IT202100007916A1 - Motozappatrice con dotazione di ruote dentate intercambiabili per molteplici rapporti di velocita - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto una motozappatrice azionata da motore endotermico, con trasmissione meccanica in bagno d'olio ad una o pi? velocit? di lavoro in cui, attraverso lo scambio o la sostituzione di una serie di ruote dentate in dotazione alla macchina stessa, si possono variare le velocit? con un semplice intervento sulla macchina eseguibile dall'operatore stesso anche sul campo.

Nell'attuale panorama delle motozappatrici con cambio meccanico sono disponibili macchine ad uso professionale con tre marce di lavoro ed una retromarcia, macchine semiprofessionali con due marce di lavoro ed una retromarcia infine macchine hobbistiche con una sola marcia avanti e talvolta senza retromarcia; in proporzione al numero di marce aumentano le dimensioni, il peso ed il costo della macchina.

Nel segmento delle macchine semiprofessionali, con numero massimo di due marce, sorge nei costruttori la difficolt? nella scelta dei rapporti da assegnare alle due marce: il dubbio ? se prevedere due marce di lavoro entrambe per la fresatura oppure prevedere una sola marcia di fresatura ed una marcia lenta per lavori di sarchiatura/aratura-assolcatura.

Sorge poi il problema legato all'area geografica di destinazione, alla morfologia del terreno, al tipo di coltivazioni, alla stagionalit?; il soddisfare le varie esigenze passa talvolta attraverso la realizzazione di versioni speciali di macchine con specifici rapporti di velocit? e questo dal punto di vista industriale costituisce un serio problema.

Allestire un cambio con velocit? diverse nelle marce significa rifare ingranaggi con nuove dentature il cui numero pu? variare da 4 a 7 secondo gli schemi cinematici adottati; talvolta, in presenza di ingranaggi a pi? fascie dentate affiancate, i limiti di costruzione portano a pesanti compromessi nella scelta delle velocit?.

Con il presente trovato si intende superare ogni tipo di limite nella definizione di un rapporto di velocit? cos? da permettere l'adeguamento della macchina ai vari fattori stagionali, geografici, climatici o agronomici.

La soluzione sta nel fatto che il progetto della macchina prevede, oltre al cambio base che si sviluppa sui primi due assi, un rinvio del moto ad un terzo asse della trasmissione con la possibilit? di intervenire su questa coppia di ruote dentate per variare i rapporti di velocit?.

Con lo scambio fra loro delle due ruote dentate si ottiene una prima variazione dei rapporti delle marce presenti; se poi si d? in dotazione un'altra coppia di ruote dentate, diverse dalle precedenti, si ottengono ulteriori due rapporti.

In una versione di motozappatrice con la dotazione di due ruote dentate in lavoro e di due ruote riposte in stand-by all'interno della trasmissione, alloggiate sul coperchio di chiusura, si va a moltiplicare per quattro il numero delle marce di partenza.

Come si vedr? nel corso della descrizione, la sostituzione o lo scambio delle ruote dentate ? molto semplice e pu? essere eseguito dall'operatore stesso.

Il trovato viene illustrato in una tipica ma non esclusiva esecuzione di cambio base dotato di una retromarcia e di una sola marcia di lavoro.

La figura 1 di tavola 1 rappresenta un assieme della motozappatrice con indicazione schematica della dislocazione delle ruote dentate intercambiabili.

In tavola 2 viene rappresentata la sezione longitudinale completa del carter cambio con annessa parte della trasmissione fresa.

Alla figura 3 di tavola 3 viene mostrata la trasmissione dopo la rimozione del coperchio di chiusura mentre le figure 4 e 5 mostrano in dettaglio detto coperchio In tavola 4 sono rappresentate le combinazioni degli accoppiamenti delle ruote dentate in dotazione e di una eventuale coppia opzionale in versione lentissima. Il gruppo trasmissione della presente motozappatrice, predisposta per accogliere ruote dentate intercambiabili per la variazione della velocit? in adeguamento alle esigenze di zappatura e/o sarchiatura, si compone di un gruppo carter cambio (7) e di un gruppo trasmissione fresa (8).

