IT201800008176A1 - Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario - Google Patents

Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario Download PDF

Info

Publication number
IT201800008176A1
IT201800008176A1 IT102018000008176A IT201800008176A IT201800008176A1 IT 201800008176 A1 IT201800008176 A1 IT 201800008176A1 IT 102018000008176 A IT102018000008176 A IT 102018000008176A IT 201800008176 A IT201800008176 A IT 201800008176A IT 201800008176 A1 IT201800008176 A1 IT 201800008176A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
drive wheel
wheel
axle
drive
motorization
Prior art date
Application number
IT102018000008176A
Other languages
English (en)
Inventor
Gilberto Salciccia
Original Assignee
Srt Societa' A Responsabilita' Limitata Con Socio Unico
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Srt Societa' A Responsabilita' Limitata Con Socio Unico filed Critical Srt Societa' A Responsabilita' Limitata Con Socio Unico
Priority to IT102018000008176A priority Critical patent/IT201800008176A1/it
Priority to EP19192385.3A priority patent/EP3614020B1/en
Publication of IT201800008176A1 publication Critical patent/IT201800008176A1/it

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/08Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines
    • B61C9/14Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines hydraulic, including combinations with mechanical gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/08Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines
    • B61C9/24Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines electric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2005Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with one sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

DESCRIZIONE
annessa a domanda di brevetto per BREVETTO D’INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:
“MOTORIZZAZIONE ASSILE FERROVIARIO A VARIAZIONE CONTINUA CON RECUPERO DI ENERGIA E CARRO FERROVIARIO”
CAMPO DEL TROVATO
La presente invenzione ha per oggetto una motorizzazione assile ferroviario vantaggiosamente impiegabile nel settore dei veicoli ferroviari ed un relativo carro ferroviario impiegante detta motorizzazione.
STATO DELL’ARTE
Sono oggi note macchine o veicoli ad elevati valori di potenza erogata – quali ad esempio carri ferroviari e macchine operatrici - i quali impiegano una trazione endotermica in cui, tra il motore endotermico e l'albero condotto collegato alle ruote, viene interposta una trasmissione ad ingranaggi. La trasmissione ha la funzione di apportare un rapporto di riduzione o moltiplicazione tra il numero di giri del motore ed il numero di giri dell'albero condotto per consentire al motore di funzionare ad un regime il più vicino possibile al proprio regime di rotazione ottimale, ed in modo da raggiungere gli obiettivi di accelerazione o velocità richiesti. L’utilizzo di una trasmissione è legata al fatto che il rendimento termodinamico del motore endotermico diminuisce sensibilmente al discostarsi del numero di giri del motore da quello ottimale.
Le trasmissioni di tipo noto generano un numero predeterminato di rapporti di riduzione, legati a corrispondenti combinazioni di ingranaggi dentati presenti nella trasmissione stessa. Tale tipologia di trasmissione richiede l'innesto reciproco di ruote dentate le quali - per poter essere innestate e disinnestate tra loro -richiedono una temporanea disconnessione dal normale flusso di potenza meccanica per evitare urti e danneggiamenti irreversibili delle ruote stesse. A tale scopo sono impiegate delle frizioni meccaniche le quali tuttavia generano svantaggiosamente una dissipazione di una parte della potenza da esse trasmessa in condizioni di transitori di innesto e disinnesto. Inoltre, le frizioni meccaniche sono caratterizzate da prestazioni tanto più scadenti quanto più elevate sono le potenze trasmesse, rendendosi poco adatte per macchine e veicoli ad elevati valori di potenza erogata. Sempre in relazione all’uso in applicazioni in cui vi siano elevati scambi di potenza come nel settore ferroviario, le frizioni meccaniche presentano una durata ridotta ed una insufficiente affidabilità.
Viene inoltre evidenziato come le trasmissioni ad ingranaggi siano spesso governate mediante azionamento manuale, attraverso i noti "cambi di velocità". Tale azionamento manuale, qualora fosse realizzato in modo non oculato, porterebbe la macchina a lavorare a regimi non ottimali, vale a dire a regimi troppo bassi o troppo elevati, e ciò si ripercuoterebbe in una riduzione del rendimento globale della macchina.
E' altresì noto l'impiego di trasmissioni di tipo semi-idrostatico, in cui il motore endotermico è collegato meccanicamente, mediante un gruppo di riduzione, ad un albero condotto il quale è collegato ad esempio a ruote motrici. Il gruppo di riduzione ha un rapporto di trasmissione che può variare in continuo al variare della velocità della macchina. La variazione del rapporto di trasmissione è ottenuta mediante un azionamento idrostatico che agisce sul gruppo di riduzione. Svantaggiosamente, tali trasmissioni di tipo semi-idrostatico richiedono comunque l'adozione di una trasmissione ad ingranaggi ad innesto meccanico, installata generalmente a valle del gruppo di riduzione, quantomeno per la commutazione tra una "marcia lenta", tipica di un funzionamento con carichi gravosi ed a basse velocità, ed una "marcia veloce", tipica di un funzionamento senza carico od a bassi carichi e ad elevate velocità. Ciò è dovuto alla limitata flessibilità del motore endotermico, che è connesso direttamente ed in modo meccanico al gruppo di riduzione e che, essendo un motore Diesel, presenta un campo ottimale di regimi di funzionamento molto limitato. Senza l'adozione della trasmissione ad ingranaggi ad innesto, la macchina risulterebbe penalizzata in termini di prestazioni, in particolare in termini di velocità od accelerazione massima. Peraltro, la citata commutazione tra marcia lenta e marcia veloce richiederebbe l'adozione di una frizione meccanica la quale causerebbe le problematiche precedentemente descritte. Parimenti, se la commutazione fosse attuata a veicolo fermo, per esempio per inserire la marcia veloce, verrebbero penalizzate fortemente le prestazioni del veicolo allo spunto in quanto il veicolo, fermandosi per innestare la marcia veloce, si troverebbe a riprendere la marcia da fermo con un rapporto di trasmissione più sfavorevole, essendo quest'ultimo associato ad un'applicazione ottimale alle alte velocità ma assolutamente controindicate per lo spunto, specialmente in condizioni di carico gravose. Le trasmissioni semi-idrostatiche di tipo noto presentano inoltre l'ulteriore svantaggio di richiedere complessi accorgimenti costruttivi per realizzare l'inversione del senso di marcia, particolarmente legati alla necessità di prevedere complessi organi di inversione atti ad invertire il senso di rotazione dell'albero condotto.
Un’ulteriore soluzione è descritta nella domanda di brevetto EP1988309A2 diretta ad un sistema di trasmissione per macchine a trazione endotermica. Il sistema comprende un primo ed un secondo motore idraulico collegabili, tramite rispettive pompe, ad un motore endotermico; ciascun motore idraulico è meccanicamente collegato ad un gruppo di riduzione il quale è connesso – da parte opposta ai motori idraulici – ad un albero condotto. L’albero condotto è collegato ad un asse di trasmissione del moto portante una coppia di ruote motrici della macchina. Il gruppo riduzione è distanziato e distinto dall’asse di trasmissione del moto per mezzo dell’albero condotto il quale risulta interposto tra gruppo di riduzione e l’asse di trasmissione. Il gruppo di riduzione è configurato per variare, con continuità e lungo un intero campo di funzionamento della macchina, il rapporto di trasmissione tra il numero di giri del motore endotermico ed il numero di giri di dette ruote motrici. Il sistema comprende inoltre mezzi di regolazione agenti sul gruppo di riduzione per variare con continuità il rapporto di trasmissione lungo l'intero campo di funzionamento della macchina di trazione.
