ITTO20120622A1 - Procedimento per la lavorazione di un disco variatore da usare in una trasmissione toroidale a variazione continua - Google Patents

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: PROCEDIMENTO PER LA LAVORAZIONE DI UN DISCO VARIATORE DA USARE IN UNA TRASMISSIONE TOROIDALE A VARIAZIONE CONTINUA.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un procedimento per la fabbricazione di un disco variatore da usare in una trasmissione toroidale a variazione continua. Più in particolare, l’invenzione riguarda la fabbricazione di un disco variatore del tipo che presenta una pista concava su una sua faccia e un foro centrale per il montaggio del disco su un albero.

Dal brevetto US 6 637 107 B2 Ã ̈ noto un procedimento per la fabbricazione di un disco variatore il quale presenta una pista concava su una sua faccia per il rotolamento di rulli e un foro centrale scanalato atto ad ingranare con un albero scanalato. Tale procedimento comprende le fasi di:

formare una pista concava con un sovrametallo su una faccia di un semilavorato anulare;

formare detto foro scanalato attraverso il semilavorato presentante la pista;

trattare termicamente il semilavorato per l'indurimento dello stesso, e

in una condizione nella quale il semilavorato à ̈ trattenuto dall’albero, il quale ingrana con il foro scanalato dopo il trattamento termico del semilavorato, eseguire una finitura su una periferia esterna di detto disco utilizzando detto albero come riferimento per la lavorazione. La finitura della pista viene poi eseguita usando la periferia esterna come riferimento per la lavorazione. Una variante del procedimento prevede che, dopo il trattamento termico, si esegue la finitura dei fianchi delle scanalature mediante una broccia, e quindi si esegue la finitura della pista usando i fianchi delle scanalature come riferimento per la lavorazione.

La presente invenzione à ̈ rivolta alla fabbricazione di un disco toroidale che presenti una pista lavorata a macchina con la massima precisione possibile.

Questo scopo à ̈ raggiunto, in accordo con la presente invenzione, da un procedimento di fabbricazione secondo la rivendicazione 1. Forme di attuazione preferenziali dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Verranno ora descritte alcune forme di attuazione preferite ma non limitative dell’invenzione, facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 à ̈ una vista schematica in sezione verticale di un disco variatore bloccato su un tornio durante una fase di tornitura in un procedimento secondo una forma di attuazione dell’invenzione;

le figure 2 e 3 sono viste simili alla figura 1, che mostrano due rispettivi dischi variatori che differiscono per la forma del foro centrale.

Facendo inizialmente riferimento alla figura 1, un disco variatore 10 da usare in una trasmissione toroidale a variazione continua presenta un foro centrale passante 11, il quale si estende in una direzione qui definita assiale lungo un asse z tra due facce opposte 12, 13 del disco; una delle facce, qui denominata faccia principale 12, presenta una pista concava 14 sulla quale à ̈ destinato ad impegnarsi un rullo discoidale (non illustrato) facente parte di una trasmissione toroidale a variazione continua.

Il foro 11 serve per montare il disco su un albero (non illustrato) atto a trascinare in rotazione il disco. Il foro 11 presenta almeno un tratto cilindrico 15, come discusso nel seguito.

Nella forma di attuazione illustrata nella figura 1, il tratto cilindrico 15 si estende per tutto il foro 11. Se il disco à ̈ atto ad essere montato su un albero di trasmissione di tipo scanalato, un tratto 16 del foro 11 à ̈ scanalato, come indicato nell’esempio di attuazione della figura 2. La formazione di un tratto scanalato 16 nel foro costituisce una scelta preferenziale in talune condizioni applicative ma di certo non essenziale ai fini dell'attuazione dell'invenzione. In particolare, il foro può presentare altre formazioni atte a consentire la trasmissione del moto impartito dall’albero. Ad esempio, il foro può presentare, oltre al tratto cilindrico 15, un tratto scanalato, o rigato, oppure a sezione poligonale (quadrata, rettangolare, esagonale), oppure filettata, oppure, più in generale, una qualsiasi forma non cilindrica e comunque idonea a trasmettere un movimento rotatorio dall’albero al disco o viceversa.

La faccia principale 12 del disco presenta due superfici anulari piane concentriche 17, 18, trasversali rispetto all’asse z, le quali delimitano la pista concava 14: una prima superficie anulare 17, radialmente più interna, si estende tra la pista 14 e il foro 11; una seconda superficie anulare 18, radialmente più esterna, si estende tra la pista 14 e un bordo cilindrico perimetrale esterno 19 del disco. La superficie 18 non deve essere necessariamente una superficie anulare piatta trasversale all’asse z, ma può anche essere una superficie ricurva.