Al gruppo cambio (7) viene flangiato il motore endotermico (4) che funge da propulsore mentre nella parte inferiore del gruppo trasmissione fresa (8) fuoriesce l'albero porta fresa (6) sul quale, a destra ed a sinistra, vengono applicati i rotori portazappe (5).

Fra motore endotermico (4) ed albero primario (9) ? inserita la frizione (10) per l'innesto e disinnesto del moto da attuare con leva di comando ad azione mantenuta; in questo esempio costruttivo trattasi di frizione a disco conico, di tipo inverso, cio? normalmente disinnestata.

Sull'albero primario (9) sono ricavate due dentature che sono rispettivamente il pignone conduttore per la retromarcia (9a) ed il pignone conduttore (9b) per la marcia avanti (in questo esempio una sola avanmarcia, come gi? detto).

La dentatura (9a) dell'albero primario ingrana ed ? sempre in presa con la fascia dentata (11a) dell'ingranaggio ozioso della retromarcia (11), la cui seconda dentatura (11b) pu? entrare in ingranamento con l'ingranaggio (12) allorch? quest'ultimo, scorrevole sull'albero secondario (2), viene portato in posizione di retromarcia.

Sono appunto le tre posizioni assunte dall'ingranaggio scorrevole (12) sull'albero secondario (2) a definire le marce: nella posizione indicata in tav.2 (tratto marcato) detto scorrevole ingrana con il pignone (9b) e riceve il moto per la marcia avanti; nella posizione in tratteggiato l'ingranaggio scorrevole (12) ingrana con la dentatura (11b) e riceve il moto per la retromarcia.

Esiste poi una posizione intermedia, stabile di folle, dove l'ingranaggio scorrevole (12) non ? in presa con alcuna dentatura e l'albero secondario (2) non viene posto in rotazione.

L'albero secondario (2) ? scanalato ed ? supportato dai due cuscinetti (13) e (14); all'esterno del cuscinetto (14) l'albero si prolunga con una porzione a sbalzo, anchessa scanalata, sulla quale ? calettata la ruota dentata (R1).

Questa ruota dentata (R1) risulta vincolata assialmente fra l'anello d'arresto (15) e la ruota dentata (R3) che, infilata nel perno (16) riportato sul coperchio (1), funge da rondella di spallamento.

La presenza di un certo gioco assiale fra (R1) ed (R3), le superfici dure temperate di queste ruote dentate, la presenza di olio lubrificante fanno s? che gli eventuali strisciamenti non producono usure.

Il moto che attraverso il cambio arriva alla ruota dentata (R1) viene poi trasmesso alla sua ruota dentata coniugata (R2) che si trova calettata sulla estremit? calettata (3e) dell'albero terziario (3) in modo del tutto uguale a quello sopra descritto; detto albero terziario termina all'altra estremit?, all'interno della trasmissione, con il pignone della coppia conica superiore (Cs).

La catena cinematica della trasmissione del moto si conclude poi con la coppia conica inferiore (Ci) la cui corona, calettata sull'albero portazappe (6), trasmette il moto alle zappette o altri utensili di lavoro equivalenti e/o alternativi.

Sul coperchio di chiusura (1) sono riportati (avvitati o piantati) due perni di centraggio (16) sui quali si infilano le ruote dentate (R3) ed (R4) in dotazione alla macchina e che si trovano come in un magazzino portatile, in stand-by pronte ad essere utilizzate al bisogno.

L'anello O Ring (17), alloggiato nella gola del perno (16), fa pressione sul diametro interno della ruota dentata (Ri) ivi accoppiata, recupera i giochi di accoppiamento ed evita l'insorgere di vibrazioni.

L'interasse "I" con il quale vengono posizionati i due perni (16) sul coperchio di chiusura (1) ? uguale all'interasse di lavoro sul carter cambio "I2-3" ,fra gli alberi (2) e (3); i perni (16) per? non risultano allineati agli assi del carter cambio ma sono decentrati.

