ITMI20070549A1 - Sistema integrato di trasmissione di un escavatore - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un sistema integrato di trasmissione di un escavatore.
In particolare l'invenzione si riferisce ad un sistema integrato di trasmissione meccanica destinato alla propulsione ed alla rotazione della tavola rotante di un escavatore gommato o cingolato.
La tecnica di costruzione di macchine movimento terra quali escavatori cingolati e gommati è consolidata.
Tali macchine, sono infatti prodotte dai maggiori costruttori del settore mediante tecnologie sostanzialmente simili consolidate da tempo.
Le varie classi o categorie di macchine si comparano confrontando veicoli di peso equivalente (ad esempio classe delle 20 tonnellate, 24 tonnellate, 30 tonnellate, ecc.) e si differenziano tra loro per:
- caratteristiche dimensionali: passo, carreggiata, diagramma di scavo, dimensione e tipo di bracci, per citarne alcune;
caratteristiche prestazionali: forza di scavo, forza di trazione, coppia e velocità di rotazione tavola, velocità di traslazione, e similari;
- caratteristiche di guidabilità: comfort operatore, silenziosità, ergonomia e sensibilità dei comandi, programmi di lavoro assistiti elettronicamente, ecc;
caratteristiche costruttive: qualità delle tecniche costruttive di tutti gli organi strutturali meccanici, idraulici, elettronici.
Le suddette macchine sono in generale caratterizzate da una stessa configurazione costruttiva in cui si riconoscono:
Un telaio inferiore realizzato mediante una struttura saldata, il telaio è molto rigido ed alloggia alle due estremità posteriori i complessivi riduttori ruote motrici che assicurano la mobilità del veicolo attraverso un sistema di due cingolature laterali per l'escavatore cingolato o i quattro mozzi per la macchina gommata.
- Una parte superiore rotante (torretta girevole o tavola girevole) collegata al telaio inferiore per mezzo di un cuscinetto assiale sfere chiamato "ralla". Nella torretta è installata l'unità motrice di potenza (motore diesel con tutti gli accessori necessari per il suo funzionamento) ed il sistema idraulico atto ad azionare tutte le varie funzioni di lavoro e spostamento dell'escavatore. Il sistema idraulico è composto essenzialmente e generalmente da 2 pompe idrauliche azionate dal motore diesel, da blocchi di valvole direzionali collegate con le varie funzioni operatrici (cilindri scavo, rotazione, traslazione). Il comando di tutte le funzioni è realizzato tramite "cloche" con sistemi di asservimento idraulici ed elettroidraulici (con programmazione elettronica assistita quando richiesto)
- Un sistema scavante costituito dai bracci mobili, dal cucchiaio o benna, comandati dai cilindri idraulici collegati tramite tubazioni alle rispettive valvole direzionali di cui sopra.
Con particolare riferimento alla rotazione della torretta ed alla traslazione del veicolo, la tecnica nota secondo la modalità più comunemente adottata, viene di seguito descritta ed illustrata schematicamente nelle figure 1-4
Le figure 1-4 di tecnica nota si riferiscono per scelta esemplificativa ad un escavatore gommato, ma i principali elementi componenti sono presenti anche nel mezzo cingolato.
In figura 1 è illustrato schematicamente un escavatore 1 secondo tecnica nota dotato di ruote gommate 2 montate su mozzi 30 e comprendente un sottocarro 3 sul quale è montata una tavola rotante 4 recante una torretta 5 ed una benna 6 con i relativi bracci 7 azionati mediante cilindri idraulici 8.
In figura 2 è illustrato in sezione parziale un particolare del sistema 10 di rotazione della torretta girevole o tavola girevole collegata al telaio inferiore (non illustrato) per mezzo di un cuscinetto assiale a sfere chiamato ralla il. Nella versione illustrata in figura 2 la ralla il presenta un elemento interno 12 fissato al sottocarro ed un elemento esterno 13 solidale alla tavola rotante.
Lungo la circonferenza interna dell'elemento interno 12 della ralla 11 è realizzata una dentatura assiale 14 predisposta per l'impegno con un corrispondente pignone 15 connesso ad un riduttore 15' epicicloidale, generalmente a due stadi, collegato coassialmente ad motore idraulico 16 fissato alla tavola rotante che viene comandatodalla rispettiva valvola direzionalead esso collegata. Nella torretta è installata l'unità motrice di potenza (motore diesel con tutti gli accessori necessari per il suo funzionamento) ed il sistema idraulico atto ad azionare tutte le varie funzioni di lavoro e spostamento dell'escavatore.
La figura 3 illustra un esploso prospettico di un sottocarro 3 (escavatore gommato) con i relativi asse anteriore 28, asse posteriore 29, le trasmissioni 27 a doppio giunto cardanico il motore idraulico 25 di traslazione del veicolo ed il cambio meccanico 26 ad esso connesso.
