ITUB20155812A1

ITUB20155812A1 - Assieme calettatore antifrizione

Info

Publication number: ITUB20155812A1
Application number: ITUB2015A005812A
Authority: IT
Inventors: Sandro Zamboni
Original assignee: Mav S P A
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2015-11-23
Publication date: 2017-05-23

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

[0001] La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico dei sistemi di accoppiamento meccanico per la trasmissione del moto ed ha particolarmente per oggetto un assieme calettatore antifrizione per l’accoppiamento tra un albero cavo ed un albero pieno.

Stato della tecnica

[0002] E’ noto nel settore dei sistemi per l’accoppiamento di componenti meccanici l’utilizzo di assiemi calettatori atti a collegare un albero cavo ad un albero pieno.

[0003] In particolare, tali dispositivi sono utilizzati nei motoriduttori per accoppiare un albero cavo, generalmente condotto, ad un albero pieno, generalmente motore, di un motore o di una macchina.

[0004] Una comune tipologia di calettatori, denominati shrinkdisk, permette di accoppiare per interferenza i due componenti esercitando sull’albero cavo una compressione di valore predeterminato.

[0005] Questi sistemi sono generalmente costituiti da un anello interno con una superficie inseribile esternamente all’albero cavo ed una superficie esterna avente una coppia di tratti conici che si sviluppano simmetricamente rispetto ad un piano di mezzeria.

[0006] E’ anche prevista una coppia di anelli esterni aventi ognuno una superficie interna con conicità corrispondente a quella dei tratti conici dell’anello interno per interagire con gli stessi.

[0007] Inoltre, uno degli anelli esterni presenta una prima serie di fori passanti per l'inserimento di una pluralità di viti di bloccaggio filettate mentre l’altro anello esterno presenta una seconda serie di fori controfilettati per l'avvitamento di tali viti.

[0008] Il progressivo bloccaggio delle viti provoca lo scorrimento degli anelli esterni sui tratti conici dell’anello interno, il quale subirà quindi una compressione radiale atta a deformare localmente l’albero cavo bloccandolo in rotazione sull’albero fisso.

[0009] Tuttavia, un noto inconveniente di tali soluzioni è rappresentato dal fatto che sulle superfici dell’anello interno e degli anelli esterni deve essere distribuito un opportuno lubrificante, generalmente grasso o olio, per consentire il montaggio rapido del sistema ed evitare dannosi impuntamenti degli anelli esterni sull’anello interno all’atto del bloccaggio delle viti.

[0010] Inoltre, anche le viti devono essere opportunamente lubrificate per impedire il grippaggio dei filetti durante il bloccaggio degli alberi.

[0011] La presenza di lubrificante può essere particolarmente penalizzante nelle applicazioni che richiedono un elevato grado di pulizia in quanto durante la rotazione degli alberi l’eccesso di lubrificante viene disperso nell’ambiente per effetto della forza centrifuga.

[0012] Inoltre, durante l’installazione del sistema l’operatore potrebbe avere in dotazione una quantità limitata di lubrificante non sufficiente a ricoprire completamente le superficie coniche e le viti.

[0013] Per ovviare a tali inconvenienti sono stati realizzati sistemi calettatori del tipo shrìnk diskm cui l’anello interno e gli anelli esterni sono rivestiti con un materiale che presenta un ridotto coefficiente di attrito il quale viene comunemente definito autolubrificante o antifrizione .

[0014] ITGE910153 descrive un sistema di calettamento provvisto di un anello interno inseribile nell’albero cavo, una coppia di anelli esterni inseribili su tale anello ed una pluralità di viti di bloccaggio distribuire angolarmente lungo lo sviluppo circonferenziale delle flange.

[0015] Le superfici coniche dell’anello interno e degli anelli esterni sono rivestite con un materiale antifrizione comprendente il politetrafluoroetilene e/o il disolfuro di molibdeno.

[0016] Tale soluzione, pur consentendo di eliminare quasi totalmente la presenza del lubrificante, ha come principale inconveniente quello di aumentare solo parzialmente la scorrevolezza del sistema in quando tali rivestimenti presentano un coefficiente di attrito ridotto ma comunque non trascurabile.

