ITMI20001238A1

ITMI20001238A1 - Disposizione di accoppiamento per apparecchi agricoli

Info

Publication number: ITMI20001238A1
Application number: IT2000MI001238A
Authority: IT
Inventors: Andreas Sarfert; Eberhard Wilks; Andreas Lohmuller; Reinhold Walter
Original assignee: Walterscheid Gmbh Gkn
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-02
Also published as: GB2354048B; ITMI20001238A0; FR2798437B1; IT1317772B1; JP3523154B2; DE19943209C2; FR2798437A1; NL1015032A1; AT500619A1; JP2001090758A; US20030087703A1; GB2354048A; US6497620B1; DE19943209A1; GB0015644D0; NL1015032C2

Description

scaricare la disposizione di frizione e pertanto sono in grado di impedire un surriscaldamento dell'innesto a frizione (1).

(Figura l)

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda una disposizione di accoppiamento per apparecchi agricoli e comprende un innesto a frizione.

Gli innesti a frizione vengono impiegati per macchine agricole quando vanno accelerate grandi masse, ad esempio volani. Durante la fase di accelerazione l'innesto slitta e converte in calore l'energia in tal caso assorbita. Parimenti l'innesto a frizione per tali apparecchi interviene quando si verifica un bloccaggio all'interno dell'apparecchio, cosicché tutta l'energia sviluppata per attrito, ossia la potenza motrice, viene convertita in calore. In tal caso l'innesto si riscalda assai rapidamente. Il calore immagazzinato può essere dissipato soltanto sulla sua superficie. Il raffreddamento dura pertanto corrispondentemente a lungo ed è grande il pericolo di un surriscaldamento dell'innesto a frizione. Per questo motivo gli innesti a frizione vengono impiegati soltanto dove è necessario accelerare grandi masse e solo occasionalmente si verificano sovraccarichi in seguito a bloccaggi.

L'invenzione si pone il compito di realizzare una disposizione di accoppiamento con un innesto a frizione, in cui è ridotto il pericolo del surriscaldamento e che di conseguenza presenta una durata utile corrispondentemente più alta.

Secondo l'invenzione questo problema viene risolto mediante una disposizione di accoppiamento comprendente un innesto a frizione con un asse longitudinale, con una cassa, presentante una prima superficie di frizione, sulla quale si trova perpendicolarmente l'asse longitudinale, con un mozzo, che è alloggiato nella cassa, è girevole rispetto a questa attorno all'asse longitudinale ed è limitatamente movibile in direzione assiale, con almeno una prima lamella del mozzo accoppiata rigidamente con il mozzo, con una piastra di pressione, con molle di pressione che sollecitano la piastra di pressione e poggiano contro una piastra di sostegno fissata alla cassa, e con lamelle di frizione, disposte fra la prima superficie di frizione della cassa e la prima lamella del mozzo nonché fra questa e la piastra di frizione ed eventualmente rispettivamente fra un'ulteriore lamella collegata con la cassa e un'ulteriore lamella collegata con il mozzo, e inoltre comprendente un dispositivo di azionamento presentante un elettromagnete di forma anulare, che è disposto coassialmente attorno ad una sezione del mozzo uscente dalla cassa, è girevole rispetto a questa, è assicurabile contro rotazione mediante mezzi di sicurezza e possiede inoltre una piastra ad ancora, che, mediante perni d'impostazione, è accoppiata con la piastra di pressione e, protetta contro rotazione, con la cassa, e comprendente mezzi di comando, tramite i quali l'elettromagnete è collegabile con una sorgente di corrente.

In questa disposizione è vantaggioso che con la sollecitazione la coppia di trasmissione viene formata lentamente fino alla coppia nominale, cosicché le compressione superficiali specifiche all'inizio dell'operazione di innesto, con elevata differenza applicata del numero di giri sono modeste e il calore in tal modo prodotto e che va assorbito dall'innesto è minore rispetto alla soluzione di tipo convenzionale. Il pericolo di surriscaldamento dell'innesto risulta corrispondentemente ridotto e aumenta la durata utile.

