ITMI20010119A1 - Dispositivo idraulico particolarmente per cambi automatizzati - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione qui presentata si riferisce a dispositivi idraulici e in particolare a dispositivi idraulici per cambi automatizzati, nonché a cambi con una tale unità idraulica.

Nel caso di cambi automatizzati del tipo descritto per esempio nelle pubblicazioni brevettuali W097/05410 e W097/40300, i cui contenuti sono inclusi espressamente nel contenuto dell'insegnamento della presente domanda, vengono utilizzati regolatori di pressione di fluido per comandare l'azionamento di un meccanismo di azionamento della frizione e/o di un meccanismo di cambio di marcia del cambio. Per comandare il meccanismo di azionamento della frizione e il meccanismo di cambio di marcia del cambio, i regolatori idraulici vengono collegati selettivamente con la sorgente di un fluido sotto pressione o con un recipiente sostanzialmente privo di pressione, come un serbatoio. Come conseguenza di ciò, sistemi idraulici prodotti fino a oggi hanno reso necessario di dover approntare condutture di mandata e di ritorno separate, per portare fluido dalla sorgente al regolatore e dal regolatore al recipiente. A causa di limitazioni spaziali e inoltre per evitare condizioni di funzionamento insopportabili dovute al calore e alle vibrazioni generati da un motore di un veicolo e da un cambio, la sorgente della pressione del fluido idraulico e il recipiente vengono disposti normalmente ad una certa distanza dai regolatori. Di conseguenza l'esigenza di condutture di mandata e di ritorno e di connettori relativi contribuisce notevolmente ai costi del sistema. Inoltre la duplicazione delle condutture come tale rende più difficile la posa di queste condutture, poiché per esempio si deve coprire uno spazio di montaggio aumentato.

E' compito della presente invenzione realizzare un dispositivo idraulico, che sia costruito in modo semplice rispetto allo stato della tecnica e tuttavia per quanto riguarda il funzionamento soddisfi le esigenze poste.

In conformità con un aspetto dell'invenzione qui descritta, ad un sistema idraulico appartiene almeno un regolatore di pressione idraulica, una sorgente di fluido idraulico sotto pressione, un recipiente con fluido sostanzialmente privo di pressione e una valvola di comando principale per la connessione selettiva del regolatore con la sorgente o con il recipiente attraverso una conduttura di mandata principale, ove un lato del regolatore viene connesso selettivamente con la conduttura di mandata principale o con un accumulatore attraverso una valvola di comando secondaria, e l'accumulatore viene connesso con la conduttura di mandata principale attraverso una valvola di non ritorno, ove la valvola di non ritorno consente il passaggio del fluido soltanto dall'accumulatore in direzione della conduttura di mandata principale.

In conformità con una forma di esecuzione preferita di questo aspetto dell'invenzione qui descritta, la conduttura di mandata principale è connessa direttamente con l'altro lato del regolatore, cosicché la connessione di ciascun lato del regolatore con la sorgente o con il recipiente viene comandata dalla valvola di comando principale. In alternativa a ciò, però l'altro lato del regolatore può venire connesso selettivamente con la conduttura di mandata principale o con l'accumulatore attraverso una seconda valvola di comando secondaria.

Nel caso del circuito idraulico descritto precedentemente, sorgente di fluido, recipiente e valvola di comando principale sono disposti distanti dal regolatore, mentre la valvola di comando secondaria e l'accumulatore sono previsti vicino o accanto al regolatore. Sorgente di fluido, recipiente e valvola di comando principale possono perciò venire collegati al regolatore attraverso una singola conduttura, cosa che evita gli svantaggi dell'esigenza di due condutture.

Quando la valvola di comando principale connette la conduttura di mandata con la sorgente, un lato del regolatore viene investito con fluido idraulico sotto pressione, mentre l'altro lato del regolatore può venire connesso selettivamente con la sorgente, cosicché fluido idraulico sotto pressione viene approntato anche su quel lato o sull'accumulatore, cosicché il fluido idraulico, comandato dalla valvola di comando secondaria, può fluire dal regolatore all'accumulatore. Il regolatore può venire comandato in modo tale che esso si muova nell'una o nell'altra direzione.

Quando la valvola di comando principale collega la conduttura di mandata con il recipiente, fluido idraulico rifluisce dal regolatore e dall'accumulatore al recipiente.

Il dispositivo idraulico in conformità con questo aspetto dell'invenzione qui descritta può venire utilizzato insieme con una pluralità di regolatori. Per ciascun regolatore può venire previsto un accumulatore proprio, oppure essi possono venire collegati ad un accumulatore comune. La pressione nell'accumulatore è un po' al di sopra della pressione nel ritorno al recipiente, cosicché fluido raccolto in esso viene spinto verso il recipiente, quando attraverso la valvola di comando principale la conduttura di mandata viene collegata con il recipiente; la pressione è tuttavia notevolmente al di sotto della pressione della sorgente, cosicché il gradiente di pressione lungo il regolatore non viene influenzato in modo significativo.

Fin quando non è inclusa nel dispositivo una certa misura di deformabilità elastica, nel caso di dispositivi idraulici del tipo finora descritto è difficile tenere sotto controllo le forze applicate dai regolatori, e questo può causare il danneggiamento di componenti del sistema, in particolare di unità di sincronizzazione nel meccanismo di cambio di marcia. Inoltre nel caso di dispositivi con una ridotta misura di deformabilità elastica si instaura una reazione a scatti del sistema.

