ITTO20130677A1

ITTO20130677A1 - Puleggia filtrante per una trasmissione a cinghia

Info

Publication number: ITTO20130677A1
Application number: IT000677A
Authority: IT
Inventors: Gianluca Cariccia; Federico Licata
Original assignee: Dayco Europe Srl
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2015-02-07
Also published as: US20160195182A1; US9850997B2; WO2015019301A1; EP3030807B1; CN105612368B; EP3030807A1; CN105612368A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “PULEGGIA FILTRANTE PER UNA TRASMISSIONE A CINGHIA”

di DAYCO EUROPE S.R.L.

di nazionalità italiana

con sede: VIA PAPA LEONE XIII, 45

FRAZIONE CHIETI SCALO CHIETI (CH)

Inventori: CARICCIA Gianluca, LICATA Federico

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La presente invenzione è relativa a una puleggia filtrante, in particolare per una trasmissione a cinghia di un motore a combustione interna per un autoveicolo.

La presente invenzione trova una sua applicazione preferita, benché non esclusiva, nell’azionamento di un alternatore o una macchina elettrica reversibile avente le funzioni di alternatore e di motore di avviamento in un sistema start-stop di in un motore a combustione interna.

Negli autoveicoli è noto l’impiego di una puleggia filtrante per il trascinamento dell’alternatore tramite la cinghia della trasmissione accessori.

Tale puleggia comprende un mozzo atto ad essere collegato al rotore dell’alternatore, una corona anulare provvista di un profilo atto a cooperare con la cinghia, e un’unità filtrante interposta tra il mozzo e la corona

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) della puleggia per evitare di sottoporre la cinghia a sovraccarichi dinamici in presenza di vibrazioni torsionali dell’albero motore o di rapide variazioni di velocità del motore stesso.

L’unità filtrante comprende generalmente una molla, ad esempio una molla elicoidale o a spirale, oppure una pluralità di molle o altri elementi elastici disposti circonferenzialmente tra il mozzo e la corona.

Inoltre, poiché l’alternatore presenta un’inerzia relativamente elevata e tende a trascinare la puleggia in presenza di riduzioni istantanee della velocità dell’albero motore, è noto incorporare nell’unità filtrante una ruota libera atta trasmettere unidirezionalmente il moto dalla corona al mozzo (condizione di funzionamento normale) ma a disaccoppiare il mozzo dalla corona in caso di inversione della coppia. La ruota libera può essere realizzata, ad esempio, mediante una molla a nastro portata da uno tra il mozzo e la corona ed atta ad espandersi o a contrarsi a seconda del verso della coppia per cooperare con, o disaccoppiarsi da, una corrispondente superficie anulare di attrito solidale all’altro tra il mozzo e la corona.

L’introduzione di sistemi start-stop nei quali in luogo dell’alternatore viene utilizzata una macchina elettrica reversibile avente la funzione di motore di avviamento o di alternatore a seconda delle condizioni

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) operative rende impossibile l’utilizzo di una puleggia filtrante con ruota libera perché questa disaccoppierebbe la macchina elettrica, quando motrice, dalla trasmissione a cinghia.

Scopo della presente invenzione è una puleggia filtrante utilizzabile in un sistema start-stop, la quale consenta una rotazione relativa tra mozzo e corona nei due sensi tale da ridurre in modo sostanziale i sovraccarichi dinamici sulla cinghia.

Un altro scopo della presente invenzione è realizzare una puleggia filtrante con le suddette funzionalità, la quale sia compatta ed economica da produrre.

I suddetti scopi sono raggiunti da una puleggia secondo la rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

La figura 1 è una sezione assiale di una puleggia filtrante secondo la presente invenzione;

le figure 2 e 3 sono viste prospettica esplose della puleggia di figura 1, da punti di vista opposti;

le figure 4 e 5 sono rispettivamente una vista frontale ed una vista posteriore di un primo componente della puleggia di figura 1;

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) la figura 6 è una sezione secondo la linea VI-VI di figura 4;

le figure 7 e 8 sono viste prospettiche, da lati opposti, di un secondo componente della puleggia di figura 1; e

la figura 9 è una vista prospettica di un terzo componente della puleggia di figura 1;

le figure 10, 11 e 12, 13 sono schemi illustranti diverse fasi di funzionamento della puleggia dell’invenzione.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 3, è indicata nel suo complesso con 1 una puleggia filtrante secondo la presente invenzione.