Per risolvere il problema secondo l'invenzione inoltre è previsto un procedimento per comandare un innesto a frizione comprendente una cassa, un mozzo ed una disposizione di frizione, che vengono sollecitati per mezzo di una piastra di pressione sollecitata da molla di pressione, laddove la piastra di pressione è regolabile mediante un dispositivo di azionamento e la regolazione mediante mezzi di comando avviene in modo tale che la forza di accostamento a pressione della piastra di pressione, partendo da un valore minimo, in un tempo preassegnato viene spostata al valore intero della sollecitazione a pressione. Al riguardo il valore minimo possibile è zero. Nell'esecuzione della disposizione di accoppiamento è previsto che la piastra di sostegno sul proprio contorno è dotata di aperture passanti, che si estendono parallelamente all'asse longitudinale e attraverso le quali è fatto passare di volta in volta un perno d'impostazione, e che le molle di pressione sono alloggiate nella zona fra la piastra di pressione e la piastra di sostegno sul perno d'impostazione. In tal modo si ottiene una guida vantaggiosa della piastra ad ancora sostenuta mediante i perni d'impostazione.

Per supportare l'elettromagnete sono previsti preferibilmente cuscinetti a rotolamento.

I mezzi di comando comprendono preferibilmente un organo di comando, che fa scendere da un massimo, per un tempo prestabilito, ad un valore ridotto la forza di azionamento prodotta dall'elettromagnete e contrastante la carica della molla di pressione, con l'avviamento dell'innesto a frizione. Se dall'elettromagnete non viene esercitata più alcuna forza sulla piastra di pressione nel senso dello scarico, allora l'innesto è impostato sulla coppia nominale.

Per applicazioni in cui si richiede un disaccoppiamento di lunga durata del tratto di trasmissione motrice, è previsto aggiuntivamente un innesto dentato, inserito in serie all'innesto a frizione e alla disposizione di azionamento, per interrompere il flusso di forza senza energia. Il fabbisogno di corrente dell'elettromagnete per un disinserimento di lunga durata sarebbe troppo alto.

Per impedire nel caso di un sovraccarico un surriscaldamento dell'innesto a frizione è inoltre previsto che alla cassa e al mozzo sia associato rispettivamente un sensore del numero di giri e che i mezzi di comando comprendano un comparatore e un temporizzatore, che, al superamento di una preassegnata differenza del numero di giri fra la cassa ed il mozzo per un intervallo di tempo preassegnato, attivano l'elettromagnete e scaricano, almeno parzialmente, la disposizione di frizione. Un segnale di avvertimento indica all'operatore della macchina il sovraccarico, cosicché esso è in grado di arrestare la macchina e di eliminare eventuali intasamenti come causa del bloccaggio.

Per impedire che all'azionamento dell'elettromagnete la piastra d'ancora batta contro questo e che i perni d'impostazione si inflettano con l'avviamento dell'innesto, è previsto che la piastra d'ancora mediante elementi di fissaggio sia accoppiata, limitatamente movibile assialmente e solidale alla rotazione, con la piastra di sostegno.

Nell'esecuzione del procedimento secondo l'invenzione è previsto il fatto di aumentare la forza di accostamento a pressione per un tempo preassegnato, per contrastare una riduzione del coefficiente di attrito in caso di frequente sollecitazione dell'innesto oppure per liberare l'apparecchio in caso di intasamento. A tale scopo è previsto un secondo elettromagnete oppure una bobina supplementare in grado di sollecitare la piastra d'ancora con pressione supplementare.

Inoltre, nell'esecuzione del procedimento, per l'ottenimento di un disinserimento in caso di sovraccarico è previsto che i numeri di giri della cassa e del mozzo vengano misurati e confrontati e che, al superamento di una prevista differenza del numero di giri per un preassegnato intervallo di tempo, la disposizione di frizione venga scaricata e venga prodotto un segnale di avvertimento.

Complessivamente con una tale disposizione di accoppiamento e modalità di funzionamento con un comportamento di avviamento controllato si ottiene che i tratti di trasmissione motrice, inseriti a valle della disposizione di accoppiamento, possano essere dimensionati costruttivamente senza tener conto dei massimi di avviamento. Al riguardo, anche quando l'innesto è caldo è possibile, all'avviamento, prevedere una compensazione corrispondente, in modo che viene aumentata la sollecitazione a pressione della disposizione di frizione, per cui è possibile aumentare anche la trasmissione della coppia dell'innesto, cosicché essa corrisponde al normale comportamento di avviamento dell'innesto partendo dallo stato freddo.

Due esempi di realizzazione preferiti dell'invenzione sono rappresentati schematicamente nei disegni.

In particolare:

la figura 1 mostra una prima forma di realizzazione di una disposizione di accoppiamento con un innesto a frizione e con un elettromagnete in sezione semilongitudinale, e la figura 2 mostra una seconda forma di realizzazione, in cui aggiuntivamente all'innesto a frizione è inserito in serie un innesto dentato.

