ITTO990109A1

ITTO990109A1 - Perno per il collegamento di ruote dentate ad un organo di supporto etrasmissione provvista di tale perno.

Info

Publication number: ITTO990109A1
Application number: IT1999TO000109A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Oddone; Paolo Altamura
Original assignee: Fiatavio Spa
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-12
Also published as: CA2298144C; ATE244369T1; JP2000274515A; CA2298144A1; DE60003589T2; EP1028275B1; EP1028275A2; IT1308368B1; US6409414B1; JP4612140B2; DE60003589D1; EP1028275A3

Description

D E S C R I Z ION E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un perno per il collegamento di ruote dentate ad un organo di supporto.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un perno di supporto, il quale trova vantaggiosa, ma non esclusiva, applicazione nel campo dei rotismi epicicloidali per la trasmissione di carichi elevati, in genere, e nel campo dei rotismi epicicloidali per trasmissioni di velivoli, in particolare, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

Le trasmissioni per velivoli comprendono, normalmente, un rotismo epicicloidale, a sua volta, comprendente un solare, una corona ed una pluralità di ruote dentate satellitari, le quali sono interposte tra il solare e la corona e sono supportate da un portasatelliti .

Nella maggior parte delle applicazioni, il portasatelliti comprende due elementi sostanzialmente a piastra, i quali sono disposti da bande assiali opposte delle ruote satellitari in posizioni fra loro affacciate, e sono solidalmente collegati l'uno all'altro tramite una pluralità di traverse o tenoni fra loro angolarmente equidistanziati e, generalmente, integrali ad entrambi gli elementi a piastra. Ciascuna delle ruote dentate satellitari è accoppiata al portasatelliti tramite un relativo perno di supporto, il quale presenta le estremità opposte accoppiate, ciascuna, ad un relativo elemento a piastra, e al quale la relativa ruota è, a sua volta, accoppiata, normalmente, tramite l'interposizione di un cuscinetto, generalmente, del tipo a strisciamento.

Durante il funzionamento del rotismo, il portasatelliti è sollecitato da delle forze, le quali in alcuni casi deformano il portasatelliti stesso provocando, in particolare, uno spostamento dei due elementi a piastra l'uno rispetto all'altro.

A seguito di tale spostamento, vengono deformati sia i tenoni, che i perni di supporto, i cui assi passano da una condizione ideale di funzionamento o di riposo in cui sono disposti paralleli agli assi del solare e della corona, ad una condizione reale o critica di funzionamento, nella quale formano con i sopra citati assi un angolo diverso da zero e variabile a seconda delle intensità delle forze trasmesse.

La deviazione degli assi dei perni e, quindi, degli assi delle rispettive ruote satellitari rispetto agli assi della corona e del solare produce delle disuniformità nella distribuzione delle pressioni di contatto tra i denti delle ruote-satelliti ed i denti sia del solare che della corona, a cui consegue, non solo un generale malfunzionamento del rotismo, ma una rapida usura delle parti del rotismo stesso che sono fra loro a contatto ed in moto relativo.

Al fine di ovviare a tali inconvenienti, vengono utilizzati dei perni di supporto dedicati, i quali presentano proprie porzioni terminali elastiche opposte fra loro dimensionalmente uguali ed in grado di deformarsi elasticamente in funzione della deformazione delle porzioni a piastra e dei relativi tenoni per mantenere una corretta condizione di ingranamento delle ruote dentate. Inoltre, tra il portasatelliti ed il corpo di supposto è previsto ed indispensabile un gruppo di bilanciamento dei carichi, il quale comprende una pluralità di bracci assiali solidalmente collegati al citato corpo di supposto, e, per ciascun braccio, un relativo organo di collegamento giacente in un piano ortogonale agli assi del solare e della corona e passante per la mezzeria delle ruote satellitari.