La puleggia 1 comprende essenzialmente un mozzo 2 tubolare, una corona 3 tubolare esternamente coassiale al mozzo 2 e supportata in modo rotazionalmente libero sul mozzo 2 tramite una coppia di cuscinetti 4, 5 di estremità, ed un’unità filtrante 6 interposta tra il mozzo 2 e la corona 3 ed alloggiato nello spazio compreso radialmente tra gli stessi ed assialmente tra i cuscinetti 4, 5.

La corona 3 è provvista di una porzione anulare intermedia 7, la quale presenta esternamente un profilo 8 a gole multiple atto a cooperare con una cinghia 9 poli-V (di cui è indicata schematicamente una sezione in figura 1).

Il mozzo 1 è atto ad essere rigidamente fissato ad un

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) albero, non illustrato, di un organo accessorio di un motore a combustione interna, ad esempio una macchina elettrica reversibile con funzione di alternatore e di motore di avviamento in un sistema start-stop.

L’unità filtrante 6 comprende essenzialmente un gruppo elastico 10 ed un gruppo di smorzamento 11 disposti assialmente adiacenti tra loro.

Il gruppo elastico 10 comprende essenzialmente una molla 12 elicoidale con filo a sezione rettangolare ed una coppia di elementi porta-molla 13, 14 o carrier cooperanti con rispettive estremità opposte 15, 16 della molla.

I carrier 13, 14, illustrati in maggiore dettaglio nelle figure 4-6 e, rispettivamente, 7,8) sono preferibilmente realizzati in materiale plastico e presentano, ciascuno, una porzione tubolare interna 17 calzata in modo rotazionalmente libero sul mozzo 2 ed interposta radialmente tra questo e la molla 12 per centrare la mola stessa ed evitare un contatto diretto fra questa ed il mozzo, ed una flangia 18 estendentesi radialmente verso l’esterno da un’estremità assiale della porzione tubolare 15 e cooperante assialmente con la rispettiva estremità 15 o 16 della molla 12.

Allo scopo, la flangia 18 di ciascuno dei carrier 13, 14 presenta un risalto 19 assiale estendentesi per una porzione circonferenziale della flangia stessa ed

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) integralmente connesso con la porzione tubolare interna 17. Nel suddetto risalto è ricavata una sede 20 rettilinea e sostanzialmente tangenziale rispetto alla porzione tubolare 17, la quale è impegnata dall’estremità 15 o, rispettivamente, 16 della molla 12 (figure 5 e 8).

Le estremità 15, 16 della molla 12 sono corrispondentemente rettilinee e leggermente ripiegate verso l’interno, in modo da definire con le rispettive sedi 20 un accoppiamento anti-rotazione e sono spianate frontalmente in modo da appoggiare assialmente sulla rispettiva flangia 18. I carrier 13, 14 sono pertanto solidali alle estremità della molla 12.

Il carrier 13 (figure 4-6) presenta una coppia di risalti 21 estendentisi assialmente da una porzione periferica della flangia 18, dal lato opposto della porzione tubolare 17 (e della molla 12), verso un anello 22 di trascinamento calettato sul mozzo 2, disposto assialmente adiacente al carrier 13 e facente parte del gruppo di smorzamento 11. Ad esempio, l’anello di trascinamento 22 può essere provvisto di due spianature 23 interne che cooperano con rispettive fresature 24 (figura 2) del mozzo 2.

I risalti 21 del carrier 13 sono atti ad interagire con rispettivi risalti interni 25 (due a 180°) della corona 3, e con rispettivi risalti 26 (due a 180°) dell’anello di

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) trascinamento 22, come illustrato schematicamente nelle figure 11 e 13.

In questo modo, il carrier 13 risulta rotazionalmente accoppiato alla corona 3 e al mozzo 2 con un angolo libero di rotazione, rispetto ad entrambi, di poco meno di 180°.

Si noti che i risalti 25 della corona 3 sono esterni rispetto ai risalti 26 dell’anello di trascinamento 22, in modo da non poter interagire direttamente con essi.

In modo del tutto analogo, il carrier 14 (figure 7, 8) presenta una coppia di risalti 27 estendentisi assialmente dalla flangia 18, dal lato opposto della porzione tubolare 17 (e della molla 12).

I risalti 27 del carrier 13 sono atti ad interagire con rispettivi risalti interni 28 (due a 180°) della corona 3, e con rispettivi risalti esterni 29 del mozzo 2. I risalti 28 della corona 3 sono esterni rispetto ai risalti 29 del mozzo 2, in modo da non poter interagire direttamente con essi (figure 10, 12).