Quest’ultima soluzione, rispetto allo stato dell’arte sopra descritto, consente la commutazione continua tra marcia lenta e marcia veloce senza l’ausilio di frizioni meccaniche e senza la necessità di arresto del veicolo. Benché la soluzione descritta nella domanda di brevetto EP1988309A2 risulti migliorativa rispetto allo stato dell’arte precedente, il Richiedente ha rilevato che anche quest’ultima soluzione non risulta scevra da limitazioni ed inconvenienti. Di fatto, il sistema di trasmissione descritto nella domanda EP1988309A2 presenta una struttura complessa ed ingombrante che rende complesse le fasi di installazione, manutenzione ed eventuale sostituzione della stessa. Si rileva inoltre che la complessa struttura grava enormemente sul rendimento meccanico complessivo della trasmissione che riduce la potenza meccanica trasferibile dal motore endotermico alle ruote motrici.
Un’ulteriore soluzione è descritta nella domanda di brevetto EP3279054A1 diretta ad una motorizzazione ferroviaria comprendente un sistema di trasmissione epicicloidale posto in collegamento ad un primo ed un secondo motore atti a determinare la rotazione rispettivamente di una corona esterna e di un portatreno della trasmissione epicicloidale. Rispetto alle anteriorità citate, il sistema di trasmissione descritto nella domanda di brevetto EP3279054A1 consente di variare con continuità e lungo un intero campo di funzionamento della macchina, il rapporto di trasmissione tra il numero di giri dei motori ed il numero di giri di un albero condotto solidale ad una coppia di ruote motrici.
SCOPO DEL TROVATO
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere sostanzialmente almeno uno degli inconvenienti e/o limitazioni delle precedenti soluzioni.
Un primo obiettivo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una motorizzazione per assile ferroviario di carri ferroviari, che presenti un elevato rendimento globale ed al contempo presenti una elevata affidabilità.
È inoltre scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una motorizzazione per carri ferroviari costruttivamente semplice ed economica.
È inoltre obiettivo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una motorizzazione presentante un ingombro ridotto che possa consentire il montaggio della stessa su svariate tipologie di macchine, agevolare interventi di manutenzione e sostituzione della stessa; in particolare è scopo della presente invenzione quello di consentire l’utilizzo di motori di ridotta potenza e quindi estremamente compatti ed economici.
È poi scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una motorizzazione per carri ferroviari che presenti un'elevata flessibilità di utilizzo, particolarmente per un'ampia gamma di velocità di esercizio; è scopo dell’invenzione quello di mettere a disposizione una motorizzazione che sia in grado di portare il motore – ad esempio del carro ferroviario - ad operare ad un regime e ad un carico prossimi a valori ottimali, sia durante una condizione di accelerazione che di mantenimento della velocità.
È inoltre scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una motorizzazione per carri ferroviari che consenta una variazione continua del rapporto di trasmissione, almeno all’interno di un determinato intervallo di quest’ultimo.
Questi scopi ed altri ancora, che appariranno maggiormente dalla seguente descrizione, sono sostanzialmente raggiunti da una motorizzazione per assile ferroviario ed un relativo carro ferroviario in accordo con quanto espresso in una o più delle unite rivendicazioni e/o dei seguenti aspetti, presi da soli o in una qualsiasi combinazione tra loro o in combinazione con una qualsiasi delle unite rivendicazioni e/o in combinazione con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti o caratteristiche di seguito descritti.
SOMMARIO
In un 1° aspetto è prevista una motorizzazione (1), opzionalmente pe r assili ferroviari, comprendente:
� almeno un assale (2) comprendente almeno una ruota motrice (2a) configurata per ruotare unitamente a detto assale (2) attorno ad un asse (A),
� almeno un portatreno (3) calettato sull’assale (2),
� almeno una ruota planetaria (5) dentata portata dal portatreno (3) e mobile per rotazione rispetto a quest’ultimo almeno attorno ad un rispettivo asse (B) distinto dall’asse (A) di rotazione dell’assale (2),
� almeno una prima ruota di azionamento (4) vincolata all’assale (2) e mobile per rotazione relativamente a quest’ultimo attorno all’asse (A) di rotazione dell’assale, detta prima ruota di azionamento (4) presentando:
o almeno una porzione di accoppiamento (4a) azionabile da un primo motore (8) configurato per porre in rotazione detta prima ruota di azionamento (4), o almeno una ruota dentata (4b) solidale a detta porzione di accoppiamento (4a) ed impegnata per ingranamento alla ruota planetaria (5),
� almeno una seconda ruota di azionamento (6) – distinta dalla prima ruota di azionamento (4) - vincolata all’assale (2) e mobile per rotazione relativamente a quest’ultimo attorno all’asse (A) dell’assale (2), la seconda ruota di azionamento (6) presentando:
o almeno una porzione di accoppiamento (6a) azionabile da un secondo motore (9) configurato per porre in rotazione detta seconda ruota di azionamento (6),
o almeno una ruota dentata (6b) solidale a detta porzione di accoppiamento (6a) della seconda ruota di azionamento (6), ed impegnata per ingranamento alla ruota planetaria (5),
opzionalmente la ruota planetaria (5) è radialmente interposta tra le ruote dentate (4b, 6b) rispettivamente della prima e della seconda ruota di azionamento (4, 6).
In un 2° aspetto in accordo con il 1° aspetto la prima ruota di aziona mento (4) è concentrica alla seconda ruota di azionamento (6).
In un 3° aspetto in accordo con l’aspetto 1 o 2 le ruote dentate (4b, 6b) della prima e della seconda ruota di azionamento (4, 6) sono radialmente distanziate ed affacciate tra loro.
In un 4° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la p rima ruota di azionamento (4) è vincolata radialmente, ed opzionalmente assialmente, all’assale (2) per mezzo di almeno un cuscinetto radiale (24).
In un 5° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la prima ruota di azionamento (4) è rotabile rispetto al portatreno (3) attorno all’asse (A) dell’assale (2).
In un 6° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la p rima ruota di azionamento (4) è vincolata radialmente, ed opzionalmente assialmente, all’assale (2) per mezzo di un primo ed un secondo cuscinetto radiale (24a, 24b).
In un 7° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il primo cuscinetto radiale (24a) è interposto radialmente tra la porzione di accoppiamento (4a) della prima ruota di azionamento (4) e l’assale (2).
In un 8° aspetto in accordo con l’aspetto 6 o 7 il secondo cuscinetto radiale (24b) è interposto radialmente tra la ruota dentata (4b) della prima ruota di azionamento (4) e l’assale (2).
