ITTO20010956A1 - Cinghia per trasmissione a rapporto variabile in modo continuo - cvt. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

di brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad una cinghia per trasmissione a rapporto variabile in modo continuo - CVT.

Come noto, le trasmissioni a rapporto variabile in modo continuo (Continue Variable Transmission -CVT) impiegano cinghie a sezione sostanzialmente trapezoidale, le quali sono provviste di superfici laterali di attrito atte a cooperare con rispettivi fianchi di pulegge a gola trapezoidale.

La variazione del rapporto di trasmissione avviene modificando, mediante meccanismi di tipo noto, la larghezza della gola delle pulegge e conseguentemente il diametro di avvolgimento della cinghia .

Per trasmissioni di potenza ridotta, vengono correntemente utilizzate cinghie aventi un corpo costituito di materiale elastomerico e provvisto di elementi filiformi di rinforzo longitudinale atti a conferire la necessaria resistenza meccanica a trazione .

Il corpo di materiale elastomerico è normalmente provvisto di una dentellatura interna e di una dentellatura esterna aventi lo scopo di conferire alla cinghia una buona flessibilità, il che consente alla cinghia di lavorare con diametri di avvolgimento ridotti, mantenendo comunque una superficie laterale sufficientemente estesa.

Sono inoltre note cinghie comprendenti un elemento di continuità a cinghia provvisto dì una dentatura interna e di una dentatura esterna ed una pluralità di elementi dì attrito discreti di materiale elastomerico, costampati sull'elemento di continuità in modo da inglobare, ciascuno, un dente della dentatura interna ed un dente della dentatura esterna e delimitati, ciascuno, da una coppia di superfici laterali convergenti fra loro verso l'interno della cinghia ed atte a cooperare con rispettivi fianchi di una gola di una puleggia a gola trapezoidale.

Le cinghie sopra descritte, in cui la trasmissione di potenza avviene per contatto diretto fra il materiale elastomerico e le pulegge, non sono adatte a trasmissioni di potenza elevata, quali ad esempio quelle utilizzabili nei variatori di velocità per autovetture.

Per queste ultime applicazioni sono generalmente utilizzate cinghie metalliche le quali, però, oltre ad essere relativamente costose e pesanti, sono in grado di funzionare soltanto a bagno d'olio e presentano pertanto evidenti limiti applicativi .

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di una cinghia per trasmissioni CVT ad elevata potenza, adatta ad esempio a variatori di velocità per autovetture, la quale sia priva degli inconvenienti connessi con le cinghie note e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad cinghia per una trasmissione a rapporto variabile in modo continuo comprendente un elemento interno di continuità di forma anulare chiusa avente lo scopo di trasmettere il carico ed una pluralità di elementi di attrito portati dall'elemento interno di continuità e disposti lungo l'elemento interno in posizioni spaziate l'una rispetto all'altra; ciascun elemento di attrito essendo delimitato da fianchi opposti atti a cooperare ad attrito con gole di una puleggia di trasmissione per la trasmissione del moto,

caratterizzato dal fatto che ciascun elemento di attrito comprende un blocco interno stabilmente fissato all'elemento interno di continuità e un primo ed un secondo corpo di ricopertura portati dall'elemento interno di continuità ed atti a definire detti fianchi.

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

<■ >la figura 1 è una vista laterale e parziale di una cinghia realizzata secondo la presente invenzione;

<■ >la figura 2 è una sezione ingrandita di un tratto della cinghia di figura 1;

<■ >la figura 3 illustra, in vista frontale ed in scala ingrandita un elemento della cinghia di figura 1; e

<■ >la figura 4 è una sezione del particolare di figura 3 realizzata secondo il piano IV-IV. Nelle figure da 1 a 3 è indicato con 1, nel suo insieme, una cinghia per una trasmissione a rapporto variabile in modo continuo (CVT).

La cinghia 1 comprende essenzialmente un elemento interno di continuità 2 a cinghia (figure 2 e 3), di forma anulare chiusa, avente lo scopo di trasmettere il carico, ed una pluralità di elementi di attrito 3, portati dall'elemento interno di continuità 2 e disposti lungo questo in posizioni equi spaziate l'una rispetto all'altra (si veda la figura 1).

Gli elementi di attrito 3 presentano fianchi opposti 4a, 4b convergenti fra loro verso l'interno della cinghia ed atti a cooperare ad attrito con rispettivi fianchi di una gola di una puleggia a gola trapezoidale TP (illustrata in figura 1) di tipo noto.

In particolare (figure 2 e 3), l'elemento di continuità 2 comprende essenzialmente un corpo nastriforme 5 di materiale elastomerico, ad esempio un HNBR, provvisto di una dentatura 6 interna e di una dentatura 7 esterna, ed una pluralità di inserti 8 filiformi, sostanzialmente inestensibili, annegati nel corpo 5 ed estendentisi longitudinalmente e parallelamente fra loro lungo il corpo 5 stesso.