[0017] Inoltre, lo strato di rivestimento in politetrafluoroetilene o in disolfuro di molibdeno è relativamente sottile e può usurarsi nel tempo provocando lo sfregamento reciproco delle superfici metalliche dell’anello interno e degli anelli esterni.

[0018] Un ulteriore inconveniente di tale soluzione è rappresentato dal fatto che il rivestimento in politetrafluoroetilene e/o in disolfuro di molibdeno protegge limitatamente gli anelli dall’ossidazione e dalla corrosione.

[0019] Ancora, un ulteriore inconveniente di tale soluzione è rappresentato dal fatto che l'applicazione dello strato di rivestimento infragilisce le superfici degli anelli, rendendole più esposte alle deformazioni che potrebbero subire a causa di urti o impatti accidentali con il suolo o altri oggetti.

[0020] Non ultimo inconveniente di tale soluzione è rappresentato dal fatto che le viti di bloccaggio utilizzate in tale sistema e i fori controfilettati ricavati su una delle flange non sono rivestiti e pertanto per evitare grippaggi è comunque richiesta su ognuno di essi l’applicazione di un prodotto lubrificante.

Problema Tecnico

[0021] Alla luce dello stato della tecnica sopra evidenziato, il problema tecnico che si intende risolvere è quello di realizzare un assieme calettatore antifrizione per l’accoppiamento di alberi rotanti che presenti un coefficiente di attrito ridotto e possa essere installato senza utilizzare prodotti lubrificanti esterni quali il grasso o similari.

Presentazione dell’invenzione

[0022] Scopo del presente trovato è quello di superare gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti che abbia caratteristiche di elevata efficienza e relativa economicità.

[0023] Uno scopo particolare del presente trovato è quello di mettere a disposizione un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti che consenta di evitare l’impuntamento degli anelli esterni ed il grippaggio delle viti.

[0024] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti che eviti la dispersione di agente lubrificante.

[0025] Un altro scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti che sia particolarmente resistente all’ossidazione e alla corrosione.

[0026] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti in cui l’effetto di scorrimento si mantenga sostanzialmente inalterato nel tempo.

[0027] Un altro scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti che necessiti di una manutenzione ridotta.

[0028] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti che presenti un montaggio semplice e rapido.

[0029] Gli scopi sopra accennati, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti in accordo con la rivendicazione 1 .

[0030] Forme vantaggiose di realizzazione del trovato sono ottenute in accordo alle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

[0031] Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un assieme calettatore antifrizione per alberi rotanti secondo il trovato, illustrato a titolo di esempio non limitativo con l’aiuto delle seguenti tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 è una vista prospettica dell’assieme calettatore antitrizione secondo il trovato in forma assemblata in una prima forma di realizzazione; la FIG. 2 è una vista laterale sezionata dell’assieme calettatore di Fig. 1 ;

la FIG. 3 è una vista prospettica esplosa dell’assieme calettatore di Fig. 1;

la FIG. 4 è una vista laterale sezionata dell’assieme calettatore di Fig.

3;

la FIG. 5 è una vista prospettica dell’assieme calettatone antifrizione in forma assemblata in una seconda forma di realizzazione;

la FIG. 6 è una vista laterale sezionata dell’assieme calettatone di Fig. 5;

la FIG. 7 è una vista prospettica esplosa dell’assieme calettatone di Fig. 5;

la FIG. 8 è una vista laterale sezionata dell’assieme calettatone di Fig. 7;

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito [0032] Con particolare riferimento alle figure, è illustrato un assieme calettatone antifrizione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, utilizzato per accoppiare rigidamente un albero pieno P ad un albero cavo C.

[0033] Ad esempio, l’albero cavo C potrà essere associato ad un motoriduttore di una macchina o ad un dispositivo similare, non visibili nelle figure, mentre l’albero pieno P potrà essere associato ad un carico meccanico, anch’esso non visibile nelle figure.

[0034] Tuttavia, in una forma di applicazione alternativa, l’albero cavo C potrà essere associato al carico meccanico e l’albero pieno P potrà essere integrale con il motoriduttore.