In un 9° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la p rima ruota di azionamento (4) è interposta radialmente tra l’assale (2) e la ruota planetaria (5).
In un 10° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la porzione di accoppiamento (4a) della prima ruota di azionamento (4) è una ruota dentata esterna, opzionalmente a denti diritti.
In un 11° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la motorizzazione comprende almeno un primo motore (8) presentante almeno un pignone (8a) impegnato per ingranamento a detta ruota dentata esterna della porzione di accoppiamento (4a) della prima ruota di azionamento (4).
In un 12° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la seconda ruota di azionamento (6) è mobile per rotazione relativamente al portatreno (3) ed alla prima ruota di azionamento (4).
In un 13° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti d etta seconda ruota di azionamento (6) è vincolata alla prima ruota di azionamento (4) per mezzo di almeno un cuscinetto (46) radiale.
In un 14° aspetto in ac cordo con l’aspetto precedente la prima ruota di azionamento (4) comprende una superficie di impegno (4c), opzionalmente interposta tra la porzione di accoppiamento (4a) e la ruota dentata (4b) della prima ruota di azionamento (4) secondo una direzione parallela all’asse (A) dell’assale (2), portante esternamente detto almeno un cuscinetto (46) radiale.
In un 15° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il cuscinetto (46) porta la seconda ruota di azionamento (6) ed è radialmente interposto tra la prima e la seconda ruota di azionamento (4, 6).
In un 16° aspetto in accordo con l’aspetto 14 o 15 il cuscinetto radiale (46) è radialmente interposto tra la superficie di impegno (4c) della prima ruota di azionamento (4) e la porzione di accoppiamento (6a) della seconda ruota di azionamento (6).
In un 17° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la porzione di accoppiamento (6a) della seconda ruota di azionamento (6) è una ruota dentata esterna, opzionalmente a denti diritti.
In un 18° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la motorizzazione comprende almeno un secondo motore (9) presentante almeno un pignone (9a) impegnato per ingranamento a detta ruota dentata esterna della porzione di accoppiamento (6a) della seconda ruota di azionamento (6).
In un 19° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il primo motore (8) ed il secondo motore (9) comprendono ciascuno:
� un motore elettrico, oppure
� un motore idraulico alimentato da almeno un motore endotermico, ad esempio un motore Diesel.
In un 20° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la ruota dentata (6b) della seconda ruota di azionamento (6) comprende una ruota dentata a dentatura interna, la cui dentatura è affacciata all’assale (2).
In un 21° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la ruota dentata (6b) della seconda ruota di azionamento (6) delimita un vano all’interno del quale è alloggiata la ruota planetaria (5) ed almeno parte della ruota dentata (4b) della prima ruota di azionamento (4).
In un 22° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la ruota planetaria (5) presenta un centro distanziato dall’asse (A) dell’assale (2) e coincidente con l’asse (B) di rotazione della ruota planetaria (5) stessa.
In un 23° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’asse (B) di rotazione della ruota planetaria (5) è parallelo all’asse (A) dell’assale (2).
In un 24° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la ruota planetaria (5) ingrana simultaneamente con le ruote dentate (4b, 6b) della prima e della seconda ruota di azionamento (4, 6).
In un 25° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la motorizzazione comprende una pluralità di ruote planetarie (5) dentate, opzionalmente a denti diritti od elicoidali, impegnate simultaneamente per ingranamento con le ruote dentate (4b, 6b) della prima e della seconda ruota di azionamento (4, 6), in cui le ruote planetarie (5) presentano assi (B) di rotazione tra loro paralleli.
In un 26° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti le ruote planetarie sono tra loro angolarmente equispaziate.
In un 27° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti il portatren o (3) è interposto assialmente tra la prima e la seconda ruota motrice (2a).
In un 28° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la motorizzazione comprende almeno un elemento di connessione (10) fissato al portatreno (3) ed impegnato alla ruota planetaria (5), l’elemento di connessione (10) connettendo il portatreno (3) alla ruota planetaria (5), opzionalmente in cui la ruota planetaria (5) è mobile per rotazione rispetto a detto elemento di connessione (10).
In un 29° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’elemento di connessione (10) presenta un asse di simmetria coincidente con l’asse (B) di rotazione della rispettiva ruota planetaria (5).
In un 30° aspetto in accordo con gli aspetti 28 o 29 la ruota planetaria (5) è vincolata al rispettivo elemento di connessione (10) per mezzo di almeno un cuscinetto, opzionalmente un cuscinetto radiale od un cuscinetto assiale-radiale. In un 31° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti da 18 a 30 la motorizzazione comprende almeno una unità di controllo (12) posta in collegamento con almeno uno tra il primo ed il secondo motore (8, 9) e configurata per controllare la velocità di rotazione di almeno uno tra il primo ed il secondo motore (8, 9).
In un 32° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la ruota motrice (2a) è calettata sull’assale (2).
In un 33° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’assale (2) comprende una prima ed una seconda ruota motrice (2a).
In un 34° aspetto è previsto un carro ferroviario (100) comprendente almeno una motorizzazione per assile ferroviario (1) in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, la ruota motrice della motorizzazione (1) essendo configurata per attestarsi ad almeno una rotaia ferroviaria.
In un 35° aspetto in accordo con l’aspetto precedente, il carro ferroviario (100) comprende almeno un telaio (101) impegnato alla motorizzazione (1) atto a definire la struttura di carico e supporto del carro (100).
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Alcune forme realizzative ed alcuni aspetti del trovato saranno qui di seguito descritti con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e pertanto non limitativo in cui:
� Le figure 1 e 2 sono viste prospettiche di una motorizzazione in accordo con la presente invenzione;
� La figura 3 è una vista schematica in esploso di una motorizzazione assile ferroviario in accordo con la presente invenzione;
� La figura 4 è una vista in sezione longitudinale di dettaglio di una motorizzazione assile ferroviario in accordo con la presente invenzione;
� Le figure da 5 a 7 sono rispettive schematizzazioni di differenti forme realizzative di una motorizzazione assile ferroviario in accordo con la presente invenzione;
� La figura 8 è una vista prospettica di un carro ferroviario comprendente almeno una motorizzazione assile ferroviario in accordo con la presente invenzione.
DEFINIZIONI E CONVENZIONI
Si noti che nella presente descrizione dettagliata corrispondenti parti illustrate nelle varie figure sono indicate con gli stessi riferimenti numerici. Le figure potrebbero illustrare l’oggetto dell’invenzione tramite rappresentazioni non in scala; pertanto, parti e componenti illustrati nelle figure relativi all’oggetto dell’invenzione potrebbero riguardare esclusivamente rappresentazioni schematiche.
Con il termine azionamento di tipo idraulico è inteso un azionamento che traduce un'azione meccanica, ad esempio generabile da un motore endotermico, in un conferimento di un valore di pressione ad un fluido di lavoro: tale valore di pressione è quindi tradotto in una ulteriore azione meccanica mediante un motore idraulico.
