GIUNTO

GIUNTO (XVII, p. 333)

Mentre non si sono avute in questi ultimi anni notevoli innovazioni nel campo dei giunti rigidi, la crescente affermazione delle alte velocità, delle grandi potenze, di particolari tipi di motori, il progresso incessante in ogni settore della meccanica e della tecnica costruttiva, la sempre maggiore attenzione rivolta ai fenomeni vibratorî e alle sollecitazioni dinamiche, hanno dato nuovo impulso alla ideazione di nuovi giunti semirigidi, snodati, elastici, a bloccaggio automatico, elettromagnetici, idraulici.

Fra i giunti semirigidi sono interessanti quelli costituiti (come il Fast) da due pignoni, ciascuno solidale ad uno degli alberi (coassiali) da accoppiare, collegati fra loro da una scatola (in due pezzi giuntati) a tenuta stagna e di sensibile lunghezza, alle cui estremità sono ricavate due dentature interne che ingranano a maschio e femmina, con un certo gioco, con la corrispondente dentatura dei pignoni. La scatola è piena d'olio che, per forza centrifuga, va a riempire i vani fra i denti ed ammortizza gli urti provocati da vibrazioni torsionali o da brusche variazioni della velocità o del carico. Il sistema è adatto anche per potenze di molte diecine di migliaia di kW.

Giunti snodati omocinetici si sono andati diffondendo, specie nella tecnica automobilistica; essi, a differenza del classico giunto semplice di Cardano, realizzano un rapporto fra le velocità dell'albero condotto e di quello conduttore costantemente pari all'unità. Interessanti fra questi, ad es., il giunto Rzeppa e quello Weiss (fig. 2), basati sullo stesso principio di assicurare la trasmissione a mezzo di una corona di sfere interposte fra scanalature meridiane di due rotule concentriche (una interna piena, l'altra esterna cava) o fra prolungamenti divergenti (dita) opportunamente sagomati e solidali in pari numero all'organo movente ed a quello cedente. Il complesso è racchiuso in una scatola stagna contenente il lubrificante.

I giunti elastici (detti anche "parastrappi" quando lo scopo della loro interposizione è più che altro quello di eliminare o attenuare le sollecitazioni dinamiche e gli urti fra elementi successivi della catena cinematica, causati da eventuali variazioni brusche del regime di velocità o dalla variazione periodica della coppia trasmessa) trovano oggi applicazioni sempre più numerose in ogni campo della meccanica, nelle forme e realizzazioni più diverse. Così, mentre sono tuttora molto diffusi i semplici giunti Brampton-Hardy, si trovano usati spesso tipi analoghi (Silent-bloc, LICITI, ecc.) ove però al disco di tela e gomma dell'Hardy è sostituito un disco rigido in lamierino di acciaio nel quale, per imbottitura, sono ottenuti gli alloggiamenti per un numero pari (4 o 6, per solito) di blocchi cilindrici di caucciù. Nel foro centrale di tali blocchi vanno ad impegnarsi (alternati) i perni fissati rigidamente a ciascuna delle flange solidali ai due alberi.

In molti giunti elastici moderni l'organo elastico interposto fra le parti rigide rotanti da collegare è costituito da molle di acciaio semplici o composte, a balestra, a spirale cilindrica, ecc. Tali realizzazioni trovano applicazione frequente così nella tecnica ferroviaria (ad es.: accoppiamento elastico fra asse motore e ruote dei locomotori elettrici; v. fig.1), come in quella aeronautica (accoppiamento fra motore e riduttore elica, fra motore e riduttore del compressore sovralimentatore), nelle grosse e lente trasmissioni dei treni laminatoi, nell'accoppiamento di grandi motori termici alternativi alle macchine mosse, ecc. In molte delle predette applicazioni si approfitta spesso dello spostamento angolare relativo fra i due organi rigidi, consentito dall'elasticità delle molle, per smorzare eventuali pericolose vibrazioni torsioriali dissipando la corrispondente energia col lavoro di attrito fra superfici sfreganti o con la laminazione di olio contenuto in apposite cavità. Il giunto Colombo (fig. 3), che può essere, ad es., inserito fra il cambio ed il ponte posteriore di un automezzo, è un esempio di tale tipo di accoppiamento elastico e smorzante: il mozzo 1 è solidale all'albero motore e trascina (per mezzo dei naselli 2, dei pistoncini 3 e delle molle 4) il corpo 5, solidale all'albero mosso. La frizione a disco 6-7 e l'olio che è contenuto nei cilindretti 8 e che si lamina attraverso la valvola registrabile 9 generano la desiderata azione smorzante.

