ITTO20080587A1 - Gruppo puleggia disaccoppiatrice preferibilmente per trascinare un organo accessorio tramite una trasmissione a cinghia in un motore a combustione interna - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“GRUPPO PULEGGIA DISACCOPPIATRICE PREFERIBILMENTE PER TRASCINARE UN ORGANO ACCESSORIO TRAMITE UNA TRASMISSIONE A CINGHIA IN UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNAâ€

La presente invenzione à ̈ relativa a un gruppo puleggia preferibilmente per trascinare un organo accessorio, ad esempio una macchina elettrica, tramite una trasmissione a cinghia in un motore a combustione interna.

La macchina elettrica può essere costituita da un alternatore che presenta una coppia d'inerzia dovuta ad una massa elevata del rotore da accelerare o decelerare.

La coppia d'inerzia dell'alternatore si oppone a qualsiasi variazione della velocità di rotazione della trasmissione accessori e applica sulla cinghia un carico aggiuntivo rispetto a quello applicato sulla cinghia quando la trasmissione funziona a velocità costante. Le variazioni di velocità possono essere sia causate da un'accelerazione o decelerazione oppure dalla irregolarità di rotazione dell'albero a gomiti in alcune condizioni di funzionamento, come ad esempio durante la fase di accensione del motore a combustione interna.

Recentemente, le dimensioni dell'alternatore sono aumentate e, per alcune applicazioni, le irregolarità del moto dell'albero a gomiti sono diventate più severe in modo da caricare pesantemente la cinghia e diminuire la durata della trasmissione a cinghia.

La domanda di brevetto WO-A-2007080607, depositata a nome dello stesso richiedente, descrive un gruppo puleggia comprendente un mozzo collegato ad un albero della macchina elettrica e definente un asse, una puleggia collegata in modo da ruotare relativamente rispetto al mozzo fra due posizioni di arresto e mezzi di smorzamento viscoso interposti fra il mozzo e la puleggia.

In una forma di realizzazione il mozzo definisce una scanalatura anulare riempita di un materiale viscoso e la puleggia comprende un risalto radiale mobile all'interno della scanalatura anulare. La scanalatura anulare presenta rispettivi fianchi che definiscono un restringimento contro il quale il risalto radiale interferisce per definire le due posizioni di arresto della puleggia rispetto al mozzo.

La scanalatura anulare comunica inoltre con una scanalatura longitudinale realizzata sul mozzo per consentire il montaggio della puleggia provvista del risalto radiale sul mozzo stesso tramite un movimento assiale.

La scanalatura longitudinale viene chiusa da un elemento di tenuta per evitare perdite di materiale viscoso e infine viene montato un cuscinetto che definisce contemporaneamente sia un riscontro assiale per l'elemento di tenuta che il supporto radiale della puleggia sul mozzo.

Lo scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare un gruppo puleggia disaccoppiatrice avente una tenuta migliorata contro le perdite di materiale smorzante viscoso.

Lo scopo della presente invenzione viene raggiunto tramite un gruppo puleggia disaccoppiatrice secondo la rivendicazione 1.

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

- la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica esplosa del gruppo puleggia secondo la presente invenzione con particolari asportati per chiarezza; e

- la figura 2 Ã ̈ una sezione lungo un piano assiale di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, Ã ̈ indicato con 1 nel suo insieme un gruppo puleggia comprendente un mozzo 2 atto ad essere collegato ad un albero (non illustrato) di una macchina elettrica condotta da una trasmissione accessori di un motore a combustione interna e una puleggia 3 collegata in modo girevole rispetto al mozzo 2 e accoppiata ad una cinghia poli-V della trasmissione accessori.

Il mozzo 2 comprende un corpo cavo 4 definente un foro 5 avente un asse A e il gruppo puleggia 1 comprende inoltre un elemento di chiusura 6 collegato rigidamente al corpo cavo 4 per supportare radialmente la puleggia 3.

