ITTO990690A1 - Innesto rapido di collegamento fra elementi di un circuito idraulico. - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

di Brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione si riferisce a un innesto rapido per il collegamento fra elementi di un circuito idraulico.

L'invenzione trova applicazione particolarmente vantaggiosa, ma non esclusiva, in un circuito idraulico di comando di una frizione di un veicolo; nel seguito si farà pertanto riferimento a questa applicazione, senza peraltro perdere di generalità.

Il circuito idraulico di comando di una frizione di un veicolo comprende generalmente una pompa associata al pedale della frizione, un attuatore di comando della frizione, ed una tubazione di collegamento fra la pompa e 1'attuatore.

I vari elementi del circuito sono generalmente collegati tra loro mediante innesti ad azionamento rapido comprendenti un elemento di innesto maschio ed un elemento di innesto femmina accoppiabili telescopicamente fra loro, e mezzi di bloccaggio relativo a scatto tra i due elementi di innesto.

Gli azionamenti della pompa tramite il pedale determinano inevitabilmente delle pulsazioni di pressione nel circuito, che devono essere attenuate il più possibile per garantire una risposta corretta dell 'attuatore.

Per ovviare a questo problema viene generalmente utilizzato un dispositivo smorzatore interposto fra la pompa e 1'attuatore, ad esempio del tipo a membrana, il quale è atto ad assorbire le pulsazione di pressione mediante una capacità variabile.

L'impiego di un dispositivo smorzatore comporta costi aggiuntivi dovuti al costo del dispositivo stesso ed ai maggiori costi per la raccorderia necessaria al collegamento del dispositivo al circuito.

Scopo della presente invenzione è quello di ottenere una buona attenuazione delle pulsazioni di pressione in un circuito idraulico, in particolare in un circuito di comando di una frizione di un veicolo, in modo semplice ed economico, sènza ricorrere ad un dispositivo smorzatore dedicato.

In base all'invenzione viene dunque realizzato un innesto ad azionamento rapido per il collegamento tra elementi di un circuito idraulico comprendente un elemento di innesto maschio ed un elemento di innesto femmina telescopicamente accoppiabili tra loro, mezzi di tenuta interposti tra il detto elemento di innesto maschio ed il detto elemento di innesto femmina, e mezzi rilasciabili di bloccaggio relativo dei detti elementi di innesto, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un elemento elasticamente deformabile interposto assialmente tra il detto elemento di innesto maschio ed il detto elemento di innesto femmina per permettere uno spostamento assiale relativo fra i detti elementi di innesto in risposta a variazioni di pressione nel detto circuito.

In questo modo si ottiene un innesto ad azionamento rapido per il collegamento di elementi in un circuito idraulico che consente di risolvere il problema delle pulsazioni di pressione in maniera semplice ed economica senza ricorrere ad un dispositivo apposito.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un alcuni suoi esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 è una vista di assieme in sezione longitudinale di un innesto ad azionamento rapido secondo una prima forma di realizzazione dell'invenzione;

la figura 2 è una vista assiale di un particolare dell'innesto di figura 1;

- la figura 3 è una sezione secondo la linea III-III di figura 2;

- la figura 4 è una vista di assieme in sezione longitudinale di una seconda forma di attuazione di un innesto ad azionamento rapido secondo la presente invenzione;

la figura 5 è una vista assiale di un particolare dell'innesto di figura 4;

- la figura 6 è una sezione secondo la linea VI-VI di figura 5.

In riferimento alla figura 1 viene indicato con 1 un innesto ad azionamento rapido per il collegamento fra elementi di un circuito idraulico (non illustrati), ad esempio un circuito di comando di una frizione di un autoveicolo .

L'innesto 1 comprende un elemento di innesto 2 maschio (nel seguito denominato per brevità "il maschio 2") ed un elemento di innesto 3 femmina (nel seguito " la femmina 3 " ) aventi un asse A comune ed accoppiabili telescopicamente fra loro con 1'interposizione di mezzi di tenuta indicati nel loro complesso con 4 e descritti in dettaglio nel seguito.

L'innesto 1 comprende inoltre un elemento di bloccaggio 5 atto a bloccare a scatto fra loro in modo rilasciabile il maschio 2 e la femmina 3 in una posizione di accoppiamento relativo.

