ITBO20070634A1 - Riduttore, particolarmente del tipo epicicloidale - Google Patents

Description

RIDUTTORE, PARTICOLARMENTE DEL TIPO EPICICLOIDALE.

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un riduttore, particolarmente del tipo epi cicloidale.

Oggigiorno, sono numerose le tipologie di riduttori presenti sul mercato, tutte presentanti lo stesso schema di funzionamento: siano essi ad assi paralleli, a vite senza fine, epicicloidali, o altro, ognuno di loro comprende infatti una cassa per il supporto girevole ed il contenimento di un albero d’ingresso e di un albero d’uscita; fra tali alberi sono interposti uno o più stadi di riduzione per portare la velocità di rotazione, trasferita in entrata all’albero d’ingresso da un motore ad esso associato, ad un valore ridotto per l’albero d’uscita.

Ai fini dell'accoppiamento tra il riduttore e il suddetto motore, qualora questo sia montato a flangia, le case produttrici forniscono, appunto, una serie di flange, ognuna specifica per una grandezza/tipo di motore, che realizzano il collegamento tra la cassa del motore e quella del riduttore. Per l'accoppiamento dei due alberi, quello del motore e quello di entrata del riduttore, viene tipicamente utilizzato un normale giunto elastico, che unisce appunto l'albero del motore e quello di entrata del riduttore, e che permette di compensare eventuali disallineamenti fra motore e riduttore.

Tra le varie tipologie esistenti di riduttori, è immediato rilevare il sempre maggiore successo ottenuto dai riduttori epicicloidali, una particolare tipologia, caratterizzata dalla capacità di trasmettere coppie e potenze elevate, pur presentando dimensioni di ingombro e pesi contenuti, se posti a confronto con le altre categorie di riduttori, in particolare quelli ad assi paralleli e quelli a vite senza fine.

L'ingombro contenuto, che rappresenta un indubbio punto di forza per una varietà di situazioni applicative, determina al tempo stesso una debolezza, qualora questi prodotti debbano essere utilizzati per installazioni nelle quali rivesta particolare importanza la cosiddetta capacità termica del riduttore. Per capacità termica si intende l'attitudine alla trasmissione all'esterno, come calore, della potenza dissipata all'interno per i vari attriti, senza superare il livello di temperatura ritenuto accettabile per il riduttore nel suo complesso. Si tratta di una caratteristica strettamente connessa alle dimensioni delle superfici esterne del riduttore, ed è così immediato rilevare come le ridotte dimensioni del riduttore epicicloidale (normalmente apprezzate, in molte altre applicazioni), e quindi la ridotta ampiezza della superficie esterna del riduttore, si traducano in questo caso in una limitazione anziché in un vantaggio.

Per ovviare a questo inconveniente, una soluzione nota, impiegata per i riduttori paralleli e ortogonali, è quella di fornire il riduttore stesso di una ventola, la cui installazione però, per la contestuale presenza del giunto elastico, è possibile solo a patto di aumentare significativamente l'ingombro complessivo del dispositivo.

Si tratta quindi di una soluzione che comporta un significativo incremento degli ingombri del riduttore, andando inoltre ad incidere sul costo complessivo, vista la complicazione strutturale.

Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un riduttore, nel quale l'utilizzo di una ventola consenta comunque di mantenere le caratteristiche di ingombro ridotto e semplicità strutturale del riduttore stesso, e del suo accoppiamento al motore da cui è azionato.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di proporre un riduttore che assicuri un'elevata affidabilità di funzionamento.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un riduttore che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di comune reperibilità in commercio.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un riduttore di costi contenuti, di relativamente semplice realizzazione pratica e di sicura applicazione.

Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da un riduttore, particolarmente del tipo epi cicloidale, comprendente una cassa per il supporto girevole e il contenimento di un albero d'ingresso, di un albero di uscita e di almeno uno stadio di riduzione interposto tra essi, detto albero d'ingresso essendo rotante per mezzo di un albero di azionamento di un motore, associabile solidalmente e coassialmente a detto albero di ingresso, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una ventola, disposta sostanzialmente coassiale a detto albero di ingresso, in prossimità di detto riduttore, supportata, anche indirettamente, da uno di detti alberi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del riduttore secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente il riduttore secondo il trovato, in alzato laterale e parzialmente sezionato secondo un piano assiale, del tipo epicicloidale coassiale;

la figura 2 illustra schematicamente il dispositivo secondo il trovato, in alzato laterale e parzialmente sezionato secondo un piano assiale, del tipo epicicloidale ad assi concorrenti.