Dalla figura 1 è rilevabile l'innesto a frizione 1 azionato elettromagneticamente e comprendente una cassa 2, un mozzo 3, una disposizione di frizione 4 e un dispositivo di azionamento 5 con un elettromagnete 6 ed una piastra ad ancora. L'elettromagnete 6 tramite mezzi di comando 7 è collegabile con una sorgente di corrente 8.

La cassa 2 disposta centrata su un asse longitudinale 9 presenta una prima superficie di frizione 10, che è disposta perpendicolarmente all'asse longitudinale 9, nonché una lamella 11 della cassa, che è accoppiata con la cassa 2, fissa nel senso di rotazione attorno all'asse longitudinale 9 e regolabile in direzione dell'asse longitudinale 9.

Nella cassa 2 sull'asse longitudinale 9 è alloggiato centrato il mozzo 3, girevole rispetto a questo attorno all'asse longitudinale 9. Con il mozzo 3 una prima lamella 12 del mozzo è accoppiata solidale alla rotazione e rigidamente in direzione assiale e una seconda lamella 13 del mozzo nel senso di rotazione attorno all'asse longitudinale 9 è accoppiata in maniera fissa ed è accoppiata in maniera regolabile in direzione dell'asse longitudinale 9.

Vicino alla prima lamella 12 del mozzo è disposta una piastra di pressione 14, la quale è sollecitata mediante molle di pressione 15, 16 poggianti da parte loro su una piastra di sostegno 17 accoppiata con la cassa 2, e la quale piastra inoltre è accoppiata con perni d'impostazione 18, che si estendono parallelamente all'asse longitudinale 9 e da parte loro sono accoppiati con una piastra ad ancora anulare 19 mediante anelli di sicurezza 31.

La piastra di sostegno 19 sul proprio contorno è dotata di aperture passanti 20, che si estendono parallelamente all'asse longitudinale 9 e attraverso le quali è fatto passare rispettivamente un perno d'impostazione 18. Le molle di pressione 15, 16 sono alloggiate nella zona fra la piastra di pressione 14 e la piastra di sostegno 17 sul perno d'impostazione 18.

Fra la prima superficie di frizione 10 della cassa 2 e la seconda lamella 13 del mozzo nonché fra questa e la lamella 11 della cassa nonché fra questa e la prima lamella 12 del mozzo nonché fra questa e la piastra di pressione 14, sono disposte lamelle di frizione 21.

La piastra ad ancora 19 è disposta vicino all'elettromagnete 6 e mediante elementi di fissaggio 30 è accoppiata, assialmente, rigidamente e solidale alla rotazione, con la piastra di sostegno 17 della cassa 2, cosicché si forma un traferro fra la piastra d'ancora 19 e l'elettromagnete 6. Anche nel caso di un usura delle lamelle di frizione 21 non si verifica un appoggio fra la piastra d'ancora 19 e l'elettromagnete 6. Inoltre gli elementi di fissaggio 30 impediscono una piegatura dei perni d'impostazione 18 al momento dell'avviamento dell'innesto a frizione 1.

L'elettromagnete 6 è eseguito di forma anulare ed è disposto coassialmente attorno ad una sezione 22 del mozzo 3 uscente dalla cassa 2 ed è supportato girevole rispetto a questo e non spostabile in direzione dell'asse longitudinale 9, mediante cuscinetti a rotolamento 23. Mezzi di sicurezza 24 impediscono una rotazione dell'elettromagnete 6 al momento dell'avviamento dell'innesto a frizione 1.

Al mozzo 3 e alla casa 2 è associato rispettivamente un sensore 25, 26 del numero di giri, che misura il numero di giri nell'unità di tempo del rispettivo elemento costruttivo. Il primo sensore 25 del numero di giri, il secondo sensore 26 del numero di giri e l'elettromagnete 6 sono collegati con i mezzi di comando 7. In tal caso i dati di misurazione dei sensori del numero di giri 25, 26 servono da segnali di entrata, per mezzo dei quali è possibile comandare l'elettromagnete 6. Con il comando dell'elettromagnete 6 nel caso di un'accelerazione del tratto di trasmissione motrice la coppia di trasmissione può essere formata lentamente fino al raggiungimento della necessaria coppia nominale. All'inizio dell'operazione di innesto, essendo applicata elevata differenza del numero di giri fra i mozzo 3 e la cassa 2, è possibile minimizzare le compressioni superficiali specifiche fra la lamella 11 della cassa, rispettivamente le lamelle 12, 13 del mozzo e le lamelle di frizione 21, per cui è possibile tenere parimenti modesto il calore prodotto e che va assorbito dall'innesto a frizione 1. È ridotto il pericolo di un surriscaldamento ed è aumentata la durata utile dell'innesto a frizione 1.