Questa scentratura ? voluta per impedire il trascinamento delle ruote in stand-by da parte di quelle ad esse contrapposte in rotazione in quanto le forze tangenziali che si generano per effetto dell'attrito o del trascinamento viscoso dell'olio lubrificante, in questa posizione finiscono con l'annullarsi a vicenda; le ruote dentate in stand-by rimangono ferme e fungono solo da rasamento frontale nei confronti delle prospicenti ruote dentate in lavoro.

Se il numero di denti Z1 e Z2 delle ruote dentate (R1) ed (R2) fossero fra loro uguali la coppia avrebbe un unico rapporto di trasmissione "r = 1" ; se il numero di denti fra le due ruote ? diverso, si hanno due distinti rapporti a secondo del ruolo assegnato alle ruote dentate.

Ponendo come conduttrice la ruota con minor numero di denti si ottiene una riduzione di velocit? (rapporto r < 1), invertendo l'accoppiamento si ottiene un aumento della velocit? (rapporto r > 1).

Differenziando il numero di denti delle due coppie di ruote dentate si ottengono quattro rapporti che vanno poi combinati con quelli del cambio base: se il cambio avesse due marce avanti si avrebbero a disposizione otto rapporti di velocit? in avanmarcia.

Nello schema di tav.4 fig. 8 viene mostrata una coppia di ruote dentate con rapporto di riduzione piuttosto spinto: viene previsto per particolari lavorazioni quali la sarchiatura o l'assolcatura per la semina allorch?, in luogo dei rotori a zappette, all'albero (6) vengono applicate le ruote di trazione.

In questo caso la seconda combinazione, quella in moltiplica, darebbe luogo a velocit? molto elevate, in particolare la retromarcia risulterebbe molto superiore al valore massimo prescritto dalla Normativa prodotto; per ragioni di sicurezza viene pertanto previsto un perno (18) che impedisce il montaggio della ruota dentata di maggior diametro con funzione di ruota conduttrice.

Quando l'operatore vuole adeguare il rapporto di velocit? alle proprie esigenze lavorative deve semplicemente posizionare la motozappatrice, a motore spento, su una superficie dura e non cedevole, ribaltare la macchina in avanti fino ad appoggiare al suolo il paraurti motore, verificare la stabilit? della macchina e procedere allo smontaggio del coperchio di chiusura (1) svitando tutte le viti che lo fissano al carter cambio.

Dopo la preventiva consultazione del manuale d'uso e/o dell'etichetta riportata sulla macchina, l'operatore pu? eseguire l'inversione della coppia di ruote dentate accoppiate in lavoro oppure eseguire lo scambio con la coppia presente sul coperchio (1).

L'unica difficolt?, per meglio dire disagio, ? quella di manipolare ingranaggi unti d'olio; nel rimontaggio l'operatore deve prestare attenzione alla tenuta dell'olio e cio? che la guarnizione O Ring (19), dalla forma sagomata secondo profilo coperchio, risulti correttamente alloggiata nella propria sede.

Il massimo beneficio di questo trovato si riscontra nelle motozappatrici ad una o due velocit? di lavoro; in una macchina a tre velocit? pu? perdere significato in quanto si aggiunge costo ad una versione gi? costosa e con il rischio, molto probabile, di ritrovarsi con molte sovrapposizioni nei dodici rapporti delle velocit? ottenibili.

Il layout connesso allo schema cinematico che richiede il terzo albero, comporta un maggior costo del carter trasmissione che tuttavia risulta compensato dal fatto che sia gli ingranaggi del cambio che le ruote dentate di dotazione sono di semplicissima esecuzione e con diametri ridotti rispetto agli ingranaggi delle macchine con cambio su due soli assi.

Ulteriore beneficio consiste nella standardizzazione della macchina in quanto non ? pi? necessario produrre versioni lente, veloci o per specifiche aree geografiche; le particolari richieste di clienti "esigenti" possono venire soddisfatte con un Kit, anche after- market, composto da una semplicissima coppia di ruote dentate.

