ITBO20010626A1

ITBO20010626A1 - MECHANICAL TRANSMISSION

Info

Publication number: ITBO20010626A1
Application number: IT2001BO000626A
Authority: IT
Inventors: Ponti Andrea Bartolucci
Original assignee: Ponti Andrea Bartolucci
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-12

Description

D E S C R I Z IO N E DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale of the patent for industrial invention

La presente invenzione è relativa ad una trasmissione meccanica. The present invention relates to a mechanical transmission.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione, per esempio, in un variatore meccanico di velocità e/o in un cambio meccanico per veicoli. The present invention finds advantageous application, for example, in a mechanical speed variator and / or in a mechanical gearbox for vehicles.

Scopo della presente invenzione è di realizzare una trasmissione meccanica che sia di semplice ed economica attuazione . The object of the present invention is to provide a mechanical transmission which is simple and economical to implement.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una trasmissione meccanica interposta tra un albero motore di ingresso ed un albero condotto di uscita montati per ruotare in modo continuo attorno ad un primo e, rispettivamente, un secondo asse con una prima e, rispettivamente, una seconda velocità angolare, e caratterizzata dal fatto di comprendere una slitta interposta tra i detti alberi motore e condotto; primi mezzi di accoppiamento interposti tra l'albero motore e la slitta per trasformare il moto rotatorio dell'albero motore in un moto rettilineo alternativo della slitta comprendente una corsa di andata ed una corsa di ritorno presentanti una lunghezza determinata; e secondi mezzi di accoppiamento interposti tra la slitta e l'albero condotto per trasformare il detto moto rettilineo alternativo nel moto rotatorio dell'albero condotto; i detti secondi mezzi di accoppiamento comprendendo un primo ed un secondo albero montati per oscillare, sotto la spinta della detta slitta, attorno al detto secondo asse e, rispettivamente, ad un terzo asse sostanzialmente parallelo al secondo asse stesso; ed una prima ed una seconda ruota libera dentata accoppiabili in maniera angolarmente fissa ai detti primo e, rispettivamente, secondo albero ed ingrananti fra loro; la detta prima ruota libera essendo accoppiata in modo angolarmente fisso al detto albero condotto. According to the present invention, a mechanical transmission is provided interposed between an input drive shaft and an output driven shaft mounted to rotate continuously around a first and, respectively, a second axis with a first and, respectively, a second angular speed. , and characterized in that it comprises a slide interposed between said driving and driven shafts; first coupling means interposed between the driving shaft and the slide for transforming the rotary motion of the driving shaft into a reciprocating rectilinear motion of the slide comprising a forward stroke and a return stroke having a given length; and second coupling means interposed between the slide and the driven shaft for transforming said reciprocating rectilinear motion into the rotary motion of the driven shaft; the said second coupling means comprising a first and a second shaft mounted to oscillate, under the thrust of the said slide, around the said second axis and, respectively, to a third axis substantially parallel to the second axis itself; and a first and a second toothed free wheel which can be coupled in an angularly fixed manner to said first and, respectively, second shaft and meshing with each other; said first free wheel being coupled in an angularly fixed manner to said driven shaft.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

la figura 1 illustra, in vista prospettica schematica, una preferita forma di attuazione della trasmissione meccanica della presente invenzione; e la figura 2 è una sezione trasversale di un particolare della figura 1. Figure 1 is a schematic perspective view of a preferred embodiment of the mechanical transmission of the present invention; and figure 2 is a cross section of a detail of figure 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicata, nel suo complesso, una trasmissione meccanica interposta tra un albero 2 motore di ingresso, il quale è montato per ruotare in modo continuo, sotto la spinta di un dispositivo di azionamento di tipo noto e non illustrato e con una velocità angolare determinata, attorno ad un proprio asse 3 longitudinale, ed un albero 4 condotto di uscita, che è montato per ruotare in modo continuo, sotto la spinta della trasmissione 1 e con una velocità angolare determinata, attorno ad un proprio asse 5 longitudinale sostanzialmente trasversale all'asse 3 stesso. With reference to Figure 1, 1 indicates, as a whole, a mechanical transmission interposed between an input motor shaft 2, which is mounted to rotate continuously, under the thrust of an actuation device of a known type and not. illustrated and with a determined angular speed, around its own longitudinal axis 3, and an output driven shaft 4, which is mounted to rotate continuously, under the thrust of the transmission 1 and with a determined angular speed, around its own longitudinal axis 5 substantially transverse to the axis 3 itself.

