IT201600068841A1 - Cinghia per veicoli cingolati - Google Patents

Description

“CINGHIA PER VEICOLI CINGOLATI”

La presente invenzione è relativa a una cinghia per veicoli cingolati.

In particolare, la presente invenzione è relativa a una cinghia per veicoli battipista o, in generale, per un veicolo cingolato per la preparazione delle piste da sci.

Nel settore della preparazione delle piste da sci, è noto utilizzare veicoli cingolati noti come battipista comprendenti un telaio di supporto e una cabina di guida montata centralmente sul telaio di supporto.

Il veicolo battipista è equipaggiato, inoltre, con una pluralità di unità operatrici come, per esempio, una fresa per lavorare il manto nevoso delle piste da sci, una pala per spostare masse di neve lungo le piste da sci, e/o un gruppo verricello per garantire la stabilità del veicolo battipista su piste relativamente ripide ed impedire lo scivolamento del veicolo battipista stesso in caso di perdita di aderenza con il manto nevoso.

L’avanzamento del veicolo cingolato avviene grazie alla presenza di due cingoli montati ai lati opposti del telaio di supporto.

Ciascun cingolo comprende una ruota anteriore, una ruota posteriore e una pluralità di cinghie disposte fra loro parallele distanziate e rinviate ad anello attorno alla ruota anteriore e posteriore. La direzione longitudinale delle cinghie è definita dal loro movimento fra le ruote.

In alcuni veicoli cingolati ogni cingolo comprende una sola cinghia che occupa tutta la direzione trasversale del relativo cingolato.

Ciascun cingolo comprende inoltre una pluralità di barre trasversali fissate distanziale sulla faccia esterna delle cinghie e parallele fra loro lungo la direzione trasversale alla direzione di avanzamento del cingolo. Per faccia esterna della cinghia si intende la superfice che durante la corsa del ramo inferiore di rinvio fra le ruote si trova affacciata al terreno, o alla neve se presente, in modo tale che le barre possano far presa nel terrendo, o nel manto nevoso della pista da sci, agendo come ramponi.

La ruota posteriore generalmente è una ruota motrice e, per questo motivo, presenta dei lobi che impegnano gli spazi presenti fra le barre trasversali o fra le maglie della catena, se presente. Il moto di rotazione è trasmesso in modo noto alla ruota motrice da un motore, solitamente a combustione interna, alloggiato nel telaio del veicolo cingolato.

I veicoli cingolati sono generalmente provvisti anche di ruote di supporto disposte fra la ruota posteriore e quella ruota anteriore allo scopo di mantenere la porzione di trazione della cinghia a contatto con il suolo e distribuire la massa del veicolo cingolato lungo tale porzione di trazione.

Le barre trasversali possono estendersi trasversalmente per tutta la dimensione trasversale del cingolo, accoppiandosi quindi a tutte le cinghie, oppure possono avere uno sviluppo inferiore alla dimensione trasversale del cingolo in modo tale da accoppiarsi solo con alcune cinghie. In questo ultimo caso le barre trasversali possono susseguirsi in maniera sfalsata lungo la direzione longitudinale delle cinghie.

Ciascuna barra trasversale svolge quindi la funzione di un rampone e generalmente comprende un profilato in acciaio, alluminio o lega di alluminio, presentante una forma sagomata sostanzialmente triangolare.

Ogni barra trasversale presenta, inoltre, una cavità interna che si estende attraverso il profilato trasversalmente alla direzione di avanzamento del cingolo ed è lateralmente aperta in corrispondenza delle sue estremità libere.

Comunemente il dispositivo di fissaggio della barra trasversale alla cinghia comprende una piastra interna inserita all’interno della cavità del profilato e una piastra esterna disposta a contatto con la cinghia dal lato opposto rispetto al profilato.

La piastra interna può estendersi solo lungo una singola cinghia oppure, come per le barre trasversale, può avere uno sviluppo trasversale tale da essere accoppiata a più di una cinghia.

L’assieme definito dalla piastra interna ed esterna, dalla cinghia e dalla barra trasversale è bloccato o impaccato fra loro tramite una pluralità di viti di serraggio passanti in fori allineanti ricavati nelle piastre, nella cinghia, e nel profilato.

Naturalmente al posto delle viti possono essere utilizzati bulloni, rivetti o mezzi di bloccaggio a stelo equivalenti.