L'adozione di giunti automatici è consigliata in alcuni casi dalla particolare forma della curva caratteristica dei motori asincroni con rotore in corto circuito: essi stabiliscono l'accoppiamento con una certa gradualità e lo rendono stabile soltanto quando la velocità del motore ha raggiunto un valore prossimo a quello di regime. Per ottenere ciò si può sfruttare (tipi Pulvis-Citroën, ICS) l'azione della forza centrifuga sulle sferette di acciaio che riempiono parzialmente un tamburo (che può eventualmente compiere anche l'ufficio di puleggia) solidale all'asse condotto. All'albero motore è invece solidale un mozzo provvisto di alette che, rotando inizialmente folle nel tamburo, mette in rotazione le sfere; queste, spinte verso la periferia dalla forza centrifuga, rendono solidali per effetto dell'attrito il mozzo alettato e la fascia del tamburo, realizzando l'accoppiamento.

Pur precisando che sarebbe difficile in alcuni casi stabilire una netta demarcazione fra giunti e innesti (v. innesto, XIX, p. 322) magnetici, elettromagnetici e idraulici, si accennerà qui a qualche tipo fra essi al quale, a giusta ragione, si preferisce correntemente dare il nome di giunto. Un vero e proprio giunto magnetico deve infatti essere, ad es., considerato quello rappresentato nella fig. 4, adatto solo per la trasmissione delle coppie modeste, necessarie al funzionamento di apparecchi di misura e che permette di muovere all'esterno alberini o equipaggi mobili contenuti in camere stagne, senza far ricorso ad alberi passanti muniti di pressatrecce che darebbero luogo a resistenze di attrito intollerabili con la esattezza della misura. In questi casi un magnete permanente è solidale all'albero esterno conduttore mentre un'àncora di materiale magnetico è solidale all'albero interno condotto: l'azione di trascinamento dovuta al campo magnetico sussiste, ovviamente, anche se il modesto traferro fra àncora ed espansioni polari è in parte occupato dalla parete di separazione di materiale non magnetico.

Giunti elettromagnetici, di ben maggiore mole ed importanza, si adottano invece talvolta anche per la trasmissione di coppie notevoli e, ad esempio, quando nell'accoppiamento fra motore Diesel ed elica di una nave ci si voglia sottrarre agl'inconvenienti (peso, ingombro, minor rendimento) della doppia trasformazione di energia necessaria con la trasmissione elettrica o idraulica, pur conservando il vantaggio di una grande dolcezza di trasmissione e di una limitata indipendenza fra velocità del motore e dell'elica. All'albero portaelica (o a quello primario dell'eventuale riduttore ad ingranaggi) è solidale una corona di ferro o di acciaio extradolce, nelle cui scanalature longitudinali interne sono contenuti conduttori di rame in corto circuito o, se si tratta di un complesso di maggiore importanza, un avvolgimento trifase chiuso su reostato trifase. All'interno della predetta corona girano le espansioni polari calettate sull'asse motore ed eccitate con corrente continua. Lo scorrimento fra le due parti può essere contenuto in limiti modestissimi ma, se l'albero mosso fosse accidentalmente bloccato, per l'aumentata frequenza della corrente indotta si avrebbe un'automatica e provvidenziale diminuzione della coppia trasmessa e lo slacciamento spontaneo dell'accoppiamento.

I giunti idraulici o idrodinamici sono sempre più frequentemente applicati perché uniscono all'estrema dolcezza di trasmissione ed alla capacità di smorzare energicamente eventuali urti o vibrazioni una certa e tempestiva indipendenza fra le velocità degli organi collegati. In genere, nelle diverse applicazioni (aeronautica, automobilistica, ferroviaria, navale, ecc.) il principio informatore del giunto è tuttora quello ideato dal prof. Föttinger e realizzato dalla Vulcan (v. trasmissione, XXXIV, p. 207; nave, XXIV, p. 422), per quanto perfezionamenti ed adattamenti siano stati apportati. In particolare, i giunti idrodinamici si sono diffusi da qualche anno nella tecnica automobilistica; essi si trovano inseriti fra il motore ed il complesso frizione-cambio, nel caso che questo esista, e cioè nel caso che il giunto idraulico, evoluto in convertitore di coppia, non abbia addirittura assunto anche la funzione del cambio (v. automobile, in questa App.). Il rendimento di tale trasmissione è molto elevato, il consumo effettivo di combustibile per km. può risultare anche minore che con trasmissione meccanica; lo smorzamento delle vibrazioni e degli urti porta ad una minore usura di tutti gli organi che seguono il motore, ivi compresi i pneumatici, e difficilmente il motore si spegne anche se, in salita o in curva, era innestata una marcia con rapporto troppo alto o se, in una frenata improvvisa, non si è disinnestata in tempo la frizione. La condotta generale della vettura e la manovra del cambio risultano più facili e dolci. Il costo e, in minor misura, l'ingombro sono però maggiori di quelli relativi al normale sistema meccanico di accoppiamento diretto.