L’invenzione riguarda due tipologie di pulegge a diametro variabile e il design delle relative semipulegge. Queste semipulegge sono appositamente sagomate per potersi inserire una dentro l’altra.
La prima puleggia è costituita da due semipulegge a forma di tronco di cono, creando una scanalatura a forma di “V”. La seconda puleggia, invece, è composta da una semipuleggia a forma di tronco di cono e da una semipuleggia piatta.
Entrambe queste innovazioni possono essere facilmente adottate in una vasta gamma di applicazioni che già impiegano sistemi CVT (Continuously Variable Transmission), quali ciclomotori e riduttori industriali per regolare la velocità dei componenti rotanti.
Attualmente, le pulegge variabili in commercio sono costituite da due semipulegge solide che consentono alla cinghia di raggiungere il massimo diametro di lavoro solo quando le due superfici delle semipulegge si toccano.
In queste pulegge tradizionali, la differenza tra il diametro minimo e quello massimo dipende esclusivamente dalla larghezza della cinghia di trasmissione. È per questo motivo che le pulegge variabili attuali richiedono l’uso di cinghie di larghezza considerevole.
Le pulegge sviluppate in questo progetto sono in grado di regolare il diametro di lavoro in base alla profondità di inserimento, indipendentemente dalla larghezza della cinghia utilizzata.
Le loro caratteristiche tecniche e di progettazione offrono numerosi vantaggi rispetto alle pulegge variabili attualmente in commercio:
Maggiore differenza tra il diametro massimo e minimo di lavoro.
Incremento dell’attrito sulla cinghia di trasmissione.
Utilizzo possibile di motori più potenti.
Minore dispersione di energia.
Maggiore efficienza complessiva.
Per entrambi i tipi di pulegge che si innestano reciprocamente, il rapporto tra il diametro di lavoro della cinghia e la profondità di inserimento può essere calcolato tramite una relazione trigonometrica. Questa relazione è pari al rapporto tra il coseno e il seno di un medesimo angolo.
Conoscendo inizialmente l’angolo di inclinazione del lato della semipuleggia a tronco di cono e associando la profondità di inserimento al suo coseno, è possibile determinare il corrispondente seno, permettendo così di calcolare il raggio di lavoro al variare della profondità di inserimento.
Il calcolo dell’incremento del diametro in base alla profondità di innesto è un esempio chiaro dell’applicazione della relazione tra seno e coseno. Se ad esempio consideriamo un angolo di inclinazione di 18 gradi rispetto all’asse verticale (72 gradi rispetto all’asse orizzontale), utilizzando il coseno di 72 gradi (0,309016994) e il seno (0,951056516), otteniamo un rapporto di 3,0776835372. Quindi, il diametro (2 volte il seno) aumenterà di 6,1553670744 millimetri per ogni millimetro di innesto.
Differenze tra i due tipi di puleggia
Le differenze principali tra i due tipi di puleggia sono determinate dalla disposizione delle semipulegge e dal loro impatto sull’allineamento della cinghia di trasmissione:
Puleggia a due semipulegge a forma di tronco di cono:
- Composta da due semipulegge a forma di tronco di cono.
- Genera una scanalatura a forma di “V” per la cinghia di trasmissione.
- Per mantenere l’allineamento centrale della cinghia rispetto alla puleggia opposta, richiede l’adeguamento simultaneo delle due semipulegge.
Puleggia con semipulegge a tronco di cono e piane:
- Composta da una semipuleggia a forma di tronco di cono e una semipuleggia piatta.
- L’allineamento della cinghia di trasmissione è influenzato principalmente da una delle due semipulegge.
- Per mantenere l’allineamento centrale della cinghia rispetto alla puleggia opposta, è necessario regolare una sola semipuleggia.
In sintesi, mentre entrambi i tipi di pulegge operano con una semipuleggia a forma di tronco di cono, la differenza chiave sta nella seconda semipuleggia che determina l’allineamento della cinghia di trasmissione. Nella puleggia asimmetrica, con una semipuleggia piatta, è possibile regolare l’allineamento manipolando una sola delle due semipulegge, mentre nella puleggia con due semipulegge a forma di tronco di cono, per mantenere l’allineamento della cinghia, entrambe le semipluegge devono essere regolate contemporaneamente.