Le cinghie sono generalmente realizzate in gomma vulcanizzata all’interno della quale sono annegati almeno tre strati sovrapposti di fibre di tessuto intrecciate.

Solitamente ogni strato comprende fibre di tessuto orientate sia in senso longitudinale parallelo alla direzione all’avanzamento della cinghia sia in senso trasversale.

Queste fibre di tessuto intrecciate realizzano quindi un accoppiamento ordito/trama in ogni strato della cinghia ove le fibre longitudinali, o ordito, sono destinate a fornire la necessaria resistenza a trazione alla cinghia mentre le fibre trasversali, o trama, forniscono stabilità dimensionale alla cinghia prevenendone la disintegrazione laterale o allungamento in quella direzione.

Come indicato sopra, durante l’avanzamento del cingolo la barra trasversale si conficca nel terreno, o nella neve, per dare maggiore presa alla trazione del cingolato.

Tale maggiore presa tuttavia e la trazione si scarica sulle cinghie in corrispondenza delle viti che collegano le barre alle relative cinghie. Le viti soggette a questo carico gravano quindi contro la parete interna del foro della cinghia nel quale solo alloggiate lungo la direzione di avanzamento del cingolo. Poiché in corrispondenza delle pareti del foro le fibre di rinforzo annegate nella gomma sono necessariamente tagliate, la resistenza locale è inferiore rispetto al resto della cinghia. Questa “debolezza” locale porta il foro ad assumere con il passare del tempo una forma allungata o asolata lungo la direzione di avanzamento del cingolo.

L’ovalizzazione del foro implica una serie di svantaggi. Un primo svantaggio consiste nel fatto che l’allentamento del vincolo meccanico che unisce la barra trasversale alla cinghia inevitabilmente comporta vibrazioni e stress meccanici che possono alla lunga anche portare alla perdita della vite o bullone di fissaggio.

L’altro svantaggio legato all’ovalizzazione del foro di alloggiamento della vite nella cinghia consiste nel fatto che in tale configurazione delle impurità, o anche della semplice acqua, possano penetrare facilmente nella sede della vite ed insinuarsi all’interno o fra gli strati di tessuto che formano la cinghia.

Nel caso di veicolo cingolato battipista è assolutamente plausibile che della neve possa penetrare nella sede asolata e poi, diventando acqua, possa insinuarsi all’interno del tessuto di trama o ordito che formano gli strati interni della cinghia annegati nella gomma vulcanizzata.

Questo insinuarsi di acqua può portare alla formazione di rigonfiamenti locali sulla superfice esterna della cinghia o al distaccamento degli strati costitutivi la cinghia stessa. Poiché i veicoli battipista si trovano ad operare in zone ove le temperature possono scendere di molto sotto lo zero celsius, l’acqua penetrata nel tessuto può ghiacciare con il conseguente naturare incremento di volume.

Il ripetersi di cicli di congelamento e liquefazione dell’acqua infiltrata nei tessuti interni alla cinghia porta al distaccamento meccanico degli strati della cinghia.

Appare quindi chiaro che l’infiltrarsi di neve o acqua negli stari interni di tessuto della cinghia ha effetti distruttivi sul cingolato.

Una soluzione oggi nota volta ad evitare la penetrazione di acqua o impurità nei fori della cinghia consiste nell’utilizzare particolari boccole sigillanti. Tuttavia tale soluzione presente l’inconveniente di essere eccessivamente costosa.

I brevetti anteriori US5533796 e US5354124 affrontano il problema dell’ovalizzazione del foro con conseguenti pericoli di perdita della vite di fissaggio delle barre, problema affrontato in particolare in US5533796, o di penetrazione di acqua nel tessuto interno alla cinghia, problema affrontato in particolare in US5354124.

La soluzione suggerita da US5533796 è quella di dotare la cinghia di un ulteriore strato esterno nel quale le fibre di trama e ordito non siano orientate longitudinalmente e trasversalmente alla cinghia ma abbiano un andamento inclinato in modo tale da realizzare in prossimità del foro porzioni di fibre non tagliate e quindi maggiormente resistenti.

La soluzione suggerita da US5354124 consiste nel dotare la cinghia di dispositivi a placche di fissaggio delle barre trasversali configurati in modo tale che il carico sia solo in minima parte scaricato sul foro di alloggiamento delle viti di fissaggio.