Claims (7)

RIVENDICAZIONI

1. Motozappatrice con dotazione di ruote dentate intercambiabili per molteplici rapporti di velocit? in cui il moto di lavoro viene trasmesso dal motore endotermico (4) all'albero portazappe (6) attraverso una catena cinematica comprendente gli ingranaggi del cambio (9a)/(9b) e (12) rispettivamente sull'albero primario e su quello secondario, le ruote dentate intercambiabili (Ri) che vanno a collegare il secondo albero con il terzo, una coppia conica superiore (Cs), una coppia conica inferiore (Ci) ed in cui il sistema di intercambiabilit? delle ruote dentate coinvolge e comprende:

- l?estremit? scanalata (2e) dell'albero secondario (2);

- l'estremit? scanalata (3e) del terzo albero (3);

- le coppie di ruote dentate (R1)/(R2); (R3)/(R4); ecc.;

- il coperchio di chiusura (1);

- la coppia di perni (16) che supportano le ruote dentate inattive;

e caratterizzato dal fatto che:

- reclinando la motozappatrice in avanti, con motore appoggiato a terra, si pu? rimuovere il coperchio di chiusura (1) senza che fuoriesca olio dal carter cambio;

- sulla parete interna del coperchio di chiusura (1) sono riportate le ruote dentate intercambiabili (R3), (R4) semplicemente infilate sui perni di supporto (16);

- le ruote dentate attive (R1), (R2) risultano facilmente accessibili e possono venire scambiate fra loro o sostituite con quelle presenti sul coperchio di chiusura;

- le combinazioni a due a due delle quattro ruote dentate di dotazione portano a quadruplicare i rapporti di velocit? a disposizione;

- ulteriori rapporti sono realizzabili con la semplice progettazione di una coppia di ruote dentate, inseribili in qualsivoglia momento senza alcun intervento sulla configurazione base della macchina.

2. Motozappatrice secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il calettamento fra le ruote dentate intercambiabili (Ri) e le estremit? (2e) e (3e) degli alberi secondario e terziario ? realizzato tramite un profilo scanalato a pi? denti, della medesima misura fra i due alberi e costruito con accoppiamento leggermente libero.

3. Motozappatrice secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che scambiando fra loro le ruote dentate in presa sulle estremit? degli alberi (2e) e (3e) si passa da un rapporto di velocit? in riduzione ad un rapporto in moltiplica o viceversa; l'entit? della variazione di velocit? ? ovviamente in relazione ai numero di denti delle rispettive ruote dentate.

4. Motozappatrice secondo la rivendicazione 3 caratterizzata da un perno di impedimento (18), all'interno del carter cambio, che inibisce il montaggio sulla estremit? (2e) del secondo albero (2) di una ruota dentata di diametro troppo grande in modo da non sviluppare velocit? elevate e pericolose.

5. Motozappatrice secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che l'esecuzione standard di questo tipo di macchina prevede la dotazione di quattro ruote dentate intercambiabili a due a due; due di loro sono operative perch? in accoppiamento sulla estremit? degli alberi (2e), (3e), le altre due sono in stand-by, all'interno del carter cambio, infilate sui perni di supporto (16) a ridosso della parete interna del coperchio di chiusura (1).

6. Motozappatrice secondo la rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che i perni di supporto (16) avvitati sul coperchio (1) non sono posizionati in allineamento con gli assi degli alberi (2) (3) ma risultano disassati al fine di prevenire trascinamenti in rotazione per effetto dell'attrito fra facce frontali contrapposte di ruote dentate in rotazione e ruote dentate ferme.

7. Motozappatrice secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che il coperchio di chiusura (1), facilmente rimovibile per lo scambio o sostituzione delle ruote dentate, alloggia in una sua cava frontale un anello O Ring , con forma sagomata secondo il profilo perimetrale del coperchio, per una tenuta sicura dell'olio della trasmissione.