ITTO20121004A1

ITTO20121004A1 - SAFETY JOINT FOR MECHANICAL POWER TRANSMISSIONS.

Info

Publication number: ITTO20121004A1
Application number: IT001004A
Authority: IT
Inventors: Cesare Padovan
Original assignee: Maina Organi Di Trasmissione S P A
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-20
Also published as: WO2014076683A1

Description

"Giunto di sicurezza per trasmissioni meccaniche di potenza" "Safety coupling for mechanical power transmissions"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un giunto di sicurezza configurato per accoppiare a rotazione l'uno con l'altro un primo e un secondo organo di trasmissione girevoli intorno a un medesimo asse di rotazione, il giunto essendo in grado di disaccoppiare i due organi di trasmissione quando la coppia trasmessa supera una data soglia massima di coppia. The present invention relates to a safety coupling configured for coupling with each other in rotation a first and a second transmission member rotatable around the same axis of rotation, the coupling being able to decouple the two transmission members when the transmitted torque exceeds a given maximum torque threshold.

Giunti di sicurezza del tipo sopra specificato sono comunemente utilizzati in ambito industriale per la trasmissione meccanica di potenza da una sorgente di potenza, quale ad esempio un motore, avente un organo di trasmissione di uscita girevole (realizzato tipicamente come albero rotante), a una macchina avente un organo di trasmissione d'ingresso girevole (anch'esso realizzato tipicamente come albero rotante). Il giunto di sicurezza Ã ̈ interposto fra i due organi di trasmissione ed Ã ̈ normalmente mantenuto in una prima condizione di funzionamento (condizione chiusa), in cui accoppia a rotazione tali organi. Il giunto di sicurezza Ã ̈ predisposto per passare automaticamente, in presenza di carichi eccessivi o di blocchi accidentali della macchina cui viene trasmessa la potenza, a una seconda condizione di funzionamento (condizione aperta), in cui disaccoppia i due organi di trasmissione al fine di evitare malfunzionamenti o danni all'intera catena cinematica. Safety couplings of the type specified above are commonly used in the industrial field for the mechanical transmission of power from a power source, such as for example a motor, having a rotating output transmission member (typically made as a rotating shaft), to a machine. having a rotatable input drive member (also typically formed as a rotating shaft). The safety joint is interposed between the two transmission parts and is normally kept in a first operating condition (closed condition), in which it rotates these parts together. The safety coupling is designed to automatically switch, in the presence of excessive loads or accidental blockages of the machine to which the power is transmitted, to a second operating condition (open condition), in which it decouples the two transmission components in order to avoid malfunctions or damage to the entire powertrain.

Un giunto di sicurezza avente le caratteristiche specificate nel preambolo della rivendicazione indipendente 1 Ã ̈ noto dalla domanda di brevetto internazionale WO2009/144686. Secondo tale soluzione nota, il giunto di sicurezza comprende una prima parte di giunto e una seconda parte di giunto, rispettivamente conduttrice e condotta, che sono disposte coassialmente l'una all'altra per ruotare intorno a un medesimo asse di rotazione e sono provviste di rispettive dentature frontali normalmente ingrananti ciascuna con una rispettiva dentatura frontale di un pistone disposto coassialmente alle due parti di giunto e montato scorrevole all'interno di una camera di pressione prevista in una delle due parti di giunto. La camera di pressione Ã ̈ riempita di fluido incomprimibile, la cui pressione di carica esercita sul pistone una forza assiale tendente a mantenere le dentature frontali del pistone stesso ingranate con le rispettive dentature frontali delle due parti di giunto per garantire la trasmissione della coppia fra le due parti di giunto. La coppia trasmessa fra le due parti di giunto produce, per effetto delle forze scambiate fra le dentature frontali delle due parti di giunto e le dentature frontali del pistone, una pressione del fluido nella camera di pressione il cui valore Ã ̈ proporzionale alla coppia trasmessa. Il giunto di sicurezza comprende inoltre un sistema di sgancio sensibile alla coppia predisposto per disingranare le dentature frontali delle due parti di giunto dalle rispettive dentature frontali del pistone, interrompendo cosÃ¬ la trasmissione della coppia, quando la coppia trasmessa fra le due parti di giunto supera un dato valore massimo. Il sistema di sgancio comprende una disposizione valvolare configurata per provocare lo scarico del fluido dalla camera di pressione al superamento di un dato valore massimo di pressione del fluido nella camera di pressione. Scegliendo opportunamente tale valore massimo di pressione si puÃ² quindi impostare il valore di coppia di sgancio, cioÃ ̈ il valore massimo di coppia cui avviene l'apertura del giunto. A safety joint having the characteristics specified in the preamble of independent claim 1 is known from the international patent application WO2009 / 144686. According to this known solution, the safety joint comprises a first joint part and a second joint part, respectively conductive and conducted, which are arranged coaxially to each other to rotate around the same rotation axis and are provided with respective front toothing normally meshing each with a respective front toothing of a piston arranged coaxially to the two joint parts and slidably mounted inside a pressure chamber provided in one of the two joint parts. The pressure chamber is filled with incompressible fluid, the charge pressure of which exerts an axial force on the piston which tends to keep the front toothing of the piston meshed with the respective front toothing of the two coupling parts to ensure the transmission of the torque between the two parts of joint. The torque transmitted between the two parts of the joint produces, due to the forces exchanged between the front teeth of the two parts of the joint and the front teeth of the piston, a pressure of the fluid in the pressure chamber whose value is proportional to the torque transmitted. The safety coupling also includes a torque-sensitive release system designed to disengage the front teeth of the two coupling parts from the respective front teeth of the piston, thus interrupting the transmission of torque when the torque transmitted between the two coupling parts exceeds a given maximum value. The release system comprises a valve arrangement configured to cause the fluid to be discharged from the pressure chamber upon exceeding a given maximum pressure value of the fluid in the pressure chamber. By appropriately choosing this maximum pressure value, it is therefore possible to set the release torque value, ie the maximum torque value at which the coupling opens.