La trasmissione 1 comprende un manovellismo 6 comprendente, a sua volta, una prima manovella 7 fissata all'albero 2 per ruotare in modo continuo attorno all'asse 3, una seconda manovella 8 montata per oscillare attorno ad un asse 9 sostanzialmente parallelo all'asse 3 stesso, ed una biella 10 estendentesi tra due assi 11 e 12 sostanzialmente paralleli agli assi 3 e 9, e di cui l'asse 11 è l'asse di rotazione della biella 10 rispetto alla manovella 7 e l'asse 12 è l'asse di rotazione della biella 10 rispetto alla manovella 8. The transmission 1 comprises a crank mechanism 6 comprising, in turn, a first crank 7 fixed to the shaft 2 to rotate continuously around the axis 3, a second crank 8 mounted to oscillate around an axis 9 substantially parallel to the axis 3 itself, and a connecting rod 10 extending between two axes 11 and 12 substantially parallel to the axes 3 and 9, and of which the axis 11 is the rotation axis of the connecting rod 10 with respect to the crank 7 and the axis 12 is the axis of rotation of the connecting rod 10 with respect to the crank 8.

La trasmissione 1 comprende, inoltre, una slitta 13 comprendente, a sua volta, una cremagliera 14, la quale si estende in una direzione 15 sostanzialmente ortogonale agli assi 3 e 5, ed è collegata alla manovella 8 tramite un elemento 16 di aggancio definito da un pattino 17, che è accoppiato in maniera scorrevole alla manovella 8 per compiere spostamenti rettilinei lungo la manovella 8 stessa secondo modalità che verranno meglio illustrate nel seguito, ed è incernierato ad una estremità libera della cremagliera 14 per ruotare, rispetto alla cremagliera 14 stessa, attorno ad un asse 18 di fulcro sostanzialmente parallelo agli assi 11 e 12. The transmission 1 also comprises a slide 13 comprising, in turn, a rack 14, which extends in a direction 15 substantially orthogonal to the axes 3 and 5, and is connected to the crank 8 by means of a coupling element 16 defined by a shoe 17, which is coupled in a sliding manner to the crank 8 to perform rectilinear movements along the crank 8 itself in a manner that will be better illustrated below, and is hinged to a free end of the rack 14 to rotate, with respect to the rack 14 itself, around a fulcrum axis 18 substantially parallel to the axes 11 and 12.

Tramite la manovella 8, quindi, viene impartito alla cremagliera 14 un moto rettilineo alternativo, il quale viene realizzato nella direzione 15, e comprende una corsa di andata ed una corsa di ritorno di lunghezza determinata, durante le quali la cremagliera 14 viene guidata tramite un elemento 19 di guida definito da una staffa 20, che si estende a sbalzo da una piastra 21 piana ortogonale all'asse 5, è conformata sostanzialmente ad L, e si estende attorno alla cremagliera 14 stessa. By means of the crank 8, therefore, an reciprocating rectilinear motion is imparted to the rack 14, which is carried out in the direction 15, and comprises a forward stroke and a return stroke of determined length, during which the rack 14 is guided by means of a guide element 19 defined by a bracket 20, which extends cantilevered from a flat plate 21 orthogonal to axis 5, is substantially L-shaped, and extends around the rack 14 itself.

La cremagliera 14 è collegata, inoltre, all'albero 4 tramite un dispositivo 22 di accoppiamento comprendente due alberi 23, 24, i quali si estendono attraverso la piastra 21 parallelamente all'asse 5, sono accoppiati in maniera girevole ed assialmente fissa alla piastra 21 stessa, e di cui l'albero 23 è disposto al disopra dell'albero 24 in posizione coassiale all'albero 4, e l'albero 24 presenta un asse 25 longitudinale sostanzialmente parallelo all'asse 5 stesso. The rack 14 is also connected to the shaft 4 by means of a coupling device 22 comprising two shafts 23, 24, which extend through the plate 21 parallel to the axis 5, are rotatably coupled and axially fixed to the plate 21 itself, and of which the shaft 23 is arranged above the shaft 24 in a coaxial position with the shaft 4, and the shaft 24 has a longitudinal axis 25 substantially parallel to the axis 5 itself.