[0035] Nella forma più essenziale del trovato, l’assieme calettatore 1 comprende un anello elastico interno 2 posizionabile perifericamente all’albero cavo C ed avente una superficie esterna 3 sostanzialmente conica.

[0036] L’anello elastico interno 2 definisce un asse longitudinale L e potrà presentare un intaglio 4 sostanzialmente parallelo all’asse L ed atto a consentirne la deformazione in direzione radiale.

[0037] L’anello interno 2 potrà presentare una superficie interna 5 sostanzialmente cilindrica con un diametro di sostanzialmente corrispondente al diametro esterno de dell’albero cavo C per consentire il posizionamento dell’anello interno 2 sull’albero C con minimo gioco.

[0038] È inoltre previsto almeno un anello esterno 6 posto perifericamente all’anello interno 2 ed avente una superficie interna 7 sostanzialmente conica con conicità sostanzialmente uguale ed opposta alla superficie dell’anello elastico interno 2.

[0039] L’anello elastico 2 potrà essere realizzato in acciaio ad elevata elasticità, ad esempio acciaio al carbonio, mentre l’anello esterno 6 potrà essere realizzato in un acciaio ad elevata resistenza, ad esempio acciaio microlegato o bonificato.

[0040] L’assieme 1 comprende, inoltre, mezzi di bloccaggio 8 agenti sugli anelli 2, 6 per avvicinarli reciprocamente e determinare il restringimento dell<’>anello elastico esterno 6 e l’accoppiamento dell’albero cavo C con l'albero pieno P.

[0041] I mezzi di bloccaggio 8 potranno comprendere una pluralità di viti 9 a filetto elicoidale avvitabili in corrispondenti fori internamente filettati 10 ricavati nell’anello esterno 6.

[0042] In una prima forma di realizzazione del trovato visibile nelle FIGG. dalla 1 alla 4, l’assieme calettatore 1 presenta un anello interno 2 provvisto di una flangia radiale 11 avente un bordo esterno conico 12 ed una pluralità di fori 13 angolarmente sfalsati per l'inserimento delle viti 9 a filetto elicoidale ed un singolo anello esterno 6 accoppiabile all’anello interno 2 ed avente una pluralità di fori controfilettati 10 per l’avvitamento/svìtamento delle viti 9 a filetto elicoidale.

[0043] Preferibilmente, la superficie interna 7 dell’anello esterno 6 presenterà un gradino con due superfici coniche sfalsate 14, 15 unite da una superficie anulare sostanzialmente piana 16.

[0044] La superficie conica interna 14 è destinata ad interagire con la superficie conica esterna 3 dell’anello interno 2 mentre la superficie conica esterna 15 è destinata ad interagire con il bordo esterno 12 della flangia 11.

[0045] In una forma alternativa del trovato, visibile nelle FIGG. dalla 5 alla 8, l’anello elastico interno 2 potrà presentare una coppia di superfici esterne coniche 3, 17 adiacenti con conicità contrapposte e digradanti verso l’esterno, ad esempio con un angolo di inclinazione rispetto all’asse longitudinale compreso tra 20° e 40° e preferibilmente prossimo a 30°.

[0046] In particolare, le superfici esterne coniche 3, 17 potranno essere simmetriche rispetto ad piano di mezzeria π trasversale in modo da interagire con corrispondenti superfici interne coniche 7, 18 ricavate su una coppia di anelli esterni 6, 19 destinate ad essere posizionate sull’anello interno 2.

[0047] Lungo lo sviluppo circonferenziale di uno di tali anelli 6 è ricavata una prima serie di fori longitudinali passanti 13 per l’inserimento delle viti 9 a filetto elicoidale destinate ad avvitarsi su una corrispondente seconda serie di fori controfilettati 10 ricavata sull’altro anello esterno 19.

[0048] In maniera in sé nota, l’avvitamento delle viti 9 promuoverà 1’avvicinamento assiale dell’anello esterno 6, rispettivamente degli anelli esterni 6, 19, all’anello interno 2 in modo da generare la deformazione radiale di quest’ultimo e promuovere il bloccaggio dell’albero cavo C sull’albero pieno P.

