ITTO20100394A1 - DAMPING PULLEY GROUP - Google Patents
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Description
“GRUPPO PULEGGIA SMORZATORE†⠀ œDAMPER PULLEY GROUPâ €
La presente invenzione à ̈ relativa a un gruppo puleggia perfezionato comprendente un innesto, preferibilmente per condurre un elemento infinito flessibile, come una cinghia di una trasmissione accessori di un autoveicolo. The present invention relates to an improved pulley assembly comprising a clutch, preferably for driving an infinite flexible element, such as a belt of an accessory transmission of a motor vehicle.
Le recenti normative hanno imposto limiti di emissioni sempre più severi per gli autoveicoli di nuova produzione. In particolare, il biossido di carbonio à ̈ un prodotto della combustione che viene monitorato poiché provoca l’effetto serra. Recent regulations have imposed ever stricter emission limits for new production vehicles. In particular, carbon dioxide is a product of combustion that is monitored as it causes the greenhouse effect.
Allo scopo di ridurre le emissioni di biossido di carbonio, si possono ridurre i consumi di carburante e in particolare si possono ridurre le perdite di energia legate alla dissipazione per attrito in modo da rendere il motore a combustione interna più efficiente. In order to reduce carbon dioxide emissions, fuel consumption can be reduced and, in particular, energy losses related to friction dissipation can be reduced in order to make the internal combustion engine more efficient.
E’ nota, ad esempio, una strategia di controllo per un motore a combustione interna detta start-stop che prevede di spegnere il motore in situazioni predeterminate, come ad esempio la sosta a un semaforo. Tali situazioni predeterminate corrispondono normalmente al regime minimo del motore in modo da ridurre sia il consumo di carburante che le emissioni nocive, come gli ossidi di azoto non stechiometrici, che vengono maggiormente emesse quando il motore funzione al minimo regime. For example, a control strategy for an internal combustion engine called start-stop is known which involves switching off the engine in predetermined situations, such as for example a stop at a traffic light. These predetermined situations normally correspond to the engine idling speed in order to reduce both fuel consumption and harmful emissions, such as non-stoichiometric nitrogen oxides, which are more emitted when the engine is running at idle speed.
Un ulteriore metodo per ridurre il consumo di carburante à ̈ quello di realizzare una trasmissione accessori configurata per disinserire uno o più accessori se questi ultimi non sono usati dall’utente. Allo scopo, la trasmissione comprende una puleggia disinseribile tramite un dispositivo di comando collegato alla centralina del motore. Ad esempio, la puleggia à ̈ collegata all’albero a gomiti e comprende un innesto elettromagnetico. Quando l’innesto elettromagnetico à ̈ inserito, la puleggia conduce la cinghia e tutti gli accessori collegati alla cinghia, come ad esempio un compressore di un sistema di condizionamento oppure un alternatore o una macchina elettrica reversibile. Quando l’innesto viene disinserito, la cinghia à ̈ rotazionalmente disaccoppiata dall’albero a gomiti e rimane ferma anche quando il veicolo avanza. Another way to reduce fuel consumption is to build an accessory drive configured to disengage one or more accessories if they are not being used by the user. For this purpose, the transmission comprises a pulley which can be disconnected by means of a control device connected to the engine control unit. For example, the pulley is connected to the crankshaft and includes an electromagnetic clutch. When the electromagnetic clutch is inserted, the pulley drives the belt and all the accessories connected to the belt, such as a compressor of an air conditioning system or an alternator or a reversible electric machine. When the engagement is disengaged, the belt is rotationally decoupled from the crankshaft and remains stationary even when the vehicle is moving forward.
Tuttavia, l’operazione di inserimento e disinserimento dell’innesto quando l’albero a gomiti opera ad un numero di giri elevato, ad esempio quando il veicolo à ̈ in marcia in autostrada, richiede di assorbire energie elevate che possono provocare rumore e usura e rendere così tale soluzione, vantaggiosa dal punto di vista della riduzione delle emissioni ma svantaggiosa dal punto di vista del comfort della veicolo. However, the engagement and disengagement operation of the clutch when the crankshaft is operating at a high number of revolutions, for example when the vehicle is driving on a motorway, requires the absorption of high energies which can cause noise. and wear and thus make this solution advantageous from the point of view of reducing emissions but disadvantageous from the point of view of vehicle comfort.
Scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare un gruppo puleggia comprendente un innesto elettromagnetico esente dall’inconveniente sopra specificato. The object of the present invention is to provide a pulley assembly comprising an electromagnetic clutch free from the drawback specified above.
Lo scopo della presente invenzione à ̈ raggiunto tramite un gruppo puleggia comprendente un innesto secondo la rivendicazione 1. The object of the present invention is achieved by means of a pulley assembly comprising a clutch according to claim 1.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, essa verrà ulteriormente descritta con riferimento alle figure allegate, in particolare: For a better understanding of the present invention, it will be further described with reference to the attached figures, in particular:
la Figura 1 Ã ̈ una sezione di un gruppo puleggia comprendente un innesto secondo la presente invenzione; Figure 1 is a section of a pulley assembly comprising a clutch according to the present invention;
la Figura 2 Ã ̈ una sezione di una seconda forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 2 is a section of a second embodiment of the present invention.
In figura 1 à ̈ indicato con 1, nel suo insieme, un gruppo puleggia comprendente un mozzo 2 atto ad essere collegato a un albero rotante di uscita, ad esempio all’albero a gomiti di un motore a combustione interna, uno smorzatore dinamico torsionale 3, una puleggia 4 folle rispetto al mozzo 2, un gruppo torsionale elastico 5 per collegare il mozzo 2 alla puleggia 4 e un innesto elettromagnetico 6 per collegare selettivamente la puleggia 4 al mozzo 2 tramite il gruppo torsionale elastico 5. In figure 1, 1 indicates, as a whole, a pulley assembly comprising a hub 2 suitable for being connected to a rotating output shaft, for example to the crankshaft of an internal combustion engine, a dynamic torsional damper 3, an idle pulley 4 with respect to the hub 2, an elastic torsional group 5 to connect the hub 2 to the pulley 4 and an electromagnetic clutch 6 to selectively connect the pulley 4 to the hub 2 by means of the elastic torsional group 5.
