ITBS20130161A1

ITBS20130161A1 - Gruppo di trasmissione per macchine industriali

Info

Publication number: ITBS20130161A1
Application number: IT000161A
Authority: IT
Inventors: Renato Soncina
Original assignee: Omsi Trasmissioni S P A
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-09
Also published as: US9791010B2; CA2870647C; CA2870647A1; EP2871388B1; EP2871388A1; US20150129386A1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un gruppo di trasmissione a variazione continua di velocità, in particolare per applicazioni su macchine agricole, industriali o ferroviarie.

Questo gruppo di trasmissione permette alla macchina di coprire un ampio intervallo di velocità, senza dover cambiare marcia. Garantisce cioè, senza discontinuità, l’ottenimento di alta coppia motrice a basse velocità, e di alte velocità di uscita quando la coppia traente richiesta non è elevata.

In una forma di realizzazione nota, il gruppo di trasmissione comprende almeno un pignone d’entrata, un albero intermedio e un albero d’uscita, che può essere collegato mediante cardani, oppure direttamente, a uno oppure due ulteriori organi di trasmissione (ad esempio, assali).

Al gruppo possono essere collegati due o più motori idraulici; di essi, almeno un motore trasmette direttamente il moto all’albero d’uscita ed è pertanto sempre in presa, ed almeno un motore è collegabile a e svincolabile dall’albero di uscita per il tramite di una frizione, ad esempio una frizione multidisco, azionata da un pistone.

Grazie alla presenza della frizione, è possibile il disinnesto di tale motore idraulico, che può quindi essere sfruttato a basse velocità per erogare più coppia, e può essere disinserito a più alte velocità, quando la coppia di tale motore non è più necessaria. Un tale gruppo di trasmissione soffre tuttavia dell’inconveniente che, quando la frizione viene rilasciata per svincolare il motore dall’albero di uscita, il motore disinnestato può continuare comunque, per inerzia, ad essere trascinato in rotazione, con conseguente assorbimento di potenza e decadimento dell’efficienza della trasmissione o, peggio, con il rischio di un suo conseguente danneggiamento (qualora per effetto del trascinamento si trovasse a ruotare a velocità superiori a quelle consentite dal suo costruttore).

Scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un gruppo di trasmissione del tipo succitato, ma esente da un tale inconveniente.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un gruppo di trasmissione in grado di ovviare all’inconveniente sopra lamentato e al tempo stesso di elevata affidabilità e compattezza di ingombri.

Detti scopi sono conseguiti con un gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione.

In accordo alla rivendicazione 1, il gruppo di trasmissione secondo l’invenzione comprende almeno un primo pignone di entrata, almeno un primo motore idraulico collegato a detto primo pignone di entrata, un albero di uscita, ed almeno un secondo motore idraulico. Il primo motore idraulico è collegabile a e svincolabile da detto albero di uscita per il tramite di una frizione; il secondo motore idraulico è adatto a trasmettere il modo direttamente all’albero di uscita. Il gruppo di trasmissione comprende inoltre un dispositivo di freno adatto a bloccare la rotazione del primo motore idraulico quando detto primo motore idraulico è svincolato dall’albero di uscita.

Pertanto, il motore idraulico (o i motori idraulici, se più di uno) che viene disinserito, è poi frenato per escludere la possibilità che venga trascinato in rotazione, con conseguente peggioramento dell’efficienza della trasmissione e possibilità di danneggiamento del motore stesso.

In una forma di realizzazione vantaggiosa, il primo pignone d’entrata è adatto a trasmettere il moto all’albero d’uscita per il tramite di un albero intermedio, la frizione essendo adatta a collegare e svincolare detto albero intermedio all’albero di uscita.

Vantaggiosamente, il dispositivo di freno agisce sulla rotazione dell’albero intermedio.

Vantaggiosamente, inoltre, in cui la frizione e il dispositivo di freno sono azionati da uno stesso attuatore frizione-freno.

In una forma di realizzazione, almeno un secondo motore idraulico è collegato ad un secondo pignone di entrata adatto a trasmettere il moto direttamente all’albero di uscita.

Le caratteristiche e i vantaggi del gruppo di trasmissione secondo l’invenzione risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:

- La figura 1 è uno schema di un gruppo di trasmissione secondo l’invenzione, in una forma preferita di realizzazione;

- La figura 2 mostra, in sezione, un esempio di realizzazione di un attuatore frizione-freno per il gruppo di trasmissione della figura 1; e

- La figura 3 è uno schema di un gruppo di trasmissione secondo l’invenzione in una variante di realizzazione.