[0049] Vantaggiosamente, le superfici coniche 3, 17; 7, 18 dell’anello interno 2 e di ogni anello esterno 6, 19 sono ricoperte con uno strato di materiale antifrizione 20 multifunzionale, comprendente una miscela di particelle metalliche lamellari di zinco e/o alluminio disperse in una matrice inorganica con funzione anticorrosiva.

[0050] Inoltre, il materiale antifrizione 20’ che ricopre l’anello interno 2 comprende un composto contenente silicati, sali di sodio ed una quantità predeterminata di poi itetrafluo metilene (PTFE) con funzione sostitutiva di lubrificante.

[0051] La presenza di alluminio consente di proteggere le superfici rivestite dall’ossidazione mentre lo zinco garantisce la protezione sacrificale nei confronti del materiale metallico della componente rivestita.

[0052] Ad esempio, il composto lubrificante inorganico potrà presentare una composizione comprendente una quantità ponderale di zinco compresa tra il 70% ed l’80%, una quantità ponderale di cromo compresa tra il 10 ed il 12% ed una quantità ponderale di alluminio compresa tra il 6 e l’8%.

[0053] In questo modo, l’assieme calettatore 1 potrà essere montato sugli alberi C, P senza l’utìlizzo di lubrificanti esterni quali il grasso, l’olio o similari.

[0054] Inoltre, un ulteriore strato di materiale antifrizione 21 potrà essere applicato sulle superfici di contatto elicoidali 22 dei mezzi di bloccaggio 8 e tutti gli strati di materiale 20, 20’, 21 presenteranno sostanzialmente lo stesso spessore s.

[0055] Preferibilmente, lo spessore s degli strati di materiale antifrizione 20, 20', 21 potrà essere compreso tra 2 e 10pm e preferibilmente compreso tra 5 e 7μηι.

[0056] Il deposito dello strato di materiale antifrizione 21 sulle viti a filetto elicoidale 9 consentirà di aumentare la forza di compressione radiale agente sull’anello interno 2 a parità di coppia di bloccaggio esercitata sulle viti 9.

[0057] Lo strato di materiale antifrizione 21 che ricopre i mezzi di bloccaggio 8 potrà presentare un ulteriore composto contenente silicati, sali di sodio e politetrafluoroetilene presente nel materiale antifrizione dell’anello interno 2.

[0058] Eventualmente, la quantità di PTFE dei due composti utilizzati per rivestire l’anello interno 2 e le viti 9 potrà essere variata in modo che il coefficiente di attrito tra le superfici coniche 3, 17; 7, 18 degli anelli 2, 6, 19 sia diverso dal coefficiente di attrito tra le superfici elicoidali 22 delle viti di bloccaggio 9.

[0059] Ad esempio, la quantità di politetrafiuoroetilene contenuta nello strato di materiale 20' che ricopre le superfici coniche 3, 17 dell’anello interno 2 potrà essere compresa tra 20 ed il 30% rispetto al peso totale della composizione, mentre lo strato 21 che ricopre le viti di bloccaggio 9 ed i fori 10 potrà una quantità di PTFE differente dalla prima.

[0060] Vantaggiosamente, il coefficiente di attrito della superficie conica 3 dell’anello interno 2 risulta compreso tra 0,03 e 0,07, Il coefficiente di attrito delle superfici coniche 7, 18 degli anelli esterni 6, 19 risulta compreso tra 0,13 e 0,17 ed il coefficiente di attrito delle superfici elicoidali 22 è compreso tra 0,08 e 0,12.

[0061] In questo modo sarà possibile ottenere una elevata scorrevolezza tra le superfici coniche 3, 17; 7, 18 rivestendo solamente l’anello interno 2 con uno strato di materiale antifrizione 20’ con coefficiente di attrito particolarmente ridotto ed inferiore rispetto a quello degli altri strati 20, 21.

[0062] Vantaggiosamente, tutti gli strati antifrizione 20, 20’, 21 proteggono il materiale delle viti 9 o degli anelli 2, 6, 19 dalla corrosione in impedendo inoltre l'ossidazione dello zinco e dell'alluminio.

