ITTO20110299A1 - Puleggia disaccoppiabile per una trasmissione a cinghia o catena - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“PULEGGIA DISACCOPPIABILE PER UNA TRASMISSIONE A CINGHIA O CATENAâ€

La presente invenzione à ̈ relativa a una puleggia disaccoppiabile in particolare per una trasmissione a cinghia di un motore a combustione interna per un autoveicolo.

Una puleggia disaccoppiabile comprende una corona atta a cooperare con una cinghia di una trasmissione a cinghia, ad esempio di una trasmissione accessori, un mozzo atto ad essere collegato con l’albero di ingresso di un accessorio e un innesto per collegare selettivamente il mozzo alla corona. Quando l’innesto à ̈ chiuso la puleggia e il mozzo sono collegati alla rotazione e viene trasferita coppia fra la cinghia e l’albero di ingresso. Quando l’innesto à ̈ aperto non c’à ̈ alcun trasferimento di coppia fra la cinghia e l’albero d’ingresso.

L’innesto viene azionato tramite un attuatore, ad esempio un attuatore elettromagnetico, comandato tramite la centralina elettronica del motore a combustione interna.

Si possono verificare condizioni di funzionamento della trasmissione in cui la cinghia presenta una velocità anche elevata con il mozzo accoppiato alla corona. Se l’innesto viene aperto in tali condizioni, l’elevato carico inerziale sollecita in modo anomalo l’innesto e può causare danneggiamenti e/o rotture che riducono la vita utile della puleggia.

Lo scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare una puleggia disaccoppiabile esente dall’inconveniente sopra specificato.

Lo scopo della presente invenzione viene raggiunto tramite una puleggia disaccoppiabile secondo la rivendicazione 1.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento al disegno annesso, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, che illustra una sezione longitudinale di una puleggia disaccoppiabile secondo la presente invenzione.

In figura, con 1 Ã ̈ indicata, nel suo insieme, una puleggia disaccoppiabile comprendente un mozzo 2 atto ad essere collegato ad un albero 3 che comanda una girante 4 di una pompa acqua di un circuito di raffreddamento di un motore a combustione interna per autoveicoli e/o veicoli pesanti.

La puleggia 1 comprende inoltre una corona 5 atta ad essere collegata ad un elemento flessibile senza fine, preferibilmente una cinghia poli-V, un cuscinetto 6 per supportare radialmente almeno la corona 5 e un innesto 7 per comandare l’accoppiamento torsionale fra il mozzo 2 e la corona 5.

In particolare l’innesto 7 comprende un attuatore 8 e una molla a nastro 9 avente una porzione di estremità 10 collegata al mozzo 2 e una porzione di estremità 11 collegata all’attuatore 8. L’attuatore 8 à ̈ mobile fra una prima posizione in cui la molla a nastro 9 trasferisce per attrito coppia fra il mozzo 2 e la corona 5 e una seconda posizione in cui la corona 5 ruota relativamente al mozzo 2 e la girante 4 non riceve coppia motrice dall’elemento flessibile senza fine.

La puleggia 1 comprende inoltre una boccola 12 circondata da una parte dalle spire della molla a nastro 9 e rotazionalmente solidale con la corona 5 e un elemento fissato al mozzo 2 e compredente una parete tubolare 13 che circonda almeno una porzione longitudinale della molla a nastro 9.

L’attuatore 8 movimenta la porzione di estremità 11 della molla a nastro 9 in modo da rendere solidale quest’ultima o alla boccola 12 per trasmettere il moto al mozzo 2 per attrito o a un elemento fisso rispetto a un involucro del motore a combustione interna.

In maggiore dettaglio, quando l’attuatore 8 à ̈ nella prima posizione, la molla a nastro 9 contatta ad attrito una superficie cilindrica esterna del mozzo 2 e, allo stesso momento, una superficie cilindrica esterna della boccola 12. La direzione di avvolgimento delle spire della molla a nastro 9 à ̈ tale che la pressione esercitata da queste ultime sul mozzo 2 e la boccola 12 aumenta quando la girante 4 tende a rallentare a causa di una coppia resistente. Occorre precisare che la girante 4 ruota sempre nella medesima direzione per far fluire un liquido di raffreddamento nel motore a combustione interna.

Preferibilmente, il mozzo 2 e la boccola 12 presentano il medesimo diametro e sono coassiali.

