IT201900015153A1 - Gruppo motore con differenziale a velocita' multiple integrato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“GRUPPO MOTORE CON DIFFERENZIALE A VELOCITA' MULTIPLE INTEGRATO”

SETTORE TECNICO

La presente invenzione è relativa ad un gruppo motore, in particolare ad un gruppo motore con differenziale integrato per automezzo di tipo pesante.

STATO DELL’ARTE NOTA

Il differenziale è un organo di trasmissione di potenza previsto sugli automezzi a motore per distribuire la coppia motrice proviene da un albero d’ingresso ad una coppia di alberi in uscita collegate a rispettive ruote. In particolare, come noto, il differenziale permette di ottenere differenti velocità in uscita alle ruote così da permettere a ciascuna di seguire la relativa traiettoria durante percorsi in curva o ad aderenza differente.

Nella sua configurazione più semplice, un differenziale comprende una gabbia porta satelliti a cui sono vincolati due assi, due satelliti posizionati sugli assi, ed in presa con due planetari solidali con i semialberi collegati ciascuna alla rispettiva ruota.

I differenziali noti sono altresì provvisti di una funzione bloccante configurata per rendere solidali i due semiassi tra loro. Tale funzione risulta utile nel caso di terreno con scarsa presa in cui una delle due ruote, svincolata dall’altra, tenderebbe a slittare disperdendo così la coppia.

Nei veicoli pesanti, i differenziali risultano dunque elementi ingombranti che necessitano l’immissione di coppia da parte di un motore esterno. Tale esigenza è tanto più sentita nei veicoli elettrici, ove è richiesto di ridurre maggiormente gli ingombri per fare spazio a elementi differenti quali le batterie.

E’ dunque sentita l’esigenza di migliorare i gruppi di differenziale per automezzi esistenti.

Scopo della presente invenzione è soddisfare le esigenze sopra esposte in modo economico.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Il suddetto scopo è raggiunto da un gruppo motore con differenziale integrato come rivendicato nelle rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati nei quali:

• figura 1 illustra una vista in sezione longitudinale schematica di un gruppo motore–differenziale integrato secondo l’invenzione;

• figura 2 illustra una vista prospettica esplosa, con elementi rimossi per chiarezza, di una parte del gruppo motore-differenziale di figura 1;

• figura 3 illustra una vista prospettica, con elementi rimossi per chiarezza, di una ulteriore parte del gruppo motore-differenziale di figura 1;

• figure 4A e 4B illustrano viste rispettive viste in sezione longitudinali schematiche del gruppo motoredifferenziale di figura 1 in due differenti fasi operative; e

• figura 5 illustra una vista posteriore, parzialmente sezionata, di un assale di veicolo comprendente un gruppo motore-differenziale secondo l’invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Facendo riferimento alle figure da 1 a 3, è illustrato un gruppo motore-differenziale 1 per automezzi secondo l’invenzione circondato da una carcassa 2 definente un volume chiuso 3 entro il quale è alloggiato il gruppo motoredifferenziale 1. La carcassa 2 è configurata per permettere il passaggio attraverso di essa di una coppia di alberi d’uscita 5, 6, cioè semiassi sinistro e destro per rispettive ruote di un automezzo.

Il gruppo motore-differenziale 1 comprende una struttura rotante 8 supportata in modo rotazionalmente libero dalla carcassa 2 all’interno del volume 3 tramite mezzi volventi 9 di tipo noto, ad esempio una coppia di cuscinetti a rulli conici.

La struttura rotante 8 definisce un volume 11 all’interno del quale sono alloggiati i rimanenti elementi del gruppo motore-differenziale 1 secondo l’invenzione. Il volume 11 è ovviamente aperto lungo l’asse A per permettere il passaggio dei semiassi 5,6; conseguentemente la struttura rotante 8 definisce rispettive aperture 8a, 8b per consentire il passaggio dei semiassi 5, 6.

Il gruppo motore-differenziale 1 comprende ulteriormente un differenziale 12, di qualsiasi tipo noto, e mezzi selettori di coppia 10 configurati per accoppiare meccanicamente la struttura rotante 8 al differenziale 12 attraverso una pluralità di rapporti di trasmissione predefiniti. Vantaggiosamente il differenziale 12 è posto in prossimità dell’apertura 8b mentre i mezzi selettori di coppia 10 sono posti da parte opposta, cioè più vicino all’apertura 8a all’interno del volume 11.

Vantaggiosamente, i mezzi selettori di coppia 10 sono configurati per permettere il collegamento tra la struttura rotante 8 ed il differenziale 12 tramite un accoppiamento neutro, in cui la coppia (e velocità) della struttura rotante 8 viene trasmessa al differenziale 12 senza variazioni, ed almeno uno tra un accoppiamento ad alta velocità (figura 4A) in cui la velocità della struttura rotante 8 viene trasmessa al differenziale 12 incrementata (e diminuita in coppia) ed un accoppiamento a bassa velocità (figura 4B) in cui la velocità della struttura rotante 8 viene trasmessa al differenziale 12 decrementata (ed aumentata in coppia).