Gli inserti 8, realizzati mediante una tecnica convenzionale di spiralatura, possono essere costituiti di fibre di vetro o aramidiche, ad esempio del tipo noto con il nome commerciale Kevlar®.

La dentatura 6 interna comprende una pluralità di denti 10 alternati a cave 11 e la dentatura 7 comprende una pluralità di denti 12 alternati a cave 13.

I denti 10 della dentatura 6 interna sono uguali ai rispettivi denti 12 e disposti da parti opposte rispetto al corpo 5.

Convenientemente (figura 2), i denti 10 e 12 delle rispettive dentature 6, 7 presentano sezione trasversale conformata sostanzialmente a semicerchio; risulta comunque chiaro come i denti 10 e 12 possano presentare sezione qualsiasi.

Ciascun elemento di attrito 3 comprende un blocco interno 14 realizzato in un sol pezzo di materiale plastico costampato sul corpo 5 in modo da circondarlo completamente e inglobare un dente 10 ed un corrispondente dente 12.

In particolare, ciascun blocco interno 14 è delimitato da pluralità di superfici ed in particolare:

■ una prima ed una seconda superficie laterale piana 15a, 15b le quali sono disposte inclinate rispetto ad un piano di simmetria P del blocco interno 14 e formano con questo lo stesso angolo;

<■ >una prima ed una seconda superficie frontale 17a, 17b presentanti in pianta forma sostanzialmente trapezoidale isoscele - le superfici 17a, 17b di blocchi interni 14 diversi consecutivi sono affacciate tra di loro;

<■ >una superficie di base interna 18 sostanzialmente piana, perpendicolare al piano di simmetria P e rivolta verso l'interno della cinghia 1; e

<■ >una superficie di base esterna 19, trasversale al piano di simmetria P, rivolta verso l'esterno della cinghia 1 e formata da tre tratti piani raccordati tra di loro.

Secondo la presente invenzione ciascun elemento di attrito 3 comprende inoltre un primo ed un secondo corpo dì ricopertura a cappuccio 21a, 21b portati dal blocco interno 14 e definenti i detti fianchi opposti 4a, 4b che cooperano ad attrito con le gole della puleggia TP.

In particolare, ì corpi di ricopertura 21a, 21b sono disposti da parte opposta rispetto al piano di simmetria P e definiscono rispettive cavità interne 23a, 23b che alloggiano prime e seconde porzioni del blocco interno 14.

Più in particolare, ciascun corpo di ricopertura 21a, 21b è delimitato da una pluralità di pareti tra cui:

<■ >una prima ed una seconda parete laterale piana 25a, 25b;

<■ >una prima ed una seconda parete frontale 27a, 27b presentanti in pianta forma sostanzialmente trapezoidale rettangola;

<■ >una parete di base interna 28 sostanzialmente piana; e

<■ >una parete di base esterna 29 formata da due tratti piani raccordati tra di loro.

Le pareti 27a, 27b presentano inoltre una feritoia rettangolare 30 (figura 3) allungata che si sviluppa in una porzione centrale della parete 27a,27b ed è perpendicolare al bordo corrispondente al lato retto della parete 27a, 27b stessa.

Una coppia di corpi di ricopertura 21a, 21b a cappuccio sono montati su ogni blocco interno 14 in modo tale che la prima e la seconda parete laterale piana 25a, 25b ricoprono le superfìci laterali 15a, 15b, le pareti frontali 27a, 27b ricoprono le superfici 17a, 17b, le pareti di base interna 28 ricoprono la superficie di base interna 18 e le pareti di base esterna 29 ricoprono la superficie di base esterna 19.

Le feritoie rettangolari 30 dei due corpi di ricopertura 17a, 17b disposti affiancati tra di loro sono disposte allineate tra di loro e definiscono una apertura rettangolare che alloggia il corpo nastriforme di materiale elastomerico 5 (figura 3).

In questo modo, le pareti laterali piane 25a, 25b ricoprenti le superfici inclinate 15a, I5b sono disposte inclinate rispetto al piano di simmetria P e definiscono ì fianchi 4a, 4b opposti dell'elemento di attrito 3.

Il corpo di ricopertura 21a, 21b viene realizzato in materiale sintetico definente un elevato attrito verso i fianchi della puleggia TP; tale materiale sintetico presenta inoltre una notevole resistenza meccanica ed una elevata resistenza alla fatica. A titolo di esempio si possono impiegare materiali sintetici a base poliammìdica caricata con fibra di vetro o cristalli liquidi. Ad esempio, sono vantaggiosamente utilizzabili i materiali sintetici noti con i nomi commerciali di MARLON, KRAILON, DURETHAN.