Nel caso di un superamento di una preassegnata differenza del numero di giri fra la cassa 2 e il mozzo 3 per un intervallo di tempo preassegnato i sensori 25, 26 del numero di giri tramite i mezzi di comando 7 attivano l'elettromagnete 6 e pertanto scaricano la disposizione di frizione 4. Un segnale di avvertimento indica all'operatore della macchina il sovraccarico, cosicché esso è in grado di arrestare la macchina e di eliminare eventuali intasamenti come causa del bloccaggio.

Inoltre i mezzi di comando 7 comprendono un organo di comando 27, che fa diminuire da un massimo, su un tempo prestabilito, a zero la forza di azionamento, prodotta dall'elettromagnete 6 e contrastante la carica delle molle di pressione 15, 16, al momento dell'avviamento dell'innesto a frizione 1. Se dall'elettromagnete 6 non viene più esercitata forza sulla piastra di pressione 14 nel senso dello scarico, allora l'innesto a frizione 1 è impostato alla coppia nominale necessaria.

Per il casso in cui la piastra di pressione 14 debba essere aggiuntivamente sollecitata, sono previsti un secondo elettromagnete oppure una bobina supplementare disposti coassialmente rispetto al primo elettromagnete 6. Di conseguenza si ottiene un aumento della coppia di breve durata. Pertanto un apparecchio bloccato può essere liberato ed è possibile compensare una caduta di coppia, che si verifica con il riscaldamento dell'innesto a frizione 1 in seguito al decrescente coefficiente di attrito fra la lamella 11 della cassa, rispettivamente le lamelle 12, 13 del mozzo e le lamelle di frizione 21.

Nella figura 2 è rilevabile una forma di realizzazione, in cui aggiuntivamente all'innesto a frizione 1 con i mezzi di comando 7 è previsto un innesto dentato 28 inserito in serie a questo. Nel caso di un puro innesto a frizione 1 azionato elettromagneticamente è svantaggioso che l'elettromagnete 6 richiede una corrente elettrica anche nel caso di un disaccoppiamento del tratto di trasmissione motrice. L'innesto dentato 28 provoca un'interruzione del flusso di forza, senza energia, quando si richiede un disinserimento di lunga durata del tratto di trasmissione motrice. L'innesto dentato 28 è disposto centrato sull'asse longitudinale 9 e possiede un dente 29, che ingrana con una corrispondente rientranza 32 nel mozzo 3 durante il funzionamento dell'apparecchio agricolo. Quando si intende interrompere il collegamento allora il dente 29 dell'innesto dentato 28, ad esempio per mezzo di una forcella di commutazione, che può essere portata ad impegnarsi con una corrispondente rientranza 33 dell'innesto dentato 28, viene estratto dal mozzo 3 cosicché è interrotto il flusso di forze.

Legenda

1 Innesto a frizione

2 Cassa

Mozzo

Disposizione di frizione Dispositivo di azionamento Elettromagnete

Mezzo di comando

Sorgente di corrente

Asse longitudinale

Prima superficie di frizione Lamella della cassa

Prima lamella del mozzo

Seconda lamella del mozzo

Piastra di pressione

Molla di pressione

Piastra di sostegno

Perno d'impostazione

Piastra ad ancora

Aperture passanti

Lamelle di frizione

Sezione uscente

Cuscinetto a rotolamento

Mezzo di sicurezza

Primo sensore del numero di giri Secondo sensore del numero di giri Organo di comando

