di queste flange di montaggio 23, 24, l'attuatore a vite è trattenuto in modo non girevole. Inoltre, le viti 2, 3 in corrispondenza delle proprie estremità affacciate presentano ciascuna un foro 25, all'interno del quale è trattenuta una molla di compressione 26. Questa molla di compressione assicura che qualsiasi gioco verrà ridotto al minimo.

Durante il funzionamento, il motore 19 viene attivato, facendo ruotare l'elemento a madrevite 1 rispetto al corpo esterno 9. A seconda del senso di rotazione dell'elemento a madrevite 1, gli elementi a vite 2, 3 vengono avvicinati o allontanati l'uno rispetto all'altro, per cui viene esercitato un movimento di azionamento attraverso le flange 23, 24.

Nella forma di realizzazione della fig.2, una delle viti 2 è girevole, ma non è assialmente mobi-le essendo supportata per mezzo di cuscinetti 27, 28. L'elemento a madrevite 1 ed il motore 19 sono accolti all'interno di un corpo 29 che è assialmen-te scorrevole all'interno del corpo esterno 9. Que-sto corpo esterno 9 è chiuso all'estremità 30, ed ha una flangia di fissaggio 31 all'estremità oppo-sta, per fissare l'attuatore a vite in questione ad un cambio di velocità.

Sulle loro estremità affacciate, le viti 2, 3 presentano fori 25 nei quali è accolta una chiavetta 32. Le chiavette ed i fori 25 non sono rotondi, il che fa sì che le viti 2, 3 siano assialmente mo-bili l'una rispetto all'altra, ma non girevoli. Le viti 2, 3 sono precaricate per mezzo di una linguetta (spline) 44.

Quando si attiva il motore 19, le viti possono essere allontanate l'una dall'altra, per cui si muove anche la madrevite 1. Ciò è reso possibile dal fatto che la madrevite 1 ed il motore 19 sono accolti nel corpo più interno 29. Questo corpo 29 non è girevole a causa dell'accoppiamento scanalato 33.

La vite 3 ha una testa di azionamento 22 che porta una forcella 34 che è collegabile ad una leva del cambio nel cambio di velocità (non illustrato). Muovendo la vite 3 in avanti ed all'indietro, si può ottenere la traslazione di commutazione del cambio.

La forcella 34 deve inoltre effettuare un movimento rotativo al fine di cambiare marcia. Ciò è reso possibile da un ulteriore motore 35, il cui statore 36 è collegato al corpo esterno 9, ed il cui rotore 37 è collegato alla vite 2.

Facendo funzionare il motore, la vite 2 e quindi la vite 3 attraverso il collegamento scanalato 25, 32 così come il corpo più interno 29 vengono ruotati nel senso di rotazione desiderato, facendo così ruotare la forcella 34 della vite 3 ed otte-nendo quindi la rotazione di cambio marcia desiderata .

Nella forma di realizzazione della fig.3, che in larga misura assomiglia alla forma di realizzazione della fig.l, il rotore 18 del motor e collegato ad un manicotto separato 39, che per mezzo di un cuscinetto 38, ad esempio un cuscinetto liscio, è supportato in modo girevole rispetto all'elemento a madrevite 1. Questo elemento a madrevite 1 porta una flangia 40 sporgente verso l'esterno con una ruota dentata rivolta verso l'interno che fa parte dell'ingranaggio satellite di un meccanismo 41 a ruote dentate. Questo meccanismo 41 a ruote dentate impegna anche il manicotto separato 39; pertanto, le rotazioni impartite al rotore 18 vengono decelerate attraverso il meccanismo 41 a ruote dentate, in modo tale da ottenere il numero di giri desiderato dell'elemento a madrevite 1.

Come nella forma di realizzazione della fig.l, le viti 2, 3 sono supportate rispetto al corpo esterno 9 per mezzo di un cuscinetto liscio che è costituito dalle parti cilindriche 13, 14 delle vite 2, 3 e dalle parti cilindriche 15, 16 del corpo esterno 9. In alternativa, qui si può applicare anche un cuscinetto ad aghi.