Il differenziale 12 comprende un portatreno 13 portato in modo rotazionalmente libero dalla struttura rotante 8 per mezzo di corpi volventi 9, ad esempio cuscinetti a sfere. Secondo la forma esemplificativa descritta il portatreno 13 comprende una prima porzione 13a ed una seconda porzione 13b coassiali tra loro e rigidamente collegate l’una rispetto all’altra.

In particolare, la prima porzione 13a è di forma sostanzialmente tubulare e definisce una dentatura 101 estendentesi da una superficie esterna della sua estremità più lontana rispetto all’apertura 8b circonferenzialmente attorno all’asse A. La seconda porzione 13b è anch’essa di forma sostanzialmente tubulare e di estensione radiale minore rispetto alla prima porzione 13a, tale da esserne contenuta all’interno.

La prima porzione 13a del portatreno 13 porta una pluralità di satelliti 14, ad esempio quattro satelliti angolarmente equispaziati di 90° l’uno rispetto l’altro e supportati da un supporto 15, a croce, rigidamente portato dalla prima porzione 13a ed attorno ai cui bracci possono ruotare i satelliti 14. In particolare, i satelliti ruotano attorno ad assi contenuti in un piano C perpendicolare all’asse A.

I satelliti 14 cooperano con un rispettivo planetario rispettivamente una ruota dentata conica sinistra 16a ed una ruota dentata destra 16b rigidamente portate rispettivamente dal semiasse 5 e dal semiasse 6.

Il gruppo motore-differenziale 1 può altresì comprendere un mezzi di blocco 17 configurati per bloccare il differenziale 12, cioè per rendere il portatreno 13 solidale alla carcassa 2.

In particolare i mezzi di blocco 17 comprendono un manicotto 18 portato in prossimità dalla seconda porzione 13b del portatreno 13 in modo linearmente mobile rispetto alla carcassa 2. Nella forma realizzativa descritta, il manicotto 18 è alloggiato, a scorrimento, coassialmente al semiasse destro 6 e comprende una porzione terminale 18a, rivolta verso il portatreno 13 provvista di una dentatura 102 estendentesi dalla sua superficie esterna circonferenzialmente attorno all’asse A e configurata per cooperare con una rispettiva dentatura 103 estendentesi circonferenzialmente attorno all’asse A da una superfice interna della seconda porzione 13b del portatreno 13.

Il manicotto 18 è configurato per assumere operativamente una prima posizione in cui la dentatura 102 non coopera con la dentatura 103 ed una seconda condizione in cui la dentatura 102 coopera con la dentatura 103 rendendo solidale il portatreno 13 alla carcassa 2 e dunque facendo sì che la velocità proveniente dall’albero motore 4 venga equi partita ai semiassi 5,6, annullando di fatto la funzione di differenziale. Il manicotto 18 è attuato tramite mezzi di movimentazione 19 meglio descritti nel seguito.

E’ altresì chiaro, come si evince dai disegni riportati, che il differenziale 12 possa comprendere ulteriori elementi meccanici quali anelli d’attrito, ulteriori cuscinetti volventi o reggispinta o ancora innesti non descritti per brevità essendo di per sé noti ad un tecnico del ramo.

La struttura rotante 8 comprende preferibilmente una prima porzione 8’ definente la seconda apertura 8b ed una seconda porzione 8’’ rigidamente collegata alla prima porzione 8’ e definente la prima apertura 8a.

Le due porzioni 8’, 8’’ definiscono una forma sostanzialmente cilindrica di volume 11, come sopra menzionato, e comprendono dunque ciascuna una parete laterale ed una parete assiale di dimensioni sostanzialmente simili tra le due porzioni 8’, 8’’.

La seconda porzione 8’’ della struttura rotante 8 comprende altresì una porzione di ingaggio 8’’’ estendentesi coassialmente all’asse A dalla parete assiale della seconda porzione 8’’ all’interno del volume 11. In particolare, tale porzione di ingaggio 8’’ ha diametro esterno di valore pari al diametro esterno della prima porzione 13a del portatreno 13. Una porzione terminale della porzione di ingaggio 8’’ è provvista di una dentatura 104 estendentesi dalla sua superficie esterna circonferenzialmente attorno all’asse A.

I mezzi selettori di coppia 10 sono configurati per collegare meccanicamente la dentatura 104 della struttura rotante 8 con la dentatura 101 del portatreno 13 andando a variare la velocità, e dunque la coppia, presente sulla struttura rotante 8 rispetto alla velocità, e dunque coppia, riportata al portatreno 13.