La femmina 3 presenta forma tubolare cilindrica ed è provvista di una cavità assiale 6 passante formata da una prima porzione 7 a diametro minore e da una seconda porzione 8 a diametro maggiore disposta adiacente ad un'apertura 9 di ingresso della cavità 6.

Le porzioni 7 e 8 della cavità 6 definiscono fra loro uno spallamento 10 intermedio.

La seconda porzione 8 della cavità 6 presenta infine una gola 11 anulare, in prossimità dell'apertura 9 di ingresso, la quale è delimitata assialmente verso l'apertura 9 stessa da uno spallamento 12.

Il maschio 2 presenta un foro assiale 13 passante e comprende integralmente un nipplo 14 di estremità atto ad essere collegato ad una tubazione (non illustrata) , una porzione 15 di accoppiamento atta ad impegnare la cavità 6 della femmina 3 e presentante diametro leggermente minore rispetto alla prima porzione 8 della cavità 6, ed una porzione intermedia 16 avente un diametro minore rispetto alla porzione 15 ma maggiore rispetto al nipplo 14.

La porzione 15 presenta una flangia 17 anulare intermedia definente due superfici radiali 17a e 17b, ed avente un diametro esterno leggermente minore del diametro della seconda porzione 9 della cavità 6. La porzione intermedia 15 è, inoltre, delimitata assialmente da una superficie di testa 21. La porzione 15 è provvista di una gola 18 anulare in prossimità della superficie di testa 21 e di una sede 19 anulare leggermente ribassata adiacente alla flangia 17 e disposta dalla stessa parte della gola 18 rispetto alla flangia stessa.

La porzione intermedia 16 è provvista di una gola 20 anulare a sezione rettangolare adiacente alla porzione 15.

I mezzi di tenuta 4 interposti tra il maschio 2 e la femmina 3 sono costituiti da una coppia di guarnizioni 24, 25 ad anello di tipo 0-ring alloggiate rispettivamente nella gola 18 e nella sede 19 della porzione 15 del maschio 2, e cooperanti a tenuta con la parete laterale della porzione 7 e, rispettivamente, della porzione 8 della cavità 6, la guarnizione 25 essendo assialmente interposta tra lo spallamento 10 della femmina 3 e la superficie 17b della flangia 17 del maschio 2.

L'elemento di bloccaggio 5 (figure 2 e 3) comprende integralmente un corpo 26 anulare alloggiabile nella porzione 8 della cavità 6 in posizione radialmente compresa fra il maschio 2 e la femmina 3, e quattro bracci 27 elastici comprendenti rispettive prime porzioni 28 estendentisi assialmente a sbalzo dal corpo 26 e rispettive porzioni di estremità 29 divergenti fra loro. Le prime porzioni 28 dei bracci 27 sono provviste di rispettivi denti 30 esterni, aventi profilo triangolare a dente di sega e delimitati dalla parte opposta rispetto al corpo 26 da rispettivi fianchi 31 radiali piani.

Il corpo 26 dell'elemento di bloccaggio 5 comprende infine un risalto anulare 34 interno, avente diametro interno maggiore della porzione intermedia 16 del maschio 3, dal quale si estendono a sbalzo quattro denti 35 flessibili, in corrispondenza dei rispettivi bracci 27 elastici, in direzione inclinata verso l’asse A e rivolti assialmente dalla stessa parte dei bracci 27 stessi.

L'innesto 1 comprende infine un anello 36 di materiale elastomerico, convenientemente di tipo 0-ring, il quale è montato sulla porzione 15 del maschio 3 a contatto assiale con la flangia 17 e da parte opposta della stessa rispetto alla guarnizione 25.

L'elemento di bloccaggio 5 è montato sul maschio 3 in modo che il corpo 26 anulare serri assialmente a pacco l'anello 36 contro la flangia 17, ed i denti 35 impegnino a scatto la gola 20 anulare della porzione intermedia 16 del maschio 2. L'ingombro assiale complessivo del risalto 34 e dei denti 35 è minore della dimensione assiale della gola 20, in modo tale che permanga un gioco 37 assiale fra il risalto 34 e la porzione 15 del maschio 3.

