ITTO961056A1 - Dispositivo di bloccaggio e sbloccaggio di un gruppo d'accoppiamento tra organi meccanici utilizzante un elemento elastico bistabile. - Google Patents

Dispositivo di bloccaggio e sbloccaggio di un gruppo d'accoppiamento tra organi meccanici utilizzante un elemento elastico bistabile. Download PDF

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Description

D E S C R I Z IO N E
La presente invenzione si riferisce a un dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio di un gruppo d'accoppiamento tra due organi meccanici, utilizzante un elemento elastico bistabile; più in particolare l'invenzione si riferisce ad un dispositivo per bloccare e sbloccare un giunto omocinetico su/da un mozzo di una ruota motrice di un veicolo, particolarmente un autoveicolo; l'elemento elastico bistabile può deformarsi elasticamente per passare alternativamente, sotto l'effetto di un carico applicato di entità prefissata, da una all'altra di due posizioni, nelle quali assume conformazioni spaziali diverse.
In una pendente domanda italiana di brevetto della stessa Richiedente, viene descritto un gruppo o unità mozzo-giunto per una ruota motrice di un veicolo, in cui il giunto viene accoppiato al mozzo per mezzo di un accoppiamento scanalato a dentatura assiale; il giunto è bloccato assialmente al mozzo per mezzo di un anello elastico ad espansione, alloggiato in una sede circolare in parte ricavata sul giunto e in parte sul mozzo .
In una simile unità, per effettuare il montaggio e lo smontaggio del giunto sul/dal mozzo, in particolare nel caso di interventi di manutenzione, sono previste in corrispondenza della sede per l'anello elastico, delle aperture radiali passanti atte a consentire 1'introduzione di attrezzi per comprimere radialmente l'anello di bloccaggio e disimpegnarlo dal giunto; questa soluzione presenta tuttavia l'inconveniente di richiedere l'impiego di attrezzi ingombranti, in quanto devono agire sull'anello di bloccaggio in almeno due posizioni diametralmente opposte; inoltre, le aperture radiali passanti mettono in comunicazione, attraverso i giochi dell'accoppiamento scanalato, gli organi interni del giunto con l'ambiente esterno, permettendo l'ingresso di sporcizia e umidità all'interno del giunto.
Pertanto lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio di un gruppo d'accoppiamento tra due organi meccanici esente dagli inconvenienti riscontrati nel dispositivo descritto e, più in particolare, di realizzare un dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio di semplice costruzione, di dimensioni ridotte, atto ad essere disposto internamente agli organi accoppiati e atto ad essere azionato dall'esterno, ma senza compromettere la tenuta stagna dell'accoppiamento.
In accordo con lo scopo predefinito, viene pertanto fornito un dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio di un gruppo d'accoppiamento tra due organi meccanici collegati tra loro angolarmente con un accoppiamento scanalato, comprendente mezzi elastici portati solidali da un primo di detti organi e atti a collaborare con un secondo di detti organi, c a r a t t e r i z z a t o dal fatto che detti mezzi elastici comprendono un elemento elastico bistabile, atto ad assumere alternativamente una prima ed una seconda configurazione stabile, provvisto di mezzi di aggancio atti a collaborare in detta prima configurazione con detto secondo organo, per tenere accoppiati assialmente detti organi, e a disimpegnarsi in detta seconda configurazione da detto secondo organo, per permettere di separare detto gruppo d'accoppiamento tra detti organi.
Queste ed altre caratteristiche dell'invenzione appariranno più chiaramente dalla seguente descrizione di una forma preferita di realizzazione del trovato, fatta a titolo, puramente esemplificativo, ma non limitativo, con riferimento alle figure dei disegni annessi, dei quali:
la figura 1 rappresenta una sezione longitudinale di un accoppiamento tra un giunto omocinetico e un mozzo di ruota motrice per autoveicoli, montante il dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio, secondo l'invenzione;
le figure 2a, 2b e 2c rappresentano rispettivamente delle possibili forme realizzative dell'elemento elastico bistabile del dispositivo di figura 1;
le figure 3a e 3b mostrano in sezione parziale due posizioni di un attrezzo attuatore agente sull'elemento elastico di figura 2;
la figura 4 rappresenta in scala ingrandita un dettaglio funzionale dell'elemento elastico del dispositivo di figura 1;
la figura 5 rappresenta due forme realizzative di un organo interno di attuazione del dispositivo di figura 1.
Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato un gruppo di accoppiamento tra un primo organo meccanico 2 e un secondo organo meccanico 3, nella fattispecie costituiti rispettivamente da un giunto omocinetico 2, in seguito chiamato semplicemente giunto, di tipo noto nella tecnica e non descritto nei dettagli, e il corrispondente mozzo 3 di una ruota motrice, non rappresentata, di un veicolo, particolarmente di un autoveicolo, collegati tra loro mediante un accoppiamento scanalato, noto; il mozzo 3 è girevole su un cuscinetto 5 a doppia corona di sfere 7 e 8, impegnanti corrispondenti piste esterne 9 e 10, ricavate su un anello esterno 12, fisso, del cuscinetto 5; l'anello esterno 12 porta una flangia radiale 14 prevista per collegare il gruppo 1 mozzo-giunto a un montante 15 di una sospensione dell'autoveicolo.
Il mozzo 3 è formato da un fuso 16 cilindrico, presentante una cavità interna assiale passante 17, aperta alle estremità opposte e definente, nella fattispecie non limitativa illustrata, l'anello interno del cuscinetto 5, provvisto di due piste interne 18 e 19, corrispondenti rispettivamente alle piste esterne 9 e 10; le piste interne 18 e 19 sono ricavate una direttamente sul mozzo 3 e una su un anello 20 intermedio, noto, calzato sul mozzo 3; in alternativa, come illustrato a tratteggio in figura 1, le piste 18 e 19 potrebbero essere ricavate su rispettivi anelli 20', 20 entrambi calzati sul mozzo 3.
Il mozzo 3 porta, ad una estremità 21, una flangia 22 radiale predisposta per montare la ruota motrice e termina/ ad un estremità opposta 23, con un bordo anulare 24.
Il bordo 24 del fuso 16 sporge assialmente oltre una corrispondente estremità 23a dell'anello fisso 12 e presenta spessore limitato, in modo da essere atto a venire deformato a freddo per rullatura, come si dirà più avanti.
L'anello intermedio 20 è calettato, con precisione, leggermente forzato, su una sede cilindrica 26, di centraggio, ricavata sul mozzo 3; l'anello intermedio 20 si estende assialmente in direzione del giunto 2, con una parte anulare 27; secondo l'esempio non limitativo di applicazione illustrato, sulle superfici esterna ed interna della parte anulare 27 sono ricavate due dentature assiali 29 e, rispettivamente, 30 atte a costituire rispettivi accoppiamenti scanalati per unire meccanicamente tra loro, angolarmente solidali, il giunto 2 da una parte con il mozzo 3 dall'altra.
Più in particolare, la dentatura interna 30 è atta ad ingranare con una corrispondente dentatura 32 del mozzo 3, mentre la dentatura esterna 29 è atta ad ingranare con una dentatura 33 ricavata all'interno di una parte anulare 34, assialmente sporgente, della campana 35 del giunto 2.
Dopo aver montato l'anello 20 nella sede 26 del mozzo 3, il bordo 24 del mozzo 3 viene ripiegato radialmente e ricalcato strettamente per deformazione plastica a freddo, mediante rullatura, contro la parte anulare 28 dell'anello 20; in questo modo l'anello 20 viene bloccato rigidamente e stabilmente sul mozzo 3.
Per poter smontare e/o montare il giunto 2 dal/sul mozzo 3 in maniera semplice e rapida, è previsto, secondo l'invenzione, un dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio assiale, montato all'interno della campana 35 del giunto 2, e azionabile dall'esterno.
Il dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio secondo l'invenzione comprende un elemento elastico 36 bistabile, nella fattispecie costituito da un diaframma 36 elastico, metallico, preferibilmente realizzato in un acciaio per molle, conformato a disco circolare, leggermente svasato a tazza; il disco 36 è reso solidale, con un suo bordo perifericamente esterno 38, a uno degli organi meccanici da collegare, ad esempio al giunto 2; il disco 36 è inoltre delimitato da un bordo perifericamente interno 40, definente una apertura circolare 41, affacciata alla cavità interna 17 del mozzo 3.