In particolare, il corpo cavo 4 comprende, preferibilmente in un unico corpo, una porzione tubolare 7 disposta ad un'estremità assiale, una porzione centrale 8 adiacente alla porzione tubolare 7 e una flangia 9 disposta da parte assiale opposta della porzione tubolare 7 rispetto alla porzione centrale 8.

La porzione centrale 8 comprende un corpo cilindrico nel quale à ̈ ottenuto una coppia di recessi 10, 10' aperti sia in direzione radiale che verso la porzione tubolare 7.

I recessi 10, 10' sono uguali fra loro e assialsimmetrici rispetto all'asse A. Per brevità nel seguito verrà fatto riferimento solo al recesso 10 salvo dove specificamente indicato.

Il recesso 10 Ã ̈ delimitato inferiormente da un settore di superficie cilindrica 11 avente un diametro maggiore o uguale a quello della porzione tubolare 7 e circonferenzialmente da un primo ed un secondo arresto 12, 13 aventi una distanza angolare predeterminata, ad esempio di 180°. In particolare, i recessi 10, 10' sono disposti da parti opposte di un piano passante per i centri geometrici degli arresti 12, 13.

Fra la flangia 9 e una parete 15 continua e sostanzialmente piana che delimita in direzione assiale il recesso 10 verso la flangia 9, la porzione centrale 8 definisce inoltre una scanalatura anulare 16.

Sulla porzione tubolare 7 del corpo cavo 4 viene piantato l'elemento di chiusura 6 che comprende integralmente una porzione tubolare 17 e una flangia 18 disposta ad un'estremità assiale opposta rispetto alla flangia 9 quando l'elemento di chiusura 6 à ̈ montato sul corpo cavo 4.

In particolare, la testa della porzione tubolare 17 si affaccia alla parete 15 e definisce un fianco assiale 15a del recesso 10. In aggiunta, il fianco assiale 15a delimita un tratto sostanziale del recesso 10 in direzione circonferenziale ed à ̈ continuo fra gli arresti 12, 13 cioà ̈ non presenta aperture. Nell'esempio illustrato tale tratto si estende dall'arresto 12 all'arresto 13.

Inoltre, la porzione tubolare 17 definisce una scanalatura anulare 19 uguale alla scanalatura anulare 16 e disposta simmetricamente a quest'ultima rispetto al piano medio della scanalatura 14 quando l'elemento di chiusura 6 Ã ̈ montato sul corpo cavo 4.

Le flange 9 e 17 delimitano in direzione assiale una sede tramite la quale la puleggia 3 Ã ̈ vincolata assialmente al mozzo 2 e nella quale la puleggia 3 Ã ̈ montata in modo libero alla rotazione.

In particolare, il gruppo puleggia 1 comprende un primo cuscinetto a strisciamento 20 interposto radialmente fra la puleggia 3 e la porzione centrale 8 e montato, preferibilmente tramite piantaggio, su una superficie cilindrica della puleggia 3 disposta assialmente fra i recessi 10, 10' e la scanalatura anulare 16.

Il gruppo puleggia 1 comprende inoltre un cuscinetto a strisciamento 21 interposto radialmente fra la puleggia 3 e la porzione tubolare 17 e montato, preferibilmente tramite piantaggio, su una superficie cilindrica della puleggia 3 disposta assialmente fra i recessi 10, 10' e la scanalatura anulare 19. In particolare, i cuscinetti a strisciamento 20, 21 sono uguali.

I cuscinetti a strisciamento 20, 21 strisciano su rispettive superfici di contatto S1 ed S2 definite dal corpo centrale 8 e dall'elemento di chiusura 6 rispettivamente. Le superfici di contatto S1 ed S2 sono sagomate per definire una tenuta a labirinto. Ad esempio la tenuta a labirinto viene realizzata tramite una pluralità di scanalature anulari aventi una profondità inferiore a 0.5 mm.

Lungo la direzione assiale, la puleggia 3 definisce un fianco 22 rivolto verso la flangia 9 e un fianco 23 rivolto verso la flangia 18.