Scopo della presente invenzione Ã ̈ fornire un giunto di sicurezza per trasmissioni meccaniche di potenza che abbia una struttura piÃ¹ semplice e compatta rispetto al giunto di sicurezza noto dal documento anteriore sopra discusso. The object of the present invention is to provide a safety coupling for mechanical power transmissions which has a simpler and more compact structure than the safety coupling known from the prior document discussed above.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a un giunto di sicurezza avente le caratteristiche specificate nella parte caratterizzante dell'annessa rivendicazione indipendente 1. This and other purposes are fully achieved according to the present invention thanks to a safety joint having the characteristics specified in the characterizing part of the attached independent claim 1.

Forme di realizzazione vantaggiose del giunto di sicurezza secondo l'invenzione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto Ã ̈ da intendersi come parte integrale e integrante della descrizione che segue. Advantageous embodiments of the safety coupling according to the invention form the subject of the dependent claims, the content of which is to be understood as an integral and integral part of the following description.

In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di realizzare un giunto di sicurezza del tipo citato all'inizio, in cui il pistone presenta una dentatura frontale che nella condizione chiusa del giunto ingrana con una corrispondente dentatura frontale di una delle due parti di giunto ed Ã ̈ inoltre permanentemente collegato a rotazione con l'altra parte di giunto mediante accoppiamento a profilo scanalato, in maniera tale per cui nella condizione chiusa del giunto la trasmissione della coppia fra le due parti di giunto avviene attraverso le dentature frontali della prima parte di giunto e del pistone ingrananti l'una con l'altra e attraverso l'accoppiamento a profilo scanalato fra il pistone e la seconda parte di giunto. In summary, the invention is based on the idea of realizing a safety joint of the type mentioned at the beginning, in which the piston has a front toothing which in the closed condition of the joint meshes with a corresponding front toothing of one of the two parts of the joint and is also permanently connected in rotation with the other part of the joint by means of a grooved profile coupling, in such a way that in the closed condition of the joint the transmission of the torque between the two parts of the joint takes place through the front teeth of the first part of coupling and piston meshing with each other and through the grooved profile coupling between the piston and the second part of the coupling.

Grazie al fatto che il collegamento a rotazione fra le due parti di giunto Ã ̈ ottenuto tramite ingranamento fra una coppia di dentature frontali, rispettivamente previste su una delle due parti di giunto e sul pistone, e tramite accoppiamento a profilo scanalato fra l'altra parte di giunto e il pistone, anzichÃ© fra una prima coppia di dentature frontali, rispettivamente previste su una delle due parti di giunto e sul pistone, e fra una seconda coppia di dentature frontali, rispettivamente previste sull'altra parte di giunto e sul pistone, come invece si ha nella tecnica nota sopra discussa, il giunto secondo la presente invenzione presenta un numero inferiore di componenti e un ingombro radiale piÃ¹ contenuto rispetto alla tecnica nota sopra discussa. Thanks to the fact that the rotary connection between the two parts of the joint is obtained by meshing between a pair of front teeth, respectively provided on one of the two parts of the joint and on the piston, and by means of a grooved profile coupling between the other part of the joint and the piston, instead of between a first pair of front teeth, respectively provided on one of the two parts of the joint and on the piston, and between a second pair of front teeth, respectively provided on the other part of the joint and on the piston, on the other hand, as is the case in the prior art discussed above, the joint according to the present invention has a smaller number of components and a smaller radial overall dimensions than the prior art discussed above.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will clearly emerge from the detailed description that follows, given purely by way of non-limiting example with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 Ã ̈ una vista in sezione assiale parziale di un giunto di sicurezza per trasmissioni meccaniche di potenza secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, nella condizione chiusa (condizione di normale di funzionamento); la figura 2 Ã ̈ uno schema che mostra la scomposizione delle forze scambiate fra le dentature frontali rispettivamente previste su una delle due parti di giunto e sul pistone del giunto di sicurezza di figura 1; e Figure 1 is a partial axial sectional view of a safety coupling for mechanical power transmissions according to an embodiment of the present invention, in the closed condition (normal operating condition); figure 2 is a diagram showing the breakdown of the forces exchanged between the front toothing respectively provided on one of the two parts of the joint and on the piston of the safety joint of figure 1; And