Quando l’attuatore 8 viene commutato nella seconda posizione, la porzione di estremità 11 à ̈ fissa rispetto all’involucro del motore a combustione interna, tramite l’inerzia della girante, le spire della molla a nastro 9 si svolgono. Corrispondentemente il diametro aumenta in modo che la boccola 12 possa ruotare relativamente rispetto alla porzione di estremità 11. In particolare, il diametro delle spire della molla a nastro 9 aumenta finché le spire contattano una superficie interna 14 della porzione tubolare 13 e sono distanziate dalla boccola 12. La luce anulare fra il mozzo 2, boccola 12 e la superficie cilindrica interna 14 viene dimensionata in modo che, sulla base della sezione trasversale della molla a nastro 9, la girante 4 possa eseguire un numero di giri predeterminato prima di essere bloccata dall’azione delle spire sulla superficie cilindrica interna 14.

L’attuatore 8 comprende un elemento mobile 15 per accoppiare la porzione di estremità 11 della molla a nastro 9 o alla corona 5 o a un elemento fisso rispetto all’involucro del motore. L’elemento mobile 15 comprende una porzione di attrito 16 che contatta o, alternativamente, à ̈ distanziato da una superficie 17 solidale alla corona 5 quando l’attuatore 8 à ̈ nella prima o nella seconda posizione rispettivamente. Preferibilmente, la porzione di attrito 16 viene frenata quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione. Ad esempio, la frenatura à ̈ dovuto al contatto la porzione di attrito 16 e l’elemento fisso all’involucro del motore a combustione interna quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione.

L’elemento mobile 15 comprende inoltre una porzione di aggancio 18 collegata alla porzione di estremità 11 e un giunto torsionale 19 per disaccoppiare alla rotazione relativa la porzione di attrito 16 e la porzione di aggancio 18 e dissipare almeno parzialmente l’azione inerziale della girante 4 quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione.

In particolare, il giunto torsionale 19 può dissipare l’azione inerziale della girante 4 o per attrito a secco oppure per attrito interno, cioà ̈ per isteresi di deformazione di un materiale. Preferibilmente, la porzione di attrito 16 à ̈ montata con interferenza sul giunto torsionale 19 e, superata la coppia limite definita dal coefficiente di attrito statico fra il giunto torsionale 19 e la porzione di attrito 16 e/o la porzione di aggancio 18, le porzioni di attrito 16 e aggancio 18 ruotano relativamente. Inoltre, tale coppia limite à ̈ inferiore rispetto all’azione frenante che

Preferibilmente, la puleggia 1 comprende inoltre un dispositivo 20 per mantenere le spire della molla a nastro 9 separate dalla boccola 12 quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione. In particolare, il dispositivo 20 si oppone alla rotazione del mozzo 2 e svolge la funzione di un freno.

Il freno 20 comprende una molla 21 e un elemento di attrito 22 caricato dalla molla 21 per applicare un carico sul mozzo 2. Il freno 20 à ̈ configurato tramite il carico della molla 21 e il coefficiente d’attrito dell’elemento d’attrito 22 in modo da opporsi alla coppia elastica che la molla a nastro 9 applica sul mozzo 2 quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione e la porzione di attrito 16 à ̈ fissa rispetto all’involucro del motore a combustione interna. Preferibilmente, la porzione tubolare 13 à ̈ rigidamente collegata a una flangia 23 avente un diametro interno fissato al mozzo 2 e una faccia 24 caricata tramite la molla 21 per mantenere la porzione di attrito 16 contro la superficie 17. In questo modo l’attuatore 8 viene mantenuto stabilmente nella prima posizione e deve applicare un’azione tale da vincere il carico della molla 21 per commutare nella seconda posizione.

Quando l’attuatore 8 à ̈ commutato nella seconda posizione, l’azione della molla 21 fra mozzo 2 ed elemento mobile 15 à ̈ superiore alla coppia della molla a nastro 9 generata dallo svolgimento delle spire e, in questo modo, la molla a nastro 9 à ̈ radialmente distanziata dalla boccola 12.

Preferibilmente, la coppia di attrito fra l’elemento mobile 15 e il mozzo 2 à ̈ inferiore rispetto a quella fra porzione di attrito 16 e porzione di aggancio 18. In questo modo, quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione e la porzione d’attrito 16 viene frenata per attrito e in particolare arrestata contro l’elemento fisso all’involucro del motore a combustione interna, inizialmente anche l’elemento di aggancio 18 à ̈ bloccato. L’ulteriore freno 20 si oppone pertanto alla rotazione relativa delle porzioni di estremità 10 e 11 generata dal carico inerziale sulla girante 4. Solamente dopo che le spire della molla a banda 9 sono completamente svolte contro la superficie cilindrica 14 il freno 20 vince la coppia elastica di richiamo fra le porzioni di estremità 10 e 11 e mantiene le spire radialmente separate dalla boccola 12. In caso di carico inerziale residuo della girante 4, ad esempio per velocità di rotazione elevate, il giunto torsionale 19 slitta in modo da dissipare in attrito tale carico inerziale e la porzione tubolare 13 ruota rigidamente con il mozzo 2, il freno 20 e la molla a banda 9 finché l’azione inerziale della girante 4 non à ̈ totalmente dissipata.