Secondo la forma esemplificativa descritta, i mezzi selettori di coppia 10 comprendono essenzialmente un albero selettore 21, un ingranaggio epicicloidale 22 rigidamente portato dall’albero selettore 21, una coppia di assiemi di ingranaggio scorrevole 23 cooperante con l’ingranaggio epicicloidale 22 ed una corona 24 portata dalla struttura rotante 8 e cooperante con l’ingranaggio epicicloidale 22 e gli assiemi di ingranaggio scorrevole 23.

In maggior dettaglio l’albero selettore 21 comprende una prima porzione d’estremità 21a in prossimità dell’apertura 8a provvista di una coppia di dentature 105, 106 realizzate estendentesi ciascuna dalla sua superficie esterna circonferenzialmente attorno all’asse A. Le dentature 105, 106 sono separate da uno spazio 26, libero, e sono configurate per cooperare selettivamente con una corrispettiva dentatura 107 realizzata sulla carcassa 2.

L’albero selettore 21 è preferibilmente alloggiato coassiale ed a scorrimento sul semiasse sinistro 5 ed è attuato tramite mezzi di movimentazione 27 tra una prima posizione (figura 1) in cui nessuna delle dentature 105, 106 ingranano con la dentatura 107, una seconda posizione (figura 4A) in cui la dentatura 106 ingrana con la dentatura 107 ed una terza posizione (figura 4B) in cui la dentatura 105 ingrana con la dentatura 107. Conseguentemente nella prima posizione l’albero selettore 21 è folle, mentre nella seconda e terza posizione l’albero selettore 21 è fisso con la carcassa 2.

L’albero selettore 21 comprende altresì una seconda porzione d’estremità 21b provvista di una dentatura 108 che si estende dalla sua superficie esterna circonferenzialmente attorno all’asse A e configurata per cooperare con una pluralità di satelliti 31 portati dall’ingranaggio epicicloidale 22.

In particolare, come meglio visibile in figura 2, i satelliti 31 sono quattro disposti a croce e supportati da rispettivi perni 32 portati rigidamente da una coppia di portatreni 33, precisamente un portatreno destro 33’ ed un portatreno sinistro 33’’. Ciascuno dei portatreno destro e sinistro 33’, 33’’ comprende sostanzialmente un disco facente da supporto ai perni 32 ed esternamente provvisto di una dentatura 109’, 109’’ configurata per cooperare con il rispettivo assieme di ingranaggio scorrevole 23, rispettivamente un assieme destro 23’ e sinistro 23’’.

La corona 24 comprende, sempre facendo riferimento a figura 2, essenzialmente una boccola cilindrica alloggiata all’interno del volume 11 e provvista di una superficie esterna cooperante a scorrimento con la superficie interna della struttura rotante 8. Tale boccola è provvista di una dentatura interna 110 che si estende dalla sua superficie interna circonferenzialmente attorno all’asse A lungo tutta la sua lunghezza e cooperante con una dentatura 111 estendentesi dalla superficie esterna di ciascuno dei satelliti 31 sopra menzionati. La corona 24 svolge dunque la funzione della cosiddetta “corona” per l’ingranaggio epicicloidale 22 mentre risulta un accoppiamento scanalato di guida per gli assiemi di ingranaggio scorrevole 23’, 23’’.

Per brevità verrà ora descritto un singolo ingranaggio scorrevole 23, l’assieme di ingranaggio scorrevole sinistro 23’’, essendo quello destro 23’ simmetrico rispetto a quest’ultimo.

L’assieme di ingranaggio scorrevole 23’’ comprende un anello dentato 35 di forma sostanzialmente tubulare e provvisto di una dentatura 112 estendentesi dalla sua superficie esterna circonferenzialmente attorno all’asse A lungo tutta la lunghezza della sua estensione lungo quest’ultimo. La dentatura 112 è configurata per cooperare con la dentatura 110 della corona 24.

L’anello dentato 35 definisce internamente un’ulteriore dentatura 113 estendentesi dalla superficie interna di una sua porzione d’estremità e configurata per cooperare selettivamente con la dentatura 104 della porzione di ingaggio 8’’’ della struttura rotante 8. L’anello dentato 35, dall’estremità opposta a quella provvista della dentatura 113, definisce internamente una sede anulare 36 configurata per cooperare una boccola dentata 37.

La boccola dentata 37 è alloggiata nella sede anulare 36 e comprende una superficie esterna configurata per cooperare a scorrimento nella sede anulare 36 ed una dentatura 114 estendentesi dalla sua superficie interna circonferenzialmente attorno all’asse A lungo tutta la lunghezza della sua estensione lungo quest’ultimo.

La dentatura 114 è configurata per cooperare costantemente con la dentatura 109’ del portatreno 33’’ e, selettivamente, con la dentatura 104 della porzione d’ingaggio 8’’’ della struttura rotante 8.

