IT9019973A1

IT9019973A1 - TRANSMISSION GROUP FOR VEHICLES EQUIPPED WITH LOGARITHMIC TYPE COUPLINGS

Info

Publication number: IT9019973A1
Application number: IT019973A
Authority: IT
Inventors: Marco Nuti
Original assignee: Piaggio Veicoli Europ
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1991-10-09
Also published as: IT9019973A0; IT1239471B

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

dell'invenzione industriale dal titolo: of the industrial invention entitled:

"Gruppo di trasmissione per veicoli provvisto di innesti di tipo logaritmico". "Transmission group for vehicles equipped with logarithmic couplings".

RIASSUNTO SUMMARY

Un gruppo di trasmissione per veicoli in cui organi di tramsissione sono inseribili per trasmettere il moto fra un albero primario collegato al motore primo e un albero secondario collegato alle ruote del veicolo comprende dispositivi di inserimento, del tipo a nastro o similari, per gli organi di trasmissione, atti ad amplificare l'azione di comando su di essi esercitata. L'adozione di tali dispositivi consente di poter effettuare il cambio del rapporto di trasmissione in detto gruppo senza dover ricorrere a innesti a frizione che scolleghino detto albero primario da detto albero secondario. A transmission unit for vehicles in which transmission members can be inserted to transmit motion between a primary shaft connected to the prime mover and a secondary shaft connected to the wheels of the vehicle comprises insertion devices, of the belt type or similar, for the transmission, designed to amplify the command action exerted on them. The adoption of these devices makes it possible to change the transmission ratio in said group without having to resort to friction clutches which disconnect said primary shaft from said secondary shaft.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione concerne un gruppo di trasmissione del moto per veicoli provvisto di dispositivi di innesto del tipo logaritmico. The present invention relates to a motion transmission unit for vehicles provided with coupling devices of the logarithmic type.

Le uniche applicazioni fino ad oggi sviluppate a livello industriale per gli innesti a nastro riguardano la realizzazione di alcuni tipi destinati all'uso su macchinari industriali, quali macchine di sollevamento, laminatoi ed altri. The only applications developed to date at an industrial level for belt couplings concern the realization of some types intended for use on industrial machinery, such as lifting machines, rolling mills and others.

In ogni caso detti innesti servono a rendere solidali ad un albero rotante organi come pulegge o ingranaggi normalmente folli sull'albero stesso. In any case, said clutches serve to make organs such as pulleys or gears which are normally idle on the shaft integral with a rotating shaft.

Su una delle due parti da coìlegare è normalmente fissata l'ultima spira di un nastro metallico fucinato avvolto ad elica intorno ad un tamburo solidale all'albero rotante. Quando non si ha innesto, il nastro, che, dato il suo spessore, ha notevole rigidezza propria, forma un'elica rigida che circonda il tamburo e si sostiene su di esso senza toccarlo. On one of the two parts to be connected, the last coil of a forged metal strip is normally fixed, wound in a helix around a drum integral with the rotating shaft. When there is no graft, the tape, which, given its thickness, has its own considerable stiffness, forms a rigid helix that surrounds the drum and rests on it without touching it.

L'altra estremità del nastro è generalmente collegata ad una leva conformata ad L la quale è fulcrata alla penultima spira del nastro in modo tale che esercitando con forza anche lieve sull'estremità libera di detta leva, l'ultima spira del nastro viene a serrarsi sul tamburo provocando così il successivo serraggio di tutte le altre spire e quindi, in definitiva, il bloccaggio fra loro delle due parti da collegare, in virtù di una forza di attrito che si sviluppa fra nastro e tamburo con legge esponenziale in funzione dell'angolo di contatto; per tale motivo questi dispositivi vengono anche comunemente denominati dispositivi di innesto di tipo logaritmico. The other end of the belt is generally connected to an L-shaped lever which is pivoted to the penultimate coil of the belt in such a way that by exerting even a slight force on the free end of said lever, the last coil of the belt is tightened on the drum thus causing the subsequent tightening of all the other coils and therefore, ultimately, the locking between them of the two parts to be connected, by virtue of a friction force that develops between the belt and the drum with an exponential law as a function of the angle contact; for this reason these devices are also commonly referred to as logarithmic type coupling devices.

E' noto peraltro l'impiego di cambi automatici a gradini nell'uso corrente per trasmissioni di autoveicoli allo scopo di facilitare la guida di questi ultimi. However, the use of step automatic gearboxes in current use for motor vehicle transmissions is known in order to facilitate driving of the latter.