la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione assiale, secondo un piano di sezione diverso da quello di figura 1, del giunto di sicurezza di figura 1 nella condizione aperta conseguente al superamento del valore massimo ammissibile di coppia trasmessa (coppia di sgancio). figure 3 is an axial sectional view, according to a section plane different from that of figure 1, of the safety coupling of figure 1 in the open condition following the exceeding of the maximum admissible value of transmitted torque (release torque).

Nella descrizione e nelle rivendicazioni che seguono, termini quali "assiale" e "longitudinale" sono riferiti alla direzione dell'asse del giunto di sicurezza, vale a dire dell'asse di rotazione delle due parti di giunto (parte conduttrice e parte condotta), mentre termini quali "trasversale" e "radiale" sono riferiti a direzioni perpendicolari all'asse del giunto di sicurezza. In the description and in the following claims, terms such as "axial" and "longitudinal" refer to the direction of the axis of the safety joint, that is to say the axis of rotation of the two joint parts (conducting part and driven part), while terms such as "transverse" and "radial" refer to directions perpendicular to the axis of the safety joint.

Con riferimento alle figure 1 e 3, un giunto di sicurezza per trasmissioni meccaniche di potenza secondo una forma di realizzazione della presente invenzione Ã ̈ complessivamente indicato con 10 e include fondamentalmente una prima parte di giunto 12 e una seconda parte di giunto 14. Secondo una forma di realizzazione, la prima parte di giunto 12 funge da parte conduttrice del giunto di sicurezza 10 ed Ã ̈ quindi destinata a essere collegata in modo solidale a rotazione con una parte conduttrice di una trasmissione, quale un albero di trasmissione collegato all'uscita di un motore, mentre la seconda parte di giunto 14 funge da parte condotta del giunto di sicurezza 10 ed Ã ̈ quindi destinata a essere collegata in modo solidale a rotazione con una parte condotta della trasmissione, quale un albero di trasmissione collegato all'ingresso di un macchinario industriale. La funzione delle due parti di giunto 12 e 14 potrebbe comunque essere invertita, nel senso che la prima parte di giunto 12 e la seconda parte di giunto 14 potrebbero funzionare rispettivamente come parte condotta e come parte conduttrice. Le due parti di giunto 12 e 14 sono disposte coassiali l'una all'altra per ruotare intorno a un medesimo asse di rotazione x. With reference to Figures 1 and 3, a safety coupling for mechanical power transmissions according to an embodiment of the present invention is indicated as a whole with 10 and basically includes a first coupling part 12 and a second coupling part 14. According to a embodiment, the first coupling part 12 acts as the conducting part of the safety coupling 10 and is therefore intended to be connected integrally in rotation with a conductive part of a transmission, such as a transmission shaft connected to the output of a motor, while the second part of the joint 14 acts as the driven part of the safety joint 10 and is therefore intended to be connected integrally in rotation with a driven part of the transmission, such as a transmission shaft connected to the input of a industrial machinery. The function of the two joint parts 12 and 14 could in any case be reversed, in the sense that the first joint part 12 and the second joint part 14 could function respectively as a driven part and as a conductive part. The two joint parts 12 and 14 are arranged coaxial to each other to rotate around the same axis of rotation x.