In particolare, lo smorzatore torsionale 3 comprende un supporto collegato rigidamente al mozzo 2, un anello sismico 7 e un elemento elastico 8 per collegare l’anello sismico 7 al supporto. Il supporto comprende, preferibilmente in un unico corpo, una porzione di collegamento 9 assialsimmetrica rispetto ad un asse A montata direttamente al mozzo 2, una cartella 10 uscente radialmente dalla porzione di collegamento 9 e una parete cilindrica 11 uscente assialmente dalla periferia della cartella 10. In particolare, la parete cilindrica 11 definisce una superficie di appoggio per l’elemento elastico 8 e presenta, preferibilmente, la medesima dimensione assiale sia dell’anello sismico 7 che dell’elemento elastico 8. Vantaggiosamente, l’elemento elastico 8 comprende un anello di materiale elastomerico vulcanizzato fra la parete cilindrica 11 e l’anello sismico 7. In particular, the torsional damper 3 comprises a support rigidly connected to the hub 2, a seismic ring 7 and an elastic element 8 to connect the seismic ring 7 to the support. The support comprises, preferably in a single body, a connecting portion 9 axially symmetrical with respect to an axis A mounted directly to the hub 2, a flare 10 radially exiting from the connecting portion 9 and a cylindrical wall 11 exiting axially from the periphery of the flask 10. In particular, the cylindrical wall 11 defines a support surface for the elastic element 8 and preferably has the same axial dimension both of the seismic ring 7 and of the elastic element 8. Advantageously, the elastic element 8 comprises a ring of vulcanized elastomeric material between the cylindrical wall 11 and the seismic ring 7.
La porzione di collegamento 9 e la parete cilindrica 11 definiscono una cavità anulare che circonda in direzione radiale e alloggia parzialmente in direzione assiale il gruppo torsionale elastico 5. In particolare, nella presente descrizione e nelle rivendicazioni, il termine †̃circondare’ significa che l’elemento circondato interseca l’ingombro assiale dell’elemento circondante e che fra l’elemento circondato e quello circondante possono essere interposti ulteriori elementi strutturali e non lungo la direzione radiale. Inoltre, il gruppo torsionale elastico 5 comprende una molla a spirale 12 avente una porzione di estremità collegata rigidamente alla porzione di collegamento 9, e un elemento anulare 13. L’elemento anulare 13 à ̈ collegato rigidamente all’altra porzione di estremità della molla a spirale 12 e presenta una posizione assiale e radiale definite rispettivamente dalla cartella 10 e dalla parete cilindrica 11. In particolare, l’elemento anulare 13 definisce una sezione trasversale a †̃C’ aperta da parte opposta rispetto alla cartella 10 e comprende una parete cilindrica interna 14 collegata preferibilmente per interferenza all’ultima spira della molla a spirale 12, un dorso 15 uscente radialmente dalla parete cilindrica interna 14 e una parete cilindrica esterna 16 uscente assialmente dalla periferia del dorso 15. In uso, l’elemento anulare 13 ruota rispetto alla cartella 10 e per evitare l’usura e generare uno smorzamento delle oscillazioni torsionali, il gruppo puleggia 1 comprende un disco di attrito 17 interposto fra il dorso 15 e la cartella 10 e un anello di attrito 18 interposta fra la parete cilindrica esterna 16 e la parete cilindrica 10. The connecting portion 9 and the cylindrical wall 11 define an annular cavity that surrounds the elastic torsional group 5 in the radial direction and partially accommodates in the axial direction. In particular, in the present description and in the claims, the term "surround" means that the surrounded element intersects the axial dimensions of the surrounding element and that between the surrounded element and the surrounding one, further structural elements can be interposed and not along the radial direction. Furthermore, the elastic torsional group 5 comprises a spiral spring 12 having an end portion rigidly connected to the connecting portion 9, and an annular element 13. The annular element 13 is rigidly connected to the other end portion of the spiral spring 12 and has an axial and radial position defined respectively by the plate 10 and by the cylindrical wall 11. In particular, the annular element 13 defines an open â € ̃Câ € ™ cross section on the opposite side with respect to the plate 10 and comprises an internal cylindrical wall 14 preferably connected by interference to the last coil of the spiral spring 12, a back 15 radially outgoing from the internal cylindrical wall 14 and an external cylindrical wall 16 axially outgoing from the periphery of the back 15. In use, the ™ annular element 13 rotates with respect to the plate 10 and to avoid wear and generate a damping of torsional oscillations, the pulley assembly 1 comprises a friction disc 17 interposed between the back 15 and the flask 10 and a friction ring 18 interposed between the outer cylindrical wall 16 and the cylindrical wall 10.