Ove vengono utilizzati tubi flessibili elastomerici per il collegamento di un componente o di più componenti del dispositivo, tali tubi flessibili forniscono la deformabilità elastica sull'intero spettro di pressioni di esercizio del sistema. Il dislocamento come risultato della deformazione elastica dipende dall'elasticità del tubo flessibile, però per pressioni fra 0 e 60 bar è tipicamente pari a circa 2,2 centimetri cubici.

Dall'impiego di tubi flessibili elastomerici in confronto per esempio a tubi di acciaio sono derivati anche svantaggi per quanto riguarda la durata del dispositivo. Una soluzione alternativa sarebbe di prevedere un accumulatore a gas entro il dispositivo. Accumulatori a gas possono venire impiegati per approntare deformabilità elastiche, hanno però lo svantaggio di una reazione non lineare.

L'unità di sincronizzazione di un meccanismo di cambio di marcia di un cambio richiede per il cambio di una marcia tipicamente una pressione dell'ordine di grandezza di 30 bar. Per evitare un danneggiamento dell'unità di sincronizzazione, nel sistema è necessaria di conseguenza una deformabilità elastica preferibilmente nel campo di pressione fra 20 bar e 40 bar. Preferibilmente il dislocamento su questa zona dovrebbe essere dell'ordine di grandezza di 0,03 ml/bar, cosicché il volume di fluido necessario per un cambio di marcia è dell'ordine di grandezza di 0,6 mi.

Un ulteriore compito dell'invenzione è migliorare un dispositivo descritto in modo tale che venga migliorata la funzionalità rispetto ai sistemi dello stato della tecnica.

In conformità con un ulteriore aspetto dell'invenzione qui descritta, un dispositivo idraulico include un componente cedevole, ove il componente cedevole è esposto al fluido idraulico nel dispositivo in modo tale che quando un lato viene messo sotto pressione, la pressione del fluido agente su detto primo lato deforma il componente cedevole in una prima direzione, e ove il componente cedevole è precarico nella prima direzione di una quantità che corrisponde ad una predeterminata prima pressione di fluido, e la deformazione del componente cedevole nella prima direzione viene limitata ad una quantità che corrisponde ad una seconda pressione predeterminata.

In conformità con questo aspetto dell'invenzione qui descritta, il componente cedevole viene deformato soltanto quando esso viene esposto ad una pressione di fluido idraulico, che è compresa fra il primo e secondo valore limite predeterminato, per esempio fra circa 20 bar e circa 40 bar. In conformità con una forma di esecuzione preferita dell'invenzione, la deformazione del componente cedevole avviene in modo lineare fra i valori limite predeterminati ed è tipicamente pari ad un valore fra 0,02 e 0,05 ml/bar o preferibilmente pari a circa 0,03 ml/bar.

In conformità con la forma di esecuzione preferita di questo aspetto dell'invenzione, al componente cedevole appartiene un disco pieghevole, che è montato fra i due pezzi di un corpo, ove il disco per quanto riguarda il corpo è chiuso a tenuta attorno alla sua circonferenza e ove un primo lato del corpo appronta un'uscita per il collegamento al dispositivo idraulico e il secondo pezzo del corpo rende possibile una disaerazione all'atmosfera. Dal primo lato del corpo viene definita un'apertura anulare, che è coassiale al disco e possiede una nervatura centrale, che poggia contro il disco e lo deforma in direzione del secondo pezzo del corpo, e cioè in una misura, che corrisponde alla misura di deformazione del disco a causa di esposizione dello stesso a fluido idraulico con una pressione di un primo valore predeterminato. Il secondo pezzo del corpo possiede una cavità a forma di conca, contro la cui superficie poggia il disco, quando il disco viene deformato da una pressione idraulica avente un secondo valore predeterminato.

Segue una descrizione esemplificativa dell'invenzione con riferimento ai disegni allegati, ove:

la figura 1 mostra un cambio semiautomatizzato, in cui un dispositivo idraulico viene impiegato in conformità con l'invenzione qui descritta; la figura 2 mostra un glifo di cambio e sbarre di cambio relative, che vengono impiegate nel cambio mostrato in figura 1;

la figura 3 mostra schematicamente un dispositivo idraulico per il meccanismo di cambio di marcia del cambio rappresentato in figura 1;

la figura 4 mostra schematicamente un dispositivo idraulico alternativo per il meccanismo di cambio di marcia e il meccanismo di azionamento della frizione del cambio rappresentato in figura 1;

la figura 5 mostra schematicamente un ulteriore dispositivo idraulico alternativo per il meccanismo di cambio di marcia del cambio rappresentato in figura 1;

la figura 6 mostra una vista in sezione laterale del componente cedevole, che viene utilizzato nel dispositivo idraulico rappresentato in figura 5, e

la figura 7 mostra una curva del dislocamento in funzione della pressione per il componente cedevole rappresentato in figura 6.

Nella figura 1 dei disegni allegati viene mostrato un motore 10 con un motorino di avviamento e un relativo circuito di avviamento IOa, che tramite la frizione, come per esempio una frizione ad attrito di azionamento principale 14, e tramite un albero di ingresso del cambio 15 è connesso con un cambio, come per esempio un cambio a tre alberi 12, con più marce sincronizzate. Al motore viene dosato combustibile attraverso un gruppo costruttivo di valvola a farfalla 16, a cui appartiene una valvola a farfalla 18, che viene azionata dal pedale dell'acceleratore 19. L'invenzione è impiegabile in modo uguale in motori a ciclo Otto e in motori Diesel con iniezione di combustibile elettronica o meccanica.