Con riferimento alle figure citate, il riduttore secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una cassa 2 per supportare in modo girevole e contenere un albero di ingresso 3, connesso ad un albero di uscita 4 per mezzo di almeno uno stadio di riduzione 5. L'albero di ingresso 3 è posto in rotazione da un albero di azionamento 6 di un motore 7, che può essere associato in modo solidale, e coassiale, all'albero di ingresso 3.

Secondo il trovato, il riduttore 1 comprende almeno una ventola 8, disposta in modo coassiale all'albero di ingresso 3 (e all'albero di azionamento 6), in prossimità del riduttore 1 per raffreddarlo; la ventola 8 è supportata anche indirettamente da uno dei suddetti alberi 3, 6.

Vantaggiosamente, il riduttore 1 secondo il trovato comprende almeno un giunto rigido 9, sostanzialmente assialsimmetrico, per il collegamento dell'albero d'ingresso 3 del riduttore 1 all'albero di azionamento 6 del motore 7.

Nelle figure allegate, a scopo illustrativo e non limitativo dell'applicazione del riduttore 1 secondo il trovato, vengono proposte due possibili realizzazioni: nella figura 1, la ventola 8 è applicata ad un riduttore 1 del tipo epicicloidale coassiale, mentre nella figura 2 è applicata ad un riduttore 1 del tipo epicicloidale ad assi concorrenti.

In particolare, la ventola 8 può essere solidalmente supportata, direttamente dall'albero di ingresso 3 del riduttore 1, assieme al quale può ruotare per raffreddarlo, la ventola 8 è quindi indirettamente azionata dal motore 7 stesso, attivandosi così, utilmente, automaticamente durante il funzionamento del riduttore 1, per la riduzione della velocità di rotazione dell'albero di uscita 4.

Opportunamente, come evidenziato nelle figure allegate, in una soluzione realizzativa alternativa, di particolare interesse applicativo, la ventola 8 è invece solidalmente supportata dal giunto rigido 9, risultando quindi supportata indirettamente da uno dei suddetti alberi 3, 6 (a loro volta solidali al giunto rigido 9), per esempio dall'albero di ingresso 3, di nuovo, quindi, la ventola 8 viene indirettamente azionata dal motore 7 stesso.

Più particolarmente, il giunto rigido 9 può impegnarsi in modo rigido, in una sua prima estremità 9a, con l'estremità dell'albero d'ingresso 3 opposta allo stadio di riduzione 5, mentre, nella seconda estremità 9b, si impegna in modo rigido con la superficie esterna dell'albero di azionamento 6 del motore 7.

Per realizzare il collegamento, in una prima soluzione realizzativa, la prima estremità 9a, del giunto rigido 9, si impegna in modo rigido, come illustrato nelle figure allegate, in una rispettiva sede 3a, definita internamente all'albero di ingresso 3, che è del tipo "a bicchiere", mentre la seconda estremità 9b, del giunto rigido 9, è internamente cava, per impegnarsi rigidamente con la superficie esterna dell'albero di azionamento 6 del motore 7.

In una soluzione realizzativa alternativa, il giunto rigido 9 è sostanzialmente un manicotto, e la prima estremità 9a e la seconda estremità 9b sono quindi entrambe cave internamente, per l'accoppiamento rigido, rispettivamente, con la superficie esterna dell'albero d'ingresso 3, e con la superficie esterna dell'albero di azionamento 6 del motore 7.

Vantaggiosamente, qualunque sia la soluzione realizzativa scelta per il giunto rigido 9, il riduttore 1 secondo il trovato comprende dei mezzi per la lubrificazione delle superfici che sono tra loro associate, per realizzare l'accoppiamento rigido della prima estremità 9a del giunto rigido 9 stesso all'albero d'ingresso 3 del riduttore 1.