Tutte le dentature 101-114 sopra descritte possono essere, preferibilmente, dentature a denti diritti.

La boccola dentata 37 comprende altresì, sulla superficie interna non provvista di dentatura, di una pluralità di fori 34 configurati per permettere il passaggio dell’olio tra i vari elementi del gruppo motoredifferenziale 1. Simili fori possono essere previsti sull’anello dentato 35 e/o sulla corona 24.

L’albero selettore 21, l’epicicloidale 22, gli assiemi di ingranaggi scorrevoli 23’, 23’’ e la corona 24 sono lateralmente collegati tra loro per mezzo di una pluralità di anelli 38 configurati per mantenere limitare lo spostamento laterali dei vari elementi dei mezzi selettori di coppia 10 tra loro cosicché uno spostamento lungo l’asse A dell’albero selettore 21 si tramuti in un eguale spostamento l’epicicloidale 22, gli assiemi di ingranaggi scorrevoli 23’, 23’’ e la corona 24.

In particolare, primi anelli sono previsti tra albero selettore 21 e portatreni 33’, 33’’, ulteriori anelli tra questi ultimi e la boccola dentata 37, ed ulteriori tra corona 24 e anello dentato 35. In questo modo, il movimento laterale, in ambo le direzioni lungo l’asse A, viene trasmetto dall’albero 21 all’epicicloidale 22, agli assiemi di ingranaggi scorrevoli 23’, 23’’ ed alla corona 24.

Come detto, l’attuazione dell’albero selettore 21 cosi come dei mezzi di blocco 17 è effettuata da mezzi di movimentazione 19, 27 configurati per movimentare, rispettivamente, l’albero selettore 21 ed il manicotto 18 sul rispettivo semiasse 5, 6 come descritti nel seguito, facendo riferimento a fig. 2.

Per brevità, vengono descritti nel dettaglio, facendo riferimento a figura 3, i mezzi di movimentazione 27, essendo i mezzi 19 di simile realizzazione.

I mezzi di movimentazione 27 comprendono essenzialmente un braccio di supporto 39 comprendente una prima estremità 39a collegata ad un attuatore 41 ed una seconda estremità 39b provvista di una coppia di bracci 42, rispettivamente un braccio superiore ed un bracci inferiore, collegati all’albero selettore 21 dall’altra parte della dentatura 105 rispetto alla dentatura 106. Vantaggiosamente i due bracci 42 sono collegati all’albero selettore 21 per mezzo di rispettive cerniere coassiali tra loro ad un asse D perpendicolare all’asse A.

Il braccio di supporto 39 è incernierato rispetto alla carcassa 2 tramite una cerniera 40 posta in posizione intermedia tra la prima e la seconda estremità 39a, 39b del braccio stesso e configurata per permetterne la rotazione attorno ad un asse E parallelo all’asse D.

L’estremità 30a collegata all’attuatore 41 che è configurato per impartire alla stessa un moto lineare che viene impartito, invertito a causa della cerniera 40, all’albero selettore 21 per permettere l’ingranamento, o meno, di uno dei denti 105, 106 con i denti 107.

Vantaggiosamente l’attuatore 41 è un attuatore pneumatico e comprende un’asta 43 dotata da ambo le estremità di rispettivi pistoni 44 atti a scorrere in cilindri 45 coassiali tra loro e collegati ad un sistema pneumatico del veicolo. Il riempimento di uno dei cilindri 45, ed il conseguente collegamento a scarico dell’opposta, di gas in pressione permette il movimento dell’asta 43 lungo l’asse dei cilindri 45. Tale movimento dell’asta 43 viene impartito al braccio di supporto 39 e, come detto, all’albero 21.

Vantaggiosamente il gas in pressione che viene iniettato nei cilindri 45 è un gas di un sistema pneumatico del veicolo o, alternativamente, stoccato in un serbatoio in pressione dedicato.

Preferibilmente, tra i pistoni 44 ed un involucro definente i cilindri 45 sono previsti mezzi elastici 46 configurati per mantenere una posizione di riposo in cui l’albero selettore 21 non ingrana nessuna delle dentature 105, 106.

I mezzi di movimentazione 17 possono essere realizzati in modo simile, semplicemente provvisti di un singolo cilindro 45 dovendo movimentare il manicotto 18 in una sola posizione rispetto al portatreno 13.

Secondo l’invenzione, il gruppo motore-differenziale 1 comprende altresì un motore elettrico 50 alloggiato internamente al volume 3 e configurato per impartire una coppia/rotazione alla struttura rotante 8. In particolare, il motore elettrico 50 è alloggiato attorno alla struttura rotante 8 e, preferibilmente, è coassiale ad essa.