Tuttavia entrambe le suddette soluzioni presentano lo svantaggio di richiedere un incremento dell’ingombro della cinghia con la conseguente non possibilità di poter istallare nuove cinghie “migliorate” anche su cingolati in uso o standard.

A partire da tale tecnica nota scopo della presente invenzione è quello di realizzare un’alternativa cinghia per cingolati che presenti maggiore resistenza al fenomeno dell’ovalizzazione del foro di alloggiamento della vite di fissaggio della barra alla cinghia senza allo stesso tempo presentare incrementi di spessore o ingombro.

In particolare, scopo della presente invenzione è quello di realizzare una cinghia per veicoli cingolati adatta ad essere rinviata ad anello chiuso fra una ruota anteriore e una posteriore del veicolo lungo una direzione longitudinale e a supportare una pluralità di barre trasversali atte a conficcarsi nel terreno lungo almeno un tratto del ramo inferiore dell’anello di rinvio della cinghia. Tale cinghia comprende una struttura multistrato di tessuto annegata in gomma vulcanizzata, la quale definisce esternamente la sagoma e gli ingombri della cinghia. Secondo l’invenzione almeno una porzione di una fibra di tessuto di almeno uno strato è realizzata in aramide.

La fibra aramidica, nota anche con il nome commerciale di “kevlar”, è una fibra sintetica dotata di grande resistenza meccanica alla trazione. Indicativamente l’aramide presenta infatti una tenacità pari a circa 200cN/tex con un allungamento alla rottura pari a solo circa 3% della lunghezza iniziale. Quindi con il temine aramide nel proseguo della descrizione ci si riferirà ad una fibra sintetica con le suddette proprietà meccaniche. Inoltre, ai fini della presente invenzione per fibra di tessuto realizzata in aramide si intente una fibra di tessuto comprendente una percentuale fra il 50 e il 100% di aramide.

In particolare, la struttura multistrato di tessuto annegata nella gomma vulcanizzata comprende preferibilmente almeno tre strati sovrapposti e paralleli al terreno, o alla faccia che supporta nel barre trasversali. Tale struttura multistrato di tessuto comprende preferibilmente uno strato interno 18 e due strati esterni 19 20 disposti da lati opposti rispetto allo strato interno 18, in cui ogni strato comprende almeno una fibra di tessuto di trama e almeno una fibra di tessuto di ordito.

In particolare, la fibra di tessuto di ordito è preferibilmente allineata alla direzione longitudinale di avanzamento della cinghia mentre la fibra di trama è preferibilmente allineata alla direzione trasversale parallela alle barre trasversali.

A partire da tale disposizione di strati e di fibre di trama e ordito, secondo una prima forma di attuazione dell’invenzione la fibra di ordito dello strato interno allineata alla direzione longitudinale di avanzamento della cinghia è realizzata almeno in parte in aramide.

In tal modo viene assorbita senza pericolo di rotture tutta la tensione longitudinale presente nel cingolo in avanzamento con un allungamento longitudinale della cinghia molto inferiore, circa 1/3, rispetto alle analoghe cinghie con fibre longitudinali realizzate in poliestere.

In particolare, lo stato interno è preferibilmente completato da una fibra di tessuto di trama è realizzata almeno in parte in nylon che può essere disposta da entrambi i lati opposti, ossia sia sopra sia sotto, rispetto alla fibra di tessuto di ordito di aramide.

In alternativa, ovvero come seconda forma di attuazione dell’invenzione indipendente dalla precedente, o in aggiunta allo strato interno fin ora descritto, la fibra di tessuto di trama di almeno uno degli strati esterni ortogonale alla direzione longitudinale di avanzamento della cinghia è realizzata almeno in parte in aramide. Preferibilmente in questi strati esterni le fibre di tessuto di trama in aramide sono associate da entrami i lati opposti della fibra di tessuto di ordito realizzata preferibilmente almeno in parte in poliestere.

Naturalmente con i termini nylon e poliestere si intendono anche altri tessuti aventi analoghe caratteristiche meccaniche di tenacità e di allungamento a rottura.

Tale disposizione degli strati esterni con doppia trama in aramide conferisce alla cinghia maggiore resistenza al fenomeno dell’asolatura dei fori che affligge le cinghie dei battipista.

Facendo particolare riferimento a tale campo di applicazione dell’invenzione, la cinghia per battipista comprende almeno un foro di alloggiamento della vite di fissaggio della barra trasversale e la fibre di tessuto in aramide sono disposte almeno in corrispondenza di tale foro.

