ITBS20120047A1 - Riduttore di velocita' ipocicloidale - Google Patents

Description

“RIDUTTORE DI VELOCITA’ IPOCICLOIDALE”

Campo dell’Invenzione

La presente invenzione riguarda i riduttori di velocità con un alto rapporto di riduzione, e si riferisce in particolare a un innovativo riduttore di velocità di tipo ipo cicloidale.

Stato della Tecnica

I riduttori di velocità sia ipo - che epi-cicloidali possono essere di diversi tipi e trovano utile impiego in vari campi tecnologici. In tali riduttori il moto, che entra a una data velocità di giri attraverso un albero conduttore azionato da un relativo apparato motore, è trasmesso a un albero condotto, o di uscita, a velocità ridotta attraverso in sistema di ingranaggi ovvero un rotismo intermedio, l’albero condotto essendo collegabile a un organo o dispositivo da azionare.

Per taluni impieghi, come nella tecnologia dei robot ma non solo, un riduttore di velocità deve poter soddisfare talune condizioni per assicurare un preciso controllo dei movimenti del sistema comandato.

Vale a dire: alto rapporto di trasmissione con una struttura il più possibile compatta per agevolarne il montaggio a bordo del dispositivo da gestire; elevata precisione di controllo con giochi ed azioni di rimbalzo minimali; elevata rigidità con alta precisione di ingranamento degli ingranaggi destinati a coniugarsi; basse forze di inerzia; minima perdita di coppia con limitata usura degb accoppiamenti.

I riduttori di velocità secondo la tecnica nota hanno più o meno svantaggi e non sono comunque in grado di soddisfare del tutto le suddette condizioni. Da ciò, ancora oggi la richiesta del mercato e degli utilizzatori in generale di poter disporre di un riduttore di velocità che possa soddisfare appieno tali condizioni.

La presente invenzione è appunto diretta a corrispondere a una tale richiesta.

Scopi e sommario dell’invenzione

Ed è infatti suo scopo di realizzare e mettere a disposizione un innovativo riduttore di velocità che consenta, principalmente, una ripartizione e una più equilibrata trasmissione della coppia motrice tra l’albero conduttore e l’albero condotto attraverso un rotismo intermedio di tipo ipo cicloidale, in particolare senza perdita di coppia, con un elevato rapporto di riduzione e con una struttura di riduttore semplice ed economica di realizzare, nonché di minimo ingombro, per un suo agevole adattamento ed utilizzo in ogni condizione d’impiego.

Tale scopo è raggiunto in accordo con l’invenzione mediante un riduttore di velocità secondo la rivendicazione 1.

Essenzialmente il riduttore di velocità delal presente invenzione comprende allora:

una carcassa fissa delimitante una cavità sostanzialmente cilindrica con un asse longitudinale,

- una corona dentata fissa in detta cavità,

- una corona dentata girevole in detta cavità, in asse alla corona dentata fissa,

- almeno due ingranaggi satelliti ad assi paralleli portati da un albero conduttore, o di entrata, posto in rotazione da un apparato motore,

e dove

le due corone dentate fissa e girevole sono coassiali e hanno un numero di denti diverso una dall’altra,

gli almeno due ingranaggi satelliti comprendono prime ruote dentate ingrananti con parti opposte di detta corona dentata fissa e seconde ruote dentate ingrananti con parti opposte di detta corona dentata girevole,

la seconda ruota dentata di ogni ingranaggi satellite ha un numero di denti minore della prima ruota dentata del medesimo ingranaggio satellite,

la corona dentata girevole è dotata di un albero condotto, o di uscita, coassiale e rivolto in senso opposto al! albero conduttore, o di entrata, portante gli ingranaggi satelliti,

in modo che a una rotazione ad una determinata velocità di detto albero conduttore corrisponda, attraverso un moto cicloide degli ingranaggi satelliti, una rotazione della corona dentata girevole con il rispettivo albero condotto, o di uscita, ad una velocità ridotta dipendente del rapporto tra il numero di denti delle corone dentate e degli ingranaggi satelliti.