La prima parte di giunto 12 comprende un primo elemento 16 e un secondo elemento 18 rigidamente collegati a rotazione l'uno con l'altro mediante accoppiamento a profilo scanalato. Il primo elemento 16 presenta, alla sua estremitÃ assialmente rivolta verso l'interno del giunto di sicurezza 10, una dentatura frontale 20. Il secondo elemento 18 comprende una porzione tubolare 22, che si estende coassialmente al primo elemento 16 all'interno di questo, e una porzione a flangia 24 (preferibilmente formata in un solo pezzo con la porzione tubolare 22) che si estende perpendicolarmente alla porzione tubolare 22 e presenta una pluralitÃ di fori 26 per l'inserimento di organi di collegamento a vite (non mostrati) per il collegamento rigido a rotazione della prima parte di giunto 12 alla parte di monte (parte conduttrice) della trasmissione. L'accoppiamento a profilo scanalato fra i due elementi 16 e 18 della prima parte di giunto 12 Ã ̈ ottenuto mediante ingranamento fra una dentatura radiale esterna 28 prevista sulla superficie cilindrica esterna della porzione tubolare 22 del secondo elemento 18 e una dentatura radiale interna 30 prevista sulla superficie cilindrica interna del primo elemento 16. I due elementi 16 e 18 della prima parte di giunto 12 sono inoltre assialmente bloccati l'uno rispetto all'altro mediante un manicotto 32 che Ã ̈ montato intorno al secondo elemento 18 ed Ã ̈ premuto contro il primo elemento 16 per mantenere tale elemento assialmente in battuta contro la porzione a flangia 24 del secondo elemento 18. The first joint part 12 comprises a first element 16 and a second element 18 rigidly connected in rotation to each other by means of a grooved profile coupling. The first element 16 has, at its end axially facing towards the inside of the safety joint 10, a front toothing 20. The second element 18 comprises a tubular portion 22, which extends coaxially to the first element 16 inside it, and a flange portion 24 (preferably formed in one piece with the tubular portion 22) which extends perpendicular to the tubular portion 22 and has a plurality of holes 26 for the insertion of screw connection members (not shown) for the rigid rotational connection of the first part of the joint 12 to the upstream part (conductive part) of the transmission. The grooved profile coupling between the two elements 16 and 18 of the first joint part 12 is obtained by meshing between an external radial toothing 28 provided on the external cylindrical surface of the tubular portion 22 of the second element 18 and an internal radial toothing 30 provided on the internal cylindrical surface of the first element 16. The two elements 16 and 18 of the first joint part 12 are also axially locked with respect to each other by means of a sleeve 32 which is mounted around the second element 18 and is pressed against the first element 16 to maintain this element axially abutment against the flange portion 24 of the second element 18.

La seconda parte di giunto 14 comprende una porzione tubolare 34, che si estende coassialmente al primo elemento 16 della prima parte di giunto 12 e alla porzione tubolare 22 del secondo elemento 18 della prima parte di giunto 12 e radialmente all'esterno sia rispetto al primo elemento 16 sia rispetto alla porzione tubolare 22, e una porzione a flangia 36 (preferibilmente formata in un solo pezzo con la porzione tubolare 34), che si estende perpendicolarmente alla porzione tubolare 34 e presenta una pluralitÃ di fori 38 per l'inserimento di organi di collegamento a vite (non mostrati) per il collegamento rigido a rotazione della seconda parte di giunto 14 alla parte di valle (parte condotta) della trasmissione. The second joint part 14 comprises a tubular portion 34, which extends coaxially to the first element 16 of the first joint part 12 and to the tubular portion 22 of the second element 18 of the first joint part 12 and radially outward both with respect to the first element 16 both with respect to the tubular portion 22, and a flange portion 36 (preferably formed in one piece with the tubular portion 34), which extends perpendicularly to the tubular portion 34 and has a plurality of holes 38 for the insertion of members screw connections (not shown) for the rigid rotational connection of the second part of joint 14 to the downstream part (driven part) of the transmission.

Le due parti di giunto 12 e 14 sono supportate a rotazione l'una rispetto all'altra intorno all'asse di rotazione x mediante cuscinetti a rotolamento interposti fra tali parti. Nella forma di realizzazione illustrata, sono ad esempio previsti un primo cuscinetto a sfera 40 radialmente interposto fra il primo elemento 16 della prima parte di giunto 12 e la porzione tubolare 34 della seconda parte di giunto 14 e un secondo cuscinetto a sfera 42 radialmente interposto fra la porzione tubolare 22 del secondo elemento 18 della prima parte di giunto 12 e la porzione tubolare 34 della seconda parte di giunto 14. The two joint parts 12 and 14 are supported in rotation with respect to each other around the axis of rotation x by means of rolling bearings interposed between these parts. In the illustrated embodiment, for example, a first ball bearing 40 radially interposed between the first element 16 of the first joint part 12 and the tubular portion 34 of the second joint part 14 and a second ball bearing 42 radially interposed between the tubular portion 22 of the second element 18 of the first joint part 12 and the tubular portion 34 of the second joint part 14.