La frizione 14 viene azionata per esempio attraverso una forcella di disinnesto 20, che viene sollecitata da un cilindro ricevente 22 idraulico con comando da parte di un mezzo di comando di azionamento della frizione 38. Un cilindro ricevente può agire anche direttamente sulla frizione.

Una leva di selezione di marcia 24 viene mossa in un glifo 50, che possiede due fianchi 51 e 52, che sono connessi tra loro tramite una guida 53, e precisamente dall'estremità del fianco 52 verso il centro fra le estremità del fianco 51. Dal glifo 50 vengono fissate cinque posizioni: "R" all'estremità del fianco 52; "N" al centro fra le estremità della guida 53; ''S" alla connessione del fianco 51 con la guida 53; e "+ " e alle estremità esterne del fianco 51. Entro il fianco 51 la leva 24 è precaricata verso la posizione centrale "S". La posizione "N" della leva di cambio 24 corrisponde alla posizione di folle; la posizione "R" corrisponde alla posizione per la marcia indietro, la posizione "S" corrisponde alla posizione per la marcia avanti; il movimento di breve durata della leva nella posizione "+" fornisce un segnale di comando, sulla base del quale il cambio cambia verso l'alto di un rapporto di trasmissione, e il movimento di breve durata della leva di cambio 24 nella posizione fornisce un segnale di comando, sulla base del quale il cambio cambia verso il basso di un rapporto di trasmissione.

Il cambio può essere azionabile in modo semiautomatico, ove la selezione di marcia viene eseguita in questo caso da parte del guidatore. Inoltre il cambio può essere azionabile in modo automatizzato, ove in questo caso la selezione di marcia viene eseguita da un apparecchio di comando. La marcia selezionata viene cambiata allora di volta in volta per mezzo del o dei regolatore/i.

Le posizioni della leva 24 vengono sorvegliate da una serie di sensori, per esempio microinterruttori o sensori ottici, che sono disposti intorno al glifo 50. Segnali di questi sensori vengono trasmessi ad un apparecchio .di comando 36 elettronico. Un segnale di uscita dall'apparecchio di comando 36 comanda un meccanismo di cambio di marcia 25, tramite il quale vengono cambiate le marce del cambio 12 in conformità con il movimento della leva di cambio 24 da parte del guidatore.

Oltre ai segnali dalla leva di cambio 24, l'apparecchio di comando 36 riceve segnali da:

sensore 19a, che indica la misura di azionamento del pedale dell'acceleratore 19;

sensore 30, che indica il grado di apertura della valvola a farfalla 18;

sensore 26, che indica il numero di giri del motore;

sensore 42, che indica il numero di giri del disco della frizione; sensore 34, che indica la posizione del cilindro ricevente della frizione; e

sensore 32, che indica la marcia innestata.

L'apparecchio di comando 36 valuta i segnali di questi sensori, per comandare l'azionamento della frizione 14 all'avviamento da fermo e al cambio di marcia, per esempio come descritto nelle pubblicazioni brevettuali EP0038113, EP0043660, EP0059035, EP0101220 e WO92/13208 del richiedente, i cui contenuti sono inclusi espressamente nel contenuto dell'insegnamento della presente domanda.

Andando oltre i sensori precedentemente trattati, l'apparecchio di comando 36 riceve anche segnali da un sensore di velocità di marcia 52, dall 'interruttore di accensione 54 e dall'interruttore del freno 52, che appartiene al sistema di frenatura principale, per esempio al freno a pedale 58 del veicolo.

All'apparecchio di comando 36 è collegata una cicalina di segnalazione 50, per richiamare l’attenzione del guidatore sul verificarsi di determinate condizioni di funzionamento rispettivamente per metterlo in guardia da queste. Oltre alla cicalina di segnalazione 50 o al posto di essa può venire impiegata una luce di segnalazione lampeggiante o un altro mezzo di indicazione. Inoltre è prevista un'indicazione della posizione di marcia 60, che indica quale marcia è innestata.

Come mostrato in figura 2, al meccanismo di cambio di marcia 25 appartengono tre sbarre di cambio 111, 112, 113, che sono montate parallele l'una all'altra per un movimento in direzione assiale. A ciascuna delle sbarre di cambio 111, 112, 113 sono associate in modo tradizionale due marce del cambio 12 mediante forcella di cambio e unità di sincronizzazione, cosicché il movimento delle sbarre di cambio 111, 112, 113 in una direzione assiale provoca l'inserzione di una delle marce associate e il movimento delle sbarre di cambio 111, 112, 113 nella direzione assiale opposta provoca l'inserzione dell'altra marcia associata.

Tipicamente la prima e la seconda marcia appartengono alla sbarra di cambio 111, cosicché un movimento assiale della sbarra di cambio 111 in una prima direzione inserisce la prima marcia o un movimento assiale della sbarra di cambio 111 in una seconda direzione inserisce la seconda marcia.

La terza e la quarta marcia appartengono alla sbarra di cambio 112, cosicché un movimento assiale della sbarra di cambio 112 in una prima direzione inserisce la terza marcia o un movimento assiale della sbarra di cambio 112 in una seconda direzione inserisce la quarta marcia. La quinta marcia e la marcia indietro appartengono alla sbarra di cambio 113, cosicché un movimento assiale della sbarra di cambio 113 in una prima direzione inserisce la quinta marcia, mentre un movimento assiale della sbarra di cambio 113 nella seconda direzione inserisce la marcia indietro.