In una forma preferita di realizzazione illustrata nella figura 1, il gruppo di trasmissione, indicato con 1 nella sua globalità, comprende almeno un primo pignone di entrata 10, un secondo pignone di entrata 20, un albero di uscita 30, ed un albero intermedio 40 tra detto primo pignone di entrata 10 e detto albero di uscita 30.

L’albero di uscita 30 può essere collegato mediante cardani, oppure direttamente, a uno oppure due ulteriori organi di trasmissione, ad esempio ad assali. Al primo pignone di entrata 10 è collegato almeno un primo motore idraulico 12. Al secondo pignone di entrata 20 sono collegati uno o più secondi motori idraulici 22, 23.

In una forma di realizzazione alternativa, tali secondi motori idraulici potrebbero essere direttamente collegati all’albero intermedio 40 o direttamente collegati all’albero di uscita 30, così che il secondo pignone di entrata 20 ed eventualmente anche l’albero intermedio 40 potrebbero anche essere non necessari. Tornando alla forma di realizzazione preferita della figura 1, il primo pignone di entrata 10 trasmette il moto all’albero d’uscita 30 per il tramite dell’albero intermedio 40.

In una forma di realizzazione, il primo pignone di entrata 10 è adatto a trasmettere il moto all’albero intermedio 40 mediante un prima dentatura ad ingranaggi 14. Il secondo pignone di entrata 20 è adatto a trasmettere direttamente il moto all’albero d’uscita 30, ad esempio mediante una seconda dentatura ad ingranaggi 24, ed è pertanto sempre in presa.

In una forma di realizzazione, l’albero intermedio 40 supporta, ad esempio mediante un sistema di cuscinetti 42, un ingranaggio intermedio 44 collegato in rotazione all’albero intermedio, ad esempio mediante una terza dentatura ad ingranaggi 46.

L’albero intermedio 40 è collegabile a e svincolabile dall’albero di uscita 30 per il tramite di una frizione 50.

In una forma preferita di realizzazione, la frizione 50 è una frizione multidisco che comprende un pacco di dischi 52 rivestiti in materiale di attrito interposti ad un pacco di controdischi metallici 54. Il pacco di dischi 52 è operativamente collegato in rotazione, ad esempio tramite l’ingranaggio intermedio 44 e la terza dentatura ad ingranaggi 46, all’albero di uscita 30; il pacco di controdischi 54 è solidale all’albero intermedio 40, o viceversa. Ad esempio, il pacco di dischi 52 è vincolato radialmente all’ingranaggio intermedio 44, mentre il pacco di controdischi 54 è vincolato radialmente all’albero intermedio 40.

Quando i due pacchi di dischi e di controdischi 52, 54 vengono premuti tra di loro, l’attrito conseguente rende solidale l’ingranaggio intermedio 44 all’albero intermedio 40, in modo tale che la coppia motrice proveniente dal primo pignone 10 possa essere trasmessa all’albero d’uscita 30 mediante la terza dentatura ad ingranaggi 46. Quando invece i pacchi di dischi e di controdischi 52, 54 non sono posti in compressione reciproca, l’ingranaggio intermedio 44 può ruotare liberamente rispetto all’albero intermedio 40, essendo supportato dal sistema di cuscinetti 42, e pertanto permette di svincolare dall’albero di uscita 30 sia l’albero intermedio 40 sia il primo pignone d’entrata 10.

In una forma preferita di realizzazione, la frizione multidisco 50 è comandabile da un attuatore frizione 60 operabile per rendere solidale il pacco di dischi 52 al pacco di controdischi 54.

In una forma di realizzazione, l’attuatore frizione 60 è realizzato con un sistema pistone-cilindro 401, 402 ad azionamento pneumatico, idraulico o meccanico.

Più in dettaglio, e con riferimento alla figura 2, il pistone è costituito da una flangia 401 ricavata sull’albero intermedio 40, ed il cilindro 402 è assemblato a tenuta attorno a detta flangia 401 in modo da definire con detta flangia 401 una camera anteriore 403 ed una camera posteriore 404 di cilindro. Tali camere anteriore 403 e posteriore 404 sono alimentabili alternatamente da un fluido in pressione in modo da comandare il cilindro 402 a traslare assialmente tra una posizione avanzata di compressione dei pacchi di dischi 52 e controdischi 54 ed una posizione arretrata di disimpegno dei dischi 52 dai controdischi 54. Ad esempio, il fluido in pressione è alimentato alle camere del cilindro mediante fori di passaggio aria o passaggio olio praticati nell’albero intermedio 40.