Fra la prima parte di giunto 12 e la seconda parte di giunto 14 Ã ̈ interposto un pistone 44 che, come risulterÃ piÃ¹ chiaramente dalla descrizione che segue, Ã ̈ assialmente mobile fra una prima posizione (figura 1), corrispondente alla condizione chiusa di normale funzionamento del giunto di sicurezza 10, in cui garantisce l'accoppiamento a rotazione fra le due parti di giunto 12 e 14 e quindi la trasmissione della coppia fra le due parti conduttrice e condotta della trasmissione, e una seconda posizione (figura 3), corrispondente alla condizione aperta del giunto di sicurezza 10, in cui disaccoppia le due parti di giunto 12 e 14 impedendo cosÃ¬ la trasmissione della coppia fra le due parti conduttrice e condotta della trasmissione. Il pistone 44 comprende, dal lato rivolto verso valle, cioÃ ̈ verso la parte condotta della trasmissione, una porzione di stelo 46 che Ã ̈ realizzata come porzione anulare ed Ã ̈ assialmente guidata in una cavitÃ cilindrica 48 prevista nella porzione tubolare 34 della seconda parte di giunto 14. Il pistone 44 comprende inoltre, dal lato rivolto verso monte, cioÃ ̈ verso la parte conduttrice della trasmissione, una porzione di testa 50 realizzata come porzione anulare. Il pistone 44 comprende inoltre, fra la porzione di stelo 46 e la porzione di testa 50, una porzione intermedia 52 che Ã ̈ realizzata come porzione anulare ed Ã ̈ assialmente guidata in una cavitÃ cilindrica 54, di diametro maggiore di quello della cavitÃ cilindrica 48, prevista nella porzione tubolare 34 della seconda parte di giunto 14. La porzione di stelo 46, la porzione di testa 50 e la porzione intermedia 52 del pistone 44 sono preferibilmente realizzate in un solo pezzo. Il pistone 44 Ã ̈ rigidamente collegato a rotazione con la seconda parte di giunto 14 mediante accoppiamento a profilo scanalato, ottenuto mediante ingranamento fra una dentatura radiale esterna 56 prevista sulla superficie cilindrica esterna della porzione di testa 50 del pistone 44 e una dentatura radiale interna 58 prevista sulla superficie interna di una cavitÃ cilindrica 60, di diametro maggiore di quello della cavitÃ cilindrica 54, della porzione tubolare 34 della seconda parte di giunto 14. La porzione di testa 50 del pistone 44 presenta, sulla sua faccia frontale assialmente rivolta verso il primo elemento 16 della prima parte di giunto 12, una dentatura frontale 62 che nella condizione chiusa del giunto di sicurezza (figura 1) ingrana con la dentatura frontale 20 del primo elemento 16 della prima parte di giunto 12. In tale condizione, quindi, la coppia viene trasmessa dalla prima parte di giunto 12 al pistone 44 tramite ingranamento fra le dentature frontali 20 e 62 e dal pistone 44 alla seconda parte di giunto 14 tramite l'accoppiamento a profilo scanalato formato dalle dentature radiali 56 e 58. Between the first part of the joint 12 and the second part of the joint 14 a piston 44 is interposed which, as will be clearer from the following description, is axially movable between a first position (figure 1), corresponding to the normally closed condition operation of the safety coupling 10, in which it guarantees the rotary coupling between the two coupling parts 12 and 14 and therefore the transmission of the torque between the two conductive and driven parts of the transmission, and a second position (figure 3), corresponding to the open condition of the safety coupling 10, in which it decouples the two coupling parts 12 and 14 thus preventing the transmission of the torque between the two conductive and driven parts of the transmission. The piston 44 comprises, from the side facing downstream, that is towards the driven part of the transmission, a portion of the rod 46 which is made as an annular portion and is axially guided in a cylindrical cavity 48 provided in the tubular portion 34 of the second part of joint 14. The piston 44 also comprises, from the side facing upstream, that is towards the conductive part of the transmission, a head portion 50 formed as an annular portion. The piston 44 also comprises, between the rod portion 46 and the head portion 50, an intermediate portion 52 which is made as an annular portion and is axially guided in a cylindrical cavity 54, with a diameter greater than that of the cylindrical cavity 48 , provided in the tubular portion 34 of the second joint part 14. The stem portion 46, the head portion 50 and the intermediate portion 52 of the piston 44 are preferably made in one piece. The piston 44 is rigidly connected in rotation with the second part of the joint 14 by means of a grooved profile coupling, obtained by meshing between an external radial toothing 56 provided on the external cylindrical surface of the head portion 50 of the piston 44 and an internal radial toothing 58 provided on the internal surface of a cylindrical cavity 60, with a diameter greater than that of the cylindrical cavity 54, of the tubular portion 34 of the second part of the joint 14. The head portion 50 of the piston 44 has, on its front face axially facing the first element 16 of the first part of the joint 12, a front toothing 62 which in the closed condition of the safety joint (Figure 1) meshes with the front toothing 20 of the first element 16 of the first part of the joint 12. In this condition, therefore, the torque is transmitted from the first part of the joint 12 to the piston 44 by meshing between the front teeth 20 and 62 and by the p histone 44 to the second part of the joint 14 by means of the grooved profile coupling formed by the radial teeth 56 and 58.