Tali cambi di velocità sono d'altra parte relativamente ocmplessi e sono giustificati solo per alcune categorie di autovetture. L'azionamento del cambio è come noto possibile in questi casi senza l'impiego di un innesto di frizione che scolleghi il motore primo dagli organi di trasmissione. On the other hand, such speed changes are relatively complex and are justified only for certain categories of passenger cars. As is known, the gearbox can be operated in these cases without the use of a friction clutch which disconnects the prime mover from the transmission components.

Scopo della presente invenzione è proporre un gruppo di trasmissione per veicoli nel quale sia possibile il cambio dei rapporti di trasmissione senza l'impiego di un innesto di frizione e tramite un'architettura molto semplice. The object of the present invention is to propose a transmission unit for vehicles in which it is possible to change the transmission ratios without using a clutch engagement and by means of a very simple architecture.

Tale scopo viene raggiunto mediante un gruppo di trasmissione per veicoli in cui organi di trasmissione sono inseribili per trasmettere il moto fra un albero primario collegato al motore primo ed un albero secondario collegato alle ruote del veicolo comprendente dispositivi di innesto di detti organi di trasmissione atti ad amplificare l'azione di comando su di essi esercitata, detti dispositivi di innesto essendo di tipo Iogaritmico ed essendone innescato il funzionamento mediante l'applicazione di forze di pressione che tendano a frenare organi meccanici connessi ad una estremità di ognuno di detti innesti. This object is achieved by means of a transmission unit for vehicles in which transmission members can be inserted to transmit motion between a primary shaft connected to the prime mover and a secondary shaft connected to the wheels of the vehicle comprising engagement devices for said transmission elements adapted to amplify the control action exerted on them, said clutch devices being of the hyogarithmic type and their operation being triggered by applying pressure forces which tend to brake mechanical members connected to one end of each of said clutches.

Le caratteristiche tecniche ed ulteriori vantaggi appariranno più chiaramente dalla seguente descrizione illustrativa e non limitativa riferita ai disegni in cui: The technical characteristics and further advantages will appear more clearly from the following illustrative and non-limiting description referring to the drawings in which:

la fig. 1 è una vista in sezione di un gruppo di trasmissione secondo l'invenzione, e fig. 1 is a sectional view of a transmission unit according to the invention, and

la fig. 2 è una vista in sezione del gruppo di trasmissione della figura precedente effettuata secondo il piano di traccia I-I. fig. 2 is a sectional view of the transmission unit of the previous figure taken along the plane I-I.

Riferendosi alle figure, viene indicata con 11 la puleggia attraverso la quale proviene il moto dal motore primo, non illustrato in figura, e attraverso la quale si trasmette all'albero 12, ad essa vincolato mediante il profilo scanalato 13. L'albero 12 è altresì vincolato alla ruota dentata 14 e ai due dischi 15 e 16 i quali sono rispettivamente collegati ad una estremità di un nastro 17 e di un nastro 18, facenti parte di innesti logaritmici, mediante i due perni 19 e 20. With reference to the figures, 11 indicates the pulley through which the motion of the prime mover comes, not shown in the figure, and through which it is transmitted to the shaft 12, which is constrained to it by means of the splined profile 13. The shaft 12 is also constrained to the toothed wheel 14 and to the two discs 15 and 16 which are respectively connected to one end of a belt 17 and a belt 18, forming part of logarithmic couplings, by means of the two pins 19 and 20.

I nastri 17 e 18 sono collegati, con l'altra loro estremità, rispettivamente agli elementi a disco, 21 e 22, mediante gli altri due perni 23 e 24. The tapes 17 and 18 are connected, with their other ends, to the disk elements 21 and 22 respectively, by means of the other two pins 23 and 24.

Detti elementi a disco 21 e 22 sono liberi di ruotare, a innesti sciolti, intorno ai tamburi, 25 e 26, solidali alle due ruote dentate 27 e 28. Said disc elements 21 and 22 are free to rotate, with loose couplings, around the drums 25 and 26, integral with the two toothed wheels 27 and 28.

La ruota dentata 14 ingrana con la ruota dentata 29, la quale trasmette il moto all'albero 30 soltanto in una direzione, grazie alla ruota libera 31 interposta fra detta ruota dentata 29 e detto albero 30. Quest'ultimo comprende solidalmente l'ingranaggio 32 ed è altresì vincolato stabilmente con la puleggia 33 di supporto delle due ruote dentate 34 e 35 che ingranano con le ruote 27 e 28 precedentemente viste. The toothed wheel 14 meshes with the toothed wheel 29, which transmits motion to the shaft 30 only in one direction, thanks to the free wheel 31 interposed between said toothed wheel 29 and said shaft 30. The latter integrally comprises the gear 32 and it is also stably constrained with the pulley 33 supporting the two toothed wheels 34 and 35 which mesh with the wheels 27 and 28 previously seen.