Disposta da parte opposta dello smorzatore torsionale 3 rispetto al gruppo torsionale elastico 5, la puleggia 4 comprende una corona 19 definente una superficie, preferibilmente a gole, adatta a contattare una cinghia di una trasmissione a cinghia, preferibilmente di una trasmissione accessori, una cartella 20 uscente verso l’asse A dalla corona 19 e un cuscinetto a rotolamento 21 per supportare radialmente la cartella 20 e la corona 19 sul mozzo 2. Vantaggiosamente, la cartella 20 à ̈ disposta in una posizione assiale mediana della corona 20 in modo da delimitare da parti assialmente opposte una superficie cilindrica interna 22 e una cavità 23. La superficie cilindrica interna 22 à ̈ rivolta verso il gruppo torsionale elastico 5 e almeno parzialmente sovrapposta in direzione assiale al mozzo 2 e/o alla porzione di collegamento 9. La cavità 23 à ̈ anulare e viene delimitata inferiormente da una parete tubolare 24 che appoggia sul cuscinetto a rotolamento 21 e definisce preferibilmente un unico corpo con la cartella 20 e la corona 19. In questo modo il cuscinetto a rotolamento 21 à ̈ almeno parzialmente circondato dalla corona 19 in modo che il carico di quest’ultima possa trasferirsi sul cuscinetto stesso con un disallineamento scarso o nullo. Arranged on the opposite side of the torsional damper 3 with respect to the elastic torsional assembly 5, the pulley 4 comprises a crown 19 defining a surface, preferably with grooves, suitable for contacting a belt of a belt transmission, preferably of an accessory transmission, a folder 20 outgoing towards the axis A from the crown 19 and a rolling bearing 21 to radially support the flange 20 and the crown 19 on the hub 2. Advantageously, the flare 20 is arranged in a median axial position of the crown 20 so as to delimit on axially opposite sides an internal cylindrical surface 22 and a cavity 23. The internal cylindrical surface 22 faces the elastic torsional group 5 and at least partially overlaps in axial direction the hub 2 and / or the connection portion 9. The cavity 23 It is annular and is delimited below by a tubular wall 24 which rests on the rolling bearing 21 and preferably defines in a single body with the flange 20 and the crown 19. In this way the rolling bearing 21 is at least partially surrounded by the crown 19 so that the load of the latter can be transferred to the bearing itself with little or no misalignment .
La cavità dell’elemento anulare 13 e la cavità 23 circondano in direzione radiale e alloggiano almeno parzialmente in direzione assiale l’innesto elettromagnetico 6. L’innesto elettromagnetico 6 comprende una bobina 25 fissa collegata ad esempio a una parete di un motore a combustione interna, un’ancora 26 mobile assialmente e disposta in direziona assiale fra la cartella 20 e il gruppo torsionale elastico 5, e una molla a nastro 27 collegata fra l’ancora 26 e la puleggia 4. In particolare, l’ancora 26 comprende un disco sagomato 29 assialmente interposto fra la molla a spirale 12 e la cartella 20, una parete di supporto 30 cilindrica uscente dalla periferia del disco sagomato 29 all’interno della cavità dell’elemento anulare 13 e una parete di testa 31 uscente radialmente da una porzione di estremità della parete di supporto 30. La parete di testa 31 contatta e coopera ad attrito con il dorso 15 grazie all’azione di una molla 32, ad esempio una molla a tazza, interposta fra la cartella 20 e il disco 29. La parete di testa 31, inoltre, à ̈ collegata rigidamente a una porzione di estremità della molla a nastro 27 mentre l’altra porzione di estremità à ̈ collegata rigidamente alla puleggia 3, vantaggiosamente alla cartella 20. La molla 32 à ̈ configurata per supportare radialmente l’ancora 26. Preferibilmente, la molla 32 à ̈ montata fra due spallamenti anulari rispettivamente definiti sul disco 29 e sulla cartella 20 e supportanti il bordo interno e il bordo esterno della molla 32. The cavity of the annular element 13 and the cavity 23 surround in the radial direction and at least partially house the electromagnetic clutch 6 in the axial direction. The electromagnetic clutch 6 comprises a fixed coil 25 connected for example to a wall of a motor internal combustion, an anchor 26 axially movable and arranged in an axial direction between the plate 20 and the elastic torsional group 5, and a ribbon spring 27 connected between the anchor 26 and the pulley 4. In particular, the Anchor 26 comprises a shaped disc 29 axially interposed between the spiral spring 12 and the flask 20, a cylindrical support wall 30 coming out from the periphery of the shaped disc 29 inside the cavity of the annular element 13 and a wall of head 31 radially protruding from an end portion of the supporting wall 30. The head wall 31 contacts and frictionally cooperates with the back 15 thanks to the action of a spring 32, for example a cup spring, int erposed between the plate 20 and the disc 29. The head wall 31, moreover, is rigidly connected to one end portion of the band spring 27 while the other end portion is rigidly connected to the pulley 3, advantageously to the the spring 32 is configured to radially support the anchor 26. Preferably, the spring 32 is mounted between two annular shoulders respectively defined on the disc 29 and on the folder 20 and supporting the inner edge and the outer edge of the spring 32.
In figura 2 à ̈ illustrato un gruppo puleggia 50 secondo un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione. Il gruppo puleggia 50 comprende un mozzo 51, uno smorzatore torsionale 52, una puleggia 53 folle rispetto al mozzo 51, un gruppo torsionale elastico 54 per collegare il mozzo 51 alla puleggia 53 e un innesto elettromagnetico 55 per collegare selettivamente la puleggia 53 al mozzo 51 tramite il gruppo torsionale elastico 54. Figure 2 illustrates a pulley assembly 50 according to a further embodiment of the present invention. The pulley assembly 50 comprises a hub 51, a torsional damper 52, an idle pulley 53 with respect to the hub 51, an elastic torsional assembly 54 to connect the hub 51 to the pulley 53 and an electromagnetic clutch 55 to selectively connect the pulley 53 to the hub 51 through the elastic torsional group 54.