In figura 4 è illustrato uno schema del sistema di motorizzazione/trasmissione di un veicolo secondo tecnica nota, comprendente un motore diesel 20 connesso ad una o più pompe idrauliche 21 a sua volta connesse ad un gruppo di distribuzione 22 con incluse valvole di regolazione e controllo.
Tale gruppo 22 è operativamente connesso mediante opportuni circuiti idraulici 23 ai cilindri idraulici 8, al motore idraulico 16 di rotazione che aziona il riduttore 15' con pignone 15 (già illustrati in figura 2) a loro volta supportati dalla tavola rotante 4 per l'impegno con la ralla 11.
Un'altra connessione idraulica 23 dal gruppo di distribuzione 22 alimenta un collettore idraulico 24 disposto tra tavola rotante 4 e sottocarro (non illustrato per semplicità) per alimentare a sua volta il motore idraulico 25 di traslazione connesso al cambio meccanico 26.
La torretta 5 e con essa tutta la parte scavante si muove rispetto al carro inferiore per indirizzare in modo appropriato la direzione dello scarico benna 6 ove deciso dall'operatore.
Tale movimento è attuato mediante l'impegno della ralla o cuscinetto a sfere di tipo assiale e realizzato attraverso l'accoppiamento meccanico ad ingranaggi pignone/dentatura interna ralla
La dentatura 14 interna della ralla è parte integrante del cuscinetto ed è realizzata con denti di grosso modulo.
Il pignone 15 è collegato coassiamente al riduttore epicicloidale (generalmente a due stadi) comandato dal motore idraulico 16 a pistoni assiali ad alta pressione flangiato sul riduttore 15', il collegamento del motore idraulico alla rispettiva valvola direzionale attraverso tubi idraulici con l'interposizione di valvole antiurto e anticavitazione permette di ottenere il movimento di rotazione della torretta nei due sensi.
Per quanto concerne la traslazione o propulsione del veicolo nel caso di escavatore cingolato, il telaio o carro inferiore e con esso tutta la macchina può muoversi per mezzo di due motori idraulici a pistoni assiali ciascuno flangiato sul rispettivo riduttore epicicloidale (generalmente tre stadi).
Sul riduttore viene flangiata la corona motrice che ingrana direttamente con la rispettiva cingolatura. Ciascun cingolo può essere comandato separatamente dall'altro. Il flusso dell'olio proviene dalla parte superiore torretta dalle rispettive valvole direzionali, attraversa un giunto rotante a quattro vie e alimenta separatamente i due motori idraulici che sono protetti da valvole di sicurezza (antiurto e anticavitazione).
Da quanto descritto si può affermare che negli escavatori è consolidata la tecnica costruttiva di avvalersi totalmente della soluzione a trasmissione idraulica per le funzioni di rotazione e traslazione, secondo le modalità summenzionate e schematizzate, nonché per le funzioni di funzioni di scavo.
Il motore diesel fornisce energia meccanica di rotazione alle pompe idrauliche, queste forniscono energia idraulica all'impianto delle valvole direzionali sotto forma di portata e pressione che viene convogliata agli utilizzatori; nel caso del motore idraulico di rotazione e quelli di traslazione questa energia idraulica si ritrasforma in energia meccanica di rotazione cioè in ultima analisi in movimento della tavola (nei due sensi) e/o in movimento della ruota motrice dei rispettivi cingoli e quindi traslazione nei due sensi di marcia.
Entrambe le funzioni descritte, rotazione e traslazione, sono integrate dai relativi sistemi di comando e controllo idraulici ed elettronici ubicati in cabina e, come già detto, da opportune valvole di sicurezza e protezione nei relativi circuiti idraulici. Tutto il sistema idraulico fa capo infine ad un serbatoio olio da dove si alimentano le pompe e dove ritornano le varie linee dopo l'utilizzo delle funzioni richieste. Tutto l'olio del sistema viene infine raffreddato attraverso uno scambiatore a massa radiante raffreddato dalla ventola del motore diesel.
La presenza dei suddetti elementi idraulici per la rotazione e la traslazione del veicolo comporta una serie di inconvenienti tra i quali si citano:
- complessità costruttiva: la presenza di costose apparecchiature idrauliche e meccaniche (valvole direzionali, giunto rotante, motori idraulici, riduttori epicicloidali, tubazioni rigide e flessibili per alte pressioni, valvolame idraulico, comporta un notevole costo di realizzazione.
costo energetico: le trasmissioni idrauliche (rotazione e traslazione) odierne realizzate con pompe e motori a pistoni assiali possono garantire in condizioni ottimali di media pressione (250-280 bar) un rendimento totale non superiore al 75-80%, inoltre le trasmissioni meccaniche (riduttore epicicloidale a tre stadi e l'eliminazione dell'ingranamento pignone/dentatura ralla) riducono ulteriormente l'efficienza della trasformazione energetica, il raffreddamento dell'olio comporta un ulteriore dispendio energetico a scapito del rendimento complessivo.