Come mostrato nelle figura 1, una camera 64 radialmente compresa fra la porzione di stelo 46 del pistone 44 e la superficie interna della cavitÃ cilindrica 54 e assialmente compresa fra la porzione intermedia 52 e la porzione tubolare 34 della seconda parte di giunto 14 Ã ̈ riempita con fluido incomprimibile per funzionare da camera di pressione. Una guarnizione 66 radialmente interposta fra la porzione intermedia 52 del pistone 44 e la superficie interna della cavitÃ cilindrica 54 e una guarnizione 68 radialmente interposta fra la porzione di stelo 46 del pistone 44 e la superficie interna della cavitÃ cilindrica 48 garantiscono la tenuta ermetica della camera di pressione 64. Nella condizione di nomale funzionamento del giunto di sicurezza 10 (condizione chiusa), mostrata nelle figure 1 e 2, la pressione del fluido nella camera di pressione 64 spinge il pistone 44 assialmente verso il primo elemento 16 della prima parte di giunto 12, garantendo cosÃ¬ l'ingranamento fra la dentatura frontale 62 del pistone 44 e la dentatura frontale 20 del primo elemento 16. In tale condizione, quindi, la coppia puÃ² essere trasmessa dalla prima parte di giunto 12 (parte conduttrice) alla seconda parte di giunto 14 (parte condotta) passando nell'ordine attraverso il secondo elemento 18 della prima parte di giunto 12, attraverso il primo elemento 16 della prima parte di giunto 12, attraverso il pistone 44 e attraverso la seconda parte di giunto 14. La figura 2 mostra, in scala ingrandita, la dentatura frontale 20 del primo elemento 16 della prima parte di giunto 12 e la dentatura frontale 62 del pistone 44, le dentature frontali 20 e 62 ingranando l'una con l'altra nella condizione chiusa del giunto di sicurezza 10. Le dentature frontali 20 e 62 sono spinte assialmente l'una contro l'altra da una forza assiale originata dalla pressione di carica del fluido presente nella camera di pressione 64. Fino a che non vi Ã ̈ moto relativo fra le dentature frontali 20 e 62, cioÃ ̈ le dentature frontali 20 e 62 sono in una condizione di staticitÃ l'una rispetto all'altra, la pressione nella camera di pressione 64 si mantiene costante al valore della pressione di carica anche in presenza di un incremento di coppia a livello della prima parte di giunto 12 (parte conduttrice). Quando tuttavia l'incremento di coppia a livello della prima parte di giunto 12 Ã ̈ tale da vincere la resistenza di attrito fra i fianchi delle dentature frontali 20 e 62, la dentatura frontale 20 scarica sulla dentatura frontale 62 la componente assiale Fadella forza tangenziale Ftgenerata dalla coppia trasmessa. La componente assiale Faproduce una diminuzione del volume della camera di pressione 64, e quindi un incremento della pressione in tale camera che Ã ̈ proporzionale alla coppia trasmessa. As shown in Figure 1, a chamber 64 radially comprised between the rod portion 46 of the piston 44 and the internal surface of the cylindrical cavity 54 and axially comprised between the intermediate portion 52 and the tubular portion 34 of the second joint portion 14 is filled with incompressible fluid to function as a pressure chamber. A gasket 66 radially interposed between the intermediate portion 52 of the piston 44 and the internal surface of the cylindrical cavity 54 and a gasket 68 radially interposed between the rod portion 46 of the piston 44 and the internal surface of the cylindrical cavity 48 ensure the hermetic seal of the chamber pressure 64. In the normal operating condition of the safety joint 10 (closed condition), shown in Figures 1 and 2, the pressure of the fluid in the pressure chamber 64 pushes the piston 44 axially towards the first element 16 of the first joint part 12, thus ensuring the meshing between the front toothing 62 of the piston 44 and the front toothing 20 of the first element 16. In this condition, therefore, the torque can be transmitted from the first part of the joint 12 (driving part) to the second part of joint 14 (driven part) passing in order through the second element 18 of the first joint part 12, through the first element 16 of the first joint part 12, through the piston 44 and through the second joint part 14. Figure 2 shows, on an enlarged scale, the front toothing 20 of the first element 16 of the first joint part 12 and the front toothing 62 of the piston 44, the front teeth 20 and 62 meshing with each other in the closed condition of the safety joint 10. The front teeth 20 and 62 are pushed axially against each other by an axial force originating from the pressure of charge of the fluid present in the pressure chamber 64. As long as there is no relative motion between the front teeth 20 and 62, i.e. the front teeth 20 and 62 are in a static condition with respect to each other, the pressure in the pressure chamber 64 remains constant at the value of the charge pressure even in the presence of an increase in torque at the level of the first part of the joint 12 (conductive part). However, when the increase in torque at the level of the first part of the joint 12 is such as to overcome the frictional resistance between the sides of the front toothing 20 and 62, the front toothing 20 discharges the axial component F of the generated tangential force Ft onto the front toothing 62 from the transmitted torque. The axial component Fap produces a decrease in the volume of the pressure chamber 64, and therefore an increase in the pressure in this chamber which is proportional to the transmitted torque.