Con il termine fluido di lavoro è inteso un qualsiasi materiale almeno in parte allo stato liquido atto a trasmettere elevate pressioni, tipiche di un impiego in azionamenti di potenza, quali azionamenti nel campo della trazione. Preferibilmente, tale fluido è olio.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Motorizzazione assile ferroviario
Con 1 è stata complessivamente indicata una motorizzazione assile ferroviario impiegabile nel settore dei veicoli ferroviari.
La motorizzazione 1 comprende un assale 2 estendentesi lungo una direzione di sviluppo tra una prima ed una seconda porzione d’estremità longitudinale in corrispondenza delle quali l’assale 2 porta almeno una ruota motrice 2a. Nella forma realizzativa mostrata in figura 1 l’assale porta una prima ed una seconda ruota motrice. L’assale 2 e le ruote motrici sono configurati per ruotare attorno ad un asse A (figura 1); assale e ruote motrici presentano una sezione circolare e sono posti concentricamente l’uno rispetto all’altro: assale e ruote motrici presentano un asse di simmetria coincidente il quale coincide con l’asse A. L’assale 2 può tuttavia comprendere anche solo una ruota motrice: tale variante realizzativa è adatta per sistemi di trasposto ferroviari cosiddetti monorotaia.
La motorizzazione comprende un portatreno 3 (figure 1-4) calettato e solidale all’assale 2 in modo che lo stesso possa ruotare unitamente a quest’ultimo attorno al medesimo asse A: il portatreno 3 è fissato stabilmente all’assale 2 ad esempio tramite un sistema ad interferenza o mediante l’interposizione di una chiavetta (anche detta chiavella). Ad esempio, il portatreno 3 è disposto in prossimità di una ruota motrice 2a posta in corrispondenza della prima porzione d’estremità longitudinale, in interposizione assiale tra la prima e la seconda ruota motrice 2a. Alternativamente, il portatreno 3 può essere disposto in corrispondenza di una zona di mezzeria tra la prima e la seconda ruota motrice. Il portatreno 3, mostrato per maggiore chiarezza nell’esploso di figura 3, comprende una prima porzione 3a cilindrica unita di pezzo ad una seconda porzione 3b definita da una piastra avente sagoma sostanzialmente triangolare, in particolare sostanzialmente trilobata; in corrispondenza di ciascuna porzione d'angolo, o di ciascun lobo, della seconda porzione è fissato un elemento di connessione 10 comprendente un perno (figura 3); ciascun elemento di connessione 10 emerge dalla seconda porzione 3b lungo un asse B parallelo all'asse A di rotazione dell'assale. Ciascun elemento di connessione 10 emerge dalla seconda porzione 3b (piastra) dal lato opposto alla prima porzione 3a. Il portatreno 3 è realizzato in materiale metallico, preferibilmente in acciaio.
La motorizzazione 1 comprende inoltre una prima ruota di azionamento 4 vincolata radialmente all’assale 2 e mobile attorno all’asse A relativamente allo stesso assale 2, e di conseguenza mobile per rotazione relativamente al portatreno 3: la prima ruota di azionamento 4 è vincolata radialmente ed assialmente all’assale 2 in modo tale che la ruota di azionamento 4 presenti un unico grado di libertà rotazionale rispetto all’assale 2. La prima ruota di azionamento 4 è montata concentrica all’assale 2: la ruota di azionamento 4 presenta un centro disposto sull’asse A di rotazione dell’assale 2.
La prima ruota di azionamento 4 comprende almeno una porzione di accoppiamento 4a, mostrata nelle figure da 1 a 4, azionabile da un primo motore 8 configurato per porre in rotazione la prima ruota di azionamento 4. In dettaglio, la porzione di accoppiamento 4a è una ruota dentata a dentatura esterna, preferibilmente a denti dritti. Alternativamente la porzione di accoppiamento 4a potrebbe presentare una dentatura elicoidale.
La ruota di azionamento 4 comprende inoltre una ruota dentata 4b (una seconda ruota dentata) solidale e distanziata assialmente lungo l’asse A di rotazione dell’assale 2, alla porzione di accoppiamento 4a (prima ruota dentata della ruota 4) della prima ruota di azionamento 4. Opzionalmente, il diametro nominale della ruota dentata 4b è simile, opzionalmente sostanzialmente identico, al diametro nominale della porzione di accoppiamento 4a (ruota dentata 4a).
La prima ruota di azionamento 4 è vincolata radialmente, ed opzionalmente assialmente, all’assale 2 per mezzo di un primo ed un secondo cuscinetto radiale 24a, 24b come mostrato nell’esploso di figura 3 e nella vista in sezione di figura 4. In accordo alla forma realizzativa preferenziale, il primo cuscinetto radiale 24a è interposto radialmente tra la porzione di accoppiamento 4a e l’assale 2, mentre il secondo cuscinetto radiale 24b è interposto radialmente tra la ruota dentata 4b e l’assale 2. Il primo ed il secondo cuscinetto 24a, 24b consentono la rotazione relativa tra la prima ruota di azionamento 4 e l’assale 2, e di conseguenza tra la prima ruota di azionamento 4 ed il portatreno 3.
Come sopra specificato la porzione di accoppiamento 4a e la ruota dentata 4b sono tra loro distanziate; in maggiore dettaglio, porzione di accoppiamento 4a e ruota dentata 4b sono tra loro assialmente separate per mezzo dell'interposizione di una superficie di impegno 4c avente sagoma cilindrica ed un diametro esterno massimo inferiore al dimetro nominale della porzione di accoppiamento 4c e/o della ruota dentata 4b. Come meglio verrà descritto in seguito, tale superficie 4c è configurata per portare esternamente almeno un cuscinetto 46 radiale, opzionalmente di tipo assiale-radiale configurato dunque per sostenere carichi radiali ed assiali. Anche la prima ruota di azionamento 4 è vantaggiosamente realizzata in materiale metallico, preferibilmente in acciaio.
Come sopra accennato, la motorizzazione 1 comprende almeno un primo motore 8 presentante almeno un pignone 8a, mostrato nelle figure da 1 a 4, impegnato per ingranamento alla ruota dentata esterna della porzione di accoppiamento 4a della prima ruota di azionamento 4. Il pignone 8a è direttamente calettato su di un albero di rotazione del primo motore 8. Alternativamente, il primo motore 8 può essere collegato alla porzione di accoppiamento 4a mediante una cinghia di trasmissione dentata. In una forma di realizzazione preferenziale dell’invenzione, il primo motore 8 comprende un motore elettrico connesso ed alimentato da una batteria o generatore di corrente 11, come mostrato nelle figure 5 e 6.
La motorizzazione 1 comprende inoltre almeno una seconda ruota di azionamento 6 (si vedano le figure da 1 a 4) distinta dalla prima ruota di azionamento 4 e anch'essa vincolata almeno radialmente all’assale 2. In dettaglio, la seconda ruota di azionamento 6 è montata concentricamente alla prima ruota di azionamento 4 ed all’assale 2. In maggiore dettaglio ancora, la seconda ruota di azionamento 6 è calettata sul cuscinetto 46 radiale portato dalla prima ruota di azionamento 4, in modo tale che la prima e la seconda ruota di azionamento 4, 6 possano ruotare relativamente tra loro. Di conseguenza, la ruota di azionamento 6 è mobile per rotazione relativamente al portatreno 3. La prima e la seconda ruota di azionamento 4, 6 sono concentriche all'assale 2 e mobili per rotazione attorno all'asse A.