[0063] Gli strati di materiale antifrizione 20, 20’, 21 potranno essere distribuiti sulle superfici 3, 17; 7, 18 dell’anello interno 2 e degli anelli esterni 6, 19 e sui mezzi di bloccaggio 8 secondo tecniche di per sé note non fragilizzanti e consentono di depositare strati di materiale particolarmente sottili ed uniformi senza alterare le proprietà chimico-fisiche del composto inorganico.

[0064] L’assieme calettatore secondo il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate.

[0065] Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire daH'ambito del trovato.

[0066] Anche se l'assieme calettatore è stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Applicabilità’ Industriale

[0067] La presente invenzione è industrialmente applicabile e può essere realizzata e utilizzata da industrie appartenenti

meccaniche e dei dispositivi per la trasmissione d

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Un assieme calettatore antifrizione (1) per l’accoppiamento tra un albero cavo (C) ed un albero pieno (P), comprendente: - un anello elastico interno (2) posizionabile perifericamente all’albero cavo (C) ed avente almeno una superficie esterna (3, 17) sostanzialmente conica; - almeno un anello esterno (6, 19) sostanzialmente rigido posto perifericamente a detto anello elastico interno (2) ed avente una superficie interna (7, 18) sostanzialmente conica corrispondente a detta almeno una superficie esterna (3) di detto anello elastico interno (2); - mezzi di bloccaggio (8) agenti su detti anelli (2, 6, 19) interno ed esterno per avvicinarli reciprocamente e determinare il restringimento di detto anello elastico interno (2) e l’accoppiamento dell’albero cavo (C) con l’albero pieno (P); in cui dette superfici coniche (3, 17; 7, 18) sono ricoperte con uno strato di un materiale antifrizione (20); caratterizzato dal fatto che detto materiale antifrizione (20) è multifunzionale e comprende una miscela di particelle metalliche lamellari di zinco e/o di alluminio disperse in una matrice inorganica con funzione anticorrosiva, in cui detto materiale antifrizione (20') per almeno detto anello interno (2) comprende un composto contenente silicati, sali di sodio ed una quantità predeterminata di politetrafluoroetilene (PTFE) con funzione lubrificante.
2. Assieme secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio (8) comprendono una pluralità di viti a filetto elicoidale (9) avvitabili in corrispondenti fori contro filettati (10) ricavati in detto almeno un anello esterno (6, 19).
3. Assieme secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto anello interno (2) presenta una flangia radiale (11) avente una pluralità di fori passanti (13) angolarmente distanziati per l’inserimento di dette viti (9).
4. Assieme secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un singolo anello esterno (6) accoppiabile a detto anello interno (2) ed avente una pluralità di fori controfilettati (10) per l’avvitamento di dette viti (9).
5. Assieme secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto anello interno (2) presenta una coppia di superfici coniche (3, 17) adiacenti con conicità contrapposte e digradanti verso l’esterno.
6. Assieme secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere una coppia di anelli esterni (6, 19) con superfici interne coniche (7, 18) di forma complementare a quella di dette superfici coniche (3, 17) di detto anello interno (2).
7. Assieme secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che sulle superfici di contatto elicoidali (22) di detti mezzi di bloccaggio (8) è applicato un ulteriore strato (21) di detto materiale antifrizione.
8. Assieme secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti strati di materiale antifrizione (20, 20’, 21) che ricoprono detti anelli (2, 6, 19) e detti mezzi di bloccaggio (8) hanno sostanzialmente lo stesso spessore (s).
9. Assieme secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto spessore (s) è compreso tra 2 e 10 pm e preferibilmente compreso tra 5 è 7 pm.
10. Assieme secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che io strato di materiale (21) che ricopre detti mezzi di bloccaggio (8) presenta detto composto contenente una quantità predeterminata di PTFE, silicati e sali di sodio, detta quantità predeterminata di PTFE essendo selezionata in modo che il coefficiente di attrito di detta almeno una superficie esterna (3, 17) di detto anello interno (2) sia diverso dal coefficiente di attrito di dette superfici elicoidali (22).