ITTO980880A1

ITTO980880A1 - Gruppo di trasmissione ad ingranaggi facciali, particolarmente per applicazioni aeronautiche.

Info

Publication number: ITTO980880A1
Application number: IT000880A
Authority: IT
Inventors: Gianluca Andrei
Original assignee: Fiatavio Spa
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2000-04-16
Also published as: EP0994280A3; US6260429B1; DE69906003D1; EP0994280B1; EP0994280A2; CA2285898C; DE69906003T2; CA2285898A1; IT1303139B1; ATE235012T1

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un gruppo di trasmissione ad ingranaggi facciali, particolarmente per applicazioni aeronautiche.

In campo aeronautico, per la trasmissione del moto da un albero di ingresso ad un albero di uscita è noto di utilizzare gruppi di trasmissione ad ingranaggi facciali, i quali comprendono due ruote facciali coassiali e controrotanti, comunemente note con il termine di "face gear" disposte in posizioni fra loro affacciate, ed un pignone di rinvio del moto ingranante con entrambe le ruote facciali.

Al fine di ridurre le azioni nei punti di ingranamento ruote facciali-pignone di rinvio, è noto di utilizzare più pignoni di rinvio, ciascuno dei quali è normalmente supportato da un proprio elemento elasticamente deformabile e tale da consentire uno spostamento, del relativo pignone di rinvio in na direzione circonferenziale delle ruote facciali.In altre parole, ciascun elemento deformabile si estende ortogonalmente agli assi delle ruote facciali, ed è flessibile nel piano ortogonale agli assi delle ruote stesse così da consentire, in uso, spostamenti relativi indipendenti dei pignoni di rinvio nel citato piano ortogonale.

Le trasmissioni note del tipo sopra descritto, anche se utilizzate in quanto atte ad adattarsi alle diverse condizioni di funzionamento, risultano essere scarsamente soddisfacenti in quanto presentano pesi ed ingombri relativamente elevati. Quanto appena esposto deriva essenzialmente dal fatto che, nelle soluzioni note, le azioni o forze scambiate nei vari punti di ingranamento ruote facciali-pignoni di rinvio e nelle diverse condizioni di funzionamento presentano valori normalmente diversi l'uno dall'altro e difficilmente valutabili, e sono dirette lungo relative direzioni formanti fra loro angoli variabili e anch'essi non preventivamente determinabili, in quanto dipendenti dalla cedevolezza o resistenza flessionale dei diversi elementi deformabili di supporto utilizzati e dai carichi trasmessi agli elementi deformabili stessi.

Conseguentemente, le varie azioni scambiate si scaricano,almeno in parte ed in maniera imprevedibile sui supporti delle ruote facciali, ed il dimensionamento delle diverse parti della trasmissione, ruote comprese, deve essere effettuato sulla base di un presunto valore massimo che tali azioni potrebbero raggiungere, per cui le trasmissioni stesse risultano, nella maggior parte delle applicazioni, sovradimensionate e quindi inevitabilmente pesanti, ingombranti e, soprattutto, costose.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di trasmissione ad ingranaggi facciali, il quale consenta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo di trasmissione ad ingranaggi facciali, particolarmente per applicazioni aeronautiche, comprendente una struttura di supporto, una coppia di D ruote facciali fra loro affacciate e girevoli rispetto alla struttura di supporto attorno ad un rispettivo primo asse, almeno un pignone di ingresso del moto ed almeno due pignoni di rinvio girevoli attorno a rispettivi secondi assi ed ingrananti con entrambe le ruote facciali, e mezzi di accoppiamento dei detti pignoni di rinvio alla detta struttura di supporto, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento comprendono un telaio ausiliario di supporto dei detti pignoni di rinvio mobile rispetto alla struttura di supporto e rigido per mantenere i detti secondi assi in posizioni relative fisse, e mezzi di vincolo angolare interposti tra la detta struttura di supporto ed il detto telaio di supporto per mantenere il telaio di supporto stesso in posizione angolarmente fissa rispetto alla detta struttura di supporto attorno al detto primo asse.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente ed in sezione una preferita forma di attuazione del gruppo di trasmissione ad ingranaggi facciali secondo la presente invenzione; e