E' montato un organo di cambio 110 per un movimento in una prima direzione X trasversalmente agli assi delle sbarre di cambio 111, 112, 113 e per un movimento in una seconda direzione Y assialmente alle sbarre di cambio 111, 112 e 113. L'organo di cambio 110 può venire spostato nella direzione X in un piano di posizione folle A-B, cosicché esso può venire guidato verso una sbarra di cambio selezionata delle sbarre di cambio 111, 112 e 113 e può venire portato in impegno con questa. L'organo di cambio 110 può venire spostato allora in direzione Y, per spostare la sbarra di cambio 111, 112, 113, che è in impegno, assialmente nell'una o nell'altra direzione, per inserire una delle marce associate.

Come rappresentato in figura 3, l'organo di cambio 110 è mobile in una prima direzione X per mezzo di un primo regolatore 114, azionato da pressione di fluido, lungo il piano di posizione folle A-B, rappresentato in figura 2, della griglia, per orientare l'organo di cambio 110 con una delle sbarre di cambio 111, 112 o 113 e selezionare perciò la coppia di marce associata alla sbarra di cambio. L'organo di cambio 110 può allora venire spostato per mezzo di un secondo regolatore 115, azionato da pressione di fluido, nella direzione Y, per spostare le sbarre di cambio 111, 112 o 113 assialmente nell'una o nell'altra direzione, per inserire una delle marce associate.

Ai regolatori 114 e 115 appartiene rispettivamente un cilindro a doppio effetto con un'asta di stantuffo 114a, rispettivamente 115a, che è connessa in modo azionabile con l'organo di cambio 110. L'asta di stantuffo 114a esce da un lato dello stantuffo 116 del regolatore 114, cosicché la superficie efficace dell'estremità lato sbarra dello stantuffo 116 è minore di quella all'estremità opposta lato testa. In modo simile nel caso del regolatore 115 un'asta di stantuffo 115a esce da un lato dello stantuffo 117, cosicché la superficie efficace dell'estremità lato sbarra dello stantuffo 117 è minore di quella all'estremità opposta lato testa.

La mandata di fluido idraulico verso le estremità lato sbarra e lato testa degli stantuffi 116 e 117 viene comandata da tre valvole elettromagnetiche 120, 121 e 122. Nel caso della valvola 120 si tratta di una valvola di commutazione che collega le estremità lato sbarra degli stantuffi 116 e 117 e le valvole di regolazione di flusso proporzionali 121 e 122 con fluido sotto pressione da una sorgente idraulica, che è costituita da una pompa 123 e da un accumulatore di alta pressione 175; oppure attraverso una conduttura di mandata principale di fluido 165 si svuota in un recipiente 125. Le valvole 121 e 122 possono collegare le estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 con la valvola di comando principale 120 oppure con un accumulatore di bassa pressione 180. L'accumulatore di bassa pressione 180 è collegato alla conduttura di mandata principale di fluido 165 attraverso una valvola di non ritorno 182, che impedisce un flusso del fluido dalla conduttura di mandata principale 165 verso l'accumulatore 180. Nella conduttura di mandata principale 165, fra la valvola di comando principale 120 e le valvole 121 e 122 e le estremità dal lato della sbarra degli stantuffi 116 e 117 è previsto un convertitore di pressione 170. Le valvole 120, 121 e 122 vengono comandate dall'apparecchio di comando 36 elettronico, per applicare una pressione adeguata alle estremità opposte degli stantuffi 116 e 117, per comandare il movimento degli stantuffi 116 e 117 e delle aste di stantuffo 114a e 115a associate affinchè venga selezionata e inserita la marcia necessaria nel modo descritto nella pubblicazione brevettuale W097/05410.

Alle aste di stantuffo 114a rispettivamente 115a sono collegati i potenziometri 126 e 127, che forniscono il segnale che indica la posizione dell'asta di stantuffo associata. I segnali dei potenziometri 126 e 127 vengono trasmessi all'apparecchio di comando 36, per ottenere un'indicazione sulla posizione delle aste di stantuffo 114a e 115a per ciascuna delle marce del cambio, e anche per indicare la posizione dell'asta di stantuffo 115a, quando l'organo di cambio 110 si trova nel piano di posizione folle A-B mostrato in figura 2. Il sistema del cambio può venire calibrato in modo tale che segnali di posizione predeterminati dei potenziometri 126 e 127 corrispondano all'inserzione di ciascuna marcia del cambio 15.

Segnali dei potenziometri 126 e 127 possono allora venire utilizzati durante la regolazione nel circuito di regolazione chiuso allo scopo di comandare le valvole 120, 121 e 122, per portare le aste di stantuffo 114a e 115a in posizioni predeterminate, per inserire la marcia desiderata.

In una prima posizione della valvola di comando principale 120, l'accumulatore di alta pressione 175 è collegato mediante la conduttura di mandata principale 175 con le estremità lato sbarra degli stantuffi 116 e 117 dei regolatori 114 rispettivamente 115 e con le valvole 121 e 122.

Le valvole 121 e 122 possono venire comandate allora per collegare selettivamente le estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 con l'accumulatore di alta pressione 175 o con l'accumulatore di bassa pressione 180. Quando le estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 sono collegate con l’accumulatore di alta pressione 175, la pressione agente su entrambi i lati degli stantuffi 116 e 117 sarà uguale, ma a causa delle superfici efficaci differentemente grandi all'estremità lato sbarra e all'estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117, gli stantuffi 116 e 117 vengono spostati verso destra, come mostra la figura 3.