A seguito dell'introduzione assiale del maschio 2 nella cavità 6 della femmina 3, i bracci 27 si flettono elasticamente verso l'interno permettendo ai denti 30 di passare attraverso l'apertura 9 della cavità 6 e di cooperare a scatto,,a seguito del ritorno elastico dei bracci 27 alla loro configurazione indeformata, con lo spallamento 12, bloccando cosi assialmente il maschio 2 nella femmina 3.

In uso, la tenuta tra il maschio 2 e la femmina 3 viene garantita dalle due guarnizioni 24, 25 disposte in serie fra loro e radialmente compresse tra il maschio 2 e la femmina 3.

Eventuali pulsazioni di pressione nel circuito sono compensate dallo spostamento assiale del maschio 2 rispetto alla femmina 3, sotto la risultante delle forze di pressione agenti sulla superficie di testa 21, reso possibile dalla deformabilità dell'anello 36 e dalla presenza del gioco 37. L'innesto 1, pertanto, oltre ad assicurare la tenuta, definisce una capacità variabile atta a smorzare le pulsazioni di pressione e consente di evitare l'impiego di un componente del circuito dedicato a questo scopo.

Il disimpegno del maschio 2 dalla femmina 3 può essere ottenuto in modo agevole premendo verso l'interno le porzioni di estremità 29 dei bracci 27 dell'elemento di bloccaggio 5 e disimpegnando cosi i denti 35 dalla gola 10.

Con riferimento alla figura 4, è indicato nel suo complesso con 40 un innesto ad azionamento rapido secondo una diversa forma di attuazione dell'invenzione. Le parti dell'innesto 40 uguali o corrispondenti a parti dell'innesto 1 già descritte sono indicate in figura 4 con lo stesso numero di riferimento e non vengono descritte in dettaglio L'innesto 40 differisce dall'innesto 1 descritto esclusivamente per il fatto che l'elemento di bloccaggio 5 è sostituito da un due elementi distinti e cooperanti fra loro: un primo elemento 41 di bloccaggio dell'anello 36 deformabile sul maschio 2, ed un secondo elemento 42 di bloccaggio assiale del maschio 2 nella femmina 3.

Il primo elemento 41 è del tutto equivalente per forma e funzione al corpo anulare 26 dell'elemento .5 sopra descritto, e comprende, in modo del tutto analogo, denti 35 interni flessibili cooperanti con la gola 20 del maschio 2.

Il secondo elemento 42 (figure 5 e 6) comprende un anello 43 di diametro interno maggiore del diametro della porzione intermedia 16 del maschio 2, e quattro bracci 44 flessibili estendentisi integralmente a sbalzo dall'anello 43 stesso. I bracci 44 sono provvisti, alle loro estremità libere, di rispettivi risalti 45 sostanzialmente sferici, i quali sono atti ad alloggiarsi nella gola 11 interponendosi fra lo spallamento 12 ed una superficie di testa 46 del primo elemento 41; allo scopo di migliorare la sicurezza del bloccaggio, tale superficie 46 è convenientemente conica con generatrici convergenti verso l'apertura 9 della cavità 6, in modo da esercitare sui risalti 45 una reazione avente una componente radiale rivolta verso l'esterno. Una possibile variante dell'innesto 40 prevede che i risalti 45 abbiano una forma toroidale anziché sferica.

In uso, il funzionamento dell'innesto 40 è del tutto analogo a quello dell'innesto 1 descritto.

Anche in questo caso, il disimpegno del maschio 2 dalla femmina 3 si ottiene flettendo verso l'interno i bracci 44; i risalti 45 esercitano sulla superficie 46 del primo elemento 41 una forza normale avente una componente assiale che grazie alla deformabilità dell'anello 36, permette l'arretramento dell'elemento 41 stesso e quindi il disimpegno dei risalti 45 dalla gola 10.

Le figure 7 e 8 illustrano un innesto secondo un'ulteriore forma di attuazione dell'invenzione, indicato nel suo complesso con 50.

L'innesto 50 differisce dall'innesto 1 descritto per il fatto che la guarnizione 24 è sostituita da una guida di scorrimento 51 costituita, ad esempio, da un anello di materiale plastico a basso coefficiente di attrito. In questo caso, la tenuta fra il maschio 2 e la femmina 3 è garantita esclusivamente dalla guarnizione 25.