Quando il disco 36 è sollecitato da una forza assiale agente alternativamente in un senso, o in senso opposto sul bordo interno 40, il disco 36 è atto a deformarsi elasticamente per assumere alternativamente due diverse configurazioni stabili, aventi concavità contrapposte, delle quali, una è disegnata nelle figure a linea piena e, l'altra, in linea tratteggiata.
Il bordo,esterno 38 è alloggiato, in una sede 39 cir’conferenziale, interna della campana 35, con un certo gioco radiale, che permette piccoli adattamenti del disco 36 durante il passaggio da una all'altra delle due configurazioni stabili; il disco 36 è trattenuto assialmente nella sede 39 da uno spallamento 43, da un lato, e da un anello elastico 44 ad espansione, alloggiato in una scanalatura circolare 45, ricavata nella campana 35 dal lato opposto rispetto alla sede del disco 36.
Il disco 36 è provvisto di mezzi di aggancio 46, sporgenti assialmente dalla superficie del disco stesso verso l'elemento da collegare, nella fattispecie il mozzo 3, atti a collaborare con un bordino o risalto circolare 47, ricavato all'estremità anulare 27 dell'anello intermedio 20.
Più in particolare, i mezzi di aggancio 46 sono costituiti da una serie di ganci a uncino 48, semitranciati in aperture radiali 49 del disco 36 {figura 2a) e disposti angolarmente equidistanziati lungo un cerchio concentrico rispetto ai bordi 38 e 40, in corrispondenza del bordino 47 dell'anello 20; i ganci 48 sono conformati in modo che si impegnano con il bordino 47, quando il disco 36 è disposto in una prima configurazione stabile 50 (disegnata a linea continua nelle figure); in questo modo essi ancorano assialmente il mozzo 3 alla campana 35 del giunto 2, a cui il disco 36 è vincolato solidale.
Quando il disco 36 viene deformato da una forza assiale applicata sul suo bordo interno 40, esso si sposta nella seconda configurazione stabile 52 (disegnata a linea tratteggiata); in questa fase di spostamento i ganci 48, ruotando in senso antiorario (figura 4) intorno a un fulcro virtuale coincidente con il bordo esterno 38 e si disimpegnano dal bordino 47; pertanto in questa seconda configurazione 52 del disco 36, il giunto 2 può essere separato dal mozzo 3, con uno scorrimento assiale sulla dentatura 30.
Per applicare al disco 36 la forza assiale di azionamento, è previsto di usare un attrezzo 54 (figure 3a,3b), di forma allungata e di dimensioni ridotte, atto a passare attraverso la cavità 17 del fuso 16; l'attrezzo 54 è formato da un albero cilindrico 55, terminante con una parte 56 delimitata da una superficie conica 57, intorno alla quale sono disposti alcuni blocchetti 58 a forma di settori circolari, trattenuti da un anello 59 elastico, ad esempio una molla a elica toroidale o un o-ring in gomma; i blocchetti 58 possono scorrere assialmente sulla superficie conica 57 fino a portarsi in una posizione estrema 64 in corrispondenza del raggio maggiore della parte conica 56, dove si arrestano una volta a contatto con un bordo di arresto 56' che delimita assialmente la superficie conica 57 da banda opposta all'albero 55 mentre a riposo, per l'azione dell'anello elastico 59, si dispongono in corrispondenza del raggio minore della parte conica 56, dal lato dell'albero 55; i blocchetti 58 sono dimensionati radialmente in modo da poter essere introdotti nell'apertura 41 del disco 36.
Sull'albero 55 è calzato un manicotto 60, scorrevole assialmente, e terminante all'estremità affacciata ai blocchetti 58 con una sede circolare 62, delimitata da'uno spallamento 63, e atta ad accogliere il bordo interno 40 del disco 36.
Per sbloccare il giunto 2 dal mozzo 3, si procede come segue: si introduce l'attrezzo 54 attraverso la cavità 17 del fuso 16, finché i blocchetti 58 hanno oltrepassato il bordo interno 40 del disco 36, disposto nella configurazione di bloccaggio (a sinistra nella figura 3a), e il bordo interno 40 si è disposto a battuta contro lo spallamento 63; si spinge quindi il manicotto 60 contro il bordo interno 40, per spostare assialmente il disco 36 fino a fargli superare una configurazione intermedia di equilibrio instabile, dopo di che il disco 36 scatta elasticamente nella seconda configurazione stabile 52
In questa configurazione, i ganci 48 si disimpegnano dal mozzo 3, permettendo di smontare il giunto 2 dal mozzo.