In particolare, lo smorzatore torsionale 52 comprende un supporto collegato rigidamente al mozzo 51, un anello sismico 56 e un elemento elastico 57 per collegare l’anello sismico 56 al supporto. Il supporto comprende, preferibilmente in un unico corpo, una porzione di collegamento 58 assialsimmetrica rispetto ad un asse B montata direttamente al mozzo 51 e una cartella (web)59 uscente radialmente dalla porzione di collegamento 58. L’elemento elastico 57 à ̈ fissato sulla periferia della cartella 59 e, vantaggiosamente, comprende un anello di materiale elastomerico vulcanizzato. In particular, the torsional damper 52 comprises a support rigidly connected to the hub 51, a seismic ring 56 and an elastic element 57 for connecting the seismic ring 56 to the support. The support comprises, preferably in a single body, a connection portion 58 axially symmetrical with respect to an axis B mounted directly to the hub 51 and a web 59 extending radially from the connection portion 58. The elastic element 57 is fixed on the periphery of the folder 59 and advantageously comprises a ring of vulcanized elastomeric material.
La porzione di collegamento 58 definisce inoltre una sede 60 per supportare radialmente la puleggia 53. La puleggia 53 comprende una corona 61 definente una superficie di lavoro, in questo esempio di realizzazione a gole, adatta a contattare la cinghia di una trasmissione, una cartella 62 uscente in modo inclinato da un bordo 63 della corona 61 verso la cartella 59 e un cuscinetto a rotolamento 64 per supportare radialmente la cartella 62 e la corona 61 sulla sede 60. La puleggia 63 comprende inoltre una parete tubolare 65 uscente assialmente dalla cartella 62 e almeno parzialmente circondata da quest’ultima. La parete tubolare 65 à ̈ montata sull’anello esterno del cuscinetto a rotolamento 64 e definisce preferibilmente un unico corpo con la cartella 62 e la corona 61. The connecting portion 58 also defines a seat 60 for radially supporting the pulley 53. The pulley 53 comprises a crown 61 defining a working surface, in this embodiment with grooves, suitable for contacting the belt of a transmission, a folder 62 protruding in an inclined way from an edge 63 of the crown 61 towards the flange 59 and a rolling bearing 64 to radially support the flare 62 and the crown 61 on the seat 60. The pulley 63 further comprises a tubular wall 65 axially protruding from the flange 62 and at least partially surrounded by the latter. The tubular wall 65 is mounted on the outer ring of the rolling bearing 64 and preferably defines a single body with the flange 62 and the crown 61.
Da parte assiale opposta della cartella 59 rispetto al cuscinetto a rotolamento 64, à ̈ disposto il gruppo torsionale elastico 54. Il gruppo torsionale elastico 54 comprende una molla a spirale 66 avente una porzione di estremità collegata rigidamente al mozzo 51 e un’unità anulare 67 collegata rigidamente all’altra porzione di estremità della molla a spirale 66 e avente una posizione assiale e radiale definite rispettivamente da rispettive superfici piana e cilindrica di uno spallamento 68 uscente assialmente dalla porzione di collegamento 58. In particolare, l’unità anulare 67 à ̈ un guscio comprendente una primo e un secondo elemento 69, 70 e alloggiante la molla a spirale 66 almeno parzialmente in direzione radiale e completamente in direzione assiale. Il primo elemento 69 à ̈ montato sullo spallamento 68 essendo interposti allo scopo di generare uno smorzamento e di evitare il contatto diretto un anello 71 in direzione radiale e una rondella 72 in direzione assiale. Vantaggiosamente, il primo elemento 69 comprende una parete tubolare 73 montata sull’anello 71, una parete radiale 74 uscente dalla parete tubolare 73 e disposta a contatto con la rondella 72, una parete di accoppiamento 75 uscente assialmente dalla parete radiale 74 da parte opposta della parete tubolare 73. La parete di accoppiamento 75 à ̈ collegata rigidamente all’ultima spira della molla a spirale 66 e al secondo elemento 70 dell’unità anulare 67. In particolare, il secondo elemento 70 dell’unità anulare 67 comprende una parete di collegamento 76 collegata rigidamente alla parete di accoppiamento 75 e una parete radiale 77 uscente da un bordo della parete di collegamento 76 verso il mozzo 51. Vantaggiosamente, sono collegate a interferenza radiale l’ultima spira della molla a spirale 66 con la parete di accoppiamento 75 e/o la parete di collegamento 76 con la parete di accoppiamento 76. Inoltre, la parete radiale 77 può presentare una dimensione tale da approssimare per difetto la dimensione della molla a spirale 66 montata nel primo elemento 69 sul mozzo 51. On the opposite axial side of the flange 59 with respect to the rolling bearing 64, the elastic torsional group 54 is arranged. The elastic torsional group 54 comprises a spiral spring 66 having an end portion rigidly connected to the hub 51 and an annular unit 67 rigidly connected to the other end portion of the spiral spring 66 and having an axial and radial position defined respectively by respective flat and cylindrical surfaces of a shoulder 68 axially outgoing from the connecting portion 58. In particular, the annular unit 67 is a shell comprising a first and a second element 69, 70 and housing the spiral spring 66 at least partially in the radial direction and completely in the axial direction. The first element 69 is mounted on the shoulder 68, a ring 71 in the radial direction and a washer 72 in the axial direction being interposed in order to generate a damping and to avoid direct contact. Advantageously, the first element 69 comprises a tubular wall 73 mounted on the ring 71, a radial wall 74 protruding from the tubular wall 73 and arranged in contact with the washer 72, a coupling wall 75 axially protruding from the radial wall 74 on the opposite side of the tubular wall 73. The coupling wall 75 is rigidly connected to the last coil of the spiral spring 66 and to the second element 70 of the annular unit 67. In particular, the second element 70 of the annular unit 67 comprises a connecting wall 76 rigidly connected to the coupling wall 75 and a radial wall 77 protruding from an edge of the connecting wall 76 towards the hub 51. Advantageously, the last coil of the spiral spring 66 is connected by radial interference with the coupling wall 75 and / or the connecting wall 76 with the coupling wall 76. Furthermore, the radial wall 77 can have a dimension such as to approximate p The size of the spiral spring 66 mounted in the first element 69 on the hub 51 is lacking.