Nella forma di realizzazione della fig.4 non sono presenti cuscinetti tra le viti 2, 3 ed il corpo esterno 9; sono invece previste guarnizioni 42 atte ad assicurare l'effetto di tenuta desiderato. Il meccanismo è ora supportato per mezzo di cuscinetti a sfera 43 con piste profonde che sono posizionati tra il corpo esterno 9 ed il manicotto separato 39 che porta il rotore 18 del motore. Il manicotto separato 39, a sua volta, tramite il cuscinetto liscio o il cuscinetto ad aghi 38, supporta l'elemento a madrevite 1, il quale a sua volta supporta le viti 2, 3 attraverso le parti cilindriche 15, 16.

Anche in questo caso è previsto un meccanismo 41 di riduzione a ruote dentate tra il manicotto separato 39 e l'elemento a madrevite 1.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Attuatore a vite, comprendente un elemento a madrevite (1) avente due filettature coassiali separate e differenti (6, 7), e due viti (2, 3) aventi ciascuna una filettatura differente (4, 5) corrispondente alle filettature dell'elemento a madrevite, almeno una di dette viti (2, 3) in corrispondenza della sua estremità rivolta dalla parte opposta rispetto all'altra vite ha una testa di azionamento (21, 22), un corpo esterno (9) e mezzi di azionamento (19, 41) per far ruotare relativamente tra di loro l'elemento a madrevite (1) e le viti (2, 3).
2. Attuatore a vite secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di azionamento comprendono un motore (19), il cui statore (20) è collegato al corpo esterno (9), ed il cui rotore (18) impegna l'elemento a madrevite (1).
3. Attuatore a vite secondo la rivendicazione 2, in cui il rotore (18) impegna l'elemento a madrevite (1) tramite mezzi di riduzione ad ingranaggi (41).
4. Attuatore a vite secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le viti (2, 3) sono accoppiate in senso rotazionale.
5. Attuatore a vite secondo la rivendicazione 4, in cui le vite (2, 3) alle loro estremità affacciate sono accoppiate tramite un collegamento scanalato (25, 32).
6. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui le viti (2, 3) alle loro estremità affacciate sono precaricate da una molla di compressione (26).
7. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno una delle viti (2, 3) è una vite a ricircolo di sfere.
8. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui le viti (2, 3) sono supportate rispetto all'elemento a madrevite (1) per mezzo di un cuscinetto (13, 15; 14, 16), ad esempio un cuscinetto liscio o un cuscinetto ad aghi.
9. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la madrevite (1) è supportata rispetto al corpo esterno (9) per mezzo di almeno un cuscinetto (10) ad elementi di rotolamento.
10. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il rotore (18) è supportato rispetto alla madrevite (1) per mezzo di un cuscinetto (38), ad esempio un cuscinetto liscio o un cuscinetto ad aghi.
11. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 a 9, in cui il rotore (18) è portato da un manicotto separato (38) il quale è supportato rispetto al corpo esterno (9) per mezzo di cuscinetti (43) ad elementi di rotolamento.
12. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui entrambe le viti (2, 3) sporgono dal corpo esterno ed hanno entrambe una testa di azionamento (21, 22) alle loro estremità rivolte in sensi opposti l'una dall'altra.
13. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui le viti (2, 3) sono supportate rispetto al corpo esterno (9) per mezzo di cuscinetti (44, 45), ad esempio cuscinetti lisci o cuscinetti ad aghi.
14. Attuatore a vite secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 a 10, in cui una delle viti (2) è supportata in modo assialmente fisso rispetto al corpo esterno (9), l'elemento a madrevite (1) essendo guidato in modo traslabile, ma non girevole rispetto al corpo esterno (9).
15. Attuatore a vite secondo la rivendicazione 14, in cui il motore (19) e l'elemento a madrevite (1) sono accolti in un corpo più interno (29), detto corpo più interno (29) essendo scorrevole in direzione assiale rispetto al corpo esterno (9).
16. Attuatore a vite secondo le rivendicazioni 14 o 15, in cui la vite assialmente fissa (2) è azionabile in direzione di rotazione tramite un ulteriore motore (35).