In accordo con un aspetto generale dell’invenzione, il gruppo di trasmissione 1 comprende inoltre un dispositivo di freno 70 adatto a bloccare la rotazione del primo motore idraulico 12 quando questo è svincolato dall’albero di uscita 30.

Nell’esempio rappresentato, il dispositivo di freno 70 arresta la rotazione del primo pignone di entrata 10, preferibilmente agendo sulla rotazione dell’albero intermedio 40.

In una forma preferita di realizzazione illustrata nelle figure 1 e 2, la frizione 50 e il dispositivo di freno 70 sono azionati da uno stesso attuatore frizione-freno 60. Più in dettaglio, detto attuatore frizione-freno è movibile tra una prima posizione di freno, in cui aziona il dispositivo di freno 70 e contemporaneamente è disimpegnato dalla frizione 50, ed una seconda posizione di frizione, in cui rilascia il dispositivo di freno 70 e contemporaneamente aziona la frizione 50 per collegare in rotazione l’albero intermedio 40 all’albero di uscita 30.

Preferibilmente, quindi, il dispositivo di freno 70 agisce sulla rotazione dell’albero intermedio 40.

Ad esempio, il dispositivo di freno 70 è azionato dal cilindro dell’attuatore frizione 60.

Più in dettaglio, in una forma di realizzazione il dispositivo di freno 70 comprende un pacco di dischi freno 74 rivestiti in materiale di attrito, interposti ad un pacco di controdischi freno 72 metallici. I dischi freno 74 sono premuti contro i controdischi freno 72 dal cilindro dell’attuatore frizione 60 quando detto cilindro è in posizione arretrata.

In una forma di realizzazione, il pacco di controdischi freno 72 è solidale radialmente all’albero intermedio 40, mentre il pacco di dischi freno 74 è solidale radialmente ad una parte statica del gruppo di trasmissione, ad esempio ad una carcassa 80, o viceversa.

Pertanto, quando la frizione 50 viene aperta, i controdischi freno 72 e i dischi freno 74 vengono premuti tra di loro dall’attuatore frizione-freno 60, e l’attrito risultante permette di rendere solidali tra loro la parte statica 80 del gruppo di trasmissione e l’albero intermedio 40.

Conseguentemente a ciò, l’albero intermedio 40 risulta fermo durante la rotazione dell’albero di uscita 30, e risulta fermo anche il primo pignone d’entrata 10, come pure il motore idraulico 12 ad esso vincolato. Diventa cioè impossibile che il primo motore idraulico 12 possa essere trascinato involontariamente in rotazione quando disinserito.

Vantaggiosamente, il fatto che il primo motore idraulico 12 collegato al primo pignone 10 non sia trascinato in rotazione quando disinserito permette di evitare un suo assorbimento di potenza (che, seppur limitato, peggiorerebbe il rendimento della trasmissione) e di evitare che il motore, trascinato in rotazione ad alta velocità, possa danneggiarsi.

In una variante di realizzazione illustrata nella figura 3, dove gli elementi comuni a quelli descritti con riferimento alla figura 1 sono indicati con gli stessi riferimenti numerici, il dispositivo di freno 70 può essere applicato al primo pignone di entrata 10, anziché all’albero intermedio 40.

Ad esempio, il pacco di controdischi freno 72 può essere radialmente vincolato al primo pignone 10, mentre il pacco di dischi freno 74 può essere vincolato radialmente ad una parte statica 80 del gruppo di trasmissione, ad esempio la carcassa.

Il dispositivo di freno 70, in questa forma di realizzazione, può essere azionato da un proprio attuatore freno 90.

Alle forme di realizzazione del gruppo di trasmissione secondo l’invenzione un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potrà apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni.