Il gruppo puleggia 1 comprende inoltre un dispositivo di smorzamento a secco disposto fra il fianco 23 e la flangia 18.

In particolare, il dispositivo di smorzamento a secco comprende un anello 24 che contatta la flangia 17 e una molla a tazza 25 assialmente interposta fra il fianco 23 e l'anello 24.

Secondo una forma preferita di realizzazione, l'anello 24 comprende un dente assiale 26 impegnantesi in una corrispondente cava 27 definita dalla puleggia 3 in modo che l'anello 24 e la puleggia 3 siano collegati in modo rotazionalmente rigido.

L'azione della molla a tazza 25 carica l'anello 24 contro la flangia 18 e chiude a pacco un anello 28 montato fra il fianco 22 e la flangia 9.

Preferibilmente, gli anelli 24 e 28 sono fabbricati di un materiale polimerico.

Allo scopo di trasmettere la coppia dalla puleggia 3 al mozzo 2 e viceversa, la puleggia 3 comprende inoltre una coppia di risalti radiali 29, 29' mobili all'interno del rispettivo recesso 10, 10' e aventi dimensioni tali da contattare alternativamente l'arresto 12 o l'arresto 13 in modo dipendente dalle condizioni di funzionamento.

In particolare, i risalti radiali 29, 29' sono uguali e assialsimmetrici. Ciascun risalto 29, 29' Ã ̈ delimitato da rispettive superfici laterali 30 e di testa 31 che definiscono con le superfici cilindriche 11 e i fianchi 15, 15a dei passaggi aventi una sezione calibrata preferibilmente compresa fra 0.2 e 2.5mm, vantaggiosamente 0.75mm.

Convenientemente, i recessi 10, 10' sono riempiti di un materiale smorzante viscoso, e preferibilmente di un materiale smorzante pastoso come un grasso oppure un materiale a base di silicone, in modo che venga esclusa la presenza di bolle d'aria o comunque venga accettata una minima percentuale delle stesse. Allo scopo di mantenere il materiale smorzante viscoso all'interno dei recessi 10, 10', il gruppo puleggia 1 comprende inoltre una prima tenuta 32 montata nella scanalatura 17 e una seconda tenuta 33 montata nella scanalatura 19 e uguale alla tenuta 32.

Le tenute 32, 33 chiudono da lati assiali opposti un volume sigillato delimitato radialmente fra il mozzo 2, l'elemento di chiusura 6 e la puleggia 3 e comprendente i recessi 10, 10'. Le tenute 32, 33 trattengono all'interno del volume sigillato il materiale smorzante viscoso e definiscono inoltre una tenuta che impedisce l'ingresso di aria nel volume sigillato. Una sezione del volume sigillato à ̈ indicata con la lettera di riferimento V in figura 2.

Il gruppo puleggia 1 definisce inoltre una coppia di fori 34, 34' passanti (figura 2) comunicanti con il volume sigillato V e comprende rispettivi elementi di sigillatura 35, 35' per evitare una perdita del materiale smorzante viscoso tramite i fori 34, 34'.

In particolare, ciascun foro 34, 34' à ̈ parallelo e assialsimmetrico rispetto all'asse A e sbocca tramite un'apertura di estremità su un fianco 36 del gruppo puleggia definito da una faccia dell'elemento principale 4 dalla stessa parte assiale della flangia 9.

Il gruppo puleggia 1 viene montato come segue.

L'anello 28 e la tenuta 32 sono montati sul corpo cavo 4 e successivamente la puleggia 3, su cui sono già state inserite le boccole a strisciamento 20, 21 viene montata sul corpo cavo 4 in modo che i risalti radiali 29, 29' siano alloggiati nei recessi 10, 10' rispettivamente.

Sul fianco 22 della puleggia 3 sono successivamente montati la molla a tazza 25 e l'anello 24 e così viene piantato l'elemento di chiusura 6 sul quale à ̈ stata preventivamente montata la tenuta 33. In particolare, la posizione assiale dell'elemento di chiusura 6 viene definita da uno spallamento delimitato dalla variazione di diametro fra la porzione tubolare 7 e il corpo porzione centrale 8.