In particolare, i mezzi di lubrificazione comprendono almeno una scanalatura longitudinale, definita su almeno una delle superfici tra loro associate per l'adduzione del liquido lubrificante, per esempio grasso, olio o emulsioni; la scanalatura può essere realizzata sia su una sola, a scelta, delle due superfici tra loro accoppiate, che su entrambe, disponendole ovviamente reciprocamente affacciate; in ogni caso, si rende così possibile la lubrificazione, senza la necessità di smontare le diverse parti coinvolte. Opportunamente, il riduttore 1 secondo il trovato comprende almeno un corpo scatolare 10, sostanzialmente di forma tubolare, per il collegamento della cassa 2 del riduttore 1 alla carcassa 11 del motore 7, al cui interno è alloggiata, almeno parzialmente, la ventola 8.

Più particolarmente, il corpo scatolare 10 è associabile, in prossimità di una sua estremità, ad una prima flangia 12 per il collegamento del corpo scatolare 10 alla carcassa 11 del motore 7; il corpo scatolare 10 è poi solidalmente accoppiabile, in prossimità dell'altra sua estremità, ad almeno una seconda flangia 13, per esempio mediante imbullonatura, per il collegamento alla cassa 2 del riduttore 1.

La modularità che contraddistingue, come descritto, il collegamento della cassa 2 del riduttore 1 alla carcassa 11 del motore 7, consente di ridurre, per il collegamento stesso, il grado di personalizzazione da prevedere a progetto, necessario per adeguarsi alla variabilità dei motori 7. L'unico componente, infatti, che deve variare in funzione della tipologia e delle dimensione della carcassa 11 del motore 7, è la prima flangia 12, mentre la seconda flangia 13 e il corpo scatolare 10 sono standard, garantendo, di conseguenza, la possibilità di ridurre il numero di componenti da approvvigionare e mantenere in giacenza.

Vantaggiosamente, la ventola 8 comprende una pluralità di pale 14, che sono solidalmente connesse ad un mozzo 15, girevole, in modo solidale, coassialmente all'albero di ingresso 3 del riduttore 1 secondo il trovato, in particolare, ciascuna pala 14 è connessa al mozzo 15 tramite mezzi per l'accoppiamento amovibile.

Più particolarmente, il mozzo 15 è costituito da due elementi tubolari 15a, 15b disposti in modo coassiale, e i mezzi per l'accoppiamento amovibile comprendono una pluralità di bulloni 16, ognuno dei quali consente il serraggio, amovibile, di una porzione di estremità di una pala 14 tra le due basi, reciprocamente affacciate, dei due elementi tubolari 15a, 15b.

In questo modo, la ventola 8 è sostanzialmente componibile, al fine di contenere i costi degli stampi e la varietà delle diverse pale 14 da mantenere a magazzino. Inoltre, la soluzione realizzativa proposta consente di variare a piacimento l'orientamento delle pale 14, in sede di montaggio, qualora sia richiesto dal particolare tipo di applicazione.

Diversamente dalla soluzione proposta, risulta palese dalla descrizione fatta del riduttore 1 secondo il trovato (e in particolare della ventola 8, delle pale 14 e della loro connessione al mozzo 15, supportato dall'albero d'ingresso 3 del riduttore), come sia comunque possibile realizzare la ventola 8 in un unico blocco monolitico, qualora per il prodotto dovessero essere previsti volumi di vendita di particolare rilevanza, tali da giustificare i relativi, e necessari, investimenti.

Il funzionamento del riduttore 1 secondo il trovato risulta evidente da quanto descritto ed illustrato e, in particolare, risulta evidente come la ventola 8 possa ruotare solidalmente all'albero di ingresso 3 e all'albero di azionamento 6, o perché direttamente calettata sull'albero di ingresso 3, o perché supportata dal giunto rigido 9, raffreddando così il riduttore 1 stesso, durante il suo funzionamento, anche senza l'utilizzo di supporti più ingombranti come giunti elastici, garantendo così una sensibile riduzione degli ingombri radiale ed assiale, mantenendo al tempo stesso contenuti i costi.