Preferibilmente il motore elettrico 50 comprende uno statore 51 portato dalla carcassa 2 ed un rotore 52 portato dalla struttura rotante 8. In maggior dettaglio, secondo la forma realizzativa descritta, il rotore 52 è rigidamente portato dalla struttura rotante 8 interposto tra le porzioni 8’, 8’’ e collegato ad esse tramite, ad esempio, mezzi filettati.

Il motore elettrico 50 può essere di qualsiasi tipologia nota che comprenda un rotore ed uno statore ed è collegato elettricamente ad una fonte di energia elettrica del veicolo in modo noto, non descritto ed illustrato meramente per brevità.

In maggior dettaglio, lo statore 51 può essere portato da un elemento cilindrico 53 portato rigidamente dalla carcassa 2 all’interno del volume 3 e definente rispetto alla carcassa 2 un volume anulare 54 entro il quale è, almeno parzialmente, alloggiato lo statore 51.

Vantaggiosamente il gruppo motore-differenziale 1 comprende mezzi di condizionamento del motore elettrico 50 configurati per mantenere quest’ultimo all’interno di un intervallo di temperatura prefissato.

Secondo la forma di realizzazione descritta, il volume anulare 54 è realizzato a tenuta rispetto alla restante parte di volume 3, ad esempio tramite guarnizioni rotanti 55 e tale volume 54 è fluidicamente collegato, tramite una coppia di tubazioni 56, ad un circuito di condizionamento idraulico configurato per immettere all’interno del volume 54 un fluido di condizionamento configurato per scambiare calore con la part di statore 512 alloggiata all’interno del volume 54.

Il funzionamento del gruppo motore-differenziale 1 secondo l’invenzione è il seguente.

In una prima condizione operativa, illustrata in figura 1, l’albero selettore 21 è posizionato in modo che la dentatura 107 della carcassa 2 sia posizionata nello spazio 26 tra le dentature 105 e 106 e che dunque l’albero selettore 21 possa ruotare folle. Conseguentemente la dentatura 104 ingrana sia con la dentatura 113 dell’anello dentato 35 che la dentatura 114 della boccola dentata 37.

In questa configurazione, il motore 50 viene controllato in modo da mettere in rotazione il rotore 52 ad una velocita/coppia predefinita, tale velocità/passa dunque alla struttura rotante 8, e, tramite le dentature 104, 113, 114, passa all’assieme di ingranaggio scorrevole sinistro 23’’ il quale trasmette la coppia alla corona 24, grazie all’ingranamento continuo tra dentatura 112 e dentatura 110 di quest’ultimo. Dalla corona 24 la coppia ritorna, identicamente a ritroso, da quest’ultimo al portatreno 13 passando per le medesime dentature dell’assieme di ingranaggio scorrevole destro 23’. Dal portatreno 13 la coppia passa ai satelliti 14 e dunque ai pignoni 16a, 16b e così ai semiassi 5, 6.

Siccome l’albero 21 in tale configurazione è folle, la coppia tramessa dalla corona 24 ai satelliti 31 visto l’accoppiamento tra le dentature 110 e 111 fa girare l’albero 21 ed i portatreni 33’, 33’’ alla medesima velocità della corona 24 stesso. In questo modo la velocità in ingresso al portatreno 13 è dunque la medesima di quella in ingresso alla struttura rotante 8.

In una seconda condizione operativa, illustrata nella figura 4A, l’albero selettore 21 è posizionato in modo che la dentatura 107 della carcassa 2 ingrani con la dentatura 106 e che dunque l’albero selettore 21 sia fisso rispetto alla carcassa 2 stessa.

Conseguentemente, la dentatura 104 ingrana con la sola dentatura 114 della boccola dentata 37 dell’assieme di ingranaggio scorrevole sinistro 32’’ mentre la dentatura 113 dell’anello dentato 35 dell’assieme di ingranaggio scorrevole destro 32’ ingrana solo il portatreno 13. Come nel caso precedente, i portatreni 33’, 33’’ sono sempre cooperanti con la boccola dentata 37 grazie all’ingranamento delle dentatura 109’, 109’’ con la dentatura 114.

In questa configurazione, la coppia dal rotore 52 passa dunque alla struttura rotante 8, passa tramite le dentature 104 e 114 alla boccola dentata 37 che così ruota relativamente all’anello dentato 35.

Dalla boccola dentata 37, tramite le dentature 114 e 109’’, la coppia passa al portatreno 33’’ e dunque, tramite i perni 32, ai satelliti 31; da questi, grazie alle dentature 111 e 110, la coppia passa alla corona 24.

Dalla corona 24 la coppia è trasmessa, grazie alle dentature 110 e 112 all’anello dentato 35 dell’assieme di ingranaggio scorrevole 32’ e da quest’ultimo, grazie alle dentature 113 e 101 arriva al portatreno 13.

