ITBO980444A1 - Gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico . - Google Patents

Description

D E S C R I Z ION E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico per il pilotaggio del sistema idraulico di sterzatura di navi, macchine movimento terra, macchine asfaltatrici, macchine agricole di grosse dimensioni e similari, a cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

Come è noto, i gruppi di sterzatura a funzionamento elettrico attualmente in commercio comprendono una scatola di protezione a tenuta stagna, un albero montato girevole attraverso una delle pareti della scatola di protezione tramite l'interposizione di cuscinetti di rotolamento, ed un sensore di posizione dell'albero alloggiato all'interno della scatola di protezione stessa. L'estremità dell'albero che sporge all'esterno della scatola di protezione è predisposta per essere accoppiata ad un volante o similare, mentre il sensore di posizione dell'albero, normalmente costituito da un potenziometro collegato all'albero tramite una cascata di ingranaggi, è atto a fornire in uscita un segnale elettrico funzione della posizione angolare dell'albero rispetto ad una posizione di riferimento determinata.

Il gruppo di sterzatura comprende inoltre un dispositivo frenante per contrastare la rotazione dell'albero attorno al proprio asse longitudinale, ed un canotto di protezione il quale si estende dalla parete della scatola di protezione coassialmente al citato albero a supporto e parziale copertura della porzione dell'albero che sporge dalla scatola di protezione stessa .

Ai gruppi di sterzatura a funzionamento elettrico è ovviamente collegata una centralina elettronica di controllo atta a comandare il sistema idraulico di sterzatura del veicolo in funzione del segnale elettrico proveniente dal sensore di posizione dell'albero.

Purtroppo, i gruppi di sterzatura cosi realizzati hanno il grosso inconveniente di costringere il produttore degli stessi a realizzare un particolare modello di gruppo di sterzatura per ciascun veicolo in cui lo stesso deve essere montato. A seconda del veicolo varia, infatti, la posizione in cui deve essere disposta la scatola di protezione e cambiano quindi le lunghezze che devono avere l'albero del gruppo di sterzatura ed il suo canotto di supporto.

È intuitivo che, in presenza di piccole produzioni, l'obbligo di moltiplicare il numero di versioni di un gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico in funzione dei diversi veicoli in cui esso può essere montato, costringe il produttore degli stessi ad un sovradimensionamento delle attrezzature produttive e del magazzino ricambi con un conseguente aumento del capitale immobilizzato.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico comprendere una unità di sterzatura a funzionamento elettrico ed una colonna di sterzo; il detto gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico essendo caratterizzato dal fatto che la detta colonna di sterzo è accoppiata alla detta unità di sterzatura tramite mezzi meccanici di accoppiamento.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di un gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e

la figura 2 è una vista in esploso di un particolare del gruppo di sterzatura illustrato in figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 è indicato nel suo complesso un gruppo di sterzatura a funzionamento elettrico atto a pilotare il sistema idraulico dì sterzatura di navi, macchine movimento terra, macchine agricole, macchine asfaltatrici e similari .

Il gruppo di sterzatura 1 è costituito da una unità di sterzatura 2 a funzionamento elettrico e da una colonna di sterzo 3 meccanicamente accoppiate tra loro.

L'unità di sterzatura 2 comprende un scatola di protezione 4 a tenuta stagna, un albero 5 montato girevole attorno al suo asse longitudinale A attraverso una delle pareti della scatola di protezione 4, ed un dispositivo dì rilevamento 6 della posizione dell'albero 5, il quale è alloggiato all'interno della scatola di protezione 4 ed è atto a fornire in uscita due segnali elettrici indipendenti, ciascuno dei quali è indicativo della posizione angolare dell'albero 5 rispetto ad una posizione di riferimento determinata.

Con riferimento alla figura 1, la scatola di protezione 4 presenta una forma sostanzialmente parallelepipeda, ed è costituita da un contenitore 7 a tazza all'interno del quale si estende l'albero 5, e da un coperchio 8 di chiusura del contenitore 7, attraverso il quale è montata girevole, tramite l'interposizione di cuscinetti di rotolamento 9 di tipo noto, una porzione di estremità 5a dell'albero 5 stesso.

Il dispositivo di rilevamento 6 della posizione dell'albero 5 comprende invece due sensori 10 di rilevamento della posizione angolare dell'albero 5, ciascuno dei quali è collegato meccanicamente all'albero 5 per fornire in uscita un segnale elettrico funzione della posizione angolare dell'albero 5 rispetto ad una posizione di riferimento determinata. Nella fattispecie, l'albe qro 5 è provvisto di una ruota dentata principale 11 calettata su di una porzione di estremità 5b dell'albero 5 opposta alla porzione di estremità 5a, mentre ciascun sensore 10 è collegato all'albero 5 tramite una rispettiva ruota dentata secondaria 12 ingranante sulla ruota dentata principale 11.