Con l’indicazione “in corrispondenza del foro” si intende che in un’ideale circonferenza centrata nel foro e avente raggio almeno due volte il raggio del foro vi è la presenza di almeno una fibra di trama o di ordito di almeno uno strato realizzata in aramide.

Naturalmente con l’indicazione “una fibra” non si intende un unico filamento ma una pluralità di filamenti disposti fra loro ordinati e paralleli.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- la Figura 1 è una vista schematica di un veicolo battipista cingolato per l’applicazione della cinghia secondo la presente invenzione;

- la Figura 2 è una vista dall’alto di una porzione del cingolato di Figura 1;

- la Figura 3 è una vista schematica dell’accoppiamento che unisce le barre trasversali alla cinghia; e

- la Figura 4 mostra schematicamente la struttura interna della cinghia realizzata come sovrapposizioni di strati di tessuto con fibre di trama e di ordito annegati in gomma vulcanizzata.

Nelle Figure è indicato con numero di riferimento 1 un veicolo battipista cingolato come esempio di un veicolo cingolato sul quale può essere montata la cinghia 10 oggetto della presente invenzione.

Tale battipista 1 è un veicolo cingolato ed è motorizzato per avanzare lungo una pista 2 in una direzione 3 di avanzamento. Il veicolo battipista 1 è equipaggiato, inoltre, con una pluralità di unità operatrici come, per esempio, una fresa 30 per lavorare il manto nevoso delle piste da sci, una pala 29 per spostare masse di neve lungo le piste da sci, e/o un gruppo verricello 31. Il battipista 1 comprende un telaio di supporto 4, una cabina di guida 5 montata sul telaio di supporto 4 e due cingoli 6 montati da lati opposte del telaio di supporto 4.

Ciascun cingolo 6 comprende una pluralità di cinghie 10 rinviate fra una ruota anteriore 9 e una posteriore 8 e una pluralità di barre trasversali 11 fissate alle cinghie 10.

La direzione di avanzamento delle cinghie 10 definisce la direzione che sarà indicata nel proseguo della descrizione come direzione longitudinale 3 mentre gli assi di rotazione delle ruote 8, 9 definisco la direzione trasversale 7 ortogonale alla direzione longitudinale 3.

In Figura 2 è mostrata una disposizione sfalsata delle barre trasversali 11 lungo la direzione longitudinale 3 rispetto alle cinghie 10, mentre in Figura 3 è schematicamente mostrato l’accoppiamento a vite 17 fra una cinghia 10 e una barra 11.

In particolare, la barra 11 comprende un profilato 12 dotato di una cavità 13 all’interno della quale viene inserita una piastra 14. In corrispondenza di tale piastra 14 e dalla parte opposta della cinghia 10 si prevede una contro piastra 15, o piastra esterna.

Le piastre 14, 15, il profilato 12 e la cinghia 10 sono dotati di rispettivi fori 16 che, quando allineati, possono accogliere la vite 17 per serrare a pacco la struttura.

La Figura 4 mostra la cinghia 10 in una forma preferita di attuazione dell’invenzione, ovvero una particolare distribuzione di fibre di tessuto di trama e ordito disposte in tre strati sovrapposti ove almeno una di tali fibre è realizzata in aramide.

In tale esempio la cinghia 10 comprende una struttura tessile multistrato annegata nella gomma vulcanizzata 21. La struttura tessile multistrato comprende una strato interno 18 e due strati esterni 19 20 rispettivamente disposti da parti opposte rispetto allo strato interno 18. Esternamente di uno 19 dei due strati esterni viene fissata la barra trasversale 11, mentre il rimanente strato esterno 20 risulta affacciato internamente all’anello di rinvio.

Ogni strato comprende una fibra di tessuto di ordito orientata lungo la direzione longitudinale 3 e due fibre di tessuto di trama disposte da parti opposte alla fibra di tessuto di ordito lungo al direzione trasversale 7.

Secondo tale esempio mostrato, la fibra di tessuto di ordito 22 dello strato interno 18 è realizzata almeno in parte di aramide. Anche le fibre di tessuto di trama 25 e 27 degli strati esterni 19 20 sono realizzati almeno in parte di aramide. Le fibre di tessuto di trama 23 dello strato interno 18 sono realizzate almeno in parte in nylon mentre le fibre di tessuto di ordito 24, 26 degli strati esterni 19 20 sono realizzati almeno in parte in poliestere.