Quando le estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 sono collegate tramite le valvole 121 rispettivamente 122 con l'accumulatore di bassa pressione 180, il gradiente di pressione attraverso gli stantuffi 116 e 117 sposta gli stantuffi 116 e 117, come mostrato in figura 3, verso sinistra e disloca il fluido dall'estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 nell'accumulatore di bassa pressione 180. Perciò il movimento dell’organo di cambio 110 per provocare l'inserzione della marcia desiderata, può venire comandato in quanto viene comandata la valvola principale 120 per collegare la conduttura di mandata principale 165 con l'accumulatore di alta pressione 175, e mediante interventi di regolazione sulle valvole 121 e 122 per spostare l'organo di cambio 110 corrispondentemente nelle direzioni X e Y

Quando è stato concluso il cambio di marcia, la valvola di comando principale 120 viene commutata per collegare la conduttura di mandata principale 165 con il recipiente 125, cosa che rende possibile un ritorno di fluido dalle estremità lato sbarra degli stantuffi 116 e 117. Quando la valvola di comando principale 120 viene commutata sul collegamento con il recipiente 125, anche fluido, nell'accumulatore di bassa pressione 180 scorre indietro, attraverso la valvola di non ritorno 182 e la conduttura di mandata principale 165, nel recipiente 125. Nell'accumulatore 180 è prevista una molla 184, ove la rigidezza della molla 184 è sufficiente per vincere la pressione di ritorno verso il recipiente 125, senza che venga influenzato in modo significativo il gradiente di pressione attraverso gli stantuffi 116 e 117, quando le loro estremità dal lato della testa sono collegate con l'accumulatore di bassa pressione 180.

Il volume del fluido dislocato dalle estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 è, nel caso di un cambio di marcia tipico, dell'ordine di grandezza di 5 mi. L'accumulatore di bassa pressione 180 può avere di conseguenza una capacità ridotta, e sarebbe dimensionato tipicamente secondo la grandezza per potere assorbire i volumi di fluido dislocati in occasione di due o tre cambi di marcia.

Il sistema idraulico descritto precedentemente può essere costruito in due parti, ove la parte di potenza - costituita da pompa, accumulatore di alta pressione 175, recipiente 125, valvola di comando principale 120, valvola di non ritorno 176 e sensore di pressione 170 - viene disposta tipicamente lontano dal sistema del cambio, ove limitazioni delle condizioni di spazio e delle possibilità di accesso lo consentano, e ove la parte di regolazione - costituita dai regolatori 114, 115, dalle valvole 121, 122, dall'accumulatore di bassa pressione 180 e dalla valvola di non ritorno 182, viene montato sul cambio.

Parte di potenza e parte di regolazione sono collegate fra loro attraverso una singola conduttura di mandata principale 165, attraverso la quale alla parte di regolazione viene messo a disposizione fluido, che poi scorre indietro da questa. La conduttura di mandata principale 165 può venire collegata alla parte di potenza e alla parte di regolazione con connettori rapidi 186 autosigillanti nel modo che viene descritto nel brevetto britannico GB 2233 421, il cui contenuto è parte integrante del contenuto della presente domanda.

Nella forma di esecuzione mostrata in figura 4, l'organo di regolazione di cambio 215 è un cilindro a doppio effetto, ove entrambi i lati dello stantuffo 217 presentano superfici efficaci di uguale grandezza. Le valvole magnetiche di commutazione 222a e 22b comandano selettivamente il collegamento di ciascun lato dello stantuffo 217, attraverso la conduttura di mandata principale 165, con l'accumulatore di alta pressione 175 o con l'accumulatore di bassa pressione 180, per comandare il movimento dello stantuffo 217 e quindi il movimento dell'organo di cambio 110 nella direzione Y.

L'organo di regolazione di cambio 114 assomiglia a quello descritto con riferimento alla figura 3, anche se il collegamento dell'estremità lato testa dello stantuffo 116 con la sorgente di pressione 175 o con l'accumulatore di bassa pressione 180 viene comandato mediante una valvola magnetica di commutazione 221. In alternativa a ciò può venire utilizzato un organo di regolazione di cambio, che è simile all'organo di regolazione di cambio 215 e viene comandato mediante due valvole magnetiche di commutazione.

Come nella forma di esecuzione mostrata in figura 3, la disposizione mostrata in figura 4 consente che venga alimentato fluido ai regolatori 114 e 215 attraverso una singola conduttura di mandata principale, e anche scorra indietro attraverso quest'ultima.

Nella forma di esecuzione mostrata in figura 4, la conduttura di mandata principale 165 appronta fluido anche per il cilindro ricevente della frizione 22 attraverso una valvola magnetica di commutazione 230. La valvola 230 collega selettivamente il cilindro ricevente 22 con l’accumulatore di alta pressione 175 attraverso la conduttura di mandata principale 165 e la valvola di comando 120, oppure separa il cilindro ricevente 22 dall'accumulatore di alta pressione 175. Una seconda valvola magnetica di commutazione 232 collega selettivamente il cilindro ricevente della frizione 22 con il recipiente 125. Quando la valvola di comando principale 120 ha effettuato il collegamento con l'accumulatore di alta pressione 175, il movimento del cilindro ricevente della frizione e quindi l'azionamento della frizione può venire ottenuto mediante corrispondente comando delle valvole 230 e 232.