la figura 2 è una sezione, in scala leggermente ingrandita e con parti asportate per chiarezza, secondo la linea II-II della figura 1.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 è indicato un gruppo di trasmissione ad ingranaggi facciali, particolarmente per applicazioni aeronautiche, atto ad essere interposto tra una coppia di motori (non illustrati) ed uno o più utilizzatori (non illustrati). Il gruppo 1 comprende una struttura 2 tubolare;.fissa di supporto presentante un proprio asse 3, ed una coppia di ruote dentate facciali, comunemente note con il termine di "face gear" ed indicate con 4 e 5, le quali sono entrambe accoppiate alla struttura 2 in maniera girevole attorno all'asse 3 ed in posizione assialmente fissa tramite rispettivi cuscinetti 6 noti, e delle quali la ruota 4 è calettata su di un albero 7 principale di uscita del moto estendentesi all'interno della struttura 2 coassialmente all'asse 3. Le ruote 4 e 5 comprendono rispettive dentature facciali 8 e 9 fra loro affacciate e dimensionalmente uguali tra loro, le quali, nel particolare esempio descritto, ingranano entrambe con una coppia di pignoni 10 di ingresso del moto noti, disposti in posizioni diametralmente opposte -rispetto all'asse 3, e con tre pignoni 11 di rinvio, disposti in posizioni angolari perfettamente equispaziate tra loro.

I pignoni 10 presentano rispettivi assi 12 e sono pignoni cilindrici fissi o, alternativamente, secondo una soluzione realizzativa non illustrata, flottanti.

I pignoni 11 presentano rispettivi assi 18 e sono accoppiati alla struttura 2 tramite un gruppo 19 di collegamento comprendente un telaio 20 ausiliario rigido, preferibilmente definito da un corpo anulare coassiale all'asse 3 e circondante le ruote 4 e 5, e, per ciascun pignone 11, una relativa gabbia 21 di supporto, la quale si estende radialmente a sbalzo all'interno del telaio 20, ed è solidalmente collegata ad una superficie interna 22 del telaio 20 stesso. Ciascuna gabbia 21 alloggia il relativo pignone 11, il quale è accoppiato alla gabbia 21 stessa, in modo noto e schematicamente illustrato nelle figure allegate, per ruotare attorno al proprio asse 18 e traslare lungo l'asse 18 stesso. All'interno delle rispettive gabbie 21, i pignoni 11 sono disposti in modo tale per cui ì rispettivi assi 18 formano fra loro un angolo di 120° e giacciono tutti su di un unico piano P di giacitura ortogonale all'asse 3 e coincidente con il piano della figura 1.

Ancora con riferimento alla figura 1 e, in particolare, alla figura 2, il telaio 20 è accoppiato alla struttura 2 tramite un corpo tubolare 26 elasticamente cedevole, il quale costituisce parte del gruppo 19, si estende coassialmente all'asse 3 in posizione allineata al telaio 20, e comprende una porzione intermedia 27 a soffietto, una porzione terminale 28 rivolta verso il telaio 20 solidalmente collegata al telaio 20 stesso, ed una porzione terminale 29 opposta solidalmente collegata alla struttura 2 tramite una flangia anulare 32, convenientemente saldata alla struttura 2 stessa e costituente anch'essa parte del gruppo 19.

La flangia anulare 32 ed il corpo tubolare 26 sono dimensionati e cooperano fra loro in modo tale da bloccare il telaio 20 in posizione angolarmente fissa rispetto alla struttura 2 attorno all'asse 3 e da consentire, nel contempo, al telaio 20 stesso di spostarsi rispetto alle ruote 4 e 5 ed alla struttura 2, sia in una direzione sostanzialmente parallela all'asse 3, sia lungo una pluralità di direzioni radiali trasversali all'asse 3 stesso. La flangia anulare 32 ed il corpo tubolare 26 sono poi dimensionati in modo da consentire al telaio 20 e, quindi, al piano P di giacitura degli assi 18 di basculare rispetto alla struttura 2 ed alle ruote 4 e 5 attorno ad una pluralità di assi trasversali all'asse 3.

Da quanto precede appare evidente che, in uso, la particolare modalità di accoppiamento dei pignoni 11 tra loro ed alla struttura 2 consente di mantenere gli assi 18 di rotazione dei pignoni 11 non solo in posizioni fra loro costantemente complanari, ma soprattutto in posizioni angolari relative fisse, predeterminate e invarianti. Per cui è evidente che la sollecitazione a cui è sottoposto ciascun pignone 11 è praticamente uguale per tutti i pignoni 11 ed è soprattutto una sollecitazione effettiva invariante e facilmente predeterminabile. Il dimensionamento sia dei pignoni 10 e 11 che delle ruote 4 e 5 sulla base di tale sollecitazione effettiva consente, pertanto, di realizzare ruote 4 e 5 e pignoni 10 e 11 che, da un lato, consentono di trasmettere in sicurezza la coppia torcente entrante e presentano, dall'altro, pesi e dimensioni estremamente più contenute e, conseguentemente, costi realizzativi decisamente più bassi rispetto alle soluzioni note.