Una forma di attuazione del procedimento di fabbricazione del disco prevede una fase preliminare di fucinatura che fornisce uno sbozzato discoidale d’acciaio, preferibilmente acciaio per cuscinetti, avente forma di disco forato, grossolanamente corrispondente alla forma del disco finito, con un sovrametallo (non illustrato).

Lo sbozzato discoidale viene preliminarmente assoggettato ad una fase di tornitura, nella quale viene rimossa la maggior parte del sovrametallo, e da una successiva fase di trattamento termico nella quale il metallo viene indurito. Tanto il trattamento termico quanto la tornitura sono processi noti, la cui descrizione à ̈ ritenuta qui superflua ai fini della comprensione dell’invenzione.

A seguito della fase di tornitura si ottiene un disco semilavorato 10 come quello illustrato nei disegni allegati. Il disco semilavorato che presenta le seguenti superfici grezze da lavorare successivamente di torneria sul duro: la faccia principale 12 con la pista concava 14 e le superfici anulari concentriche 17, 18, la faccia posteriore 13, il foro centrale 11, e il bordo perimetrale esterno 19.

Dopo la fase di trattamento termico, il disco semilavorato viene lavorato a macchina su un tornio a controllo numerico C, assoggettandolo ad una sequenza di fasi di torneria sul duro (hard turning). Secondo una forma di attuazione preferenziale, la superficie anulare grezza 17, radialmente più interna, viene dapprima appoggiata su una piattaforma portapezzo A del tornio, afferrando il disco 10 sul suo bordo esterno 19 per mezzo di ganasce o griffe (non illustrate). Si torniscono prima il foro 11, ottenendo così almeno un tratto di foro cilindrico 15 lavorato ad elevata precisione, e la faccia posteriore 13 del disco. L’ordine sequenziale della tornitura delle superfici 15 e 13 non à ̈ importante ai fini dell’invenzione.

Quindi il disco 10 viene capovolto, appoggiando la faccia posteriore 13, appena tornita, sulla piattaforma portapezzo A. Il disco 10 viene poi bloccato sul tornio impegnando le griffe B del tornio contro il tratto di foro cilindrico 15 già tornito e, utilizzando questa superficie cilindrica lavorata ad alta precisione come superficie di riferimento, si tornisce la pista concava 14, le due superfici trasversali 17, 18 della faccia principale 12, e il bordo cilindrico esterno 19.

La forma delle griffe B dipenderà dalla geometria del foro 11, in particolare dal diametro e dall’estensione assiale del tratto cilindrico 15.

Grazie alla scelta della superfice cilindrica 15 del foro come superficie di riferimento per la lavorazione della pista, quest’ultima à ̈ definita con estrema precisione rispetto al foro, senza risentire negativamente delle tolleranze con cui vengono lavorate altre superfici.

Si apprezzerà, in particolare, che la precisione con la quale viene lavorata la pista concava non risente di tolleranze di accoppiamento tra il disco variatore e l’albero sul quale il disco va montato. Inoltre, la precisione della finitura della pista concava non risente di tolleranze derivanti dalla scelta di superfici di riferimento (quali ad esempio i fianchi di scanalature) che presentano inevitabilmente tolleranze non trascurabili legate alla tecnologia con la quale tali superfici vengono formate o rifinite (ad esempio scanalature formate per brocciatura).

Nella stessa fase nella quale si lavora la pista, oppure in una fase successiva, si può lavorare un tratto del foro così da formare le scanalature o altre formazioni di impegno atte a consentire l’accoppiamento rotazionale del disco con l’albero rotante (non illustrato) sul quale il disco viene poi montato. Vantaggiosamente, la lavorazione delle scanalature o di altre formazioni per la trasmissione del moto rotatorio à ̈ effettuata bloccando il disco sul tratto di foro cilindrico. In questo modo sia la pista e sia le scanalature (o altre formazioni) presentano una geometria precisamente riferita alla medesima superficie di riferimento, rappresentata dal tratto di superficie cilindrica del foro.

La modalità di formatura delle scanalature o di altre conformazioni per la trasmissione del moto rotatorio à ̈ opzionale. In una forma di attuazione, le scanalature possono essere formate per brocciatura interna, ad esempio usando una broccia sullo sbozzato prima del trattamento termico di indurimento, e quindi si effettua una seconda fase di finitura delle scanalature dopo la tornitura del tratto cilindrico 15 del foro, utilizzando tale tratto cilindrico come superficie di riferimento. In una forma di attuazione, le scanalature sono rifinite mediante una fase di elettroerosione a filo.