La seconda ruota di azionamento 6 comprende almeno una porzione di accoppiamento 6a azionabile da un secondo motore 9 configurato per porre in rotazione la seconda ruota di azionamento 6. Il cuscinetto 46 radiale è interposto radialmente tra la superficie di impegno 4c della prima ruota di azionamento 4 e la porzione di accoppiamento 6a della seconda ruota di azionamento 6: il cuscinetto 46 posto proprio sotto alla porzione di accoppiamento 6a è in grado di sostenere adeguatamente detta porzione 6a la quale, come sopra accennato, ricevere direttamente il carico dal secondo motore. La porzione di accoppiamento 6a è inoltre interposta assialmente, quindi lungo l’asse A di rotazione dell’assale 2, tra la ruota dentata 4b e la porzione di accoppiamento 4a della prima ruota di azionamento 4 (figura 4). La porzione di accoppiamento 6a della seconda ruota di azionamento 6 è una ruota dentata a dentatura esterna, preferibilmente a denti dritti. Alternativamente, la ruota dentata della porzione di accoppiamento 6a potrebbe presentare una dentatura elicoidale. Essendo la porzione di accoppiamento 6a posta radialmente all'esterno della prima ruota 4, detta porzione 6a presenta un diametro nominale maggiore della ruota dentata 4a ed, opzionalmente, della ruota dentata 4b. Analogamente, la ruota dentata 6b della seconda ruota di azionamento 6 presenta un diametro nominale maggiore rispetto al diametro nominale della ruota dentata 4b della prima ruota di azionamento 4. La seconda ruota di azionamento 6 comprende una ruota dentata 6b, solidale alla porzione di accoppiamento 6a della seconda ruota di azionamento 6. In maggiore dettaglio, la ruota dentata 6b della seconda ruota di azionamento 6 è del tipo a dentatura interna affacciata all’assale 2. Come visibile dalla figura 4, la ruota dentata 6b delimita un vano all’interno nel quale è alloggiata almeno parte della ruota dentata 4b della prima ruota di azionamento 4 e almeno parte degli elementi di connessione 10. Di conseguenza, la ruota dentata 6b della seconda ruota di azionamento 6 è affacciata alla ruota dentata 4b e distanziata radialmente rispetto a quest’ultima. La ruota dentata 6b della seconda ruota di azionamento 6 presenta un diametro nominale maggiore del diametro nominale della porzione di accoppiamento 6a, e di conseguenza maggiore del diametro nominale delle ruote dentate 4a e 4b della prima ruota di azionamento 4. In una forma realizzativa preferenziale, la seconda ruota di azionamento 6 è realizzata in materiale metallico, preferibilmente in acciaio.
Come sopra accennato, la motorizzazione 1 comprende un secondo motore 9 attivo sulla seconda porzione di accoppiamento 6a della seconda ruota di azionamento 6. Il secondo motore 9 comprende almeno un pignone 9a impegnato per ingranamento alla ruota dentata esterna della porzione di accoppiamento 6a della seconda ruota di azionamento 6. Il pignone 9a è direttamente calettato su di un albero di rotazione del secondo motore 9; ulteriormente l’albero motore può presentare una scanalatura ospitante una chiavetta e configurata per vincolare la rotazione dell’albero motore al pignone 9a. Alternativamente, il secondo motore 9 è collegato alla porzione di accoppiamento 6a della seconda ruota di azionamento 6 mediante una cinghia dentata di trasmissione.
Il secondo motore 9 comprende un motore elettrico connesso ed alimentato da una batteria o da un generatore di corrente 11, come mostrato nelle figure 5 e 6. In una forma di realizzazione illustrata nelle figure 4 e 5, il primo ed il secondo motore comprendono entrambi un motore elettrico: ciascun motore è alimentato dalla batteria o generatore di corrente 11.
La motorizzazione 1 comprende inoltre almeno una ruota planetaria 5 dentata portata dal portatreno 3. La ruota planetaria 5 è impegnata direttamente all'elemento di connessione 10 del portatreno 3 e mobile per rotazione rispetto a detto elemento attorno all'asse B distanziato dall'asse A. In dettaglio, la ruota planetaria 5 è vincolata al rispettivo elemento di connessione 10 per mezzo di almeno un cuscinetto (non mostrato nelle allegate figure), opzionalmente un cuscinetto radiale od un cuscinetto assiale-radiale. La ruota planetaria 5 è dunque mobile per rotazione attorno all’asse A dell’assale 2 e, simultaneamente, mobile per rotazione attorno all’asse B passante per il centro geometrico della ruota planetaria 5 stessa, in cui l’asse B è distinto, distanziato e parallelo all’asse A di rotazione dell’assale 2. La ruota planetaria 5 presenta quindi un centro distanziato dall’asse A dell’assale 2 e coincidente con l’asse B di rotazione della ruota planetaria 5 stessa (asse di estensione assiale dell'elemento di connessione 10). La motorizzazione 1 può comprendere una pluralità di ruote planetarie 5 angolarmente equispaziate tra loro, ognuna delle quali è portata da un rispettivo elemento di connessione 10 e quindi mobile per rotazione rispetto a rispettivi assi B tra loro paralleli e paralleli all'asse A. In maggiore dettaglio, la motorizzazione comprende un numero di ruote planetarie uguale o superiore a 2, opzionalmente compreso tra 2 e 6. In figura 3 è illustrata una forma di realizzazione della motorizzazione presentante 3 ruote planetarie 5.
Le ruote planetarie 5, presentanti una dentatura a denti dritti o elicoidale, sono alloggiate nel vano definito dalla seconda ruota di azionamento 6 ed interposte radialmente tra la ruota dentata 4b della prima ruota di azionamento 4 e la ruota dentata 6b della seconda ruota di azionamento 6. La ruota planetaria 5 (ciascuna ruota planetaria 5) ingrana simultaneamente le ruote dentate 4b, 6b della prima e della seconda ruota di azionamento 4, 6. La ruota planetaria contatta ed agisce direttamente sulla ruota dentata 4b e sulla ruota dentata 6b.