Ciascun albero 23, 24 è provvisto, in corrispondenza di una propria prima estremità libera, di un rocchetto 26, il quale è calettato sul relativo albero 23, 24, presenta un diametro sostanzialmente pari al diametro dell'altro rocchetto 26, ed ingrana con la cremagliera 14 in modo da impartire al relativo albero 23, 24, a seguito del moto rettilineo alternativo della cremagliera 14 stessa, un moto oscillatorio attorno al relativo asse 5, 25. Each shaft 23, 24 is provided, in correspondence with its own first free end, with a spool 26, which is keyed onto the relative shaft 23, 24, has a diameter substantially equal to the diameter of the other spool 26, and meshes with the rack 14 so as to impart to the relative shaft 23, 24, following the reciprocating rectilinear motion of the rack 14 itself, an oscillatory motion around the relative axis 5, 25.

In uso, durante la corsa di andata della cremagliera 14, ciascun rocchetto 26 compie una oscillazione in senso orario; mentre, durante la corsa di ritorno della cremagliera 14, ciascun rocchetto 26 compie una oscillazione in senso antiorario. In use, during the forward stroke of the rack 14, each spool 26 oscillates in a clockwise direction; while, during the return stroke of the rack 14, each spool 26 oscillates counterclockwise.

Con riferimento alle figure 1 e 2, ciascun albero 23, 24 è, inoltre, provvisto, in corrispondenza di una propria seconda estremità libera, di una ruota 27, 28 libera comprendente una ruota 29, 30 dentata, la quale presenta un diametro sostanzialmente pari al diametro dell'altra ruota 29, 30 in modo da ingranare con l'altra ruota 29, 30 stessa, è accoppiata in modo assialmente fisso al relativo albero 23, 24, ed è accoppiata angolarmente al relativo albero 23, 24 stesso tramite l'interposizione di un arpionismo 31, 32. With reference to Figures 1 and 2, each shaft 23, 24 is also provided, at its own second free end, with a free wheel 27, 28 comprising a toothed wheel 29, 30, which has a diameter substantially equal to to the diameter of the other wheel 29, 30 so as to mesh with the other wheel 29, 30 itself, is axially fixedly coupled to the relative shaft 23, 24, and is angularly coupled to the relative shaft 23, 24 itself through the interposition of a harpoon 31, 32.

L'arpionismo 31, 32 comprende una ruota 33, 34 dentata a denti di sega calettata sul relativo albero 23, 24, ed un arpione 35, 36 incernierato alla relativa ruota 29, 30 per oscillare, rispetto alla relativa ruota 29, 30 stessa, attorno ad un asse 37, 38 di fulcro sostanzialmente parallelo agli assi 5 e 25. The ratchet 31, 32 comprises a wheel 33, 34 toothed with saw teeth keyed on the relative shaft 23, 24, and a pawl 35, 36 hinged to the relative wheel 29, 30 to oscillate, with respect to the relative wheel 29, 30 itself, around a fulcrum axis 37, 38 substantially parallel to the axes 5 and 25.

Gli arpionismi 31, 32 sono disposti in modo tale che: The ratchets 31, 32 are arranged in such a way that:

durante la corsa di andata della cremagliera 14, vale a dire quando gli alberi 23, 24 oscillano in senso orario attorno ai relativi assi 5, 25, l'arpione 35 impegni, sotto la spinta di una molla non illustrata, un dente della ruota 33 per spostare la ruota 29 in senso orario attorno all'asse 5, e l'arpione 36 scorra sul dorso dei denti della ruota 34 in modo tale che la ruota 30 risulti folle rispetto alla ruota 34 stessa e possa, quindi, spostarsi, sotto la spinta della ruota 29, in senso antiorario attorno all'asse 25; e during the forward stroke of the rack 14, i.e. when the shafts 23, 24 oscillate clockwise around the relative axes 5, 25, the pawl 35 engages, under the thrust of a spring not shown, a tooth of the wheel 33 to move the wheel 29 clockwise around the axis 5, and the pawl 36 slides on the back of the teeth of the wheel 34 so that the wheel 30 is neutral with respect to the wheel 34 itself and can therefore move under the thrust of wheel 29, counterclockwise around axis 25; And