In particolare, la cavità cilindrica alTintemo della carcassa fissa è di preferenza delimitata da un corpo a calotta avente una prima flangia radiale di testa e una porzione anulare periferica e da una seconda flangia di testa parallela alla prima flangia di testa.

Gli alberi conduttore e condotto sono coassiali rivolti in sensi opposti e supportati in rotazione sulla prima e sulla seconda flangia di testa, rispettivamente.

Di preferenza, le corone dentate fissa e girevole hanno ciascuna una dentatura interna e sono collocate parallelamente nella carcassa, dove la corona dentata fissa può essere vincolata o integrale al corpo a calotta della carcassa, mentre la corona dentata girevole è fissata o integrale ad un disco girevole montato rotante in detta carcassa e vincolato all’albero conduttore, o di uscita.

Siffatta esecuzione della carcassa e delle corone dentate fissa e girevole viene così a risultare particolarmente semplice ed economica da realizzare.

In particolare, poi, gli almeno due ingranaggi satelliti sono portati da un supporto comune solidale all’albero condotto, o di entrata, distanziati tra loro e simmetricamente da parti opposte dell’asse su cui giacciono gli alberi conduttore e condotto. Gli ingranaggi satelliti possono essere in un numero minimo di due e, pertanto, essi nel loro moto cicloide si trovano così ad impegnare simultaneamente con denti in parti opposte delle rispettive corone dentate consentendo una ripartizione equilibrata della coppia motrice in entrata, comunque senza perdite di potenza e con minore sollecitazione e meno usura delle dentature ingrananti.

Breve descrizione dei Disegni

Ulteriori dettagli dell’invenzione risulteranno evidenti dal seguito della descrizione fatta con riferimento agli allegati disegni, indicativi e non limitativi, nei quali:

la Fig. 1 mostra una vista esplosa del componenti di un riduttore di velocità secondo l’invenzione;

la Fig. 2 mostra una vista di lato del riduttore di velocità assemblato ;

la Fig. 3 mostra una vista di testa del riduttore di velocità secondo la freccia F in Fig. 2;

la Fig. 4 mostra una sezione del riduttore secondo le frecce A -A in Fig. 3;

la Fig. 5 mostra una prima sezione trasversale del riduttore secondo le frecce B-B in Fig. 4; e

la Fig. 6 mostra una seconda sezione trasversale del riduttore secondo le frecce C-C in Fig. 4.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Come rappresentato, il riduttore di velocità qui proposto comprende una carcassa fissa, indicata genericamente con 10 in Fig. 2, costituita da un corpo 11 a guisa di calotta, con una prima flangia radiale di testa 12 ed una porzione periferica anulare 13, di preferenza integrale la prima flangia di testa, e da una seconda flangia di testa 14, che è fissata alla porzione anulare 13 dalla parte opposta della prima flangia di testa 12 e che può essere dotata di mezzi 14’ per consentire un fissaggio del riduttore nel! ambito di un suo pratico impiego.

Nel suo complesso la carcassa fissa 10 delimita una cavità sostanzialmente cilindrica 15 con un asse geometrico X coincidente con il centro della prima flangia e della seconda flangia di testa 12, 14 .

In detta cavità, meglio all’interno della porzione periferica anulare 13 del corpo 11 della carcassa fissa 10, è prevista una prima corona dentata 16, a dentatura interna, seguita da una sede cilindrica 17 coassiali una all’altra. La prima corona dentata 16, che può essere fissata nella porzione anulare 13, ma di preferenza integrale con essa, è posta adiacentemente alla prima flangia di testa 12 della carcassa fissa 10 e potrà avere un predeterminato numero di denti con un appropriato modulo.

La sede cilindrica 17 è adiacente alla seconda flangia di testa 14 e in essa è concentricamente alloggiato un disco girevole 18 portato da un albero 19, che si estende secondo l’asse X e che è supportato in rotazione al centro della seconda flangia di testa 14 della carcassa fissa.