I gruppi di bilanciamento noti del tipo sopra descritto risultano essere particolarmente complessi, richiedono costi sia realizzativi che di manutenzione particolarmente elevati e, per il fatto di essere fortemente sollecitati, sono soggetti a frequenti rotture e malfunzionamenti.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un perno di supporto, il quale permetta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente innovazione viene realizzato un perno per il collegamento di una ruota dentata ad un organo di supporto, il perno presentando un proprio asse, e comprendendo una prima ed una seconda porzione di estremità longitudinale atte ad essere accoppiate ad un organo di supporto, una prima porzione intermedia estendentesi a partire dalla detta prima porzione di estremità, ed una seconda porzione intermedia estendentesi a partire dalla detta seconda porzione di estremità, caratterizzato dal fatto che le dette prima e seconda porzione intermedia sono dimensionalmente diverse l'una dall'altra e presentano rispettive resistenze flessionali fra loro diverse.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alle figure annesse, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra, schematicamente e con parti asportate per chiarezza, una trasmissione epicicloidale provvista di una pluralità di perni di supporto secondo la presente invenzione;

la figura- 2 è una sezione, in scala fortemente ingrandita, secondo la linea II-II della figura 1; e

la figura 3 illustra in sezione un particolare della figura 2.

Nelle figure 1 e 2, con 1 è indicato, nel suo complesso, una trasmissione epicicloidale per un velivolo (non illustrato). La trasmissione 1 comprende un solare 2 girevole attorno ad un proprio asse 3, una corona 4 girevole e coassiale all'asse 3 stesso, ed·una pluralità di ruote satellitari o satelliti 5, nel caso particolare in numero di cinque, ingrananti con la corona 4 ed il solare 2 ed accoppiate ad un portasatelliti 6 in maniera girevole attorno a rispettivi assi 7 paralleli fra loro ed all'asse 3.

Il portasatelliti 6 si estende coassialmente all'asse 3, è realizzato in un sol pezzo di materiale metallico e comprende due corpi 8 e 9 a piastra fra loro affacciati (figura 2), dei quali il corpo 8, nel particolare esempio descritto, è solidalmente collegato in modo noto, ad esempio tramite una staffa 8a e viti o perni non visibili, ad un corpo 10 fisso di supporto del portasatelliti 6 schematicamente illustrato, ed una pluralità di tenoni (noti e non illustrati) estendentisi assialmente tra i corpi a piastra 8 e 9 ed integrali ai corpi a piastra 8 e 9 stessi. Secondo una variante non illustrata, il corpo 8 è solidalmente collegato ad un albero di uscita e la corona 4 è solidalmente collegata ad-un corpo fisso.

Ciascuna ruota satellitare 5 presenta un foro centrale 12 assiale passante, ed è accoppiata ai corpi a piastra 8 e 9 del portasatelliti 6 tramite un relativo dispositivo 13 di supporto. Secondo quanto evidenziato nella figura 2, il dispositivo 13 si estende attraverso il foro 12, e comprende un perno 14 di supporto presentante un proprio asse 15, ed una bussola 16 di materiale antifrizione interposta tra il perno 14 stesso e la relativa ruota satellitare.

Il perno 14 è asimmetrico rispetto ad un piano P (figure 2 e 3) ortogonale all'asse 15 e passante per la mezzeria del perno 14 stesso, ed è delimitato lateralmente da una superficie 18 cilindrica di appoggio coassiale all'asse 15 e presentante una generatrice rettilinea. Il perno 14 comprende due porzioni tubolari di estremità longitudinale opposte, indicate con 19 e 20, le quali nel particolare esempio descritto impegnano, in sostanziale assenza di gioco, rispettivi fori assiali passanti ricavati nei corpi 8 e 9. . Alternativamente, secondo una variante non illustrata, la porzione 19 continua ad impegnare il relativo foro per cui risulta solidalmente collegata al corpo 9, mentre la porzione 20 è semplicemente disposta in battuta contro un supporto portato dal corpo 8; in tal modo il perno 14 si comporta alla stregua di una comune asta incastrata ad una estremità e appoggiata all'estremità opposta.