Inoltre, nel gruppo 1 di trasmissione descritto, le azioni a cui sono sottoposti i diversi pignoni 11 di rinvio sono dirette in direzioni non solo fra loro perennemente complanari, ma sono orientate in modo tale per cui la loro poligonale è una poligonale chiusa, ossia a risultante nulla qualunque siano le condizioni funzionali della trasmissione. Ne deriva, pertanto che la particolare modalità di collegamento dei pignoni 11 alla struttura 2 riduce, rispetto alle soluzioni note, lo stato di sollecitazione a cui sono sottoposti i vari supporti e, in particolare, i supporti delle ruote facciali 4 e 5, che, sempre rispetto alle soluzioni note, presentano pesi, dimensioni e costi decisamente più contenuti.

Da quanto precede è poi evidente che la cedevolezza elastica della porzione intermedia 27 a soffietto del corpo tubolare 26 consente ai pignoni 11 di rinvio di disporsi in una posizione ottimale di funzionamento, qualunque siano le condizioni in cui la trasmissione si trova ad operare.

Da quanto precede appare, infine, evidente che al gruppo 1 di trasmissione descritto possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione.

In particolare, il gruppo 1 potrebbe comprendere una numero di pignoni 11 di rinvio diverso da quello indicato a titolo di esempio, ed i pignoni 11 di rinvio potrebbero essere accoppiati alla struttura 2 di supporto tramite un gruppo di collegamento elasticamente cedevole e torsionalmente rigido diverso dal gruppo 19 descritto a titolo di esempio. In particolare, la porzione intermedia 21 a soffietto del corpo tubolare 26 potrebbe essere sostituita da un elemento elastico a filo avvolto alla stregua di una comune molla elicoidale.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. - Gruppo ( 1) di trasmissione ad ingranaggi facciali particolarmente per applicazioni aeronautiche, comprendente una struttura di supporto (2), una coppia di ruote facciali (4)(5) fra loro affacciate e girevoli rispetto alla struttura di supporto (2) attorno ad un rispettivo primo asse (3), almeno un pignone di ingresso del moto (10) ed almeno due pignoni di rinvio (11) girevoli attorno a rispettivi secondi assi (18) ed ingrananti con entrambe le ruote facciali (4)(5), e mezzi di accoppiamento (19) dei detti pignoni di rinvio (11) alla detta struttura di supporto (2), caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento (19) comprendono un telaio ausiliario di supporto (20,21) dei detti pignoni di rinvio (11) mobile rispetto alla struttura di supporto (2) e rigido per mantenere i detti secondi assi (18) in posizioni relative fisse, e mezzi di vincolo angolare (26,32) interposti tra la detta struttura di supporto (2) ed il detto telaio di supporto (20,21) per mantenere il telaio di supporto (20,21) stesso in posizione angolarmente fissa rispetto alla detta struttura di supporto (2) attorno al detto primo asse (3). 2.~ Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento (19) comprendono, inoltre, primi mezzi di collegamento (26,32) per collegare il detto telaio di supporto (20,21) alla detta struttura di supporto (2) in maniera scorrevole almeno in una prima direzione sostanzialmente parallela al detto primo asse (3). 3.- Gruppo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento (19) comprendono, inoltre, secondi mezzi di collegamento (26,32) per collegare il detto telaio di supporto (20,21) alla detta struttura di supporto (2) in maniera scorrevole in almeno una seconda direzione trasversale al detto primo asse (3). 4.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti secondi assi (18) giacciono su di un'unica superficie di giacitura (P), ed i detti mezzi di accoppiamento (19) comprendono terzi mezzi di collegamento (26,32) per consentire alla detta superficie di giacitura (P) di basculare attorno ad almeno un asse trasversale al detto primo asse (3). 5.- Gruppo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta superficie di giacitura. (P) è una superficie piana. 6.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di vincolo angolare (26,32) e di collegamento (26,32) sono costituiti da un unico corpo elasticamente cedevole (26). 7.- Gruppo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il detto telaio di supporto (20,21) ed il detto corpo elasticamente cedevole (26) sono fra loro allineati lungo il detto primo asse (3). 8.- Gruppo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che ed il detto corpo elasticamente cedevole (26) è un corpo tubolare estendentesi coassialmente al detto primo asse (3) e comprendente una porzione terminale (29) solidalmente collegata alla detta struttura di supporto (2). 9.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che il detto corpo elasticamente cedevole (26) comprende almeno una porzione a soffietto (27). 10.- Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti secondi assi (18) sono disposti in posizioni angolari perfettamente equispaziate tra loro. 11 Gruppo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di detti pignoni di rinvio (11) disposti in posizioni angolari perfettamente equispaziate tra loro. 12.- Gruppo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere tre di detti pignoni di rinvio (11) disposti esattamente a 120° l'uno dall'altro. 13.- Gruppo di trasmissione ad ingranaggi facciali, particolarmente per' applicazioni aeronautiche, sostanzialmente come descritto ed illustrato nelle figure allegate.