L'ingranaggio 32 è a sua volta accoppiato all'ingranaggio 36, solidale all'albero di uscita 37 della trasmissione. The gear 32 is in turn coupled to the gear 36, integral with the output shaft 37 of the transmission.

In fig, 2 vediamo Illustrati 1 due attuatori elettromagnetici 38 e 39 che, quando eccitati, esercitano delle forze di attrito sulle corone periferiche dei due elementi a disco 21 e 22. In fig, 2 we see illustrated 1 two electromagnetic actuators 38 and 39 which, when energized, exert frictional forces on the peripheral crowns of the two disc elements 21 and 22.

Ad elettromagneti diseccitati il moto proveniente tramite la puleggia 11, del motore primo, si trasmette attraverso la coppia di ingranaggi 14 e 29 all'albero ausiliario 30 e da questo, attraverso la coppia di ingranaggi 32 e 36, all'albero di uscita 37 collegato alle ruote del veicolo. With the electromagnets de-energized, the motion coming through the pulley 11 of the prime mover is transmitted through the pair of gears 14 and 29 to the auxiliary shaft 30 and from this, through the pair of gears 32 and 36, to the output shaft 37 connected to the wheels of the vehicle.

Il rapporto di trasmissione interno al gruppo che si realizza in questa situazione è pari al prodotto dei rapporti dati dalla coppia di ruote dentate 14 e 29 e dalla coppia 32 e 36; quest'ultimo rapporto essendo fra l'altro sempre presente qualunque sia la configurazione operativa della tramsissione in oggetto. Appena viene eccitato l'elettromagnete 38 il rapporto totale fra il numero di giri per unità di tempo dell'albero primario 12 e quello dell'albero secondario 37 si riduce; infatti viene a vincolarsi sull'albero 12 la ruota dentata 27 grazie all'attivazione dell'innesto a nastro 17; quest'ultimo si serra sul tamburo 25 in quanto l'azione di attrito sviluppata dall'elettromagnete 38 sull'elemento a disco 21 provoca un rallentamento della velocità angolare di tale disco e quindi, in definitiva, il serraggio dell'ultima spira, e poi man mano di tutte le altre del nastro stesso sul tamburo. L'albero 12 diviene quindi solidale alla ruota 27 mediante il blocco unico che viene a costituirsi fra il disco 15, il nastro 17 e il tamburo 25, solidali appunto alla ruota dentata 27. The transmission ratio inside the unit which is achieved in this situation is equal to the product of the ratios given by the pair of toothed wheels 14 and 29 and by the pair 32 and 36; this latter relationship being among other things always present whatever the operational configuration of the transmission in question. As soon as the electromagnet 38 is energized, the total ratio between the number of revolutions per unit of time of the primary shaft 12 and that of the secondary shaft 37 is reduced; in fact the toothed wheel 27 is constrained on the shaft 12 thanks to the activation of the belt clutch 17; the latter tightens on the drum 25 since the friction action developed by the electromagnet 38 on the disc element 21 causes a slowing down of the angular velocity of this disc and therefore, ultimately, the tightening of the last coil, and then gradually of all the others of the same belt on the drum. The shaft 12 then becomes integral with the wheel 27 by means of the single block formed between the disc 15, the belt 17 and the drum 25, integral with the toothed wheel 27.

Essendo il rapporto fra il numero dei denti della ruota dentata 27 e 34 maggiore di quello esistente fra la ruota dentata 14 e 29, l'albero ausiliario 30 viene portato in rotazione ad una velocità angolare superiore e la ruota 29 viene praticamente ad essere svincolata dall'albero 30 in virtù della presenza della ruota libera 31. Ovviamente anche l'albero finale 37 viene a ruotare ad una velocità superiore, esistendo, come prima detto, un rapporto di riduzione fisso fra i due alberi 30 e 37. Since the ratio between the number of teeth of the toothed wheel 27 and 34 is greater than that existing between the toothed wheel 14 and 29, the auxiliary shaft 30 is rotated at a higher angular speed and the wheel 29 is practically released from the shaft 30 by virtue of the presence of the free wheel 31. Obviously, the final shaft 37 also rotates at a higher speed, there being, as previously mentioned, a fixed reduction ratio between the two shafts 30 and 37.