In questa forma di esecuzione è necessaria una conduttura di ritorno 234 separata, affinchè fluido possa rifluire dal cilindro ricevente della frizione 22 al recipiente 125. In conformità con una modifica di questa forma di esecuzione, il ritorno dal cilindro ricevente della frizione 22 può venire collegato con l'accumulatore di bassa pressione 180 attraverso la valvola 232, affinchè fluido possa rifluire attraverso la conduttura di mandata principale 165 al recipiente, come descritto precedentemente. Questa forma di esecuzione alternativa rende necessario ingrandire l'accumulatore di bassa pressione 180, affinchè questo possa assorbire fluido dislocato dal cilindro ricevente della frizione 22.

Affinchè la frizione 14 fra cambi di marcia possa venire mantenuta in uno stato di slittamento, l'accumulatore di alta pressione 175 deve venire collegato direttamente con la valvola 230, bipassando la valvola di comando 120. Questo rende necessaria una conduttura di mandata separata dall’accumulatore di alta pressione 175 al cilindro ricevente della frizione 22. In alternativa a ciò, può venire aumentata la capacità dell'accumulatore di bassa pressione 180, per rendere possibili più cambi di marcia e un azionamento pieno della frizione, prima che valvola di comando principale 120 possa venire collegata con il recipiente e fluido scorra indietro dall'accumulatore a bassa pressione 180. Anche quando per l'organo di regolazione della frizione viene impiegata una seconda conduttura di mandata, l'invenzione qui descritta consente una riduzione del numero delle condutture necessarie fra la parte di potenza e le parti di cambio di marcia e di azionamento della frizione.

Nella forma di esecuzione mostrata in figura 5, i mezzi valvolari 121 e 122 collegano selettivamente le estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 con la valvola di comando principale 120 o con il recipiente 125.

Quando le estremità lato testa degli stantuffi 116 e 117 sono collegate attraverso una valvola 121 rispettivamente 122 con il recipiente 125, il gradiente di pressione attraverso gli stantuffi 116 e 117 sposta gli stantuffi 116 e 117, e vengono arretrate le aste di stantuffo 114a e 115a. A cambio di marcia concluso la valvola di comando principale 120 viene commutata per collegare la conduttura di mandata principale 165 con il recipiente 125, cosa che rende possibile un ritorno di fluido dalle estremità lato sbarra degli stantuffi 116 e 117.

Un dispositivo 280, che serve per la deformabilità elastica, è collegato con la conduttura di mandata principale 165 fra la valvola di comando principale 120 e le valvole 121 e 122 e le estremità lato sbarra dei regolatori 114 e 115.

Al dispositivo 280, che serve per la deformabilità elastica, appartiene un disco di acciaio flessibile, che è montato sulla sua circonferenza fra i due pezzi 284 e 286 di un corpo 288. Il disco 282 è chiuso a tenuta rispetto al corpo 288 con un anello a 0290.

Il pezzo 284 del corpo porta una rientranza 292 anulare, che è coassiale rispetto al disco 282 e forma una cavità 294 su un lato del disco 282. Sul pezzo 284 è previsto un collegamento 296, per collegare la cavità 294 con la conduttura di mandata 165. La zona 298 del pezzo 284, la quale sporge al centro dalla rientranza 292, è rialzata, in confronto alla superficie del pezzo 284, che circonda la rientranza 292, cosicché al montaggio del disco 282 fra i due pezzi 284 e 286, la zona 298 si impegna con il disco 282 e deforma quest'ultimo in una misura, che è equivalente ad una prima pressione predeterminata di per esempio 20 bar.

L'altro pezzo 286 del corpo 288 possiede una rientranza 300 parzialmente a forma di conca, che è disposta coassialmente con il disco 282, per formare una cavità 302 fra il disco 282 e il pezzo 286. Attraverso il pezzo 286 è previsto un foro di disaerazione 304, per disaerare la cavità 302 all'atmosfera. La profondità della rientranza 300 nel pezzo 286 è tale per cui in caso di deformazione del disco 282 da parte di una seconda pressione predeterminata di per esempio 40 bar, il disco 282 poggia contro la superficie della rientranza 300, cosa che impedisce un'ulteriore deformazione.

Il disco 282 possiede una rigidezza tale per cui esso viene deformato per attuare un dislocamento di 0,03 ml/bar, mentre la capacità della camera 302 ammonta a 0,6 mi.

Quando la valvola di comando principale 120 collega la conduttura di mandata principale 165 con l'accumulatore di pressione 175, la pressione nel circuito idraulico sale rapidamente a 20 bar. Quando la pressione raggiunge 20 bar, il disco 282 inizia a deformarsi, cosicché il volume nel circuito aumenta di 0,03 ml/bar. Ciò causa un effetto di smorzamento ed evita una rapida sollecitazione di componenti differenti del circuito idraulico e del meccanismo di cambio di marcia 25, per cui possono venire evitati danneggiamenti degli stessi; inoltre ciò rende possibile un funzionamento dolce e controllato del sistema di cambio. Quando la pressione del sistema idraulico raggiunge 40 bar, allora il disco 282 poggia contro la superficie parzialmente cilindrica della rientranza 300, cosa che impedisce un ulteriore dislocamento.

Il dispositivo 280, che serve per la deformabilità elastica, del sistema idraulico precedentemente descritto fornisce la pressione impiegata per il comando dei diversi componenti del sistema di cambio, e, come nell'esempio dell'unità di sincronizzazione, ove la pressione tipicamente in modo controllato, è dell'ordine di grandezza di 30 bar, evita perciò danneggiamenti, anche quando la conduttura di mandata principale è fabbricata in metallo o in un altro materiale non deformabile.