durante la corsa di ritorno della cremagliera 14, vale a dire quando gli alberi 23, 24 oscillano in senso antiorario attorno ai relativi assi 5, 25, l'arpione 36 impegni, sotto la spinta di una molla non illustrata, un dente della ruota 34 per spostare la ruota 30 in senso antiorario attorno all'asse 25, e l'arpione 35 scorra sul dorso dei denti della ruota 33 in modo tale che la ruota 29 risulti folle rispetto alla ruota 33 stessa e possa, quindi, spostarsi, sotto la spinta della ruota 30, in senso orario attorno all'asse 5. during the return stroke of the rack 14, i.e. when the shafts 23, 24 oscillate counterclockwise around the relative axes 5, 25, the pawl 36 engages, under the thrust of a spring not shown, a tooth of the wheel 34 to move the wheel 30 counterclockwise around the axis 25, and the pawl 35 slides on the back of the teeth of the wheel 33 so that the wheel 29 is neutral with respect to the wheel 33 itself and can therefore move under the thrust of wheel 30, clockwise around axis 5.

Di conseguenza, le due ruote 27, 28 libere consentono di impartire alle ruote 29, 30 un moto rotatorio continuo in senso orario e, rispettivamente, in senso antiorario attorno all'asse 5 e, rispettivamente, attorno all'asse 25. Consequently, the two free wheels 27, 28 allow to impart to the wheels 29, 30 a continuous rotary motion in a clockwise and, respectively, anticlockwise direction around the axis 5 and, respectively, around the axis 25.

La ruota 29 è montata, inoltre, su di un cannotto 39, il quale è coassiale all'asse 5, si estende attorno ad almeno parte dell'albero 23, ed è accoppiato in modo angolarmente fisso ed assialmente scorrevole all'albero 4 tramite un accoppiamento 40 prismatico in modo da impartire all'albero 4 stesso un moto rotatorio continuo in senso orario attorno all'asse 5. The wheel 29 is also mounted on a sleeve 39, which is coaxial with the axis 5, extends around at least part of the shaft 23, and is coupled in an angularly fixed and axially sliding manner to the shaft 4 by means of a prismatic coupling 40 so as to impart to the shaft 4 itself a continuous rotary motion in a clockwise direction around the axis 5.

La trasmissione 1 trova vantaggiosa applicazione in un variatore meccanico di velocità, in cui l'assieme costituito dalla slitta 13, dalla piastra 21, e dal dispositivo 22 di accoppiamento della slitta 13 con l'albero 4 viene spostato in una direzione 41 sostanzialmente parallela agli assi 5 e 25 sotto la spinta di un dispositivo di azionamento di tipo noto e non illustrato conformato in modo da variare in modo continuo la posizione della cremagliera 14 rispetto all'asse 9. The transmission 1 finds advantageous application in a mechanical speed variator, in which the assembly consisting of the slide 13, the plate 21, and the device 22 for coupling the slide 13 with the shaft 4 is moved in a direction 41 substantially parallel to the axes 5 and 25 under the thrust of an actuation device of a known type and not illustrated, shaped in such a way as to continuously vary the position of the rack 14 with respect to axis 9.

A questo proposito, è opportuno precisare che, per un valore determinato della velocità angolare dell'albero 2, la velocità angolare dell'albero 4 diminuisce quando la cremagliera 14 viene spostata verso l'asse 9 in modo da ridurre la lunghezza delle sue corse di andata e ritorno, ed aumenta quando la cremagliera 14 viene allontanata dall'asse 9 in modo da aumentare tale lunghezza. In this regard, it should be noted that, for a determined value of the angular velocity of shaft 2, the angular velocity of shaft 4 decreases when the rack 14 is moved towards axis 9 so as to reduce the length of its strokes of there and back, and increases when the rack 14 is moved away from the axis 9 so as to increase this length.