Con riferimento alle figure 1 e 2, in particolare, il dispositivo di rilevamento 6 della posizione dell'albero 5 comprende, per ciascuna ruota dentata secondaria 12, un rispettivo albero 13 di supporto che si estende parallelamente all'albero 5, porta calettata ad una propria estremità la corrispondente ruota dentata secondaria 12, ed è montato girevole attorno al proprio asse longitudinale B attraverso una piastra di supporto 14 affacciata alla ruota dentata principale 11. Tale piastra di supporto 14 è perpendicolare all'albero 5, ed è fissata al coperchio 8 della scatola di protezione 4 tramite due staffe 15 che si estendono dalla superficie del coperchio 8, da bande opposte dell'albero 5.

Ciascun sensore 10 è fissato sulla piastra di supporto 14 in modo tale da risultare accoppiato all'estremità dell'albero 13 disposta dalla parte opposta della ruota dentata 12 rispetto alla piastra di supporto 14, e fornisce quindi in uscita un segnale elettrico indicativo della posizione angolare dell'albero 13, ovvero della ruota dentata secondaria 12, rispetto ad una posizione di riferimento determinata; la posizione angolare dell'albero 13 essendo ovviamente funzione della posizione dell'albero 5. Nell'esempio illustrato, il sensore 10 è costituito da un potenziometro circolare di tipo noto.

Con riferimento alla figura 1, lungo l'albero 5 tra la ruota dentata principale 11 ed il coperchio 8 della scatola di protezione 4, l'unità di sterzatura 2 comprende infine un dispositivo frenante 16 di tipo noto accoppiato all'albero 5 per contrastare la rotazione dell'albero 5 stesso attorno al suo asse longitudinale A, ed un perno 17 di sicurezza estendentesi radialmente dalla superficie laterale dell'albero 5 per impedire la rotazione completa dell'albero 5 attorno al proprio asse longitudinale A ed evitare quindi il danneggiamento dei sensori 10. Nella fattispecie, una delle due staffe 15 è provvista di un risalto 18 sporgente verso l'albero 5, ed il perno 17 è atto a disporsi in battuta su tale risalto 18 a seguito della rotazione dell'albero 5 attorno al proprio asse longitudinale A. Ovviamente tale risalto 18 è dimensionabile in modo tale da limitare la rotazione dell'albero 5 ad un angolo a determinato inferiore a 360°.

Il dispositivo frenante 16 comprende invece due ganasce fissate ad una delle due staffe 15 in modo tale da abbracciare l'albero 5, ed una vite di serraggio atta a avvicinare tra loro le due ganasce schiacciandole sull'albero 5 così da ostacolare la rotazione dell'albero 5 attorno al suo asse longitudinale A.

Con riferimento alla figura 1, nell'esempio illustrato la colonna di sterzo 3 comprende invece un cannotto 20 esterno presentante ad una propria estremità una flangia 21 fissabile tramite viti di bloccaggio 22 al coperchio 8, ed un albero 23 montato girevole all'interno del cannotto 20 tramite l'interposizione di cuscinetti di rotolamento 24 di tipo noto.

Tale albero 23 presenta una prima porzione di estremità 23a che sporge dal cannotto 20 dalla parte opposta della flangia 21, ed è conformata in modo tale da essere accoppiata ad un volante (non illustrato) o similare, ed una seconda porzione di estremità 23b che sporge parzialmente dal cannotto 20 al centro della flangia 21, ed è atta ad essere collegata tramite un accoppiamento meccanico alla porzione di estremità 5a dell'albero 5 montata girevole nel coperchio 8. Nella fattispecie, la porzione di estremità 23b presenta un profilo scanalato ed è atta ad impegnare un corrispondente foro scanalato 25 estendentesi nella porzione di estremità 5a dell'albero 5, coassialmente all'asse longitudinale A. Ovviamente sono possibili altri tipi di accoppiamento tra l'albero 5 dell'unità di sterzatura 2 e l'albero 23 della colonna di sterzo 3.

Secondo una variante non illustrata, la colonna di sterzo 3 è suddivisa in due porzioni collegate tra loro tramite giunti, in modo da poter regolare l'inclinazione del volante rispetto all'asse longitudinale A.

Il funzionamento del gruppo di sterzatura 1 è facilmente desumibile da quanto sopra descritto e non necessita quindi di ulteriori spiegazioni.

È ovvio che un gruppo di sterzatura 1 a funzionamento elettrico in cui la colonna di sterzo 3 sia accoppiabile all'unità di sterzatura 2 tramite un accoppiamento meccanico porta numerosi vantaggi: in primo luogo il gruppo di sterzatura 1 può essere assemblato quando viene montato sul veicolo; inoltre, cosa ancora più importante, permette al produttore di gruppi di sterzatura 1 a funzionamento elettrico di produrre un unico modello di unità di sterzatura 2 al quale viene, di volta in volta, accoppiata una colonna di sterzo 3 specifica per il tipo di veicolo, permettendo quindi un apprezzabile riduzione dei capitali immobilizzati per scorte di magazzino e macchinari .