Tutto ciò è ottenuto senza incidere negativamente sulle prestazioni della ventola 8 (e quindi sulla sua capacità di dirigere un idoneo flusso di aria sulla superficie esterna del riduttore 1) e senza togliere nulla alla semplicità ed efficacia della soluzione di applicazione del motore 7 sul riduttore 1, garantendo nel contempo a quest'ultimo una bassa temperatura di esercizio, consentendo così l'utilizzo di riduttori 1 di tipo epi cicloidale, apprezzati, come illustrato in precedenza, per il vantaggioso rapporto peso/potenza, anche laddove la capacità termica sia un requisito fondamentale.

Si è in pratica constatato come il riduttore 1 secondo il trovato, assolva pienamente il compito prefissato, in quanto, il montaggio della ventola 8 coassialmente all'albero d'ingresso 3 del riduttore 1 e all'albero di azionamento 6 del motore 7, consente di evitare il ricorso a giunti elastici e ad elementi aggiuntivi di supporto.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri tecnicamente equivalenti.

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Riduttore, particolarmente del tipo epicicloidale, comprendente una cassa (2) per il supporto girevole e il contenimento di un albero d'ingresso (3), di un albero di uscita (4) e di almeno uno stadio di riduzione (5) interposto tra essi, detto albero d'ingresso (3) essendo rotante per mezzo di un albero di azionamento (6) di un motore (7), associabile solidalmente e coassialmente a detto albero di ingresso (3), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una ventola (8), disposta sostanzialmente coassiale a detto albero di ingresso (3), in prossimità di detto riduttore (1), supportata, anche indirettamente, da uno di detti alberi (3, 6).
2. 2. Riduttore, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un giunto rigido (9), sostanzialmente assial simmetrico, per il collegamento di detto albero di ingresso (3) di detto riduttore (1) all'albero di azionamento (6) del motore (7).
3. 3. Riduttore, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detta almeno una ventola (8) è solidalmente supportata da detto albero di ingresso (3) di detto riduttore (1).
4. 4. Riduttore, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detta almeno una ventola (8) è solidalmente supportata da detto giunto rigido (9), essendo quindi supportata indirettamente da uno di detti alberi (3, 6) solidali a detto giunto rigido (9).
5. 5. Riduttore, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto giunto rigido (9) comprende una prima estremità (9a), rigidamente impegnabile con l'estremità di detto albero di ingresso (3), opposta a detto almeno uno stadio di riduzione (5), la seconda estremità (9b) di detto giunto rigido (9) essendo rigidamente impegnabile con l'albero di azionamento (6) del motore (7).
6. 6. Riduttore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi per la lubrificazione delle superfici tra loro associate, per l'accoppiamento di detta prima estremità (9a) di detto giunto rigido (9) a detto albero d'ingresso (3), detti mezzi di lubrificazione comprendendo almeno una scanalatura longitudinale, definita su almeno una delle superfici tra loro associate, per l'adduzione di fluido lubrificante.
7. 7. Riduttore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un corpo scatolare (10), sostanzialmente tubolare, per il collegamento di detta cassa (2) di detto riduttore (1) alla carcassa (11) del motore (7), detta ventola (8) essendo alloggiata almeno parzialmente all'interno di detto corpo scatolare (10).
8. 8. Riduttore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo scatolare (10) è solidalmente associabile, in prossimità di una sua estremità, ad una prima flangia (12) per il collegamento di detto corpo scatolare (10) alla carcassa (11) del motore (7), detto corpo scatolare (10) essendo solidalmente accoppiabile, in prossimità dell'altra sua estremità, ad almeno una seconda flangia (13), per il collegamento di detto corpo scatolare (10) a detta cassa (2) di detto riduttore (1).
9. 9. Riduttore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta ventola (8) comprende una pluralità di pale (14), solidalmente connesse ad un mozzo (15), girevole coassialmente a detto albero di ingresso (3) di detto riduttore (1), detta ventola (8) comprendendo mezzi per l'accoppiamento amovibile di ciascuna di dette pale (14) a detto mozzo (15). Riduttore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto mozzo (15) è costituito da due elementi tubolari (15a, 15b) coassialmente disposti, detti mezzi per l'accoppiamento amovibile comprendendo una pluralità di bulloni (16), ciascuna di dette pale (14) essendo serrabile, in una sua porzione di estremità, tra le due basi affacciate di detti due elementi tubolari (15a, 15b), per mezzo di uno di detti bulloni (16).