Al termine dell'assemblaggio meccanico della puleggia 3 sul mozzo 2 e in particolare dopo che la puleggia 3 Ã ̈ stata definitivamente vincolata in direzione assiale al mozzo 2 tramite il piantaggio dell'elemento di chiusura 6, il materiale smorzante viscoso viene iniettato all'interno dei recessi 10, 10' tramite i fori 34, 34'.

Infine, i fori 34, 34' sono chiusi e sigillati tramite gli elementi di sigillatura 35, 35' in modo da trattenere il grasso all'interno del volume sigillato V.

In uso, quando la trasmissione a cinghia conduce gli organi accessori ad una velocità costante, i risalti radiali 29, 29' sono in battuta contro gli arresti 12, 13 rispettivamente e il mozzo 2 viene condotto rigidamente.

In seguito a variazioni della velocità, ad esempio a causa di accelerazioni o decelerazioni oppure a causa di irregolarità periodiche, i risalti radiali 29, 29' si possono separare dai rispettivi arresti 12, 13 in modo che la puleggia 3 e il mozzo 2 siano rotazionalmente disaccoppiati. Tale disaccoppiamento, anche se presenta un valore massimo inferiore a 180°, ad esempio inferiore a 150° e preferibilmente di 140°, consente di smorzare i picchi di carico e diminuire così le sollecitazioni sulla cinghia della trasmissione.

Inoltre, mentre la puleggia 3 ruota relativamente al mozzo 2 sia il materiale viscoso che il dispositivo di smorzamento a secco smorzano oscillazioni rotazionali. In particolare, i passaggi calibrati definiti all'interno dei recessi 10, 10' dai risalti radiali 29, 29' costituiscono resistenze idrauliche che dissipano energia quando la puleggia 3 ruota relativamente al mozzo 2.

Altri passaggi calibrati possono essere definiti dai rispettivi fianchi laterali dei risalti 12, 13 con l'elemento di chiusura 6 e/o dalle rispettive superfici di testa dei risalti 12, 13 con la puleggia 3.

Il gruppo puleggia 1 può inoltre essere montato su una macchina elettrica reversibile di un motore startstop e, tramite l'arresto 13, consentire l'avviamento del motore a combustione interna quando la macchia elettrica reversibile funziona come motore di avviamento e il mozzo 2 conduce la puleggia 3.

I vantaggi che il gruppo puleggia disaccoppiatrice 1 consente di ottenere sono i seguenti.

I cuscinetti a strisciamento 20, 21 all'interno del volume sigillato V definiscono una ulteriore tenuta che contrasta le fughe del materiale smorzante viscoso ed à ̈ disposta in serie alle tenute 32, 33.

Le scanalature presenti sulle superfici S1, S2 aumentano l'efficacia delle tenute definite dai cuscinetti a strisciamento 20, 21.

Tramite i fori 34, 34' il materiale smorzante viscoso viene iniettato quando il volume sigillato V presenta ormai la propria configurazione definitiva che tiene conto dello stack-up delle tolleranze. Pertanto, à ̈ possibile eseguire il riempimento del volume sigillato V in modo più affidabile e diminuendo al massimo le inclusioni di aria.

L'elemento di chiusura 6 consente di eseguire il montaggio della puleggia 3 in modo da impiegare cuscinetti a strisciamento 20, 21 e tenute 32, 33 aventi diametri uguali e si ottengono quindi i vantaggi della standardizzazione dei componenti.

In aggiunta, non à ̈ più necessario realizzare una scanalatura assiale i cui spigoli potrebbero interferire e danneggiare l'arresto radiale 20 in caso di spostamenti assiali di quest'ultimo causati ad esempio da carichi dinamici particolarmente severi della cinghia.

Il fianco 15a definito dalla porzione tubolare 17 dell'elemento di chiusura 6 costituisce una parete in grado si sopportare in modo affidabile le pressioni assiali dovute al materiale smorzante viscoso e causate dal movimento del risalto 28 all'interno del recesso 10.