Ad esempio, il dispositivo di freno 70 può assumere differenti tipologie costruttive, ad esempio quella di un freno a disco e pinza, oppure di un freno a tamburo. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione può essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di trasmissione a variazione continua di velocità, in particolare per macchine industriali, agricole o ferroviarie, comprendente almeno un primo pignone di entrata (10), almeno un primo motore idraulico (12) collegato a detto primo pignone di entrata (10), un albero di uscita (30), ed almeno un secondo motore idraulico (22, 23), in cui il primo motore idraulico (12) è collegabile a e svincolabile da detto albero di uscita (30) per il tramite di una frizione (50), e in cui il secondo motore idraulico (22, 23) è adatto a trasmettere il modo direttamente all’albero di uscita (30), il gruppo di trasmissione essendo caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un dispositivo di freno (70) adatto a bloccare la rotazione del primo motore idraulico (12) quando detto primo motore idraulico (12) è svincolato dall’albero di uscita (30).
2. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione precedente, comprendente un albero intermedio (40) tra detto primo pignone di entrata (10) e detto albero di uscita (30), in cui il primo pignone d’entrata (10) è adatto a trasmettere il moto all’albero d’uscita (30) per il tramite di detto albero intermedio (40), e in cui l’albero intermedio (40) è collegabile a e svincolabile da detto albero di uscita (30) per il tramite di detta frizione (50).
3. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto almeno un secondo motore idraulico (22, 23) è collegato ad un secondo pignone di entrata (20) adatto a trasmettere il moto direttamente all’albero di uscita (30).
4. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la frizione (50) comprende un pacco di dischi (52) rivestiti in materiale di attrito interposti ad un pacco di controdischi metallici (54), il pacco di dischi (52) essendo operativamente collegato in rotazione all’albero di uscita (30), il pacco di controdischi (54) essendo solidale all’albero intermedio (40), o viceversa, e in cui detta frizione (50) è comandabile da un attuatore frizione (60) operabile per rendere solidale il pacco di dischi (52) al pacco di controdischi (54).
5. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione precedente, in cui detto attuatore frizione (60) è di tipo ad azionamento idraulico o pneumatico.
6. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione precedente, in cui detto attuatore frizione (60) comprende un sistema pistone-cilindro (401, 402), in cui il pistone è costituito da una flangia (401) ricavata sull’albero intermedio (40), e in cui il cilindro (402) è assemblato a tenuta attorno a detta flangia in modo da definire con detta flangia una camera anteriore (403) ed una camera posteriore (404) di cilindro, dette camere anteriore e posteriore essendo alimentabili alternatamente da un fluido in pressione in modo da comandare il cilindro a traslare assialmente tra una posizione avanzata di compressione dei pacchi di dischi e controdischi ed una posizione arretrata di disimpegno dei dischi dai controdischi.
7. Gruppo di trasmissione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la frizione (50) e il dispositivo di freno (70) sono azionati da uno stesso attuatore frizione-freno (60).
8. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 7, in cui detto attuatore frizione-freno (60) è movibile tra una prima posizione di freno, in cui aziona il dispositivo di freno (70) e contemporaneamente è disimpegnato dalla frizione (50), ed una seconda posizione di frizione, in cui rilascia il dispositivo di freno e contemporaneamente aziona la frizione.
9. Gruppo di trasmissione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-8, in cui il dispositivo di freno (70) agisce sulla rotazione dell’albero intermedio (40).
10. Gruppo di trasmissione secondo le rivendicazioni 6 e 8 o 9, in cui il dispositivo di freno (70) è azionato dal cilindro (402) dell’attuatore frizione (60).
11. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione precedente, in cui il dispositivo di freno (70) comprende un pacco di dischi freno (74) rivestiti in materiale di attrito, interposti ad un pacco di controdischi freno metallici (72), detti dischi freno essendo premuti contro detti controdischi freno dal cilindro dell’attuatore frizione quando detto cilindro è in posizione arretrata.
12. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione precedente, in cui il pacco di controdischi freno (72) è solidale radialmente all’albero intermedio (40), e in cui il pacco di dischi freno (74) è solidale radialmente ad una parte statica (80) del gruppo di trasmissione, ad esempio ad una carcassa, o viceversa.
13. Gruppo di trasmissione secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui il rapporto di riduzione tra il primo motore idraulico (12) e l’albero di uscita è diverso dal rapporto di riduzione tra l’almeno un secondo motore idraulico (22, 23) e l’albero di uscita.
14. Gruppo di trasmissione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-13, in cui l’albero intermedio (40) supporta, per il tramite di un sistema a cuscinetti (42), un ingranaggio intermedio (44) operativamente collegato in rotazione all’albero di uscita.
15. Gruppo di trasmissione la rivendicazione 14 quando dipende dalla 4, in cui uno tra il pacco di dischi (52) o di controdischi (54) della frizione (50) è vincolato radialmente a detto ingranaggio intermedio (44).
16. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo di freno (70) è applicato al primo pignone di entrata (10) ed è azionabile per il tramite di un proprio attuatore freno (90).