L’innesto 50 differisce dall'innesto 1, inoltre, per il fatto che 1'elemento di bloccaggio 5 è sostituito da un manicotto 52 tubolare calzato sul maschio 2 e costituito da una porzione 53 intermedia scorrevole sulla porzione intermedia 16 del maschio 2, in questo caso priva della gola 20, da una prima porzione 54 di estremità avente diametro interno maggiore della porzione 53 ed atta a cooperare assialmente di testa con l'anello 36, e da una seconda porzione 55 di estremità avente diametro esterno ridotto, dalla quale BÌ estendono radialmente quattro appendici 56, le quali impegnano con gioco rispettive fresature 57 radiali della femmina 3.

Le appendici 56 presentano rispettivi denti frontali 62 rivolti verso la porzione 53 del manicotto 52 e delimitati radialmente verso 1'interno da rispettive superfici 63 coniche convergenti fra loro verso il nipplo 14.

Le rispettive superfici esterne della porzione intermedia 53 e della seconda porzione di estremità 55 sono raccordate fra loro da uno smusso 58 conico.

La femmina 3 presenta uno smusso 59 conico di invito in corrispondenza dell'apertura 9, ed una gola 60 delimitante con lo smusso 59 un risalto anulare 61.

L'innesto 50 comprende infine un anello elastico 64, aperto lungo una propria generatrice (figura 8), il quale presenta un diametro esterno maggiore del diametro interno del risalto anulare 61 ed è montato intorno alla seconda porzione di estremità 55, in posizione assialmente compresa tra lo smusso 58 e le appendici 56.

Il montaggio avviene introducendo dapprima il maschio 2 nella femmina 3, fino a portare la guarnizione 25 in battuta assiale contro lo spallamento 10, e poi introducendo il manicotto 52, premontato sul maschio 2, all'interno della cavità 6. L'anello elastico 64, sotto la spinta delle appendici 56 si contrae per effetto del contatto con lo smusso 59 di invito della femmina 3, autocentrandosi grazie alle superfici coniche 63 dei denti 62, e scatta oltre il risalto anulare 61 alloggiandosi nella gola 60 e determinando cosi il bloccaggio assiale del maschio 2 nella femmina 3.

In uso, il fluido operativo del circuito idraulico può trafilare attraverso la guida di scorrimento 51 fino alla guarnizione 25; pertanto, in caso di pulsazioni di pressione, all'effetto di variazione della capacità conseguente allo scorrimento assiale del maschio 2, come descritto con riferimento all'innesto C 1, si aggiunge un ulteriore effetto smorzante legato alla variazione di volume della camera definita tra lo spallamento 10 e la guarnizione 25. Poiché la guida di scorrimento 51 si comporta come una resistenza localizzata, i due effetti sono sfasati nel tempo.

Il disimpegno del maschio 2 dalla femmina 3 si ottiene agendo con un attrezzo sull'anello elastico 64, in modo da spingerlo assialmente contro le superfici coniche 63 dei denti 62 e determinarne una contrazione radiale tale da permetterne lo sfilamento attraverso il risalto anulare 61 della femmina 3.

Claims (16)