La motorizzazione 1 definisce in altre parole una trasmissione meccanica motorizzata presentante due gradi di libertà rotazionali: un primo grado di libertà rotazionale associato alla prima ruota di azionamento 4 ed un secondo grado di libertà rotazionale associato alla seconda ruota di azionamento 6. Di conseguenza, in una prima condizione operativa in cui la prima ruota di azionamento 4 è mantenuta ferma dal primo motore 8 (velocità angolare assoluta nulla), la seconda ruota di azionamento 6 è movimentata dal secondo motore 9 in modo da trasmettere il moto all’assale 2 e quindi alle ruote motrici 2a. Analogamente, in una seconda condizione operativa in cui la seconda ruota di azionamento 6 è mantenuta ferma dal secondo motore 9 (velocità angolare assoluta nulla), la prima ruota di azionamento 4 è movimentata dal primo motore 8 in modo da trasmettere il moto all’assale 2 e quindi alle ruote motrici 2a. Dette prima e seconda condizione operativa definiscono, in accordo alle dimensioni geometriche della ruote dentate coinvolte, due differenti valori dei rapporti di trasmissione, ciascuno selezionabile in funzione delle condizioni d’uso; ciascun rapporto è selezionabile in modo da ottimizzare le condizioni di accelerazione, di velocità massima dell’assale 2, economicità di esercizio o efficienza. Si noti che in ciascuna di detta prima e seconda condizione operativa, la trasmissione meccanica definisce un riduttore di velocità, in cui la velocità di rotazione dell’assale 2 risulta essere inferiore alla velocità di rotazione rispettivamente -nella prima condizione operativa - della seconda ruota di azionamento 6 ed della prima ruota di azionamento 6, 4. Ulteriori valori del rapporto di trasmissione sono ottenibili variando il rapporto tra le velocità angolari del primo e del secondo motore 8, 9, ottenendo di fatto un cambio di velocità a variazione continua.
La motorizzazione 1 comprende inoltre un’unità di controllo 12 connessa alla batteria o generatore di corrente 11 e configurata per comandare a quest’ultimo (elemento 11) l’invio di energia elettrica al primo ed al secondo motore 8, 9 per consentirne l’attivazione. L’unità di controllo 12 è inoltre vantaggiosamente connessa a ciascun motore 8, 9 elettrico ed è configurata almeno per:
- rilevare la condizione operativa di ciascuno motore ovvero rilevare se ciascuno motore 8, 9 è in uno stato di fermo (albero di rotazione fermo) oppure se ciascun motore è in uno stato attivo in cui l’albero di rotazione è in movimento, - rilevare, per ciascun motore, una velocità angolare dell’albero di trasmissione e quindi la velocità angolare del rispettivo pignone 8a, 9a,
- controllare la velocità angolare di ciascun motore in modo da comandare la velocità angolare della prima e della seconda ruota di azionamento 4, 6 e conseguentemente la velocità di rotazione dell’assale attorno all’asse A.
In figura 7 è illustrata una variante realizzativa dell’invenzione in cui la motorizzazione 1 comprende una prima porzione 18 connessa ad un motore endotermico 13, ad esempio un motore a ciclo Diesel od Otto, e connessa, come meglio verrà descritta in seguito, ad almeno un motore idraulico il quale è direttamente attivo sulla prima o seconda ruota di azionamento 4, 6. In maggiore dettaglio, la prima porzione 18 comprende una prima pompa idraulica 14, connessa in modo meccanico al motore endotermico 13 per ricevere una potenza meccanica dallo stesso e trasferire almeno una parte di tale potenza ad un fluido di lavoro. La prima pompa idraulica 14 è preferibilmente connessa direttamente al motore endotermico 13, ed ancor più preferibilmente è stabilmente connessa al motore endotermico stesso, per esempio a porzioni flangiate o frizioni appositamente realizzate sul motore endotermico. Nel caso particolare di applicazione su una macchina ferroviaria, la prima porzione 18 della motorizzazione 1 è installata sulla cassa della macchina stessa, su cui peraltro è alloggiato il motore endotermico 13. La motorizzazione 1 (variante realizzativa di figura 7) comprende un gruppo di azionamento di tipo idraulico, preferibilmente idrostatico, il quale è meccanicamente connesso al motore endotermico 13 per ricevere una potenza da quest'ultimo e trasmettere almeno una parte di tale potenza ad una o più delle citate ruote di azionamento. In particolare, il gruppo di azionamento idraulico comprende un primo motore 8 di tipo idraulico, posto in comunicazione di fluido con la citata prima pompa idraulica 14 per ricevere in ingresso una potenza motrice dal citato fluido di lavoro e trasferire una parte di tale potenza motrice alla prima ruota di azionamento 4 e conseguentemente alle ruote motrici 2a. In accordo con quanto già citato in precedenza, la comunicazione di fluido tra la prima pompa idraulica 14 ed il primo motore 8 idraulico avviene mediante uno o più primi condotti 19 del tipo atto a convogliare un fluido in pressione. Più preferibilmente, la prima pompa idraulica 14 ed il primo motore 8 idraulico sono collegati esclusivamente mediante tale comunicazione di fluido. La prima pompa idraulica 14 è preferibilmente di tipo a pistoni, opzionalmente a cilindrata variabile. Quest'ultima condizione si traduce in una possibilità di variare in modo regolato almeno una portata del fluido di lavoro in mandata dalla pompa idraulica 14 stessa, in modo tale da poter variare una potenza trasmessa al corrispondente primo motore 8 idraulico e, quindi, alle ruote motrici 2a. Anche il primo motore 8 idraulico è del tipo a pistoni, preferibilmente a cilindrata variabile. Il condotto 19 può presentare una o più valvole parzializzatrici, non mostrate nelle figure allegate, configurate per variare la portata e/o la pressione del fluido di lavoro inviato al primo motore 8 idraulico. Dette valvole sono collegate all’unità di controllo 12, in cui quest’ultima è configurata per comandarne l’apertura o la chiusura almeno in funzione della velocità di rotazione del primo e del secondo motore, nonché in funzione delle condizioni d’uso.
Come visibile sempre in figura 7, la motorizzazione 1 comprende una seconda pompa idraulica 15 ed un secondo motore 9 di tipo idraulico: il secondo motore 9 idraulico è direttamente attivo sulla seconda ruota di azionamento 6 mediante una ruota dentata. Sia la seconda pompa idraulica 15 che il secondo motore 9 idraulico possono essere del tipo a pistoni, ed almeno uno di essi presenta cilindrata variabile in funzione di una potenza da trasmettere. La seconda pompa idraulica 15 può essere connessa in modo diretto al motore endotermico 13, in particolare alle già citate porzioni flangiate del motore endotermico stesso. In accordo con la figura 7, la seconda pompa idraulica 15 fa parte della prima porzione 18, ed in caso di applicazione su una macchina ferroviaria la seconda pompa idraulica 15 è quindi sostenuta sulla cassa della macchina ferroviaria. Al contrario, il secondo motore 9 idraulico è fissato meccanicamente ed in modo diretto in corrispondenza dell’assale 2 in modo tale che lo stesso motore possa direttamente essere attivo sulla seconda ruota di azionamento 6. Il collegamento operativo tra la seconda pompa idraulica 15 ed il secondo motore 9 idraulico, vale a dire lo scambio di potenza tra gli stessi, è ottenuto esclusivamente mediante comunicazione di fluido, ed in particolare attraverso uno o più secondi condotti 20 del tipo atto a far circolare un fluido ad elevate pressioni.