Vantaggiosamente, l’elemento di attrito 22 à ̈ collegato in modo rigido alla rotazione e mobile assialmente al mozzo 2 ad esempio tramite un accoppiamento scanalato con la parete tubolare 13. In questo modo, la molla 21, l’elemento d’attrito 22 e la flangia 23 sono collegati rigidamente alla rotazione.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, l’attuatore 8 à ̈ un attuatore lineare lungo l’asse A sia la porzione di attrito 16 che quella di aggancio 18 sono mobili parallelamente all’asse A. Inoltre, l’elemento di aggancio 18 circonda la porzione tubolare 13 e si può estendere longitudinalmente fra almeno una porzione del mozzo 2 e una porzione della boccola 12. L’elemento di aggancio 18 à ̈ collegabile alla porzione di estremità 11 tramite una sede 24 dove viene alloggiato per accoppiamento di forma un dente 25 della porzione di estremità 11.

La boccola 12 viene preferibilmente collegata alla corona 5 tramite una cartella 26 che chiude l’attuatore 8 in un vano delimitato inoltre almeno dalla boccola 12 e dal cuscinetto 6.

La superficie 17 viene preferibilmente definita tramite un anello collegato rigidamente, ad esempio tramite incollaggio, sulla cartella 26.

Vantaggiosamente, l’attuatore 8 à ̈ elettromagnetico e comprende una bobina 27 interposta fra la porzione di attrito 16 e il cuscinetto 6. La bobina 27 circonda almeno il freno 20 e una porzione assiale del mozzo 2 ed à ̈ accoppiata elettromagneticamente alla porzione di attrito 16, la quale viene realizzata di un materiale ferromagnetico e definisce pertanto un elemento comandato tramite la bobina 27.

Preferibilmente, il cuscinetto 5 viene montato su un corpo tubolare 28 collegato in modo rigido al motore a combustione interna ad esempio tramite un collegamento filettato. In particolare il corpo tubolare 28 definisce il centraggio per definire un asse A di rotazione della girante 4. La bobina 27 à ̈ montata sul corpo tubolare 28 e definisce l’elemento fisso contattante la porzione d’attrito 16 quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione.

Preferibilmente, le spire della bobina 27 sono costampate in una resina polimerica che definisce inoltre una superficie frenante 29 che contatta direttamente la porzione di attrito 16 quando l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione.

Vantaggiosamente, la flangia 23 esce radialmente dalla porzione tubolare 13 e viene realizzata in un corpo unico con quest’ultima.

I vantaggi che la puleggia disaccoppiabile 1 consente di ottenere sono i seguenti.

Il giunto torsionale 19 dissipa l’azione inerziale della girante 4 quando l’attuatore 8 à ̈ commutato nella seconda posizione. In questo modo il collegamento fra il dente 25 e la sede 24 à ̈ meno caricato quando la puleggia viene disaccoppiata a numeri di giri elevati, i.e. superiori a 3000 rpm.

Inoltre, quando à ̈ presente anche il freno 20, ad esempio quando la molla a nastro 8 à ̈ montata con interferenza radiale sulla boccola 12, quest’ultimo vince la reazione elastica determinata dalla rotazione relativa fra le porzioni di estremità 10 e 11. Quando la molla a nastro 9 deve essere chiusa intorno al mozzo 2 e alla boccola 12, l’azione frenante à ̈ inferiore alla coppia generata dal contatto fra la porzione di attrito 16 e la superficie 17.

Quando invece l’attuatore 8 à ̈ nella seconda posizione, il freno 20 mantiene le spire della molla a nastro 9 stabilmente distanziate dalla boccola 12, tale condizione essendo raggiunta grazie al carico inerziale della girante 4. Gli attriti sono pertanto ridotti e la vita utile aumenta.

Il freno 20 contribuisce inoltre a dissipare il carico inerziale della girante 4 per una rotazione relativa fra mozzo 2 e porzione di aggancio 18 tale che tutte le spire della molla a nastro 9 sono a contatto contro la porzione tubolare 13. Per carichi inerziali ancora superiori, agisce esclusivamente il giunto torsionale 19.