La molla a tazza 24 consente, in un ridotto spazio assiale, sia di riferire la posizione assiale della puleggia 3 contro la flangia 9 che di caricare l'anello 23.

L'elemento di chiusura 6 consente inoltre di precaricare la molla a tazza 24 in modo preciso anche durante l'assemblaggio in linea di produzione.

Risulta infine chiaro che al gruppo puleggia 1 qui descritto e illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, il gruppo puleggia 1 può non comprendere l'elemento di chiusura 6 e il mozzo 2 può definire entrambe le superfici di strisciamento S1 ed S2.

Inoltre, i fori 34, 34' possono essere anche definiti dall'elemento di chiusura 6.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo puleggia (1) comprendente un mozzo (2) avente un asse (A) e atto ad essere collegato ad un organo accessorio, una puleggia (3) atta a cooperare con una cinghia di trasmissione e mobile angolarmente rispetto al detto mozzo (2), mezzi di arresto (12, 13, 29, 29') interposti fra il detto mozzo (2) e la detta puleggia (3) per limitare la rotazione del detto mozzo (2) rispetto alla detta puleggia (3) fra una prima e una seconda posizione di arresto, mezzi di smorzamento viscoso definenti almeno un recesso (10; 10') e configurati per smorzare il movimento relativo fra il detto mozzo (2) e la detta puleggia (3), mezzi di supporto a strisciamento (20, 21) per supportare radialmente la detta puleggia (3) sul detto mozzo (2) e mezzi di tenuta (32, 33) per mantenere un materiale viscoso all'interno di un volume sigillato (V) comprendente il detto almeno un recesso (10; 10'), caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di supporto a strisciamento (20, 21) sono montati all'interno del detto volume sigillato (V).
2. 2. Gruppo puleggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di supporto a strisciamento (20, 21) sono fissi rispetto a uno fra i detti mozzo e puleggia (2, 3) e contattano almeno una superficie di scorrimento (S1) definita dall'altro dei detti mozzo e puleggia (2, 3), e dal fatto che la detta almeno una superficie di scorrimento (S1) definisce almeno una tenuta a labirinto.
3. 3. Gruppo puleggia secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta tenuta a labirinto presenta una pluralità di scanalature anulari.
4. 4. Gruppo puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di definire almeno un passaggio (34; 34') comunicante con il detto recesso (10; 10') e avente un'apertura di estremità configurata in modo da essere accessibile dall'esterno per iniettare un materiale viscoso nel detto recesso (10), e un elemento di sigillatura (35, 35') per chiudere il detto almeno un passaggio (34, 34').
5. 5. Gruppo puleggia secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di definire almeno un fianco laterale (36) trasversale al detto asse (A) e dal fatto che la detta apertura à ̈ disposta sul detto almeno un fianco laterale (36).
6. 6. Gruppo puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 o 5, caratterizzato dal fatto che il detto almeno un passaggio (34; 34') Ã ̈ definito almeno parzialmente dal detto mozzo (2).
7. 7. Gruppo puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di chiusura (6) montabile in modo fisso a uno dei detti mozzo (2) e puleggia (3) e dal fatto che un fianco assiale (15a) del detto recesso (10) Ã ̈ definito dal detto elemento di chiusura (6).
8. 8. Gruppo puleggia secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di arresto (12, 13, 29, 29') comprendono un primo e un secondo elemento di battuta (12, 13) delimitanti il detto almeno un recesso (10) in direzione circonferenziale e definenti rispettivamente le dette prima e seconda posizione di arresto e dal fatto che il detto fianco assiale (15a) delimita assialmente il detto recesso (10) almeno a partire dal detto primo elemento di battuta (12) fino al detto secondo elemento di battuta (13).
9. 9. Gruppo puleggia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di arresto (12, 13, 29, 29') comprendono almeno un risalto (29; 29') mobile circonferenzialmente all'interno del detto recesso (10).