Alternativamente, il condotto 20 presenta una o più valvole parzializzatrici, non mostrate nelle figure allegate, configurate per variare la portata e/o la pressione del fluido di lavoro inviato al secondo motore 9 idraulico. Dette valvole parzializzatrici possono essere collegate all’unità di controllo 12, in cui quest’ultima è configurata per comandarne l’apertura o la chiusura almeno in funzione della velocità di rotazione del primo e del secondo motore, nonché in funzione delle condizioni d’uso. In altre parole, nella forma di realizzazione di figura 7, i motori 8 e 9 elettrici sono stati quindi sostituiti con i motori 8 e 9 idraulici, in cui ciascun motore idraulico risulta direttamente connesso (attivo) sulla rispettiva prima e seconda ruota di azionamento 4 e 6. In una ulteriore variante realizzative illustrata in figura 6, la motorizzazione 1 comprende un primo motore 8 idraulico attivo sulla prima ruota di azionamento 4 e connesso ad una pompa idraulica P, quest’ultima posta in collegamento ad un motore endotermico 13, in accordo con lo schema realizzativo appena descritto. Il secondo motore 9 è invece di tipo elettrico ed è connesso da un lato alla batteria o generatore di corrente 11 e dall’altro lato è direttamente connesso alla seconda ruota di azionamento 6.
Carro ferroviario
Forma inoltre oggetto della presente invenzione un carro ferroviario 100 comprendente almeno una motorizzazione 1 in accordo con la descrizione sopra riportata e/o in accordo con una qualsiasi delle unite rivendicazioni. Il carro 100 comprende almeno un telaio 101 impegnato alla motorizzazione 1 atto a definire la struttura di carico e supporto del carro. Il telaio 101 è vincolato – in condizioni d’uso del carro 100 - al di sopra della motorizzazione 1.
Il carro comprende almeno due sistemi di movimentazione 1 vincolati entrambi al telaio 101 e distanziati l’uno rispetto all’altro dallo stesso telaio 101 lungo una direzione di sviluppo longitudinale del carro 100 (si veda solo a titolo di esempio la figura 8); in altre parole, le motorizzazioni 1 sono collegate tra loro dal telaio 101: il telaio 101 è configurato per mantenere i sistemi di movimentazione 1 ad una prefissata e fissa distanza l’uno dall’altro durante lo scorrimento del carro sui binari. In figura 8 è stato schematizzato un carro ferroviario 100 presentante quattro assili in cui due dei quali comprendono la motorizzazione 1; non si esclude tuttavia la possibilità di realizzare un carro presentante solo due assili oppure un numero di assili maggiore di quattro. Non si esclude inoltre la possibilità di realizzare un carro in cui ciascun assile comprende la motorizzazione 1 (assili tutti motorizzati) oppure realizzare un carro 100 presentante una solo motorizzazione 1 (un solo assile motorizzato).
VANTAGGI DELL’INVENZIONE
La presente invenzione raggiunge gli scopi proposti, superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota. La presenza di una motorizzazione 1 esente da organi di innesto meccanici quali frizioni meccaniche ed innesti a marce consente un'elevata affidabilità particolarmente legata all'assenza delle frizioni meccaniche, il cui impiego in applicazioni ad elevata potenza si è dimostrato non essere conveniente almeno dal punto di vista economico. L'assenza delle frizioni meccaniche e di innesti a marce consente di migliorare il rendimento globale della macchina, essendo già solo la frizione una fonte di notevole dissipazione di energia in fase di innesto e disinnesto ed in fase di avviamento. È inoltre da rilevare che gli organi atti a trasmettere la potenza meccanica dei motori alle ruote motrici R sono direttamente vincolate all’assale; questa configurazione consente di ottenere una motorizzazione 1 estremamente compatto ed agevole da installare che consente inoltre di massimizzare i rendimenti meccanici di trasmissione della potenza.
Inoltre, la presenza di un gruppo di riduzione atto a generare un rapporto di trasmissione variabile con continuità lungo l'intero campo di funzionamento della macchina consente di aumentare il rendimento energetico dei motori in quanto permette di impostare una ottimale velocità di rotazione dei motori al crescere della velocità del carro ferroviario.
Ulteriormente il presente trovato, se comparato con l’arte nota precedentemente citata e descritta nel documento brevettuale EP3279054A1, consente di ottenere un rapporto di riduzione maggiore, in particolare consente una riduzione della velocità di rotazione delle ruote motrici rispetto alla velocità di rotazione dei motori e di conseguenza una maggiore moltiplicazione della coppia alle ruote. In maggiore dettaglio, il presente trovato consente, in virtù del maggiore rapporto di riduzione, l’utilizzo di motori elettrici od idraulici di piccole dimensioni aventi coppie motrici ridotte ed alte velocità massime di rotazione: ciò permette di ridurre gli ingombri della motorizzazione nonché di limitare i costi dei motori stessi. È infatti noto che motori di piccole dimensioni, caratterizzati da basse coppie motrici ed alte velocità di rotazione, sono più economici rispetto a motori progettati per erogare coppie motrici elevate a basse velocità di rotazione. Ulteriormente, l’utilizzo di motori di piccole dimensione consente una riduzione del peso complessivo della motorizzazione, a vantaggio delle prestazioni della motorizzazione stessa in termini di accelerazione e velocità massima.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Motorizzazione per assile ferroviario (100) comprendente: � un assale (2) comprendente almeno una ruota motrice (2a) configurata per ruotare unitamente a detto assale (2) attorno ad un asse (A), � un portatreno (3) calettato sull’assale (2), � almeno una ruota planetaria (5) dentata portata dal portatreno (3) e mobile per rotazione rispetto a quest’ultimo almeno attorno ad un rispettivo asse (B) distinto dall’asse (A) di rotazione dell’assale (2), � una prima ruota di azionamento (4) vincolata all’assale (2) e mobile per rotazione relativamente a quest’ultimo attorno all’asse (A) di rotazione dell’assale, detta prima ruota di azionamento (4) presentando: o una porzione di accoppiamento (4a) azionabile da un primo motore (8) configurato per porre in rotazione detta prima ruota di azionamento (4), o una ruota dentata (4b) solidale a detta porzione di accoppiamento (4a) ed impegnata per ingranamento alla ruota planetaria (5), � una seconda ruota di azionamento (6) – distinta dalla prima ruota di azionamento (4) - vincolata all’assale (2) e mobile per rotazione relativamente a quest’ultimo attorno all’asse (A) dell’assale (2), la seconda ruota di azionamento (6) presentando: o una porzione di accoppiamento (6a) azionabile da un secondo motore (9) configurato per porre in rotazione detta seconda ruota di azionamento (6), o una ruota dentata (6b) solidale a detta porzione di accoppiamento (6a) della seconda ruota di azionamento (6), ed impegnata per ingranamento alla ruota planetaria (5), in cui la ruota planetaria (5) è radialmente interposta tra le ruote dentate (4b, 6b) rispettivamente della prima e della seconda ruota di azionamento (4, 6).
  2. 2. Motorizzazione secondo la rivendicazione precedente, in cui la prima ruota di azionamento (4) è concentrica alla seconda ruota di azionamento (6), opzionalmente le ruote dentate (4b, 6b) della prima e della seconda ruota di azionamento (4, 6) sono radialmente distanziate ed affacciate tra loro.