- inquinamento acustico: nonostante i significativi progressi tecnologici degli ultimi anni, le trasmissioni idrauliche producono un rumore caratteristico che è fortemente inquinante.
- costi di manutenzione: i circuiti idraulici e le apparecchiature connesse richiedono una sostanzialmente continua manutenzione, il controllo del circuito idraulico, il settaggio (tarature valvole) sono alquanto costosi per le apparecchiature ed il personale specializzato necessari.
- guidabilità del veicolo nonostante i controlli elettronici il movimento idraulico presenta sempre inconvenienti relativi alla precisione, prontezza, modulabilità e gradualità delle rotazioni e traslazioni con impatto negativo sulla guidabilità del mezzo.
Il Richiedente si è pertanto posto il problema di come migliorare il rendimento della trasmissione di un escavatore.
Il Richiedente ha potuto risolvere il suddetto problema fornendo un sistema integrato di trasmissione di un escavatore nel quale il sistema idraulico di comando e controllo della rotazione tavola e della traslazione veicolo è sostituito da un sistema ad "energia elettrica" basato sui seguenti componenti principali:
Generatore di corrente accoppiato al motore diesel;
- Motore elettrico lineare per il comando rotazione della tavola;
Motore elettrico assiale reversibile ad alta coppia per il comando della traslazione;
- Gruppi di regolazione tensione e intensità di corrente;
- Distributore rotante a contatti;
- Gruppo batterie.
Secondo un primo aspetto dell'invenzione viene pertanto fornito un sistema integrato di trasmissione di un escavatore secondo quanto esposto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche dell'invenzione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Le caratteristiche ed i vantaggi del integrato di trasmissione di un escavatore secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
le figure 1-4 illustrano rispettivamente un escavatore gommato secondo tecnica nota, due particolari ed uno schema degli elementi dello stesso;
le figure 5 e 6 illustrano schematicamente in vista prospettica un particolare del motore lineare utilizzato nel sistema di rotazione secondo la presente invenzione;
le figure 7 e 8 illustrano, in sezione parziale schematica, altrettante forme realizzative del sistema di trasmissione secondo l' invenzione applicato alla tavola rotante di un escavatore;
Le figure 9 e 10 illustrano in vista frontale parzialmente sezionata il sistema di trasmissione secondo l' invenzione applicato alla traslazione di un escavatore cingolato;
la figura i l è un esploso prospettico di un sottocarro di un escavatore gommato secondo la presente invenzione ;
le figure 12 e 13 illustrano schematicamente un gli elementi rispettivamente di un escavatore gommato e di un escavatore cingolato dotati del sistema integrato di trasmissione secondo la presente invenzione ;
la figura 14 illustra in vista laterale schematica un escavatore gommato dotato del sistema integrato di trasmissione secondo l ' invenzione .
Con riferimento alle figure da 5 a 14 , è illustrato schematicamente un sistema integrato di trasmissione di un escavatore gommato o cingolato .
Con particolare riferimento alla figura 14 è illustrato un escavatore gommato 91 che a puro titolo esemplificativo presenta elementi esteriori in comune con gli escavatori secondo tecnica nota (di cui alla figura 1), e che vengono pertanto riportati per comodità di trattazione.
L'escavatore 91 recante il sistema integrato di trasmissione secondo la presente invenzione è dotato di motorizzazione diesel 140, e comprende un sottocarro 110 dotato di ruote gommate 92 montate su mozzi 120. Sul sottocarro 110 è montata una tavola rotante 104 recante una torretta 95 ed una benna 96 con i relativi bracci 97 azionati mediante cilindri idraulici 98.
Il sistema integrato di trasmissione dell'escavatore 91 comprende:
- un generatore elettrico 142 accoppiato al motore diesel 140;
- un primo motore elettrico lineare 100 per il comando rotazione della tavola rotante 104;
- almeno un secondo motore elettrico 121 reversibile ad alta coppia per il comando della traslazione;
- almeno un gruppo di regolazione 144 tensione e intensità di corrente connesso al generatore elettrico 142;
- un distributore rotante a contatti 147 provvisto su detta tavola rotante 104 e connesso elettricamente a detto primo motore lineare 100 e a detto secondo motore 121 reversibile ad alta coppia;
- un gruppo batterie 145 connesso al un gruppo di regolazione 144.
Le funzioni di scavo della parte bracci 97 e benna 96 sono gestite mediante un sistema idraulico, di conseguenza l'alimentazione dei vari cilindri idraulici 98 avviene per mezzo di un circuito idraulico indipendente comprendente una pompa idraulica 141 a sua volta connessa ad un gruppo di distribuzione 143 con incluse valvole di regolazione e controllo e tubature idrauliche 148.