1. R IV E N D I C A Z I O N I 1. Innesto (1; 40; 50) ad azionamento rapido per il collegamento tra elementi di un circuito idraulico comprendente un elemento di innesto maschio (2) ed un elemento di innesto femmina (3) telescopicamente accoppiabili tra loro, mezzi di tenuta (4) interposti tra il detto elemento di innesto maschio (2) ed il detto elemento di innesto femmina (3), e mezzi di bloccaggio (5) rilasciabili del detto elemento di innesto maschio (2) nel detto elemento di innesto femmina (3), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un elemento elasticamente deformabile (36) interposto assialmente fra il detto elemento di innesto maschio (2) e i detti mezzi rilasciabili di bloccaggio (5) per permettere uno spostamento assiale relativo fra i detti elementi di innesto in risposta a variazioni di pressione nel detto circuito.
2. 2. Innesto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento elasticamente deformabile comprende un anello di materiale elastomerico (36) montato esternamente coassiale al detto elemento di innesto maschio (2) e compreso tra una superficie di battuta assiale del detto elemento di innesto maschio (2) ed i detti mezzi di bloccaggio (5).
3. 3. Innesto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di tenuta (4) comprendono almeno un secondo anello di materiale elastomerico (25).
4. 4. Innesto secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il detto elemento di innesto maschio (2) comprende una flangia (17) radiale intermedia delimitata assialmente da una prima superficie (17a) definente la detta superficie di battuta assiale e da una seconda superficie (17b), il detto secondo anello di materiale elastomerico (25) essendo interposto assialmente tra la detta seconda superficie (17a) ed uno spallamneto del detto elemento di innesto femmina (10).
5. 5. Innesto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di tenuta (4) comprendono un terzo anello di materiale elastomerico (24) alloggiato in una sede anulare (20) ricavata in prossimità di un'estremità libera (21) del detto elemento di innesto maschio(2).
6. 6. Innesto -secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di comprendere una guida di scorrimento (51) alloggiata in una sede anulare (20) ricavata in prossimità di un'estremità libera (21) del detto elemento di innesto maschio.
7. 7. Innesto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio (5) rilasciabili comprendono un corpo anulare (26; 41; 52) montato coassiale esternamente al detto elemento di innesto maschio (2) ed internamente al detto elemento di innesto femmina (3), primi mezzi di arresto assiale (35; 64) del detto corpo anulare (26; 41; 52) cooperanti a scatto con il detto elemento di innesto maschio (2) per mantenere il detto corpo anulare in .battuta assiale con il detto elemento elasticamente deformabile (36), secondi mezzi di arresto assiale (30; 45; 64) cooperanti a scatto con il detto elemento di innesto femmina (3) per impedire l'estrazione del detto elemento di innesto maschio (2) dal detto elemento femmina (3).
8. 8. Innesto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di bloccaggio (5) sono realizzati in un unico pezzo di materiale plastico comprendente i detti primi mezzi di arresto (36) ed i detti secondi mezzi di arresto (30).
9. 9. Innesto secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che i detti primi mezzi di arresto assiale comprendono una pluralità di denti (36) elastici interni portati dal detto corpo anulare (26) ed atti a cooperare a scatto con una gola anulare (20) del detto elemento di innesto maschio (2).
10. 10. Innesto secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di bloccaggio (5) comprendono una pluralità di bracci (27) flessibili estendentisi dal detto corpo anulare (26), detti secondi mezzi di arrestò assiale essendo costituiti da rispettivi denti (30) ricavati sui detti bracci (27) flessibili e cooperanti a scatto con una sede (11) del detto elemento di innesto femmina (3).
11. 11. Innesto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di bloccaggio (5) comprendono un elemento in materiale plastico (42) distinto dal detto corpo anulare (41) e comprendente integralmente un anello (43) ed una pluralità di bracci elastici (44) estendentisi integralmente dal detto anello (43) e portanti alle estremità rispettivi risalti (45) definenti i detti secondi mezzi di arresto assiale ed atti ad interporsi fra il detto corpo anulare (41) ed uno spallamento interno (12) del detto elemento di innesto femmina (3).
12. 12. Innesto secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i detti risalti (45) sono sferici.
13. 13. Innesto secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i detti risalti (45) sono segmenti toroidali.
14. 14. Innesto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di bloccaggio (5) comprendono un anello elastico (64) definente detti primi e secondi mezzi di arresto assiale, il detto anello elastico (64) essendo alloggiato in una sede anulare interna (60) del detto elemento di innesto femmina (3) e cooperando con una superficie di battuta (58) del detto corpo anulare (52).
15. 15. Innesto secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che il detto corpo anulare (52) comprende una pluralità di appendici (56) radiali alloggiate con gioco in rispettive fresature (57) del detto elemento di innesto femmina (3), la detta superficie di battuta (58) del detto corpo anulare (52) essendo conica, le dette appendici (56) presentando rispettivi denti frontali (62) delimitati radialmente verso l'interno da rispettive superfici coniche (63).
16. 16. Innesto ad azionamento rapido per il collegamento tra elementi di un circuito idraulico, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.