Il gruppo di smorzamento 11 comprende, oltre all’anello di trascinamento 22 prismaticamente accoppiato al mozzo 2, un disco di attrito 30 prismaticamente accoppiato alla corona 3, il quale è spinto contro l’anello di trascinamento 22, in modo da strisciare con esso, da una coppia di molle 31 anulari ad onda interposte tra il disco di attrito 30 ed un anello di reazione 32 anch’esso

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) accoppiato prismaticamente alla corona 2 ed appoggiato assialmente contro un anello esterno del cuscinetto 4 con l’interposizione di una rondella 33.

Il funzionamento della puleggio 1 è il seguente.

In condizioni normali, ossia quando la puleggia 3 trascinata dalla cinghia 9 conduce il mozzo 2 e quindi tende a sopravanzarlo, i risalti interni 29 della corona 3 si portano a contatto con i risalti 27 del carrier 14 (figura 10); quest’ultimo trascina in rotazione la molla 12 ed il carrier 13, ad essa solidale, finché i risalti 21 del carrier 13 giungono in battuta contro i risalti 26 dell’anello di trascinamento 22 solidale al mozzo 2 (figura 11). La molla 12, il cui senso di avvolgimento è tale da far lavorare il filo sempre a compressione, viene così caricata elasticamente a torsione e trasmette il carico dalla corona 3 al mozzo 2, esercitando nel contempo la funzione di filtro delle vibrazioni torsionali in combinazione con il gruppo di smorzamento 11.

In caso di inversione di coppia, ad esempio all’avviamento oppure in caso di brusca riduzione di velocità del motore quando la macchina elettrica per inerzia tende a sopravanzare il motore a combustione interna, i risalti 29 del mozzo 2 cooperano con i risalti 27 del carrier 14; quest’ultimo trascina in rotazione la molla 12 ed il carrier 13, il quale agisce con i risalti 21 sui risalti 25 della corona 3, trascinandola in rotazione.

Si osserva che in entrambe i percorsi di trasmissione della

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) coppia (dalla corona 3 al mozzo 2 o viceversa), la molla 12 viene sempre sollecitata nello stesso senso (cioè nel senso della compressione del filo, cui corrisponde un’espansione radiale della molla stessa).

In ogni transitorio di inversione della coppia, si ha un angolo libero di rotazione tra la corona 3 ed il mozzo 2. La molla 12 viene caricata elasticamente soltanto quando tutti i giochi angolari tra corona 3, carrier 13, 14, e mozzo 2 sono stati recuperati.

Si ottiene pertanto la caratteristica coppia trasmessa/rotazione relativa illustrata in figura 14: si hanno rotazioni relative libere (a meno della coppia di attrito determinata dal gruppo di smorzamento 11) entro l’angolo definito dalla somma dei giochi angolari corona-carrier-mozzo nei due sensi; per angoli di rotazione relativa maggiori, si ha una caratteristica lineare. Lo smorzamento determina l’isteresi della curva.

Da un esame delle caratteristiche della puleggia filtrante 1 descritta sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

In primo luogo, come sopra evidenziato, la puleggia consente di realizzare una trasmissione di coppia con limitata rotazione relativa tra corona 3 e mozzo 2 in entrambi i sensi, e può essere pertanto validamente impiegata in una trasmissione di tipo startstop.

Grazie all’impiego di due carrier solidali alle estremità

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) opposte della molla 12 ed entrambi accoppiati con gioco angolare sia alla corona 3 sia al mozzo 2, possono essere ottenuti angoli liberi di rotazione elevati. L’ampiezza dell’angolo libero può essere stabilita a piacere variando la fasatura angolare tra le sedi 20 per la molla 12 ed i risalti 21 o 27 in ciascun carrier.

L’accoppiamento prismatico tra le estremità 15, 16 della molla 12 ed i carrier 13, 14 evita il fenomeno cosiddetto di “ramp-up”, ossia di tendenza della molla di “svitarsi” rispetto alla sede e di ruotare relativamente ai carrier in presenza di inversioni di coppia, ed i conseguenti fenomeni di impuntamento della puleggia filtrante.

La molla 12 è sempre sollecitata allo stesso modo (compressione del filo) in entrambi i modi di funzionamento. Sono così ridotte le sollecitazioni a fatica.

Risulta infine chiaro che alla puleggia 1 descritta possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall’ambito di tutela definito dalle rivendicazioni.

In particolare, l’accoppiamento con gioco angolare tra i carrier 13, 14, il mozzo 2 e la corona 3 può essere realizzato in modo diverso. Ad esempio, i risalti dei carrier 13, 14, del mozzo 2 e della corona 3 potrebbero essere in numero diverso (uno solo o più di due); i risalti dei carrier potrebbero essere radiali (ad esempio uno esterno ed uno interno) anziché assiali.