Un ulteriore vantaggio del gruppo di sterzatura 1 è quello di fornire in uscita due segnali elettrici indipendenti, ciascuno dei quali è indicativo della posizione angolare dell'albero 5. Tali segnali possono essere inviati ad una centralina elettronica per il controllo del sistema idraulico di sterzatura del veicolo, la quale è atta a pilotare il sistema idraulico di sterzatura in modo da effettuare la sterzata se entrambi i segnali indicano una variazione della posizione angolare dell'albero 5, bloccando immediatamente l'avanzamento del veicolo quando invece i due segnali elettrici non indicano la stessa variazione della posizione angolare dell'albero 5, oppure uno dei due segnali elettrici viene a mancare. Tali combinazioni di segnali sono infatti indicative di un guasto al gruppo di sterzatura 1 a funzionamento elettrico .

Risulta infine chiaro che al gruppo di sterzatura 1 a funzionamento elettrico qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (10)

1. R IV E N D ICA Z IO N I 1. Gruppo di sterzatura (1) a funzionamento elettrico comprendere una unità di sterzatura (2) a funzionamento elettrico ed una colonna di sterzo (3); il detto gruppo di sterzatura (1) a funzionamento elettrico essendo caratterizzato dal fatto che la detta colonna di sterzo (3) è accoppiata alla detta unità di sterzatura (2) tramite mezzi meccanici di accoppiamento.
2. 2. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi meccanici di accoppiamento sono disposti una prima parte (25) sulla detta unità di sterzatura (2), ed una seconda parte (21, 23b) sulla detta colonna di sterzo (3).
3. 3. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta unità di sterzatura (2) comprende una scatola di protezione (4) esterna ed una albero primario (5) il quale si estende all'interno della scatola di protezione (4), e presenta una porzione di estremità (5a) montata girevole attraverso una parete (8) della detta scatola di protezione (4), mentre la detta colonna di sterzo (3) comprende un cannotto (20) provvisto ad una propria estremità di una flangia (21) di collegamento, ed un albero secondario (23) montato girevole all'interno del detto cannotto (20); il detto cannotto (20) essendo fissabile tramite la flangia (21) di collegamento all'esterno della detta scatola di protezione (4) in modo tale da risultare coassiale al detto albero primario (5), ed il detto albero secondario (23) presentando una porzione di estremità (23b) collegabile tramite un accoppiamento meccanico alla porzione di estremità (5a) del detto albero primario (5) montata girevole attraverso la parete (8) della detta scatola di protezione (4).
4. 4. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la porzione di estremità (23b) del detto albero secondario (23) presenta un profilo scanalato, mentre la porzione di estremità (5a) del detto albero primario (5) presenta un foro centrale scanalato (25) all'interno del quale è innestabile la porzione di estremità (23b) del detto albero secondario (23).
5. 5. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che la detta unità di sterzatura (2) comprende un dispositivo di rilevamento (6) della posizione dell'albero primario (5) atto a fornire in uscita due segnali elettrici indipendenti, ciascuno dei quali è indicativo della posizione angolare del detto albero primario (5) rispetto ad una posizione di riferimento determinata.
6. 6. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo di rilevamento (6) della posizione dell'albero primario (5) è alloggiato all'interno della detta scatola di protezione (4).
7. 7. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo di rilevamento (6) della posizione dell'albero primario (5) comprende due sensori (10) di rilevamento della posizione angolare dell'albero primario (5), ciascuno dei quali è collegato meccanicamente al detto albero primario (5) per fornire in uscita un segnale elettrico funzione della posizione angolare dell'albero primario (5) rispetto alla detta posizione di riferimento determinata .
8. 8. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il detto albero primario (5) porta calettata una ruota dentata principale (11), mentre il detto dispositivo di rilevamento (6) della posizione dell'albero primario (5) comprende due ruote dentate secondarie (12) ingrananti sulla detta ruota dentata principale (11); ciascun sensore (11) essendo accoppiato ad una rispettiva ruota dentata secondaria (12) per fornire in uscita un segnale elettrico indicativo della posizione angolare della detta ruota dentata secondaria (12} rispetto ad una posizione di riferimento determinata..
9. 9. Gruppo di sterzatura secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che almeno uno dei detti due sensori (10) di rilevamento della posizione angolare dell'albero primario (5) è un potenziometro circolare.
10. 10. Gruppo di sterzatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9, caratterizzato dal fatto che la detta unità di sterzatura (2) a funzionamento elettrico è collegabile ad una centralina elettronica per il controllo del sistema idraulico di sterzatura di un veicolo, la quale è atta a pilotare il sistema idraulico di sterzatura in modo da effettuare la sterzata del veicolo se entrambi i segnali indicano una variazione della posizione angolare del detto albero primario (5), e da bloccare immediatamente l'avanzamento del veicolo quando i due segnali elettrici non indicano la stessa variazione della posizione angolare del detto albero primario (5), oppure quando uno dei due segnali elettrici viene a mancare.