Si intende che l’invenzione non à ̈ limitata alle forme di attuazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi del procedimento; ad esempio, l’invenzione à ̈ suscettibile di modifiche relative alla sequenza di alcune fasi di lavorazione delle varie superfici del disco variatore. Analogamente, la forma e la disposizione delle superfici nel tratto di foro non cilindrico 16, destinato a trasferire la rotazione dall’albero al disco, potranno variare in funzione di esigenze specifiche. La figura 3 mostra, a titolo di esempio, una variante realizzativa nella quale, diversamente dalla figura 2, il tratto di foro scanalato o non cilindrico 16 si trova più vicino alla faccia 13 anziché alla faccia 12 che presenta la pista concava 14.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la fabbricazione di un disco variatore da usare in una trasmissione toroidale a variazione continua, dove il procedimento comprende le fasi di: - ottenere un disco semilavorato (10) d’acciaio con un sovrametallo, il quale disco semilavorato presenta una prima faccia (12) con una pista concava (14), una seconda faccia (13) opposta alla prima faccia (12), un foro centrale passante (11) che si estende tra la prima (12) e la seconda (13) faccia, e un bordo periferico esterno (19); - trattare termicamente il disco semilavorato; - tornire la pista concava (14) su un tornio (C); caratterizzato dal fatto che la fase di tornitura della pista concava (14) à ̈ preceduta da una fase di tornitura del foro (11), ottenendo così un almeno un tratto tornito cilindrico (15) del foro (11), e che la fase di tornitura della pista concava (14) à ̈ effettuata mentre il disco semilavorato (10) à ̈ bloccato sul tornio (C) mediante griffe (B) che si impegnano sul tratto tornito cilindrico (15), utilizzando questo tratto tornito cilindrico (15) come superficie di riferimento per la tornitura della pista concava (14).
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di tornitura del tratto tornito cilindrico (15) Ã ̈ preceduta dalle fasi di: - appoggiare una superficie (17) della prima faccia (12) del disco semilavorato su una piattaforma portapezzo (A) del tornio, e - bloccare il disco semilavorato sulla piattaforma portapezzo (A) per mezzo di ganasce che afferrano il bordo periferico esterno (19), per effettuare la tornitura del tratto tornito cilindrico (15) con il disco semilavorato bloccato in questa posizione.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre la fase di tornire la seconda faccia (13) del disco mentre questo à ̈ bloccato sulla piattaforma portapezzo (A) nella posizione in cui viene effettuata la tornitura del tratto cilindrico (15).
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che a completamento delle fasi di tornitura del tratto tornito cilindrico (15) e della seconda faccia (13), vengono effettuati i passi seguenti: il disco semilavorato (10) viene capovolto, poi la seconda faccia (13) tornita del disco viene appoggiata sulla piattaforma portapezzo (A), e quindi il disco semilavorato viene bloccato sul tornio impegnando le griffe (B) del tornio contro il tratto tornito cilindrico (15), per effettuare detta fase di tornitura della pista concava (14).
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre le fasi di tornire le seguenti superfici: - una prima superficie anulare (17), radialmente più interna, che si estende sulla prima faccia (12) tra la pista concava (14) e il foro (11); - una seconda superficie anulare (18), radialmente più esterna e concentrica con la prima superficie anulare (17), la quale seconda superficie anulare (18) si estende sulla prima faccia (12) tra la pista concava (14) e il bordo periferico esterno (19); - una superficie del bordo periferico esterno (19); mentre il disco semilavorato à ̈ bloccato sul tornio mediante le griffe (B) impegnate sul tratto tornito cilindrico (15) per la fase di tornitura della pista concava (14).
6. 6. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende, successivamente alla fase di tornitura del tratto tornito cilindrico (15), la fase di lavorare un ulteriore tratto (16) del foro (11), diverso dal tratto tornito cilindrico (15), così da formare in tale ulteriore tratto (16) una pluralità di scanalature o altre formazioni di impegno adatte a consentire l’accoppiamento rotazionale del disco con un albero rotante da inserire nel foro (11).
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto la fase di lavorazione dell’ulteriore tratto (16) di foro à ̈ effettuata mentre il disco à ̈ bloccato sul tornio mediante le griffe (B) impegnate sul tratto tornito cilindrico (15) per la fase di tornitura della pista concava.2.