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Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM)

Claims

RIVENDICAZIONI 1.- Puleggia filtrante per una trasmissione accessori di un motore a combustione interna, comprendente un mozzo (2) atto ad essere collegato ad un accessorio del motore, una corona (3) anulare provvista di un profilo (8) configurato per cooperare con una cinghia (9) di trasmissione, esternamente coassiale al mozzo (2) e supportata in moto rotazionalmente libero sul mozzo (2) stesso, ed un’unità filtrante (10) interposta tra il mozzo (2) e la corona (3) e comprendente una molla elicoidale (12) atta a trasmettere la coppia tra la corona (3) ed il mozzo (2), caratterizzata dal fatto che la detta unità filtrante (10) comprende un primo carrier (13) vincolato ad una prima estremità (15) della molla (12) ed un secondo carrier (14) vincolato ad una seconda estremità (16) della molla (12), ciascuno dei detti primo e secondo carrier (13, 14) essendo rotazionalmente accoppiato sia al mozzo (2), sia alla corona (3) con una limitata possibilità di rotazione relativa rispetto a ciascuno di essi.
2.- Puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le estremità della molla sono vincolate ai rispettivi carrier (13, 14) senza possibilità di sfilarsi mediante rotazione relativa.
3.- Puleggia secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che i detti carrier (13, 14) sono 11 Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) supportati sul detto mozzo (2) e sono alloggiati all’interno della detta corona (3).
4.- Puleggia secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l’accoppiamento angolare tra ciascuno dei carrier (13, 14), il mozzo (2) e la corona (3) è realizzato mediante almeno un risalto (21, 27) portato dal carrier (13, 14) e rispettivi arresti (26, 29; 25, 28) portati dal mozzo (2) e dalla corona (3).
5. Puleggia secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che l’accoppiamento angolare tra ciascuno dei carrier (13, 14), il mozzo (2) e la corona (3) è realizzato mediante almeno rispettivi risalti (26, 29; 25, 28) portati dal mozzo (2) e dalla corona (3) ed almeno un arresto (21, 27) portato dal carrier (13, 14).
6. Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l’accoppiamento angolare tra ciascuno dei carrier (13, 14), il mozzo (2) e la corona (3) è realizzato mediante almeno un risalto (21, 27) portato dal carrier (13, 14) e almeno corrispondenti risalti (26, 29; 25, 28) portati dalla corona (3) e dal mozzo (2).
7. Puleggia secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che i detti risalti (26, 29; 25, 28) portati dal mozzo (2) e dalla corona (3) sono configurati in modo da non interagire direttamente tra loro 12 Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM) durante la rotazione relativa tra il mozzo (2) e la corona (3).
8. Puleggia secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che i risalti (21, 27) dei detti carrier (13, 14) si estendo in direzione assiale, e che i risalti portati dal mozzo (2) e dalla corona (3) sono radiali, i risalti (21, 27) dei detti carrier (13, 14) essendo configurati in modo da cooperare sia con un corrispondente risalto (25. 28) della corona (3), sia con un corrispondente risalto (26, 29) portato dal mozzo (2).
9. Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzata dal fatto che ciascun carrier (13, 14) comprende una coppia di risalti (21, 27) disposti a 180°, corrispondenti coppie di risalti (26, 29; 25, 28) essendo portati dal mozzo (2) e dalla corona (3) e.
10. Puleggia secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che i detti risalti (25, 28) portati dalla corona (3) sono integrali alla corona (3) stessa, e che almeno uno (26) dei risalti portati dal mozzo (2) è integrale ad un anello di trascinamento (22) calettato sul mozzo (2) stesso.
11. Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la detta unità filtrante comprende un gruppo di smorzamento interposto tra la detta corona (3) ed il detto mozzo (2). 13 Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM)
12. Puleggia secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che il detto gruppo di smorzamento comprende un elemento (22) solidale al mozzo (2), un elemento (30) solidale alla corona (3) e mezzi elastici (31) agenti su uno dei detti elementi (22, 30) per mantenerli assialmente a contatto tra loro in modo da strisciare a seguito di una rotazione relativa tra il detto mozzo (2) e la detta corona (3).
13. Puleggia secondo la rivendicazione 12, quando dipendente dalla rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che il detto elemento solidale al mozzo (2) è il detto anello di trascinamento (22).
14. Puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la detta molla elicoidale presenta un verso di avvolgimento tale che il filo è sollecitato sempre a compressione sia quando la corona (3) tende a sopravanzare il mozzo (2), sia quando il mozzo (2) tende a sopravanzare la corona (3). p.i.: DAYCO EUROPE S.R.L. Luigi FRANZOLIN 14 Luigi FRANZOLIN (Iscrizione Albo nr.482/BM)