Con riferimento in particolare alla figura 3, il giunto di sicurezza 10 comprende inoltre mezzi valvolari predisposti per comandare automaticamente la messa in scarico della camera di pressione 64, e dunque il disaccoppiamento fra le dentature frontali 20 e 62 del primo elemento 16 della prima parte di giunto 12 e rispettivamente del pistone 44, con conseguente apertura del giunto, quando la pressione nella camera di pressione 64 raggiunge un dato valore massimo di pressione corrispondente a un dato valore massimo di coppia trasmessa che puÃ² essere regolato dall'utente. Tali mezzi valvolari comprendono una valvola di scarico 70 e una valvola pilota 72, che nell'esempio di realizzazione illustrato sono accolte in rispettive sedi previste entrambe nella porzione tubolare 34 della seconda parte di giunto 14. La valvola di scarico 70 controlla l'apertura di un condotto di scarico 74 che mette in comunicazione la camera di pressione 64 con l'ambiente esterno. In condizioni normali di funzionamento, la valvola di scarico 70 mantiene chiuso il condotto di scarico 74 (giunto di sicurezza 10 in condizione chiusa). Quando la valvola di scarico 70 apre il condotto di scarico 74, il fluido in pressione contenuto nella camera di pressione 64 viene scaricato all'esterno, con conseguente disimpegno fra le dentature frontali 20 e 62, cioÃ ̈ con conseguente apertura del giunto di sicurezza 10. La valvola pilota 72 Ã ̈ in comunicazione di fluido con la camera di pressione 64 in modo da sentire la pressione presente in tale camera ed Ã ̈ tarata su una data pressione di taratura in modo da comandare l'apertura della valvola di scarico 70, consentendo cosÃ¬ lo scarico del fluido dalla camera di pressione 64, quando la pressione in tale camera supera la pressione di taratura e dunque quando la coppia trasmessa dal giunto di sicurezza 10 supera un dato valore massimo. With reference in particular to Figure 3, the safety joint 10 also comprises valve means arranged to automatically control the discharge of the pressure chamber 64, and therefore the decoupling between the front teeth 20 and 62 of the first element 16 of the first part of the joint 12 and piston 44 respectively, with consequent opening of the joint, when the pressure in the pressure chamber 64 reaches a given maximum pressure value corresponding to a given maximum value of transmitted torque which can be adjusted by the user. These valve means comprise an exhaust valve 70 and a pilot valve 72, which in the illustrated embodiment are housed in respective seats both provided in the tubular portion 34 of the second joint part 14. The exhaust valve 70 controls the opening of an exhaust duct 74 which puts the pressure chamber 64 in communication with the external environment. Under normal operating conditions, the exhaust valve 70 keeps the exhaust duct 74 closed (safety joint 10 in closed condition). When the discharge valve 70 opens the discharge duct 74, the pressurized fluid contained in the pressure chamber 64 is discharged to the outside, with consequent disengagement between the front teeth 20 and 62, i.e. with consequent opening of the safety joint 10 . The pilot valve 72 is in fluid communication with the pressure chamber 64 in order to feel the pressure present in this chamber and is calibrated on a given calibration pressure in order to command the opening of the discharge valve 70, thus allowing the fluid to be discharged from the pressure chamber 64, when the pressure in this chamber exceeds the set pressure and therefore when the torque transmitted by the safety coupling 10 exceeds a given maximum value.

Pertanto, quando la coppia trasmessa dal giunto di sicurezza 10 Ã ̈ tale per cui la pressione del fluido nella camera di pressione 64 Ã ̈ maggiore della pressione di taratura della valvola pilota 72, la valvola di scarico 70 passa dalla condizione di chiusura del condotto di scarico 74 alla condizione di apertura, consentendo in tal modo lo scarico del fluido contenuto nella camera di pressione 64 e dunque il disimpegno fra le dentature frontali 20 e 62. Therefore, when the torque transmitted by the safety joint 10 is such that the pressure of the fluid in the pressure chamber 64 is greater than the setting pressure of the pilot valve 72, the discharge valve 70 passes from the closed condition of the discharge 74 to the open condition, thus allowing discharge of the fluid contained in the pressure chamber 64 and therefore disengagement between the front teeth 20 and 62.