Il disco girevole 18 è dotato a sua volta di una corona dentata 20 a dentatura interna, che può essere fissata alla od ottenuta di pezzo con il disco stesso. Tale corona dentata 20 ha un numero di denti diverso dal quello delle prima corona dentata 16 nella carcassa fissa. I denti della seconda corona dentata 20 potranno avere un modulo sia uguale sia diverso da quello dei denti della prima corona dentata 16.

Nella cavità 15 della carcassa fissa 10 sono inoltre montati almeno due ingranaggi satelliti 21 portati da un supporto comune 22 avente un albero 23 supportato in rotazione al centro della prima flangia 12 di testa della carcassa fissa 11. Gli ingranaggi satelliti 21 possono essere due e il supporto 22 che li porta può essere sostanzialmente a forcella.

In particolare, il supporto a forcella 22 presenta allora due perni paralleli 122 distanziati tra loro e risultanti simmetricamente da parti opposte dell’asse X del riduttore e gli ingranaggi satelliti 21 sono montati girevoli su tali perni.

Più in dettaglio, poi, ognuno degli ingranaggi satelliti 21 comprende una prima ruota dentata 24 destinata a ingranare con la prima corona dentata 16 solidale alla carcassa fissa 11 e una seconda ruota dentata 25 destinata a ingranare con la seconda corona dentata 20 a bordo del e rotante con il disco girevole 18. La prima e la seconda ruota dentata 24, 25 di ogni ingranaggio satellite 21 sono coassiali e di preferenza sono unite, ovvero integrali, una all’altra -Fig. 1, 4.

In ogni caso e grazie al supporto a forcella 22 su cui sono montate, le ruote dentate 24, 25 dei due ingranaggi 21 si trovano simmetricamente a ingranare con parti diametralmente opposte delle rispettive corone dentate 16, 20, ripartendo così la coppia motrice su denti diametralmente opposti di tali corone.

Inoltre, la prima ruota dentata 24 di ogni ingranaggio 21 può essere predisposta con un determinato numero di denti aventi un modulo compatibile con il modulo dei denti della prima corona dentata,16, mentre la seconda ruota dentata 25 di ogni ingranaggio 21 avrà dei denti in numero diverso, meglio inferiore, rispetto a quello della prima ruota dentata 24 e con un modulo compatibile con quello della seconda corona dentata 20.

Nell’insieme, dunque, da una parte la carcassa 10 e con essa la prima corona dentata 16 sono fisse e d’altra parte il disco rotante 18 è suscettibile di rotazione all’interno della carcassa fissa. L’albero 23 del supporto a forcella 22 portante gli almeno due ingranaggi 21 è azionato in rotazione con un apparato motore, non rappresentato, costituendo così albero conduttore, o di entrata, del moto al riduttore, mentre dalla parte opposta l’albero 19 del disco girevole 18 costituisce albero condotto, o di uscita, del moto verso un organo o dispositivo da azionare, pure non rappresentato.

In tal modo, alla rotazione dell’albero conduttore 23, o di entrata, ad opera di un apparato motore corrisponde un rotolamento cicloide delle prime ruote dentate 24 sulla dentatura della corona dentata fissa 16 -Fig. 6 e allo stesso tempo rotolamento delle seconde ruote dentate 25 le quali impegnano con la seconda corona dentata 20 -Fig. 5-causandone la rotazione e conseguentemente la rotazione del disco girevole 18 e con esso dell’albero condotto, o di uscita 19.

Pertanto, la rotazione applicata ad una data velocità all’ albero conduttore 23, o di entrata viene trasmessa attraverso il moto cicloide degli ingranaggi 21 alla corona dentata girevole 20 e attraverso questa all’albero condotto 19, o di uscita, con una riduzione della velocità dipendente del rapporto tra il numero di denti delle corone dentate e degli ingranaggi satelliti, avvero delle ruote dentate, con esse ingrananti.