Il passaggio ad una velocità ancora superiore avviene semplicemente diseccitando l'elettromagnete 38 ed eccitando in sua vece l'elettromagnete 39; ciò provoca lo sblocco dell'Innesto a nastro 17 ed il blocco, con un meccanismo analogo a quello precedentemente descritto, dell'innesto a nastro 18. Conseguentemente il moto si trasmette dall'albero primario 12 all'albero ausiliario 30 attraverso la coppia di ruote dentate 28 e 35, la quale presenta un rapporto del numero dei denti ancora superiore a quelli delle precedenti coppie in presa, pertanto sarà superiore anche la velocità dell'albero ausiliario 30 e dell'albero finale 37. The passage to an even higher speed occurs simply by de-energizing the electromagnet 38 and energizing the electromagnet 39 in its stead; this causes the release of the belt clutch 17 and the blocking, with a mechanism similar to that previously described, of the belt clutch 18. Consequently, the motion is transmitted from the primary shaft 12 to the auxiliary shaft 30 through the pair of wheels teeth 28 and 35, which has a ratio of the number of teeth even higher than those of the previous meshing couples, therefore the speed of the auxiliary shaft 30 and the final shaft 37 will also be higher.

Le forze di attrito che innescano il blocco degli innesti a nastro possono ovviamente essere generate tramite mezzi diversi da quelli elettromagnetici sopra descritti, anche il numero degli innesti e delle coppie di ruote dentate in presa può ovviamente essere superiore o inferiore a quello dell'esempio illustrato. The frictional forces that trigger the blocking of the belt couplings can obviously be generated by means other than the electromagnetic ones described above, also the number of couplings and pairs of engaged toothed wheels can obviously be higher or lower than that of the example illustrated .

Claims

CLAIMS 1. Transmission unit for vehicles in which transmission members can be inserted to transmit motion between a primary shaft connected to the prime mover and at least one secondary shaft connected to the wheels of the vehicle, characterized in that it comprises coupling devices for said transmission members adapted to amplify the action of the command exerted on them, said coupling devices being of the logarithmic type, and their operation being triggered by the application of pressure forces which tend to brake mechanical members connected to one end of each of said couplings the.

2. Transmission unit for vehicles according to claim 1, characterized in that it comprises at least one pair of toothed wheels in which one toothed wheel is stably constrained to said primary shaft and the other toothed wheel is connected to another shaft of said transmission by means of a device capable of transmitting motion only in one direction of rotation.

3. Transmission unit for vehicles according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises two of said coupling devices of the logarithmic type adapted to rotate gear wheels with gears to said primary shaft.

4. Transmission unit for vehicles according to one of the preceding claims, characterized in that said coupling devices of the logarithmic type are controlled by means of actuators of the electromagnetic type.

5. Transmission unit for vehicles according to claim 2, characterized in that said device capable of transmitting motion in a single direction of rotation consists of a free wheel interposed between said toothed wheel and said shaft of said transmission.

6. Transmission unit for vehicles according to the preceding claims, characterized in that it comprises a primary shaft, connected to a prime mover, an auxiliary shaft and a secondary shaft connected to the wheel of the vehicle, said primary shaft driving said auxiliary shaft and said shaft secondary; a first toothed wheel and two coupling devices for two further toothed wheels being integral with said primary shaft, said first toothed wheel being in engagement with a device, provided on said auxiliary shaft, capable of transmitting motion only in one direction of rotation , said further toothed wheels engaging with a respective gear provided on said auxiliary shaft when said clutch device is driven, said auxiliary shaft being stably connected with said secondary shaft by means of a pair of constant ratio gears.

7. Transmission unit for vehicles according to the preceding claims, characterized in that said coupling devices of the logarithmic type are each constituted by a wound belt extending along a cylindrical surface.

8. Transmission unit for vehicles according to claims 1 to 6, characterized in that said coupling devices of the logarithmic type each consist of wound wire extending along a cylindrical surface.

9. Transmission unit for vehicles according to claims 7 or 8, characterized in that said coupling device with tape or wire wound has one end connected with a first disk integral with said primary shaft and the other end connected with a second disk integral with one of said further toothed wheels and free to rotate with it around said primary shaft until said clutch is controlled by one of said actuators.

10. Transmission unit for vehicles according to claim 9, characterized in that said actuator controls said clutch by generating pressure forces on said second disk integral with said further toothed wheel.

11. Transmission unit for vehicles substantially as described and illustrated in the attached drawing tables.