La configurazione della puleggia 1 Ã ̈ inoltre particolarmente compatta sia in direzione assiale che in direzione radiale.

Risulta infine chiaro che alla puleggia disaccoppiabile qui descritta e illustrata à ̈ possibile apportare modifiche o varianti senza per questo uscire dall’ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni allegate.

In particolare, la porzione di estremità 10 della molla a nastro 9 può essere fissata al mozzo 2 o per interferenza radiale oppure per accoppiamento di forma tramite un dente analogo al dente 25.

Inoltre, un giunto torsionale di dissipazione avente la medesima funzione rispetto a quella del giunto 19 può essere montato in altre posizione rispetto a quella illustrata. Ad esempio può essere previsto un disaccoppiamento con dissipazione fra la porzione di estremità 10 e il mozzo 2.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Puleggia comprendente un mozzo (2), una corona (5) atta a cooperare con un elemento flessibile senza fine, una molla a nastro (9) per accoppiare selettivamente alla rotazione il detto mozzo (2) e la detta corona (5), una superficie frenante (29) fissa e un elemento comandato (16) torsionalmente collegato al detto mozzo (2) almeno tramite la detta molla a nastro (9) e mobile fra una prima posizione in cui il detto mozzo (2) e la detta corona (5) sono solidali alla rotazione tramite la detta molla a nastro (9) e una seconda posizione in cui la detta superficie frenante (29) contatta il detto elemento comandato (16) e determina una rotazione relativa fra una prima e una seconda porzione di estremità (10, 11) della detta molla a nastro (9) per disaccoppiare alla rotazione la detta corona (5) rispetto al detto mozzo (2) quando quest’ultimo à ̈ in rotazione, caratterizzata dal fatto di comprendere un dissipatore (19) interposto fra il detto elemento comandato (16) e il detto mozzo (2) e configurato per disaccoppiare alla rotazione almeno il detto mozzo (2) rispetto al detto elemento comandato (16) quando la coppia fra il detto mozzo (2) e il detto elemento comandato (16) raggiunge un valore predeterminato e inferiore alla coppia di frenatura agente fra la detta superficie frenante (29) e il detto elemento comandato (16) nella seconda posizione. 2.- Puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la detta prima porzione di estremità (10) à ̈ fissa rispetto al detto mozzo (2) e la detta seconda porzione di estremità (11) à ̈ collegata a una porzione di aggancio (18) mobile tramite il detto elemento comandato (16), in cui il detto dissipatore (19) à ̈ interposto fra il detto elemento comandato (16) e la detta porzione di aggancio (18). 3.- Puleggia secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il detto elemento dissipatore (19) comprende un anello che viene montato a interferenza su uno fra le dette porzione di aggancio (18) e porzione di attrito (16). 4.- Puleggia secondo una delle rivendicazioni 3 o 4, caratterizzata dal fatto che la detta molla a nastro (9) à ̈ circondata da un elemento tubolare (13) fisso rispetto al detto mozzo (2) e dal fatto che la detta porzione di aggancio (18) circonda il detto elemento tubolare (13). 5.- Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un freno (20) interposto fra il detto mozzo (2) e la detta seconda porzione di estremità (11) e configurato per opporsi alla rotazione relativa fra il detto mozzo (2) e la detta seconda porzione di estremità (11) quando il detto elemento comandato (16) à ̈ nella seconda posizione. 6.- Puleggia secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il detto freno (20) applica una coppia resistente inferiore a quella applicata dal detto dissipatore (19) fra il detto mozzo (2) e il detto elemento comandato (16). 7.- Puleggia secondo una delle rivendicazioni 5 o 6, caratterizzata dal fatto che il detto freno (20) comprende una molla (21) per generare un carico d’attrito fra i detti mozzo (2) e la detta seconda porzione di estremità (11) e, allo stesso tempo, mantenere stabilmente il detto attuatore (8) nella detta prima posizione. 8.- Puleggia secondo le rivendicazioni 2 e 7, caratterizzata dal fatto che il detto freno (20) comprende un anello (22) accoppiato in modo rigido alla rotazione e mobile assialmente al detto mozzo (2) e caricato tramite la detta molla (21) contro la detta porzione di aggancio (18). 9.- Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una boccola (12) fissa rispetto alla detta corona (5) e circondata dalla detta seconda porzione di estremità (11) della detta molla a nastro (9). 10.- Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una bobina (27) elettromagnetica circondante almeno parzialmente la detta molla a nastro (9) e accoppiata elettromagneticamente al detto elemento comandato (16).