In questo modo, il blocco interno 14 svolge principalmente la funzione di supporto strutturale dell'elemento di attrito 3 ed e pertanto realizzato in materiale avente buone caratteristiche strutturali mentre i corpi di ricopertura 21a, 21b che realizzano l'interfaccia cinghia - puleggia consentendo il trasferimento della coppia per attrito sono realizzati in materiale atto principalmente a realizzare un elevato attrito.

Studi e sperimentazioni svolti dalla richiedente hanno evidenziato come la cinghia per trasmissione realizzata secondo la presente invenzione concorra ad un elevato trasferimento di coppia (ad esempio la cinghia è in atta a trasferire valori di coppia anche superiori a 90 nm) ed è pertanto adatta ad un vasto campo di applicazioni automobilistiche e motociclistiche.

Ciascuna parete laterale 25a, 25b presenta inoltre una scanalatura 33 (figure 1 e 4) che si estende per tutta la lunghezza della parete stessa dalla parete di base interna 28 alla parete di base esterna 29.

La scanalatura 33 presenta inoltre sezione trasversale sostanzialmente semicircolare (figura 4) .

Il contatto tra la parete laterale piana 25a, 25b e i fianchi della puleggia TP avviene lungo i due bordi perimetrali Si e S2 della scanalatura 33 cioè lungo due zone lineari spaziate tra di loro della larghezza della scanalatura 33. Viene così migliorato il contatto tra la parete laterale piana 25a, 25b e la puleggia in quanto, in assenza della scanalatura 33, il contatto tra la parete laterale piana 25a, 25b e i fianchi della puleggia avverrebbe lungo una unica linea di tangenza.

Risulta comunque chiaro come la presenza della scanalatura 33 non costituisca una caratterist ica essenziale dell'invenzione. In alcune forme di realizzazione la scanalatura 33 potrebbe pertanto essere eliminata.

Risulta infine chiaro come modifiche e varianti possano essere apportate alla cinghia per una trasmissione a rapporto variabile in modo continuo descritta ed illustrata senza peraltro uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Cinghia per una trasmissione a rapporto variabile in modo continuo comprendente un elemento interno di continuità (2) di forma anulare chiusa avente lo scopo di trasmettere il carico ed una pluralità di elementi di attrito (3) portati dall'elemento interno di continuità (2) e disposti lungo l'elemento interno in posizioni spaziate l'una rispetto all'altra; ciascun elemento di attrito (3) essendo delimitato da fianchi opposti (4a, 4b) atti a cooperare ad attrito con gole di una puleggia di trasmissione (TP) per la trasmissione del moto, caratterizzato dal fatto che ciascun elemento di attrito (3) comprende un blocco interno (14) stabilmente fissato all'elemento interno di continuità (2) e un primo ed un secondo corpo di ricopertura (21a, 21b) portati dall'elemento interno di continuità (2) ed atti a definire detti fianchi (4a, 4b). 2.- Cinghia secondo la rivendicazione 1, in cui i detti corpi di ricopertura (21a, 21b) definiscono rispettive cavità interne (23a,23b) che alloggiano prime e seconde porzioni del blocco interno (14). 3.- Cinghia secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i detti corpi di ricopertura (21a, 21b) sono disposti da parte opposta rispetto ad un piano di simmetria (P) del blocco interno (14). 4.- Cinghia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il detto blocco interno (14) è delimitato da una prima ed una seconda superficie laterale piana (15a, 15b) disposte inclinate rispetto ad un piano di simmetria (P) del blocco interno (14) e formanti con questo lo stesso angolo; ciascun corpo di ricopertura (21a, 21b) comprendendo almeno una parete laterale piana (25a,25b) atta a ricoprire una rispettiva superficie laterale piana (15a, 15b) ; dette pareti laterali piane (25a,25b) essendo atte ad andare in contatto con attrito sui fianchi della detta puleggia (TP). 5.- Cinghia secondo la rivendicazione 4, in cui una scanalatura (33) si estende sulla detta parete laterale piana. 6.- Cinghia secondo la rivendicazione 5, in cui la detta scanalatura (33) presenta sezione sostanzialmente semi - circolare. 7.- Cinghia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun corpo di ricopertura comprende una coppia di feritoie allungate (30) che si estendono da bordi liberi del corpo di ricopertura; feritoie allungate (30) dei corpi di ricopertura (17a, 17b) disposti affiancati tra di loro sono disposte accostate definendo una apertura che alloggia il detto elemento di continuità (2). 8.- Cinghia (1) per una trasmissione à rapporto variabile in modo continuo, sostanzialmente come descritta ed illustrata nei disegni allegati.