Inversamente, per bloccare il giunto 2 sul mozzo 3, dopo che il giunto è stato calzato sulla dentatura assiale 30, si introduce nuovamente l'attrezzo 54 nella apertura 41 del disco 36, o viceversa, attraverso la cavità 17 del mozzo 3, fino a superare il bordo interno 40 con i blocchetti 58; si spinge quindi assialmente il manicotto 60, rispetto all'albero 55, per portare i blocchetti 58 in corrispondenza del raggio maggiore della parte conica 56 fino a portarli a contatto con il bordo di arresto assiale 56'; infine, si tira l'albero 55 in senso contrario, appoggiando i blocchetti 58 contro il bordo interno 40 del disco 36, e costringendo il disco 36 a riportarsi nella prima configurazione stabile 50, in cui i ganci 48 si impegnano con il bordino 47.
Le figure 2a - 2c illustrano con maggior dettaglio tre possibili forme realizzative del disco elastico 36; in figura 2a i ganci 48 sono ottenuti con una piegatura, versò l'esterno del disco 36, di strisce metalliche ricavate da una operazione di semitranciatura di fessure 49 radiali, aperte verso il foro centrale 41 del disco 36. In figura 2b i ganci 48 sono ricavati in aperture 72, disposte circolarmente in prossimità del bordo esterno 38 del disco 36, in corrispondenza delle fessure radiali 49; il bordo esterno 38 non è continuo, ma è formato da espansioni 38a, distribuite angolarmente in corrispondenza delle aperture 72; tali espansioni possono essere utilizzate per il bloccaggio del disco 36, in alternativa o in combinazione con il sistema di bloccaggio sopra descritto (costituito dallo spallamento 43 e dall'anello elastico ad espansione 44), venendo inserite a scatto in rispettive sedi ricavate internamente alla campana 35. In figura 2c i ganci 48 sono ricavati nella sella 73 formata da due bracci 74 di una fessura a forma di Y; è chiaro che per il modo di costruzione delle fessure 49, il bordo interno 40 del disco 36 è discontinuo, e le fessure stesse definiscono dei bracci 75 radiali intermedi, i quali favoriscono la flessione in senso radiale del disco stesso durante il passaggio da una configurazione stabile all'altra.
In alternativa all'impiego di-un attrezzo complesso del tipo di quello descritto più sopra, secondo un altro aspetto dell'invenzione, viene utilizzato un organo di azionamento 80 del disco 36 (figura 5), montato stabilmente all'interno del mozzo 3 e azionabile dall'esterno; l'organo di azionamento 80 è costituito da un perno 81 accoppiato scorrevole assialmente in un foro centrale 82 del fuso 16; il perno 81 sporge assialmente, verso il giunto 2, con una estremità 84 provvista di una gola 85 periferica, atta ad accogliere permanentemente il bordo interno 40 del disco 36; l'estremità opposta del perno 81 presenta un codolo 86, a coda di rondine, atto ad essere afferrato con un appropriato attrezzo attuatore, non rappresentato, introdotto nella cavità 17 del fuso 16; tra il perno 81 e il foro 82 è interposto un anello di tenuta 87, - atto a garantire la tenuta stagna dell'ambiente interno del giunto 2; spostando assialmente il perno 81 nei due sensi, il disco 36 viene spostato da una all'altra configurazione stabile, consentendo lo sbloccaggio, o il bloccaggio, del giunto 2 dal/sul mozzo 3.
Nella parte inferiore di figura 5 è rappresentata una variante costruttiva del perno 81, in cui il codolo 86 è sostituito con un foro filettato 88, entro il quale viene avvitato l'attrezzo attuatore.

Claims (14)

  1. R IV E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo di bloccaggio/sbloccaggio di un gruppo d'accoppiamento (1) tra due organi meccanici (2,3) collegati tra loro angolarmente con un accoppiamento scanalato (30,33), comprendente mezzi elastici (36) portati solidali da un primo (2) di detti organi, e atti a collaborare con un secondo (3) di detti organi, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici (36) comprendono un elemento elastico (36) bistabile, atto ad assumere alternativamente una prima (50) e in una seconda (52) configurazione stabile, provvisto di mezzi di aggancio (46,48) atti a collaborare in detta prima configurazione con detto secondo organo (3), per tenere accoppiati assialmente detti organi, e a disimpegnarsi in detta seconda configurazione (52) da detto secondo organo (3), per permettere di separare detto gruppo' d'accoppiamento (1) tra detti organi (2,3).