Siccome l’albero 21 in tale configurazione è, come detto, fisso, l’epicicloidale 21 agisce aumentando la velocità in uscita dai satelliti 31 (e dunque abbassando il valore di coppia).

In questo modo la velocità in ingresso al portatreno 13 è maggiore di quella in ingresso alla struttura rotante 8.

In una terza condizione operativa, illustrata nella figura 4B, l’albero selettore 21 è posizionato in modo che la dentatura 107 della carcassa 2 ingrani con la dentatura 105 e che dunque l’albero selettore 21 sia fisso rispetto alla carcassa 2 stessa.

Conseguentemente, in modo speculare rispetto alla seconda condizione operativa prima descritta, la dentatura 104 ingrana con la sola dentatura 113 dell’anello dentato 35 dell’assieme di ingranaggio scorrevole sinistro 32’’ mentre la dentatura 114 della boccola dentata 37 dell’assieme di ingranaggio scorrevole destro 32’ ingrana sola il portatreno 13. Come nel caso precedente, i portatreni 33’, 33’’ sono sempre cooperanti con la boccola dentata 37 grazie all’ingranamento delle dentatura 109’, 109’’ con la dentatura 114.

In questa configurazione, la coppia dal rotore 52 passa dunque alla struttura rotante 8, passa tramite le dentature 104 e 113 all’anello dentato 35 che così ruota relativamente alla boccola dentata 37 e trascina con sé la corona 24.

Grazie alle dentature 110 e 11 la coppia passa dalla corona 31 e da questi, tramite i perni 32 al portatreno 33’. Da quest’ultimo la coppia viene trasmessa, tramite le dentature 109’ e 114 alla boccola dentata 37 dell’assieme di ingranaggio scorrevole 32’ e da questa, essendo la dentatura 114 ingranata con la dentatura 101, al portatreno 13.

Siccome l’albero 21 in tale configurazione è, come detto, fisso, l’epicicloidale 21 agisce diminuendo la velocità in ingresso ai satelliti 31 (e dunque aumentando il valore di coppia).

In questo modo la velocità in ingresso al portatreno 13 è minore di quella in ingresso alla struttura rotante 8.

L’azionamento di una specifica configurazione può avvenire a scelta dell’utente tramite relativo comando sulla plancia del veicolo o automaticamente grazie al riconoscimento di una condizione di coppia-velocità prefissata.

Una volta scelta la configurazione da impostare, l’albero selettore 21 viene movimentato tramite il braccio di supporto 39 che viene comandato dall’attuatore pneumatico 41.

In particolare, secondo la forma descritta, nella prima condizione operativa i cilindri 45 non sono in pressione per cui le molle 46 mantengono l’asta 43 in posizione neutra cosicché l’albero selettore 21 sia posizionato in modo che nessuna delle dentature 105, 106 ingrani con la dentatura 107.

Per variare posizione dell’albero selettore 21 in una tra la seconda o la terza condizione operativa, è necessario mandar gas in pressione in uno dei due cilindri che sposterà il relativo pistone 44, e dunque l’asta 43 che porterà il braccio di supporto 39 a far ruotare attorno alla cerniera 40 i bracci 42 collegati all’albero 21 che si sposterà conseguentemente lungo l’asse A.

Volendo, l’utente può attivare i mezzi di blocco 17, muovere cioè il manicotto 18 in modo che le dentature 102 e 103 ingranino tra loro rendendo il portatreno 13 solidale con i pignoni 16a, 16b e rendendo dunque uguali tra loro le velocità in uscita ai semiassi 5,6. L’azionamento del manicotto 18 è analogo a quello dei mezzi di movimentazione 27 e dunque non descritto per brevità.

Durante il summenzionato funzionamento, il fluido passante dalle tubazioni 56 nel volume 54 mantiene il motore 50 ad una temperatura, o intervallo di temperature, prefissato, e viene regolato controllando il circuito di gestione del fluido in ingresso alle tubazioni 56, in modo noto.

Secondo l’invenzione, come illustrato in figura 5 il gruppo motore-differenziale 1 può essere integrato in un assale 60 di un veicolo (non illustrato). Conseguentemente, l’assale 60 comprendente un tale gruppo motore-differenziale 1 risulta essere un assale 60 motore autonomo.

Da quanto precede, risultano evidenti i vantaggi di gruppo motore-differenziale 1 secondo l’invenzione.

L’integrazione di un motore elettrico 50 e di un sistema di differenziale 12 all’interno di una stessa carcassa 2 permette di ottenere un gruppo motore-differenziale 1 compatto, utilizzabile in ampio intervallo di coppia/velocità e dunque versatile per essere utilizzato in una molteplicità di veicoli di differente tipologia/tonnellaggio.