Disposto fra la l’unità anulare 67 e la corona 61 lungo la direzione radiale, l’innesto elettromagnetico 55 comprende una bobina 78 fissa collegata ad esempio a una parete di un motore a combustione interna, un’ancora 79 mobile assialmente e avente una porzione disposta in direziona radiale fra il gruppo torsionale elastico 54 e la bobina 78, e una molla a nastro 80 collegata fra l’ancora 79 e la puleggia 63. In particolare, l’ancora 79 comprende una spalla 81 cooperante selettivamente con l’unità anulare 67, la porzione 82 interposta fra la bobina 78 e il gruppo torsionale elastico 54 e una porzione ferromagnetica 83 direttamente affacciata alla bobina 78. Preferibilmente, l’ancora 79 à ̈ realizzata in un unico corpo a partire da una lamiera di materiale ferromagnetico e viene localizzata in direzione radiale tramite una boccola 84 di supporto piantata su una superficie interna della corona 61. Inoltre, l’ancora 79 viene mantenuta a contatto dell’unità anulare 67, preferibilmente tramite la spalla 81, tramite una molla 85 radialmente interposta fra la corona 61 e l’ancora 79. In particolare, la molla 85 à ̈ a tazza e presenta un bordo periferico esterno vincolato fra la cartella 62 e la testa della boccola 84. Un bordo periferico interno della molla 85 contatta invece un risalto 86 dell’ancora 79 in modo da spingere l’ancora 79 stessa verso la cartella 62. Inoltre, l’ancora 79 à ̈ mobile e corsa assiale viene delimitata da una parte tramite un arresto preferibilmente definito dalla molla 85 e dall’altra tramite un arresto definito da un risalto 87 uscente dalla boccola 84 verso l’asse B. Inoltre, l’ancora 79 à ̈ supportata radialmente dalla puleggia 53 tramite la boccola 84. Arranged between the annular unit 67 and the crown 61 along the radial direction, the electromagnetic clutch 55 comprises a fixed coil 78 connected for example to a wall of an internal combustion engine, an anchor 79 axially movable and having a portion disposed in a radial direction between the torsional elastic group 54 and the coil 78, and a ribbon spring 80 connected between the anchor 79 and the pulley 63. In particular, the anchor 79 comprises a selectively cooperating shoulder 81 with the annular unit 67, the portion 82 interposed between the coil 78 and the elastic torsional group 54 and a ferromagnetic portion 83 directly facing the coil 78. Preferably, the anchor 79 is made in a single body starting from a sheet of ferromagnetic material and is located in the radial direction by means of a support bushing 84 planted on an internal surface of the crown 61. Furthermore, the anchor 79 is kept in contact with the annular unit 67, preferably through the shoulder 81, through a spring 85 radially interposed between the crown 61 and the anchor 79. In particular, the spring 85 is cup-shaped and has an external peripheral edge bound between the flange 62 and the head of the bushing 84 . An internal peripheral edge of the spring 85 instead contacts a projection 86 of the anchor 79 so as to push the anchor 79 itself towards the folder 62. Furthermore, the anchor 79 is mobile and axial travel is delimited by a starts by means of a stop preferably defined by the spring 85 and on the other by a stop defined by a projection 87 coming out of the bushing 84 towards the B axis. Furthermore, the anchor 79 is supported radially by the pulley 53 by means of the bushing 84.
Il funzionamento del gruppo puleggia 1 à ̈ il seguente. Quando la bobina 25 non à ̈ energizzata, la molla 32 esercita un’azione assiale sull’ancora 26 e la parete di testa 31 viene premuta contro una superficie interna del dorso 15 all’interno della sezione a †̃C’ del dell’elemento anulare 13. In questo modo, l’ancora 26 à ̈ rotazionalmente solidale all’elemento anulare 13 e viene condotta dal mozzo 2 tramite la molla a spirale 12. The operation of the pulley unit 1 is as follows. When the coil 25 is not energized, the spring 32 exerts an axial action on the anchor 26 and the head wall 31 is pressed against an internal surface of the back 15 inside the â € ̃Câ € ™ section of the annular element 13. In this way, the anchor 26 is rotationally integral with the annular element 13 and is driven by the hub 2 through the spiral spring 12.