Possono venire effettuate diverse modifiche, senza deviare dall'invenzione qui descritta. Anche quando le forme di esecuzione precedentemente descritte si riferiscono al meccanismo di azionamento della frizione e al meccanismo di cambio di marcia per il sistema di cambio di un veicolo a motore, l'invenzione è comunque adatta in uguale modo per altri sistemi idraulici. Anche se l'invenzione è stata descritta con riferimento ad un sistema di cambio semiautomatizzato, essa è comunque applicabile anche a sistemi di cambio completamente automatizzati o a sistemi di cambio di marcia automatizzati.

Mentre nella forma di esecuzione precedentemente descritta un accumulatore di alta pressione 175 viene alimentato con pressione mediante una pompa 123 e rappresenta la sorgente di pressione, in alternativa a ciò può venire approntato fluido sotto pressione direttamente dalla pompa.

Inoltre diversi componenti della parte di azionamento per il cambio di marcia o della parte di azionamento della frizione - per esempio regolatori 114, 115, valvole 121, 122, accumulatore di bassa pressione 180 e valvola di non ritorno 182 - possono essere formati come unità costruttiva, che utilizza un corpo comune a tutti, come per esempio è descritto nella domanda di brevetto britannica GB 9902364, la cui descrizione è qui inclusa mediante riferimento ad essa.

Nella forma di esecuzione descritta precedentemente con riferimento alle figure da 5 a 7, la cavità 302 - anziché venire disaerata all'atmosfera - può venire dìsaerata anche, in alternativa, verso un fluido del sistema sotto pressione atmosferica.

Le rivendicazioni depositate insieme alla domanda di brevetto sono stesure proposte senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. Il richiedente si riserva di depositare ulteriori domande per ulteriori combinazioni di caratteristiche, che sono state rese note finora soltanto nella descrizione e/o nelle figure.

Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni si riferiscono all'ulteriore sviluppo dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della sottorivendicazione interessata; essi non sono da intendere come una rinuncia per quanto riguarda l'ottenimento di protezione indipendente di parti per la combinazione di caratteristica nelle sottorivendicazioni associate.

Poiché l'oggetto delle sottorivendicazioni può rappresentare invenzioni separate e indipendenti con riferimento allo stato della tecnica nel giorno di priorità, il richiedente si riserva il diritto di renderle oggetto di rivendicazioni indipendenti o di domande divisionali. Inoltre queste possono contenere anche invenzioni autonome, che consentono di rendere riconoscibile un progetto, che è indipendente da uno degli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.

Le forme di esecuzione non vengono considerate come limitazioni dell'invenzione. Invece nell'ambito di protezione della descrizione qui avvenuta è possibile un ampio spettro di integrazioni e modifiche, in particolare di variazioni, elementi e combinazioni e/o materiali, che per esempio l'esperto può sperimentare, in quanto singole integrazioni e modifiche vengono combinate con quelle che sono riportate nella descrizione generale e nelle forme di esecuzione, in aggiunta a caratteristiche e/o elementi o stadi di processo, che sono descritti nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni, con l'obiettivo di risolvere un compito, cosa che conduce ad un nuovo oggetto o a nuovi stadi di processo o sequenze di stadi di processo per mezzo di caratteristiche combinabili, anche per quanto riguarda processi di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori combinazioni di caratteristiche, rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.

Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come rinuncia all'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le combinazioni di caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.