Claims (9)

1. “RIDUTTORE DI VELOCITA’ IPOCICLOIDALE” R IV E N D I C A Z I O N I 1. Riduttore di velocità comprendente: una carcassa fissa (10) delimitante una cavità sostanzialmente cilindrica (15) con un asse longitudinale (X); una corona dentata fissa (16) posta nella e in asse a detta cavità; una corona dentata girevole (20) montata rotante in detta cavità, in associazione alla corona dentata fissa (16); almeno due ingranaggi satelliti (21) ad assi paralleli portati da un albero conduttore (23) posto in rotazione da un apparato motore, dove: le corone dentate fissa e girevole (16, 20) sono coassiali e hanno un numero di denti diverso una dall’altra; gli almeno due ingranaggi satelliti (21) comprendono prime ruote dentate ingrananti (24) con parti diverse della corona dentata fissa (16) e seconde ruote dentate (25) ingrananti con parti diverse della corona dentata girevole (20); la seconda ruota dentata (25) di ogni ingranaggio satellite (21) ha un numero di denti minore della prima ruota dentata (24) dello stesso ingranaggio satellite; la corona dentata girevole (20) è dotata di un albero condotto (19) coassiale all’albero conduttore (23) portante gli ingranaggi satelliti (21), in modo che a una rotazione ad una determinata velocità di detto albero conduttore (23) corrisponda, attraverso un moto cicloide delle prime ruote dentate (24) degli ingranaggi satelliti (21) sulla corona dentata fissa (16), una rotazione della corona dentata girevole (20) con il rispettivo albero condotto (19) ad una velocità ridotta dipendente del rapporto tra il numero di denti delle corone dentate e degli ingranaggi satelliti.
2. 2. Riduttore di velocità secondo la rivendicazione 1, caratterizzato in ciò che la cavità cilindrica (15) all’ interno della carcassa fissa (10) è delimitata da un corpo a calotta (11), avente una prima flangia radiale di testa (12) e una porzione anulare periferica (13), e da una seconda flangia di testa (14) opposta e parallela alla prima flangia di testa.
3. 3. Riduttore di velocità secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato in ciò la corona dentata fissa (16) e la corona dentata girevole (16) hanno ciascuna una dentatura interna e sono collocate parallelamente nella carcassa (10), la corona dentata fissa (16) essendo solidale al corpo a calotta (11) della carcassa, mentre la corona dentata girevole (20) è solidale ad un disco girevole (18) montato rotante in detta carcassa e vincolato all’albero conduttore (19).
4. 4. Riduttore di velocità secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato in ciò che gli alberi conduttore (23) e condotto (19) coassiali tra loro sono rivolti in sensi opposti e supportati in rotazione sulla prima e sulla seconda flangia di testa (12, 14) di detta carcassa (10).
5. 5. Riduttore di velocità secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato in ciò che gli almeno due ingranaggi satelliti (21) sono portati da un supporto (22) solidale all’albero condotto (23), distanziati tra loro e radialmente dall’asse degli alberi conduttore e condotto coassiali (23, 19).
6. 6. Riduttore di velocità secondo la rivendicazione 5, caratterizzato in ciò che gli ingranaggi satelliti (21) sono due portati da un supporto comune (22) che presenta due perni paralleli (122) risultanti simmetricamente da parti opposte dell’asse delle corone dentate fissa e girevole (16, 20), e in ciò che detti ingranaggi satelliti (21) sono montati girevoli su ognuno di detti tali perni.
7. 7. Riduttore di velocità secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato in ciò che ognuno degli ingranaggi satelliti (21) comprende una prima ruota dentata (24) destinata a ingranare con la corona dentata interna (16) solidale alla carcassa fissa (10) e una seconda ruota dentata (25) destinata a ingranare con la seconda corona dentata (20) a bordo del disco rotante (18).
8. 8. Riduttore di velocità secondo la rivendicazione 7, caratterizzato in ciò che prima e la seconda ruota dentata (24, 25) di ogni ingranaggio satellite (21) sono coassiali e fissate o„ di preferenza, integrali una all’altra.
9. 9. Riduttore di velocità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato in ciò che la corona dentata fissa 816) è fissata o integrale con il corpo (11) della carcassa, e che la corona dentata girevole (20) è fissata o integrale al disco girevole (18) portato dall’albero condotto (19).