Quando la bobina 25 non à ̈ energizzata e il mozzo à ̈ condotto in rotazione dell’albero a gomiti, l’ancora 26 tende a ruotare grazie all’azione della molla 32 mentre la puleggia 4 tende a rimanere ferma poiché à ̈ montata sul cuscinetto a rotolamento 21. La molla a banda 28 presenta un angolo di avvolgimento tale che la velocità relativa fra mozzo 2 e puleggia 4 quando l’albero a gomiti ruota nella direzione di funzionamento (normalmente oraria in Europa), le spire tendono a svolgersi e ad aumentare il proprio raggio medio. L’aumento di raggio medio comporta il contatto con una superficie cilindrica interna identificata dall’elemento anulare 13, preferibilmente dalla parete cilindrica 1 e dalla puleggia 4, preferibilmente dalla corona 19, in modo da definire un innesto unidirezionale, nella presente descrizione non limitativa un innesto unidirezionale a nastro. L’innesto a nastro del gruppo puleggia 1 à ̈ tale da definire una condizione di collegamento rigido fra elemento anulare 13 e corona 19 quando le spire si svolgono. Pertanto, il mozzo 2, la puleggia 4 e il gruppo torsionale elastico 5 sono disposti in serie e, quando la bobina 25 non à ̈ energizzata, il mozzo 2 conduce la puleggia 4 tramite l’azione del gruppo torsionale elastico 5. E’ importante notare che la forza di attrito che produce l’accoppiamento fra elemento anulare 13 e la corona 19 à ̈ dovuta all’azione delle spire della molla a banda 28 ed à ̈ proporzionale alla coppia trasmessa. La molla 32 presenta un carico assiale limitato e ha la funzione di rendere solidale l’ancora 26 con l’elemento anulare 13. When the coil 25 is not energized and the hub is driven in rotation by the crankshaft, the anchor 26 tends to rotate thanks to the action of the spring 32 while the pulley 4 tends to remain stationary as it is It is mounted on the roller bearing 21. The band spring 28 has a winding angle such that the relative speed between hub 2 and pulley 4 when the crankshaft rotates in the direction of operation (normally clockwise in Europe), the coils they tend to unwind and increase their average radius. The increase in average radius involves contact with an internal cylindrical surface identified by the annular element 13, preferably by the cylindrical wall 1 and by the pulley 4, preferably by the crown 19, so as to define a unidirectional clutch, in the present description not limiting a unidirectional belt coupling. The belt coupling of the pulley unit 1 is such as to define a rigid connection condition between the annular element 13 and the crown 19 when the coils are unwound. Therefore, the hub 2, the pulley 4 and the elastic torsional group 5 are arranged in series and, when the coil 25 is not energized, the hub 2 drives the pulley 4 through the action of the elastic torsional group 5. Eâ € It is important to note that the friction force that produces the coupling between the annular element 13 and the crown 19 is due to the action of the coils of the band spring 28 and is proportional to the transmitted torque. The spring 32 has a limited axial load and has the function of making the anchor 26 integral with the annular element 13.
Qualora la puleggia 4 tenda a sopravanzare rotazionalmente il mozzo 2, le spire della molla a banda 28 diminuiscono il loro diametro fino a disaccoppiare angolarmente la puleggia 4 rispetto all’elemento anulare 13. Ma quando il mozzo 2 ritorna a condurre, la molla a banda 28 si accoppia nuovamente alla corona 19 e all’elemento anulare 13. Quando la bobina 25 non à ̈ energizzata, la puleggia 4 presenta preferibilmente una corsa angolare limitata rispetto all’elemento anulare 13 poiché la molla a banda 28 presenta le porzioni di estremità collegate in modo rigido rispettivamente alla puleggia 4 e all’elemento anulare 13. Ad esempio, una condizione di funzionamento in cui la puleggia 4 può sopravanzare il mozzo 2 e l’elemento anulare 13 à ̈ rappresentata da una frenatura brusca dell’albero a gomiti. Il numero di giri del motore diminuisce assieme con quello del mozzo 2, al contrario l’inerzia della trasmissione accessori continua a condurre a una velocità angolare elevata la corona 19 tramite la cinghia. Una condizione di funzionamento in cui la puleggia 4 può sopravanzare in modo intermittente il mozzo 2 à ̈ l’avviamento, durante il quale le forti irregolarità di rotazione dell’albero a gomiti sono associate all’inerzia della trasmissione accessori. If the pulley 4 tends to rotationally overrun the hub 2, the coils of the band spring 28 decrease their diameter until the pulley 4 is angularly decoupled with respect to the annular element 13. But when the hub 2 returns to conduct, the spring is band 28 is coupled again to the crown 19 and to the annular element 13. When the coil 25 is not energized, the pulley 4 preferably has a limited angular travel with respect to the annular element 13 since the band spring 28 has the end portions rigidly connected to pulley 4 and annular element 13 respectively. For example, an operating condition in which pulley 4 can exceed hub 2 and annular element 13 is represented by abrupt braking of the crankshaft. The number of revolutions of the engine decreases together with that of the hub 2, on the contrary the inertia of the accessory transmission continues to drive the ring gear 19 to a high angular speed via the belt. One operating condition in which the pulley 4 can intermittently overrun the hub 2 is starting, during which the strong rotation irregularities of the crankshaft are associated with the inertia of the accessory transmission.
La bobina 25 può essere energizzata in seguito a un comando proveniente da una centralina di controllo del motore a combustione interna. In questo caso, la forza di attrazione elettromagnetica esercitata sull’ancora 26 à ̈ superiore al carico della molla 32 in modo che la parete di testa 31 si separa dall’elemento anulare 13. Quando la bobina 25 à ̈ energizzata, pertanto, la porzione di estremità della molla a banda 28 collegata all’ancora 26 non à ̈ più condotta in rotazione relativa dall’elemento anulare rispetto alla puleggia 4 e le spire diminuiscono il proprio diametro e si separano dall’elemento anulare 13 in modo da aprire l’innesto a banda. In questa condizione di funzionamento, il mozzo 2 viene condotto dall’albero a gomiti e la puleggia 4, la molla 32, l’ancora 26 e la molla a banda 28 sono rotazionalmente scollegate dall’albero motore. Preferibilmente, la bobina 25 viene energizzata per scollegare dal motore gli accessori, come ad esempio un compressore dell’impianto di condizionamento oppure una macchina elettrica reversibile. La bobina 25 à ̈ mantenuta energizzata per tutto il tempo in cui la puleggia 4 à ̈ rotazionalmente scollegata rispetto al mozzo 2. Coil 25 can be energized following a command from a control unit of the internal combustion engine. In this case, the electromagnetic attraction force exerted on the anchor 26 is greater than the load of the spring 32 so that the head wall 31 separates from the annular element 13. When the coil 25 is energized, therefore, the end portion of the band spring 28 connected to the anchor 26 is no longer conducted in relative rotation by the annular element with respect to the pulley 4 and the coils decrease their diameter and separate from the annular element 13 in a to open the band coupling. In this operating condition, the hub 2 is driven by the crankshaft and the pulley 4, the spring 32, the anchor 26 and the band spring 28 are rotationally disconnected from the crankshaft. Preferably, the coil 25 is energized to disconnect the accessories from the engine, such as for example a compressor of the air conditioning system or a reversible electric machine. The coil 25 is kept energized for the whole time in which the pulley 4 is rotationally disconnected with respect to the hub 2.