Sempre con riferimento alle figure 2 e 3, il perno 14 comprende, inoltre, due porzioni cilindriche tubolari intermedie 21 e 22 estendentisi a partire dalla porzione 19 e, rispettivamente, dalla porzione 20. Le porzioni 21 e 22 presentano rispettivi diametri esterni e rispettive sezioni trasversali misurate lungo relativi piani paralleli al piano P fra loro diverse. In particolare, la porzione 21 presenta un .proprio diametro esterno ed una propria sezione trasversale maggiori di quelli della porzione 22, ed una resistenza flessionale molto maggiore rispetto a quella della porzione 22 stessa e, in ogni caso, tale per cui a seguito delle azioni agenti, in uso, sul perno 14, la porzione 22 è la sola a subire una sostanziale deformazione elastica.

Sempre con riferimento alle figure 2 e 3, il perno 14 comprende una ulteriore porzione tubolare 24, la quale è delimitata esternamente dalla superficie 18, si estende a sbalzo a partire dalla porzione intermedia 21 e circonda la porzione intermedia 22. La porzione tubolare 24, è delimitata internamente da una superfìcie 25 conica, la quale si estende in posizione affacciata ad una superficie laterale esterna 26 della porzione intermedia 22 e presenta un diametro interno decrescente verso la porzione 19 di estremità. La superficie 25 è distanziata dalla superficie laterale 26 e delimita, unitamente alla superficie 26 stessa, una cavità 27, all'interno della quale, in uso, la porzione 22 si inflette.

Ancora con riferimento alla figura 2, il perno 14 alloggia un dispositivo 28 di lubrificazione, di per sé noto e non descritto in dettaglio, ed atto ad alimentare un fluido lubrificante tra il perno 14 e la bronzina 16.

Ciascun perno 14 si comporta alla stregua di una comune asta a sezione variabile incastrata ad almeno una delle estremità, e le diverse sezioni resistenti intermedie del- perno 14 stesso sono dimensionate in modo tale per cui, quando il carico trasmesso dalle ruote satellitari 5 al portasatelliti 6 raggiungono valori tali da deformare ì corpi a piastra 8 e 9 ed i tenoni (non illustrati) del portasatelliti 6 stesso, la porzione 22 si inflette, come illustrato con linea tratteggiata nella figura 3, mentre sia la porzione 21, che la porzione 24 permangono in una loro condizione sostanzialmente indeformata. Infatti, l'inflessione della porzione 22 genera sulla piastra 9 una azione di reazione che si oppone alle forze devianti agenti sulla relativa ruota satellitare 5 a seguito del particolare accoppiamento delle porzioni 19 e 20 di estremità ai corpi a piastra 8 e 9 e delle deformazioni dei corpi a piastra 8 e 9 stessi e consente alla superficie 18 del perno 14 di spostarsi rimanendo parallela a sé stessa, e conseguentemente, alla ruota satellitare 5 di mantenersi in una condizione di corretto ingranamento sia con il solare 2, che con la corona 4. La sostanziale invarianza dell'ingranamento tra le ruote al variare delle deformazioni del portasatelliti 5 evita 1'insorgere di azioni indesiderate ed imprevedibili tra i denti ingrananti fra loro e di deformazioni localizzate della bronzina 16 cui consegue, ovviamente, una progressiva e rapida perdita di affidabilità non solo del rotismo epicicloidale ma dell'intera trasmissione.

La particolare geometria dei perni 14 consente poi, rispetto alle soluzioni note, di ridurre sensibilmente i costi sia realizzativi, che di funzionamento della trasmissione 1. Infatti, la particolare geometria dei perni 14 e, specificatamente, il fatto di prevedere un'unica porzione di reazione elasticamente deformabile sotto carico, consente di collegare uno solo dei due corpi a piastra, nella fattispecie il corpo 8, direttamente al corpo di supporto del portasatelliti 6 senza la necessità di utilizzare, come nelle soluzioni note, complessi e costosi dispositivi di bilanciamento dei carichi trasmessi .