La trasmissione 1 trova, inoltre, vantaggiosa applicazione in un cambio meccanico di velocità per veicoli quando il dispositivo di azionamento (non illustrato) sopra menzionato è conformato in modo da variare a passo ed in modo discreto la posizione della cremagliera 14 rispetto all'asse 9. In questo caso, la trasmissione 1 consente di evitare, nella fase di cambio della marcia, il disaccoppiamento tra gli alberi 2 e 4 tipico dei cambi meccanici di tipo noto. The transmission 1 also finds advantageous application in a mechanical gearbox for vehicles when the actuation device (not illustrated) mentioned above is shaped so as to vary the position of the rack 14 with respect to the axis 9 step by step and in a discrete manner. In this case, the transmission 1 makes it possible to avoid, during the gear change phase, the decoupling between the shafts 2 and 4 typical of known mechanical gearboxes.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Mechanical transmission interposed between an input drive shaft (2) and an output driven shaft (4) mounted to rotate continuously around a first and, respectively, a second axis (3, 5) with a first and , respectively, a second angular velocity, and characterized in that it comprises a slide (13) interposed between said driving and driven shafts (2, 4); first coupling means (6) interposed between the drive shaft (2) and the slide (13) to transform the rotary motion of the drive shaft (2) into a reciprocating rectilinear motion of the slide (13) comprising a forward and a return stroke having a given length; and second coupling means (22) interposed between the slide (13) and the driven shaft (4) to transform said reciprocating rectilinear motion into the rotary motion of the driven shaft (4); the said second coupling means (22) comprising a first and a second shaft (23, 24) mounted to oscillate, under the thrust of the said slide (13), around the said second axis (5) and, respectively, to a third axis (25) substantially parallel to the second axis (5) itself; and a first and a second toothed free wheel (27, 28) which can be coupled in an angularly fixed manner to said first and, respectively, second shaft (23, 24) and meshing with each other; the said first free wheel (27) being coupled in an angularly fixed manner to the said driven shaft (4). 2.- Transmission according to Claim 1, wherein said first and second freewheels (27, 28) have respective diameters equal to each other. 3.- Transmission according to claim 1 or 2, wherein said first coupling means (6) comprise a first crank (7) carried by said drive shaft (2) to rotate around said first axis (3), a second crank (8) rotatably mounted to oscillate around a fourth axis (9), and a connecting rod (10) hinged to said first and second cranks (7, 8); the said slide (13) being connected to the said second crank (8). 4.- Transmission according to Claim 3, wherein said slide (13) comprises a rack (14) and an element (16) for hooking the rack (14) itself to said second crank (8); the said coupling element (16) being coupled in a sliding manner to the second crank (8), and the rack (14) being hinged to the coupling element (16) to oscillate, with respect to the coupling element (16) itself, around a fifth axis (18). 5.- Transmission according to Claim 4, wherein said first and second shafts (23, 24) are provided with respective sprockets (26) meshing with said rack (14) and having respective further diameters equal to each other. 6.- Transmission according to any one of the preceding claims, wherein said first and second freewheels (27, 28) comprise a first and, respectively, a second ratchet (31, 32) shaped in such a way that, during each of said outward and return strokes, the first and second freewheels (27, 28) are coupled one in an angularly fixed way and the other in a rotatable way to the relative first and second shafts (23, 24). 7.- Transmission according to any one of the preceding claims, wherein said second coupling means (22) comprise prismatic means (40) for sliding and angularly fixed coupling together of said first free wheel (27) and said shaft duct (4). 8.- Transmission according to any one of the preceding claims, in which said first, fourth and fifth axles (5, 9, 18) are substantially parallel to each other. 9. A mechanical variator comprising a mechanical transmission as claimed in any one of claims 1 to 8; and actuator means adapted to continuously vary said length in order to vary said second angular velocity in relation to a determined value of said first angular velocity. 10. A mechanical gearbox comprising a mechanical transmission as claimed in any one of claims 1 to 8; and actuator means adapted to discreetly vary said length in order to vary said second angular velocity in relation to a determined value of said first angular velocity.