Qualora durante il funzionamento del motore a combustione interna l’utente e/o la centralina in modo automatico comandi l’accensione di uno degli accessori condotti tramite il gruppo puleggia 1, la bobina 25 non à ̈ più energizzata e l’azione della molla 32 spinge nuovamente l’ancora 26 contro l’elemento anulare 13. Ciò comporta la chiusura dell’innesto a banda e il collegamento rotazione della puleggia 4 con il mozzo 2. I picchi di coppia e le conseguenti oscillazioni sono assorbiti in modo efficace dalla molla a spirale 12, che funziona da assorbitore di coppia, e diminuiscono i carichi sulla cinghia della trasmissione accessori. In particolare, lo smorzamento del gruppo torsionale elastico 5 à ̈ dovuto sia alla molla a spirale 12 che agli elementi di attrito 17 e 18, i quali dissipano una parte dell’energia cinetica delle oscillazioni provocate dalla chiusura dell’innesto a banda. If during the operation of the internal combustion engine the user and / or the control unit automatically controls the ignition of one of the accessories driven by the pulley unit 1, the coil 25 is no longer energized and the action of the spring 32 pushes the anchor 26 again against the annular element 13. This involves the closing of the band coupling and the rotation connection of the pulley 4 with the hub 2. The torque peaks and the consequent oscillations are absorbed effectively by the spiral spring 12, which functions as a torque absorber, and decreases the loads on the accessory drive belt. In particular, the damping of the elastic torsional group 5 is due both to the spiral spring 12 and to the friction elements 17 and 18, which dissipate part of the kinetic energy of the oscillations caused by the closure of the band clutch.
Inoltre, in ogni condizione di lavoro del gruppo puleggia 1, lo smorzatore dinamico torsionale 3 smorza le vibrazioni torsionali dell’albero a gomiti e la sua azione contribuisce a diminuire ulteriormente le sollecitazioni sulla cinghia della trasmissione accessori. In particolare, lo smorzatore dinamico torsionale à ̈ montato in parallelo al gruppo torsionale elastico 5 rispetto al mozzo 2. Furthermore, in all working conditions of the pulley unit 1, the torsional dynamic damper 3 dampens the torsional vibrations of the crankshaft and its action contributes to further reducing the stresses on the accessory transmission belt. In particular, the torsional dynamic damper is mounted parallel to the elastic torsional group 5 with respect to the hub 2.
Il funzionamento del gruppo puleggia 50 à ̈ analogo a quello del gruppo puleggia 1. A causa della disposizione e della conformazione del gruppo torsionale elastico 54, della molla a banda 80 e dell’ancora 79, l’innesto a banda à ̈ chiuso quando le spire della molla a banda 80 riducono il proprio diametro e contattano contemporaneamente una superficie cilindrica esterna definita dalla puleggia 53, in particolare dalla parete tubolare 65, e dall’unità anulare 67, in particolare dalla parete di collegamento 76. Inoltre la funzione di smorzamento per attrito viene svolta dall’anello 71 e dalla rondella 72. Infine, il contatto selettivo fra l’ancora 79 e l’unità anulare 67 à ̈ operato fra la spalla 81 e la parete radiale 77. The operation of the pulley group 50 is similar to that of the pulley group 1. Due to the arrangement and conformation of the elastic torsional group 54, the band spring 80 and the anchor 79, the band clutch is closed when the coils of the band spring 80 reduce their diameter and simultaneously contact an external cylindrical surface defined by the pulley 53, in particular by the tubular wall 65, and by the annular unit 67, in particular by the connecting wall 76. Furthermore, the function of friction damping is carried out by the ring 71 and the washer 72. Finally, the selective contact between the anchor 79 and the annular unit 67 is made between the shoulder 81 and the radial wall 77.
In ogni forma di realizzazione, à ̈ stato verificato che l’operazione di chiusura dell’innesto a banda può essere eseguita entro un limite massimo di velocità angolare del mozzo 2, 51. Pertanto, la centralina di controllo del motore implementa una funzione che controlla la velocità angolare del mozzo 2, 51, ad esempio tramite il numero di giri dell’albero a gomiti, confronta tale valore con il limite massimo di velocità angolare, eventualmente programmabile tramite un intervento sulla centralina oppure tramite un comando azionabile dal conducente del veicolo, e provvede automaticamente al controllo dell’innesto a banda se la velocità angolare del mozzo raggiunge il valore massimo programmato nella centralina. In particolare, se gli accessori non sono utilizzati, la centralina comanda comunque di chiudere l’innesto e sospende l’energizzazione della bobina 25, 78. Qualora invece gli accessori siano già in uso, viene disattivato qualsiasi comando o routine che richieda di energizzare la bobina finché la velocità del mozzo 2, 51 non scende sotto il limite massimo di velocità angolare predeterminato. In questo modo, quando il giunto viene chiuso, il carico inerziale degli accessori presenta un valore ridotto in modo da sollecitare in modo non eccessivo il gruppo torsionale elastico 5, 54. E’ stato verificato che la velocità angolare limite à ̈ ad esempio inferiore a 3000 giri e più in generale inferiore ad un valore di soglia predeterminato. In each embodiment, it has been verified that the band engagement closing operation can be performed within a maximum angular speed limit of the hub 2, 51. Therefore, the engine control unit implements a function which controls the angular speed of the hub 2, 51, for example through the number of revolutions of the crankshaft, compares this value with the maximum limit of angular speed, possibly programmable by means of an intervention on the control unit or by means of a command that can be activated by the driver of the vehicle, and automatically controls the band engagement if the angular speed of the hub reaches the maximum value programmed in the control unit. In particular, if the accessories are not used, the control unit still commands to close the coupling and suspend the energization of the coil 25, 78. If, on the other hand, the accessories are already in use, any command or routine that requires energize the spool until the speed of the hub 2, 51 drops below the predetermined maximum angular speed limit. In this way, when the joint is closed, the inertial load of the accessories has a reduced value so as to not excessively stress the elastic torsional group 5, 54. It has been verified that the limit angular velocity is for example lower at 3000 rpm and more generally below a predetermined threshold value.