Poiché gli oggetti delle sottorivendicazioni per quanto riguarda lo stato della tecnica nel giorno di priorità possono formare invenzioni proprie e autonome, la richiedente si riserva di renderle oggetto di rivendicazioni indipendenti o di domande divisionali. Essi possono contenere inoltre anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni; gli esempi di esecuzione non sono da intendere come limitazione dell'invenzione. Invece nell'ambito della presente descrizione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento, descritti in connessione con la descrizione generale e le forme di esecuzione nonché nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni, sono rilevabili dall'esperto per quanto riguarda la soluzione del compito, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims (22)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità idraulica con almeno un regolatore di pressione idraulica, una sorgente di fluido idraulico sotto pressione, un recipiente e una valvola di comando principale per il collegamento selettivo del regolatore con la sorgente o con il recipiente attraverso una conduttura di mandata principale, ove un lato del regolatore viene collegato selettivamente con la conduttura di mandata principale o con un accumulatore attraverso una valvola di comando secondaria, e l'accumulatore viene collegato con la conduttura di mandata principale attraverso una valvola di non ritorno, ove la valvola di non ritorno consente il flusso di fluido soltanto dall'accumulatore in direzione della conduttura di mandata principale.
2. 2. Unità idraulica secondo la rivendicazione 1, in cui la conduttura di mandata principale viene collegata direttamente con l'altro lato del regolatore, per cui detto altro lato del regolatore viene collegato selettivamente tramite la valvola di comando principale con la sorgente o con il recipiente.
3. 3. Unità idraulica secondo la rivendicazione 1, in cui la valvola di mandata principale viene collegata con l'altro lato del regolatore attraverso una seconda valvola di comando secondaria, ove la seconda valvola di comando secondaria collega selettivamente l'altro lato del regolatore con la conduttura di mandata principale o con l'accumulatore.
4. 4. Unità idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la pressione dell'accumulatore è un pò al di sopra della pressione nel ritorno al recipiente, cosicché fluido viene spinto verso il recipiente, quando attraverso una valvola di comando principale la conduttura principale viene collegata con il recipiente, ove la pressione dell'accumulatore non influenza in modo significativo il gradiente di pressione attraverso il regolatore, quando un lato del regolatore è collegato con la sorgente e l'altro lato è collegato con il recipiente.
5. 5. Unità idraulica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui alla sorgente appartiene un accumulatore di alta pressione, che viene alimentato con pressione per mezzo di una pompa.
6. 6. Unità idraulica sostanzialmente come qui descritta con riferimento alla e secondo la rappresentazione nelle figure da 1 a 4 dei disegni allegati.
7. 7. Cambio automatizzato con un meccanismo di cambio di marcia, ove al meccanismo di cambio di marcia appartiene almeno un regolatore idraulico, e una unità idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, per cui fluido idraulico viene approntato al o a ciascun regolatore idraulico dalla sorgente per mezzo di una singola conduttura di mandata principale, e dal o da ciascun regolatore idraulico rifluisce attraverso questa conduttura al recipiente.
8. 8. Cambio secondo la rivendicazione 7, in cui al cambio appartiene anche un meccanismo di azionamento della frizione, incluso un regolatore di pressione di fluido.
9. 9. Cambio secondo la rivendicazione 8, in cui fluido idraulico viene messo a disposizione anche del regolatore della frizione attraverso la conduttura di mandata principale.
10. 10. Cambio secondo la rivendicazione 8 oppure 9, in cui il fluido idraulico rifluisce dal regolatore della frizione attraverso un accumulatore e la conduttura di mandata principale.
11. 11. Cambio secondo la rivendicazione 8 oppure 9, in cui il regolatore della frizione è collegato con la sorgente attraverso una conduttura di mandata separata.
12. 12. Unità idraulica con un componente cedevole, ove il componente cedevole è esposto al fluido idraulico nell'unità, cosicché quando un lato viene messo sotto pressione, la pressione del fluido agente su detto primo lato deforma il componente cedevole in una prima direzione, e ove il componente cedevole è precaricato nella prima direzione di una misura, che corrisponde ad una prima pressione di fluido predeterminata, e la deformazione del componente cedevole nella prima direzione viene limitata ad una quantità, che corrisponde ad una seconda pressione predeterminata.
13. 13. Unità idraulica secondo la rivendicazione 12, in cui il primo valore limite predeterminato ammonta a 20 bar e il secondo valore limite predeterminato ammonta a 40 bar.
14. 14. Unità idraulica secondo la rivendicazione 12 oppure 13, in cui il dislocamento del componente cedevole si comporta linearmente fra il primo e il secondo valore limite predeterminato della pressione di fluido.
15. 15. Unità idraulica secondo la rivendicazione 14, in cui il dislocamento del componente cedevole ammonta ad un valore fra 0,02 e 0,05 ml/bar.
16. 16. Unità idraulica secondo la rivendicazione 14 oppure 15, in cui il dislocamento del componente cedevole è dell'ordine di grandezza di 0,03 ml/bar.
17. 17. Unità idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 16, in cui un disco flessibile è montato fra i due pezzi di un corpo ove il disco nei confronti del corpo è chiuso a tenuta intorno alla circonferenza di quest'ultimo, e ove un primo lato del corpo appronta un'uscita per il collegamento all'unità idraulica e il secondo pezzo del corpo rende possibile una disaerazione all'aria o a un fluido a pressione atmoferica, dal primo lato del corpo viene definita una rientranza a forma di anello, che è coassiale al disco e possiede una nervatura centrale, che poggia contro il disco e lo deforma in direzione del secondo pezzo del corpo, e precisamente di una misura, che corrisponde alla misura della deformazione del disco a causa di esposizione dello stesso a fluido idraulico ad una pressione avente un primo valore predeterminato, e il secondo pezzo del corpo possiede una rientranza a forma di conca, contro la cui superficie poggia il disco, quando il disco viene deformato da una pressione idraulica avente un secondo valore predeterminato.
18. 18. Unità idraulica secondo la rivendicazione 17, in cui il disco è fabbricato in acciaio.
19. 19. Unità idraulica secondo la rivendicazione 17 oppure 18, in cui il disco è chiuso a tenuta nei confronti del corpo da un anello a 0, che è applicato sulla circonferenza del disco fra i pezzi del corpo.
20. 20. Componente cedevole per l'impiego in una unità idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 19, a cui appartiene un disco flessibile, che è montato fra i due pezzi di un corpo, ove il disco nei confronti del corpo è chiuso a tenuta intorno alla sua circonferenza, e ove un primo lato del corpo appronta un'uscita per il collegamento all'unità idraulica e il secondo pezzo del corpo rende possibile una disaerazione all'aria o a un fluido a pressione atmosferica, dal primo lato del corpo viene definita una rientranza a forma di anello, che è coassiale al disco e possiede una nervatura centrale, che poggia contro il disco e lo deforma in direzione del secondo pezzo del corpo, e precisamente di una misura, che corrisponde alla misura della deformazione del disco a causa dell'esposizione dello stesso a fluido idraulico ad una pressione avente un primo valore predeterminato, il secondo pezzo del corpo possiede una rientranza a forma di conca, contro la cui superficie poggia il disco, quando il disco viene deformato da una pressione idraulica avente un secondo valore predeterminato.
21. 21. Cambio automatizzato, a cui appartiene una unità idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 20.
22. 22. Dispositivo idraulico sostanzialmente come qui descritto con riferimento alla e secondo la rappresentazione nelle figure da 1 a 7 dei disegni allegati.