28 Innesto dentato

29 Dente

30 Elementi di fissaggio 31 Anello di sicurezza 32 Rientranza

33 Rientranza

Claims

Rivendicazioni 1. Disposizione di accoppiamento per l'azionamento rotatorio di apparecchi agricoli, rispettivamente di sezioni di azionamento azionate rotativamente in apparecchi agrico1i, comprendente: - un innesto a frizione (1) con un asse longitudinale (9), con una cassa (2), presentante una prima superficie di frizione (10), la quale è perpendicolare all'asse longitudinale (9), con un mozzo (3) alloggiato nella cassa (2) e girevole rispetto a questa attorno all'asse longitudinale (9), nonché movibile limitatamente in direzione assiale, con almeno una prima lamella (12) del mozzo accoppiata rigidamente con il mozzo (3), con una piastra di pressione (14), con molle di pressione (15, 16) che sollecitano la piastra di pressione (14) e poggiano contro una piastra di sostegno (17) fissata alla cassa (2), e con lamelle di frizione (21), che sono disposte fra la prima superficie di frizione (10) della cassa (2) e la prima lamella (12) del mozzo, nonché fra questa e la piastra di frizione (14) ed eventualmente rispettivamente fra una ulteriore lamella accoppiata con la cassa (2) e un'ulteriore lamella (11, 13) accoppiata con il mozzo (3), e inoltre comprendente - un dispositivo di azionamento (5) presentante un elettromagnete anulare (6), che è disposto coassialmente attorno ad una sezione (22) del mozzo (3) uscente dalla cassa (2), è girevole rispetto a questo, è supportato non spostabile in direzione dell'asse longitudinale (9) ed è assicurabile contro rotazioni mediante mezzi di sicurezza (24), e possiede inoltre una piastra ad ancora (19), che, mediante perni d'impostazione (18), è accoppiata con la piastra di pressione (14) e protetta contro rotazioni con la cassa (2), e comprendente - mezzi di comando (7), tramite i quali l'elettromagnete (6) è collegabile con una sorgente di corrente (8).
2. Disposizione di accoppiamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la piastra di sostegno (17) sul proprio contorno è dotata di aperture passanti (20), che si estendono parallelamente all'asse longitudinale (9) e attraverso le quali è fatto passare rispettivamente un perno d'impostazione (18), e che le molle di pressione (15, 16) sono alloggiate nella zona fra la piastra di pressione (14) e la piastra di sostegno (17) sul perno d'impostazione
3. Disposizione di accoppiamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'elettromagnete (6) mediante cuscinetti a rotolamento (23) è supportato sulla sezione (22) del mozzo (3) uscente dalla cassa (2).
4. Disposizione di accoppiamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i mezzi di comando (7) comprendono un organo di comando (27) che fa scendere da.un massimo, per un tempo prestabilito, ad un valore ridotto, la forza di azionamento, prodotta dall'elettromagnete (6) e contrastante la carica delle molle di pressione (15, 16), al momento dell'avviamento dell'innesto a frizione (1).
5. Disposizione di accoppiamento secondo una delle rivendicazioni da l fino a 4, caratterizzata dal fatto che aggiuntivamente in serie all'innesto a frizione (1) e al dispositivo di azionamento (5) è previsto un innesto dentato commutabile (28).
6. Disposizione di accoppiamento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzata dal fatto che alla cassa (2) e al mozzo (3) è associato rispettivamente un sensore (25, 26) del numero di giri, e che i mezzi di comando (7) comprendono un comparatore ed un temporizzatore, che, al superamento di una preassegnata differenza del numero di giri fra la cassa (2) e il mozzo (3), attivano per un intervallo di tempo preassegnato l'elettromagnete (6) e, almeno parzialmente, scaricano la disposizione di frizione (4).
7. Disposizione di accoppiamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la piastra ad ancora (19) mediante elementi di fissaggio (30) è accoppiata, limitatamente movibile assialmente e solidale alla rotazione, con la piastra di sostegno (17).
8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzato dal fatto che un secondo elettromagnete di forma anulare è disposto coassialmente attorno alla sezione (22) del mozzo (3) uscente dalla cassa (2), ed è girevole rispetto a questo ed è supportato non spostabile in direzione dell'asse longitudinale (9) ed è assicurabile contro rotazioni mediante mezzi di sicurezza (24) ed è attivabile nel senso di un aumento della forza di accostamento a pressione sulla disposizione di frizione.
9. Procedimento per comandare un innesto a frizione (1) comprendente una cassa (2), un mozzo (3) ed una disposizione di frizione (4) sollecitata da una piastra di pressione (14) sollecitata mediante molle di pressione (15), laddove la piastra di pressione (14) è regolabile per mezzo di un dispositivo di azionamento (5) e la regolazione mediante mezzi di comando (7) avviene in modo tale che la forza di accostamento a pressione della piastra di pressione (14), partendo da un valore minimo, in un tempo preassegnato viene portata all'intero valore della sollecitazione di pressione.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la forza di accostamento a pressione viene aumentata per un tempo preassegnato.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che i numeri di giri della cassa (2) e del mozzo (3) vengono misurati e confrontati e che, al superamento di una preassegnata differenza del numero di giri per un preassegnato intervallo di tempo, la disposizione di frizione (4) viene scaricata e viene prodotto un segnale di avvertimento.
12. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il valore minimo è pari a zero.