  3. 3. Motorizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima ruota di azionamento (4) è vincolata radialmente, ed opzionalmente assialmente, all’assale (2) per mezzo di almeno un cuscinetto radiale (24), in cui detta prima ruota di azionamento (4) è rotabile rispetto al portatreno (3) attorno all’asse (A) dell’assale (2).
  4. 4. Motorizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima ruota di azionamento (4) è vincolata radialmente, ed opzionalmente assialmente, all’assale (2) per mezzo di un primo ed un secondo cuscinetto radiale (24a, 24b), in cui detto primo cuscinetto radiale (24a) è interposto radialmente tra la porzione di accoppiamento (4a) della prima ruota di azionamento (4) e l’assale (2), in cui detto secondo cuscinetto radiale (24b) è interposto radialmente tra la ruota dentata (4b) della prima ruota di azionamento (4) e l’assale (2).
  5. 5. Motorizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima ruota di azionamento (4) è interposta radialmente tra l’assale (2) e la ruota planetaria (5).
  6. 6. Motorizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di accoppiamento (4a) della prima ruota di azionamento (4) è una ruota dentata esterna, opzionalmente a denti diritti.
  7. 7. Motorizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la seconda ruota di azionamento (6) è mobile per rotazione relativamente al portatreno (3) ed alla prima ruota di azionamento (4), opzionalmente in cui detta seconda ruota di azionamento (6) è vincolata alla prima ruota di azionamento (4) per mezzo di almeno un cuscinetto (46) radiale.
  8. 8. Motorizzazione secondo la rivendicazione precedente, in cui la prima ruota di azionamento (4) comprende una superficie di impegno (4c), opzionalmente interposta tra la porzione di accoppiamento (4a) e la ruota dentata (4b) della prima ruota di azionamento (4) secondo una direzione parallela all’asse (A) dell’assale (2), portante esternamente detto almeno un cuscinetto (46) radiale, detto cuscinetto (46) portando la seconda ruota di azionamento (6) ed essendo radialmente interposto tra la prima e la seconda ruota di azionamento (4, 6), opzionalmente detto cuscinetto radiale (46) essendo radialmente interposto tra la detta superficie di impegno (4c) della prima ruota di azionamento (4) e la porzione di accoppiamento (6a) della seconda ruota di azionamento (6).
  9. 9. Motorizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di accoppiamento (6a) della seconda ruota di azionamento (6) è una ruota dentata esterna, opzionalmente a denti diritti.
  10. 10. Motorizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la ruota dentata (6b) della seconda ruota di azionamento (6) comprende una ruota dentata a dentatura interna, la cui dentatura è affacciata all’assale (2), opzionalmente la ruota dentata (6b) della seconda ruota di azionamento (6) delimitando un vano all’interno del quale è alloggiata la ruota planetaria (5) ed almeno parte della ruota dentata (4b) della prima ruota di azionamento (4).
  11. 11. Carro ferroviario (100) comprendente: � almeno una motorizzazione per assile ferroviario (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, la ruota motrice della motorizzazione (1) essendo configurata per attestarsi ad almeno una rotaia ferroviaria, � almeno un telaio (101) impegnato alla motorizzazione (1) atto a definire la struttura di carico e supporto del carro.
IT102018000008176A 2018-08-24 2018-08-24 Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario IT201800008176A1 (it)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000008176A IT201800008176A1 (it) 2018-08-24 2018-08-24 Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario
EP19192385.3A EP3614020B1 (en) 2018-08-24 2019-08-19 Railway axle motor assembly with continuous variation, with energy recovery, and railway wagon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000008176A IT201800008176A1 (it) 2018-08-24 2018-08-24 Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201800008176A1 true IT201800008176A1 (it) 2020-02-24

Family

ID=64316734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102018000008176A IT201800008176A1 (it) 2018-08-24 2018-08-24 Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3614020B1 (it)
IT (1) IT201800008176A1 (it)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023285243A1 (en) * 2021-07-13 2023-01-19 Magni Real Estate S.R.L. Telescopic boom lift

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH376739A (de) * 1959-06-05 1964-04-15 Mueller Max Adolf Dipl Ing Stufenlos regelbares Leistungsübertragungsgetriebe
EP1988309A2 (en) * 2007-03-29 2008-11-05 SO.RE.MA Ferroviaria S.p.A. Transmission apparatus for endotermic-driven machines
US20170167580A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Edi Bondioli System comprising a mixer-wagon, for mixing and distributing fodder, and a mechanical power transmission unit for actuating the mixer-wagon
EP3279054A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-07 Srt Societa' A Responsabilita' Limitata Con Unico Socio Motor assembly for a railway axle having a continuous variation with an energy recovery, and railway wagon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH376739A (de) * 1959-06-05 1964-04-15 Mueller Max Adolf Dipl Ing Stufenlos regelbares Leistungsübertragungsgetriebe
EP1988309A2 (en) * 2007-03-29 2008-11-05 SO.RE.MA Ferroviaria S.p.A. Transmission apparatus for endotermic-driven machines
US20170167580A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Edi Bondioli System comprising a mixer-wagon, for mixing and distributing fodder, and a mechanical power transmission unit for actuating the mixer-wagon
EP3279054A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-07 Srt Societa' A Responsabilita' Limitata Con Unico Socio Motor assembly for a railway axle having a continuous variation with an energy recovery, and railway wagon

Also Published As

Publication number Publication date
EP3614020A1 (en) 2020-02-26
EP3614020B1 (en) 2020-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8517888B1 (en) Mechanical power transmission system and method
US9140335B2 (en) Shift gearbox for use with an electric machine
KR101240715B1 (ko) 구동 시스템 및 그 구동 시스템을 구비한 차량
US9039559B2 (en) Electric drive for a motor vehicle
CN103591247B (zh) 等比四段式液压机械复合无级传动装置
US8517133B2 (en) System including output coupled powersplit transmission
CN205859091U (zh) 机械液压复合传动变速箱
US11892066B2 (en) Transmission, drive train and vehicle having a transmission
CN101160480A (zh) 具有流体泵的驱动系统
KR20060127268A (ko) 차량용 유성 기어식 다단 변속기
US9371000B2 (en) Transmission having integrated transmission pump and accessory drive
JP2019078366A (ja) 動力伝達装置、及びそれを含む車両
CN104329433A (zh) 拖拉机液压机械双流传动变速箱
CN101769155B (zh) 盾构机双驱动行星变速传动系统
CN105605184A (zh) 带有方向选择机构的无级变速器
CN103762779A (zh) 电动车行星齿轮减速器
CN202901250U (zh) 汽车用无级变速器前进倒挡切换机构
IT201800008176A1 (it) Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario
US10443719B2 (en) Electrically actuated CVT sheaves
US8556758B1 (en) Hybrid powertrain
IT201600082605A1 (it) Motorizzazione assile ferroviario a variazione continua con recupero di energia e carro ferroviario
JP2019086008A (ja) 動力伝達装置、及びそれを含む車両
CN109707838A (zh) 一种少齿差非对称齿轮行星传动系统
JP2018118616A (ja) 車両用駆動装置
CN214146438U (zh) 一种带换向及缓速功能的分动箱