Da quanto precede appare, ancora, evidente ai perni 14 descritti possono essere·apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione. In particolare, le diverse porzioni dei perni 14 possono essere conformate in maniera diversa da quella descritta a titolo di esempio, oppure essere sostituite con rispettive porzioni assolventi funzioni equivalenti.

Claims

R IV E N D ICA Z IO N I 1.- Perno (14) per il collegamento di una ruota dentata (5) ad un organo (6) di supporto, il perno (14) presentando un proprio asse (15), e comprendendo una prima (19) ed una seconda porzione di estremità (20) longitudinale atte ad essere accoppiate al detto organo (6) di supporto, una prima porzione intermedia (21) estendentesi a partire dalla detta prima porzione di estremità (19), ed una seconda porzione intermedia (22) estendentesi a partire dalla detta seconda porzione di estremità (20), caratterizzato dal fatto che le dette prima (21) e seconda porzione intermedia (22) sono dimensionalmente diverse l'una dall'altra e presentano rispettive resistenze flessionali fra loro diverse. 2.- Perno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta prima porzione intermedia (21) presenta una sezione trasversale misurata lungo un piano ortogonale al detto asse (15) maggiore di una sezione trasversale della detta seconda porzione intermedia (22) misurata lungo un ulteriore piano parallelo al detto piano. 3.- Perno secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di essere asimmetrico rispetto ad un piano (P) ortogonale al detto asse (15) e passante per la mezzeria del detto perno (14). 4.- Perno secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto di essere delimitato lateralmente da una superficie cilindrica (18) di appoggio, e dal fatto di comprendere, inoltre, un'unica porzione tubolare (24) estendentesi a sbalzo coassialmente al detto asse (15) a partire dalla detta prima porzione intermedia (21) e circondante la detta seconda porzione intermedia (22); la detta unica porzione tubolare (24) essendo delimitata esternamente dalla detta superficie cilindrica (18). 5.- Perno secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta unica porzione tubolare (24) è delimitata internamente da una superficie (25) affacciata ad una superficie laterale (26) esterna della detta seconda porzione intermedia (22) e distanziata dalla superficie laterale esterna (26) stessa; la detta seconda porzione intermedia (22) deformandosi, in uso, all'interno di detta unica porzione tubolare (24). 6.- Trasmissione (1) meccanica comprendente un organo (6) di supporto estendentesi lungo un proprio asse (3) e comprendente, a sua volta, una prima (8) ed una seconda porzione (9) sostanzialmente a piastra fra loro affacciate e collegate l'una all'altra; almeno una ruota dentata (5) interposta tra le dette prima (8) e seconda porzione (9); ed un perno (14) di collegamento della detta ruota dentata (5) alle dette prima (8) e seconda porzione (9), il perno (14) presentando un proprio asse (15), e comprendendo una prima (19) porzione di estremità longitudinale incastrata alla detta seconda porzione (19) a piastra ed una seconda porzione di estremità (20) longitudinale accoppiata al detto organo (6) di supporto, una prima porzione intermedia (21) cilindrica estendentesi a partire dalla detta prima porzione di estremità (19), ed una seconda porzione intermedia (22) cilindrica estendentesi a partire dalla detta seconda porzione di estremità (20), caratterizzata dal fatto che le dette prima (21) e seconda porzione intermedia (22) sono dimensionalmente diverse l'una dall'altra e presentano rispettive resistenze flessionali fra loro diverse. 7.- Trasmissione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi di collegamento (8a) per collegare direttamente il detto organo (6) di supporto ad un corpo (10) di attacco; i detti mezzi di collegamento (8a) essendo interposti tra una (8) di dette porzioni a piastra (8) (9) ed il detto corpo (10) di attacco. 8.- Trasmissione secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che una (8) di dette porzioni a piastra (8)(9) è solidalmente collegata al detto corpo (10) di supporto. 9.- Perno per il collegamento di una ruota dentata ad un organo di supporto, sostanzialmente come descritto con riferimento ad una qualsiasi delle figure allegate. 10.- Trasmissione meccanica, sostanzialmente come descritta con riferimento alle figure allegate.