Inoltre il gruppo motore-differenziale 1 risulta estremamente compatto ed isolato rispetto all’ambiente esterno. In questo modo, può essere liberato spazio utile nel veicolo per l’alloggiamento di altri elementi utili, quali batterie elettriche.

Ancora, andando ad integrare quest’ultimo in un assale 60, è possibile ottenere assali motori, versatili come sopra menzionato, e totalmente sostituibili per motivi di manutenzione del veicolo.

Il gruppo motore-differenziale 1 permette, grazie ai mezzi selettori di coppia 10 di moltiplicare i rapporti di trasmissione rispetto a quelli provvisti dal cambio per definire, come nel caso descritto, tre ulteriori rapporti di trasmissione che moltiplicano quelli già esistenti grazie al cambio del veicolo.

In tal modo, è possibile prevedere un differenziale versatile per differenti tipologie di guida e carico del veicolo.

La disposizione dei mezzi selettori di coppia 10 e del differenziale 12 all’interno di una struttura rotante 8 collegata all’albero motore 3, permette di avere un basso ingombro e di mantenere al chiuso tutti gli ingranaggi dei mezzi selettori di coppia 10 e del differenziale 12 all’interno di un ambiente relativamente protetto e lubrificato.

La costruzione degli elementi dei mezzi selettori di coppia 10 comprendenti un albero selettore 21 che è il solare di un epicicloidale 22 connesso ad un solare 24 comune con ingranaggi 23 provvisti di dentature selettivamente ingranabili con la struttura rotante 8 o il differenziale 12, permette di ottenere i rapporti di trasmissione in modo estremamente compatto, di semplice montaggio e fabbricazione.

La movimentazione dell’albero selettore 21 tramite il sistema pneumo-meccanico descritto comprendente l’attuatore 41 ed il braccio di supporto 29 incernierato risulta precisa e può essere gestita con una logica automatizzabile semplificata. Inoltre, la pressione con cui attuare il braccio di supporto 29 risulta bassa grazie al leverismo della cerniera 40.

Ancora, la presenza del sistema di condizionamento del motore elettrico 50 permette di mantenere quest’ultimo in un intervallo di temperatura prefissata, in modo che lavori sempre al massimo della sua efficienza.

Risulta infine chiaro che al gruppo motoredifferenziale 1 secondo la presente invenzione possono essere apportate modifiche e varianti che tuttavia non escono dall’ambito di tutela definito dalle rivendicazioni.

In particolare, la disposizione degli elementi dei mezzi selettori di coppia 10 e del differenziale 12 all’interno del volume 11 potrebbe essere differente.

Il differenziale 12 potrebbe comprendere elementi differenti, come detto, cosi come gli ingranaggi descritti potrebbero essere di tipologie differenti, ad esempio elicoidali.

I mezzi di movimentazione 19, 27 potrebbero ovviamente essere previsti con differenti mezzi attuatori, ad esempio idraulici od elettrici.

Il motore elettrico 50, come detto, potrebbe essere di tipo qualsiasi ed il sistema di condizionamento essere realizzato in altro modo o di altra tipologia, ad esempio elettrico, tramite dispositivi termoelettrici, ad esempio celle Peltier.