La pressione del fluido nella camera di pressione 64 varia al variare della temperatura cui si trova il giunto di sicurezza 10. Definito l'intervallo termico di esercizio del giunto e definito l'intervallo della pressione di carica del fluido nella camera di pressione 64, il valore massimo di coppia trasmessa cui avviene l'apertura del giunto Ã ̈ vantaggiosamente regolato su un valore di pressione nettamente superiore a quello corrispondente alla massima temperatura di esercizio. In questo modo, le variazioni di pressione conseguenti alle variazioni di temperatura non influiscono sull'apertura del giunto, in quanto la pressione massima prodotta dalla temperatura di esercizio massima sarÃ sempre inferiore alla pressione cui corrisponde l'apertura del giunto. The pressure of the fluid in the pressure chamber 64 varies according to the temperature at which the safety joint 10 is located. Once the joint operating temperature range has been defined and the range of the fluid charge pressure in the pressure chamber 64 is defined, the maximum value of transmitted torque at which the coupling opens is advantageously adjusted to a pressure value clearly higher than that corresponding to the maximum operating temperature. In this way, pressure variations resulting from temperature variations do not affect the opening of the joint, as the maximum pressure produced by the maximum operating temperature will always be lower than the pressure corresponding to the opening of the joint.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, il giunto di sicurezza puÃ² essere provvisto di un dispositivo di rilevamento della coppia trasmessa includente un trasduttore di pressione atto a rilevare la pressione nella camera di pressione (che, come spiegato in precedenza, Ã ̈ proporzionale alla coppia trasmessa fra le due parti conduttrice e condotta del giunto) e un trasmettitore atto a inviare a un ricevitore fisso o mobile i segnali forniti dal trasduttore di pressione. L'utente puÃ² cosÃ¬ verificare, istante per istante o su richiesta, il valore della coppia trasmessa dal giunto di sicurezza. According to an embodiment of the present invention, the safety coupling can be provided with a device for detecting the transmitted torque including a pressure transducer adapted to detect the pressure in the pressure chamber (which, as explained above, is proportional to the torque transmitted between the two conductive and driven parts of the coupling) and a transmitter able to send the signals supplied by the pressure transducer to a fixed or mobile receiver. The user can thus check, instant by instant or on request, the value of the torque transmitted by the safety coupling.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto Ã ̈ stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza con ciÃ² fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and construction details may be widely varied with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Safety coupling (10) for mechanical power transmissions comprising a first joint part (12) and a second joint part (14), which are arranged coaxially to each other to rotate around the same rotation axis (x) and are provided with respective front toothing (20, 62) through which said first and second joint parts (12, 14) can be coupled in rotation to each other, and torque-sensitive opening means (44, 64, 70, 72) arranged to uncouple said first and second coupling parts (12, 14), thus interrupting the torque transmission, when the torque transmitted between said first and second coupling parts joint (12, 14) exceeds a given maximum value, wherein said torque-sensitive opening means (44, 64, 70, 72) include a piston (44) sliding in the direction of the rotation axis (x) between a position of normal operation, in which it ensures the rotation coupling of said first and second joint parts (12, 14), and a safety position , in which it uncouples said first and second joint parts (12, 14), a pressure chamber (64) filled with incompressible fluid at a charge pressure such as to exert on the piston (44) a force directed along the axis of rotation (x) tending to keep the piston (44) in the position of normal operation, the torque transmitted between said first and second joint parts (12, 14) producing an increase in the pressure of the fluid in the pressure chamber (64) proportional to the transmitted torque, and valve means (70, 72) suitable for allowing the fluid to be discharged from the pressure chamber (64), and therefore the displacement of the piston (44) from the normal operating position to the safety position when a given maximum pressure value of the fluid in the pressure chamber (64) is exceeded, called maximum torque value being related to said maximum pressure value, characterized by the fact that said front teeth (20, 62) are a first front teeth (20) provided on said first part of the joint (12) and a second tooth front ature (62) provided on the piston (44) and directly mesh with each other when the piston (44) is in the normal operating position, and by the fact that the piston (44) is permanently connected to rotation with said second joint part (14).

Safety coupling according to claim 1, wherein the piston (44) is permanently connected in rotation with said second coupling part (14) by means of a grooved profile coupling (56, 58).

Safety coupling according to claim 1 or claim 2, wherein said first coupling part (12) comprises a first element (16) and a second element (18) rigidly rotatably connected to each other, and in which said first front toothing (20) is provided on said first element (16).

Safety coupling according to any one of the preceding claims, wherein said valve means (70, 72) includes an exhaust valve (70) and a pilot valve (72), the exhaust valve (70) controlling the opening of an exhaust duct (74) which puts the pressure chamber (64) in communication with the external environment, and the pilot valve (72) being in fluid communication with the pressure chamber (64) so as to feel the pressure present in this chamber and being calibrated on a given calibration pressure so as to command the opening of the discharge valve (70), thus allowing the fluid to be discharged from the pressure chamber (64), when the pressure in this chamber exceeds the calibration pressure and therefore when the torque transmitted by the safety coupling (10) exceeds this maximum value.

Safety joint according to any one of the preceding claims, wherein said first joint part (12) and said second joint part (14) are respectively the conductive part and the driven part of the safety joint (10).