I vantaggi del gruppo puleggia 1, 50 secondo la presente invenzione sono i seguenti. The advantages of the pulley assembly 1, 50 according to the present invention are as follows.
Il gruppo torsionale elastico 5, 54 presenta una rigidezza mediamente ridotta per assorbire le sollecitazioni generate quando la differenza di velocità fra mozzo e puleggia sono elevate ma comunque inferiori alla velocità angolare massima dell’albero a gomiti del motore a combustione interna. Al di sopra del limite sopra citato, rumore e sollecitazioni dovuti all’innesto sono troppo elevati. Lo smorzamento delle oscillazioni torsionali dovuto al gruppo torsionale 5, 54 comporta una diminuzione dei picchi di tensione sulla cinghia della trasmissione accessori e migliora le condizioni di funzionamento di quest’ultima. The elastic torsional group 5, 54 has a moderately low stiffness to absorb the stresses generated when the speed difference between hub and pulley is high but in any case lower than the maximum angular speed of the crankshaft of the internal combustion engine. Above the aforementioned limit, noise and stresses due to engagement are too high. The damping of the torsional oscillations due to the torsional group 5, 54 leads to a decrease in the tension peaks on the accessory transmission belt and improves the operating conditions of the latter.
La molla 32, 85 riduce il consumo di energia elettrica poiché sono maggiori le condizioni di funzionamento in cui l’innesto a banda à ̈ chiuso per condurre la trasmissione accessori. The spring 32, 85 reduces the consumption of electrical energy as the operating conditions in which the band clutch is closed to conduct the accessory transmission are greater.
L’innesto a banda, il gruppo elastico torsionale 5, 54 e la puleggia 4, 53 sono configurati in modo che il gruppo puleggia 1, 50 sia il più compatto possibile sia in direzione assiale che in direzione radiale. The band coupling, the torsional elastic group 5, 54 and the pulley 4, 53 are configured so that the pulley group 1, 50 is as compact as possible both in the axial and in the radial direction.
Quando il cuscinetto a rotolamento 21 Ã ̈ circondato dalla corona 19, i momenti ribaltanti agenti sul cuscinetto sono ridotti o nulli. When the rolling bearing 21 is surrounded by the crown 19, the overturning moments acting on the bearing are reduced or zero.
Quando l’unità anulare 67 racchiude almeno parzialmente la molla a spirale 66 anche in direzione assiale, quest’ultima viene protetta dai detriti in un volume sostanzialmente chiuso. When the annular unit 67 at least partially encloses the spiral spring 66 also in the axial direction, the latter is protected from debris in a substantially closed volume.
Quando la bobina 78 à ̈ direttamente affacciata alla porzione ferromagnetica 83, cioà ̈ quando non ci sono ulteriori elementi interposti fra bobina e porzione elettromagnetica, la bobina 78 può presentare una dimensione ridotta poiché viene richiesta un’energia relativamente bassa per movimentare l’ancora 79. When the coil 78 is directly facing the ferromagnetic portion 83, i.e. when there are no further elements interposed between the coil and the electromagnetic portion, the coil 78 can have a reduced size since a relatively low energy is required to move the coil. ™ still 79.
Risulta infine chiaro che ai gruppi puleggia 1, 50 qui descritti e illustrati possono essere apportate modifiche o varianti senza per questo uscire dall’ambito di tutela come specificato dalle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that the pulley assemblies 1, 50 described and illustrated herein may be subject to modifications or variations without thereby departing from the scope of protection as specified by the attached claims.
Vantaggiosamente, secondo qualsiasi forma di realizzazione della presente invenzione, il gruppo torsionale elastico 5, 54 à ̈ in serie alla rispettiva puleggia 4, 53 e può essere a monte dell’innesto a banda (come descritto in precedenza) oppure a valle rispetto al mozzo 2, 51. Advantageously, according to any embodiment of the present invention, the elastic torsional group 5, 54 is in series with the respective pulley 4, 53 and can be upstream of the band coupling (as previously described) or downstream with respect to the hub 2, 51.
Il gruppo puleggia 1, 50 può inoltre essere applicato in generale a un albero di uscita di un qualsiasi dispositivo, come ad esempio un accessorio e non solamente all’albero a gomiti. In questo caso, il gruppo puleggia à ̈ sprovvisto dello smorzatore dinamico torsionale. The pulley assembly 1, 50 can also be applied in general to an output shaft of any device, such as an accessory, and not only to the crankshaft. In this case, the pulley assembly does not have the dynamic torsional damper.
Almeno una delle due porzioni di estremità della molla a banda 28, 80 può essere scorrevole in una scanalatura definita dal rispettivo elemento di supporto. Tale scanalatura presenta un raggio variabile in direzione tangenziale per semplificare l’operazione di chiusura e/o apertura dell’innesto. At least one of the two end portions of the band spring 28, 80 can slide in a groove defined by the respective support member. This groove has a variable radius in a tangential direction to simplify the closing and / or opening of the coupling.
Dipendentemente dalle applicazioni, la funzione elastica della molla a banda 28, 80 può essere svolta tramite un anello di materiale elastomerico. Depending on the applications, the elastic function of the band spring 28, 80 can be performed by means of a ring made of elastomeric material.
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