Similmente, la disposizione e l’accoppiamento di statore 51 e rotore 52 con rispettivamente carcassa 2 e struttura 8 possono essere realizzati in modi e posizioni differenti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Gruppo motore-differenziale (1) per un veicolo pesante, detto gruppo motore-differenziale (1) comprendendo una carcassa (2) definente un volume interno (3) ed elemento di supporto rotante (8), un differenziale (12) e mezzi selettori di coppia (10) alloggiati in detto volume (3), detto elemento di supporto rotante (8) essendo portato in modo rotazionalmente libero da detta carcassa (2) e definendo un volume interno (11) configurato per alloggiare il detto differenziale (12) ed i detti mezzi selettori di coppia (10), detto differenziale (12) essendo configurato per suddividere una coppia in ingresso ad una coppia di alberi (5, 6) di detto veicolo, detti mezzi selettori di coppia (10) collegando detto supporto rotante (8) a detto differenziale (12) secondo una pluralità di rapporti di trasmissione differenti, detto gruppo motore-differenziale (1) comprendendo un motore elettrico (50) alloggiato in detto volume (3) e configurato per fornire una coppia/velocità a detto elemento di supporto rotante (8). 2.- Gruppo motore-differenziale secondo la rivendicazione 1, in cui detto motore elettrico (50) comprende uno statore (51) portato da detta carcassa (2) ed un rotore (52) portato da detto supporto rotante (8). 3.- Gruppo motore-differenziale secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto motore elettrico (50) è alloggiato coassialmente attorno a detto supporto rotante (8). 4.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, comprendente mezzi di condizionamento, alloggiati almeno parzialmente in detto volume (3) e configurati per mantenere detto motore elettrico (50) all’interno di un intervallo di temperatura prefissato. 5.- Gruppo motore-differenziale secondo la rivendicazione 4, in cui detti mezzi di condizionamento comprendono mezzi di condizionamento a fluido. 6.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detta pluralità di rapporti di trasmissione differenti comprende un rapporto di trasmissione neutro in cui la coppia/velocità dall’elemento rotante (8) è trasmessa uguale al differenziale (12) ed almeno un rapporto di trasmissione in cui la coppia/velocità dall’elemento rotante (8) è trasmessa in valore maggiore o minore al differenziale (12). 7.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto supporto rotante (8) comprende una prima porzione (8’) definente una prima apertura (8b) configurata per permettere il passaggio di uno di detti alberi (5,6) ed una seconda porzione (8’’), fissata in modo reversibile alla detta prima porzione (8’) e definente una seconda apertura (8a) configurata per permettere il passaggio dell’altro di detti alberi (5,6), una tra dette prima e seconda porzione (8’, 8’’) essendo collegata a detto motore elettrico (50). 8.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detti mezzi selettori di coppia (10) comprendono un albero selettore (21), una corona (24), un primo ingranaggio (22) ed una coppia di secondi ingranaggi (23’, 23’’), detto albero selettore (21) essendo collegato a detto primo ingranaggio (22), detto primo ingranaggio essendo collegato a detta corona (24), a detta coppia di secondi ingranaggi (23’, 23’’), ed ulteriormente a detta corona (24) uno di detti secondi ingranaggi (23’) collegando detto primo ingranaggio (22) a detto differenziale (12) e l’altro di detti secondo ingranaggi (23’’) collegando detto primo ingranaggio (22) a detto supporto rotante (8), detto primo ingranaggio (22) e detta coppia di secondi ingranaggi (23, 23’) modificando la coppia/velocità tra detto supporto rotante (8) e detto differenziale (12) in funzione della posizione di detto albero selettore (21) rispetto a detta carcassa (2). 9.- Gruppo motore-differenziale secondo la rivendicazione 8, in cui quando detto albero selettore (21) è configurato per assumere una prima posizione in cui è folle e detta coppia/velocità da detto albero rotante (8) è trasmessa uguale a detto differenziale (12) e per assumere almeno una seconda posizione in cui è fisso a detta carcassa (2) e detta coppia/velocità da detto albero rotante (8) è trasmessa a detto differenziale (12) aumentata o diminuita. 10.- Gruppo motore-differenziale secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detto primo ingranaggio (22) è un ingranaggio epicicloidale il cui solare è detto albero selettore (21) e comprendente una pluralità di satelliti (31) ingrananti tra detto albero selettore (21) e detta corona (24), detto ingranaggio epicicloidale comprendendo una coppia di portatreni (33’, 33’’) portati da detti satelliti (31), rispettivamente ciascuno ingranante ad uno di detti secondi ingranaggi (23’, 23’’). 11.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui detta coppia di secondi ingranaggi (23’, 23’’) comprende un anello dentato (35) esternamente costantemente ingranato con detta corona (24) ed internamente selettivamente ingranabile con detto supporto rotante (8) ed una boccola dentata (37) portata internamente a scorrimento da detto anello dentato (35) internamente costantemente ingranata con detto primo ingranaggio (22) e selettivamente ingranabile con detto differenziale (12) o detto supporto rotante (8). 12.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui detti mezzi selettori di coppia (10) comprendono una pluralità di mezzi di contenimento laterale (38) interposti tra detto albero selettore (21) e detto un primo ingranaggio (22), tra detto primo ingranaggio e detta coppia di secondi ingranaggi (23’, 23’’) e tra detta coppia di secondi ingranaggi (23’, 23’’) e detta corona (24), detta pluralità mezzi di contenimento laterale (38) mantenendo a pacco detti mezzi selettori di coppia (10) cosicché un movimento di detto albero selettore (21) corrisponda ad un eguale movimento di tutti gli altri elementi. 13.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle precedenti rivendicazioni, comprendente mezzi di bloccaggio (17) configurati per bloccare la funzione di detto differenziale (12). 14.- Gruppo motore-differenziale secondo una delle rivendicazioni da 8 a 13, comprendente mezzi di movimentazione (27) configurati per movimentare detto albero selettore (21), detti mezzi di movimentazione (27) comprendenti un braccio di supporto (39) collegato a detto albero selettore (21) ed un attuatore (41) configurato per movimentare detto braccio di supporto (39). 15.- Gruppo differenziale secondo la rivendicazione 13, in cui detto braccio di supporto (39) comprende una prima estremità (39a) collegata a detto attuatore (41), una seconda estremità (39b) incernierata a detto albero selettore (21) e essendo incernierato in una posizione intermedia tra dette estremità (39a, 39b) a detta carcassa (2).