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (36) bistabile è costituito da un diaframma metallico, preferibilmente realizzato in un acciaio per molle, sagomato a disco circolare (36), sostanzialmente svasato a tazza e atto a deformarsi elasticamente per assumere alternativamente dette due configurazioni stabili (50/52), in cui presenta concavità contrapposte, quando è sollecitato da forze assiali alternativamente di senso opposto.
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di aggancio (46) sono costituiti da una serie di ganci (48), piegati sporgenti assialmente da una superficie di detto disco (36), e disposti angolarmente equidistanziati su una circonferenza concentrica e adiacente ad un bordo esterno (38) di detto disco (36), detti ganci essendo sagomati in modo da impegnarsi, quando detto disco (36) è disposto in detta prima configurazione stabile (50), con un bordino (47) circolare, disposto internamente su una estremità (24) di detto secondo organo meccanico (3).
  4. 4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto disco (36) è delimitato da un bordo esterno (38) ed è montato solidale su detto primo organo (2) tramite alloggiamento di detto bordo esterno (38) in una sede (39) circolare, ricavata immediatamente adiacente a detto accoppiamento scanalato (4) di collegamento al secondo organo (3).
  5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto bordo esterno (38) è bloccato assialmente in detta sede (39), contro uno spallamento (43) della stessa; per mezzo di un anello elastico ad espansione (44) montato in una sede ricavata da banda opposta allo spallamento (43) rispetto al bordo del disco (36).
  6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto bordo esterno (38) è discontinuo e formato da espansioni radiali (38a) distribuite angolarmente a distanza prefissata una dall'altra, detto bordo essendo bloccato assialmente a scatto in detta sede (39) tramite dette espansioni radiali (38a).
  7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o .6, caratterizzato dal fatto che detto disco (36) è delimitato da un bordo interno (40) definente una apertura centrale (41) affacciata a una cavità (17) interna di detto secondo organo meccanico (3); detto disco (36) essendo provvisto di fessure radiali allungate (49) angolarmente equidistanziate, comunicanti da un lato con detta apertura centrale (41), e adiacenti dal lato opposto a detti ganci (48).
  8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente , caratterizzato dal fatto che detto disco (36) è atto ad essere spostato da una all'altra di dette configurazioni stabili (50,52) per mezzo di un attrezzo attuatore (54), operabile dall'esterno attraverso detta cavità (17), per applicare a detto disco (36) una forza assiale alternativamente in un senso, o nel senso opposto.
  9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto attrezzo (54) comprende un albero cilindrico (55) terminante con una parte conica (56), portante esternamente alcuni blocchetti (58) retrattili, estensibili radialmente per mezzo di un manicotto (60) scorrevole su detto albero (55), detto manicotto (60) essendo provvisto di uno spallamento circolare (63) atto ad impegnare il bordo interno (40) di detto disco per applicare una forza assiale in un senso, detti blocchetti essendo atti ad essere appoggiati contro detto bordo interno (40) per applicare a detto disco una forza assiale in senso opposto.
  10. 10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un organo di azionamento (80) di detto disco (36), costituito da un perno (81) accoppiato scorrevole assialmente in un foro centrale (82) di detto secondo organo meccanico (3), detto perno (81) essendo provvisto, a una estremità, di una gola (85) periferica, atta ad accogliere detto bordo interno (40) del disco (36) e, all'estremità opposta, di un organo di accoppiamento (86) atto a ricevere un attrezzo manovrabile dall'esterno per spostare detto disco (36) da una all'altra configurazione stabile.
  11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto organo di accoppiamento è costituito da un codolo a coda di rondine (86) .
  12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto organo di accoppiamento è costituito da un foro filettato (88).
  13. 13. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo organo meccanico sono costituiti rispettivamente da un giunto omocinetico (2) e dal corrispondente mozzo (3) di una ruota di un veicolo, particolarmente di un autoveicolo.
  14. 14. Dispositivo di bloccaggio e/o sbloccaggio di un gruppo d'accoppiamento tra organi meccanici utilizzante un elemento elastico bistabile, sostanzialmente come descritto con riferimento alle figure degli annessi disegni.
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