Naturalmente, come riportato in precedenza, ai fini della presente invenzione anche solo uno dei suddetti strati 18, 19, 20 può comprendere fibre realizzate almeno in parte di aramide, il loro orientamento può essere inclinato rispetto alla direzione longitudinale 3 nonché la struttura multistrato può comprendere ulteriori strati esterni o sub-strati fra i citati strati esterni 19, 20 ed interno 18.

Infine, la Figura 4 mostra la presenza opzionale di un filato di unione 28 il quale ha lo scopo di mantenere in posizione le fibre di tessuto di trama e di ordito degli strati nonché realizzare un ponte di unione fra diversi strati.

Risulta evidente che alla cinghia per cingolati qui descritta possano essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito di protezione delle rivendicazioni allegate.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cinghia (10) per veicoli cingolati (1) adatta ad essere rinviata ad anello chiuso fra una ruota anteriore (9) e una posteriore (8) del veicolo (1) lungo una direzione longitudinale (3) e a supportare una pluralità di barre trasversali (11) atte a conficcarsi nel terreno lungo almeno un tratto del ramo inferiore dell’anello di rinvio della cinghia (10); la cinghia (10) comprendendo una struttura interna multistrato di tessuto annegata in gomma vulcanizzata (21), in cui almeno una porzione di fibra di tessuto di almeno uno strato è realizzata in aramide.
2. 2. Cinghia (10) come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui la struttura multistrato di tessuto comprende almeno tre strati sovrapposti paralleli al terreno in modo tale da identificare uno strato interno (18) e due strati esterni (19, 20) da parti opposte rispetto allo strato interno (18); ognuno degli strati (18, 19, 20) comprendendo almeno una fibra di tessuto di trama e almeno una fibra di tessuto di ordito.
3. 3. Cinghia (10) come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui la fibra di tessuto di ordito è allineata alla direzione longitudinale (3) di avanzamento della cinghia e la fibra di tessuto di trama è allineata a una direzione trasversale (7) ortogonale alla direzione longitudinale (3).
4. 4. Cinghia (10) come rivendicato nella rivendicazione 3, in cui la fibra di tessuto di ordito (22) dello strato interno (18) è realizzata almeno in parte in aramide.
5. 5. Cinghia (10) come rivendicato nella rivendicazione 4, in cui la fibra di tessuto di trama (23) dello strato interno (18) è realizzata almeno in parte in nylon.
6. 6. Cinghia (10) come rivendicato nella rivendicazione 5, in cui la fibra di tessuto di trama (23) è disposta da parti opposte rispetto alla fibra di tessuto di ordito (22).
7. 7. Cinghia (10) come rivendicato in qualsiasi rivendicazione precedente da 3 a 6, in cui la fibra di tessuto di trama (24, 26) di almeno uno degli strati esterni (19, 20) è realizzata almeno in parte in aramide.
8. 8. Cinghia (10) come rivendicato nella rivendicazione 7, in cui la fibra di tessuto di ordito (25, 27) degli strati esterni (19, 20) è realizzata almeno in parte in polyestere.
9. 9. Cinghia (10) come rivendicato nella rivendicazione 8, in cui la fibra di tessuto di trama (24, 26) è disposta da parti opposte rispetto alla fibra di tessuto di ordito (25, 27).
10. 10. Cinghia (10) come rivendicato in qualsiasi rivendicazione precedente, in cui la cinghia (10) comprende almeno foro (16), la fibra aramidica essendo disposta almeno in corrispondenza del foro (16).
11. 11. Cinghia (10) come rivendicato in qualsiasi rivendicazione precedente, in cui la fibra di tessuto realizzata in aramide comprende una percentuale di aramide fra il 50 e il 100%.
12. 12. Veicolo battipista (1) per la preparazione di piste da sci, il battipista (1) comprendendo un telaio di supporto (4); una cabina di guida (5) montata sul telaio di supporto (4); e due cingoli (6) montati da lati opposte del telaio di supporto (4); ciascun cingolo (6) comprendendo almeno una cinghia (10) rinviata fra una ruota anteriore (9) e una posteriore (8) e una pluralità di barre trasversali (11) fissate alla cinghia (10); la cinghia (10) essendo realizzata come rivendicata in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.