Mentre il motore lineare 100 per il comando rotazione è realizzato secondo le varianti rappresentate nelle figure 5-8, i motori elettrici 121 (illustrati nello schema di figura 9), destinati alla traslazione sia per il veicolo gommato sia per il veicolo cingolato, sono motori elettrici assiali reversibili dotati di un rotore e di uno statore in grado di fornire alta coppia grazie alla tecnologia innovativa applicata.
Il motore lineare 100 destinato alla rotazione della tavola realizzabile secondo le suddette varianti, può comprendere una pluralità di elementi motori 101a disposti attorno alla superficie di un disco anulare 101b assoggettando detto disco ad una forza tangenziale F al passaggio di corrente tra elemento motore e disco.
Tale forza F genera una coppia che pone in rotazione relativa gli elementi motori rispetto al disco anulare, attorno ad un asse A centrale, perpendicolare al piano del disco stesso.
A seconda della configurazione gli elementi motori e viceversa il disco anulare possono essere quindi statori o rotori.
In figura 6 sono raffigurati quattro elementi motori ma a seconda della forza tangenziale identificata dalla freccia F da imprimere, della coppia necessaria e del dimensionamento del sistema, gli elementi motori 101a possono essere due o più.
Tali elementi motori 101a sono preferibilmente realizzati con sezione a "C" entro le cui ali viene posizionata una porzione del disco anulare 101b.
Il campo magnetico indotto tra i poli 102 dell'elemento motore 101a, dal passaggio di corrente tra elemento motore e disco genera la forza tangenziale F per cui si trasmette la coppia.
Il primo motore lineare 100 può quindi generare un movimento con grande modulabilità, gradualità, prontezza nell'intervallo di prestazioni (ad esempio 0-12 giri tavola). In particolare con l'adozione del suddetto motore si ottengono i seguenti vantaggi:
- avviamento allo spunto con alta coppia erogabile; - gradualità di accelerazione;
- gradualità di decelerazione;
- frenatura e posizionamento della benna di grande precisione;
- silenziosità di movimento.
Inoltre la semplificazione costruttiva del sistema integrato di trasmissione permette di semplificare il sistema di motorizzazione grazie all'eliminazione dei seguenti componenti idraulici e meccanici già descritti per l'escavatore secondo tecnica nota:
Eliminazione della dentatura della ralla;
Eliminazione pignone (riduttore tre stadi) e motore idraulico;
Eliminazione della valvola direzionale e valvole protezioni
Eliminazione vasca grasso lubrificazione pignone/ralla.
Con riferimento alla figura 7 nel primo motore 100 l'elemento motore 101a funziona da rotore ed è fissato mediante supporto 109 alla tavola rotante 104 ruotando con essa.
Una ralla 105 in forma di cuscinetto assiale volvente presenta un elemento esterno 106 solidale alla tavola rotante, un elemento interno 107 fissato al disco anulare 101b ed una pluralità di sfere 108 che assicurano la rotazione reciproca di detti elementi della ralla. Il disco anulare è a sua volta supportato dal sottocarro mediante un supporto 103 circonferenzialmente fissato al bordo interno del disco.
Secondo una variante realizzativa illustrata in figura 8 l'elemento motore 101a funziona da statore ed è fissato al sottocarro 110.
La ralla 105 in forma di cuscinetto assiale volvente presenta l'elemento esterno 106 fissato superiormente alla tavola rotante mediante interposizione di distanziale 106' ed inferiormente alla porzione interna di bordo del disco anulare 101b solidale alla tavola rotante. L'elemento interno 107 è fissato al sottocarro 110 mediante un supporto 103 circonferenzialmente fissato al bordo interno del disco previo interposizione di un distanziale 103'.
Entrambi il primo e secondo motore 100,121 sono integrati da rispettivi sistemi frenanti (non illustrati), in particolare freni a disco di tipo idraulico a pinza per il secondo motore o freni elettromagnetici a comando negativo (all'azzeramento della tensione si bloccano) validamente utilizzabili per entrambi.
Con riferimento al sistema di traslazione del veicolo, nelle figura 9 e 10 è rappresentato il secondo motore elettrico 121 di tipo assiale rotativo reversibile dotato di pignone 122 che viene accoppiato in blocco direttamente alla ruota motrice o ad un riduttore epicicloidale ad uno stadio 124 per la realizzazione di un assieme mozzo 120 recante il mozzo 123 atto a supportare ciascuna ruota gommata o ciascuna delle due ruote motrici della cingolatura o ancora atto a fornire il movimento di rotazione da trasmettere alle ruote mediante opportune trasmissioni.
In figura 11 è illustrato il sottocarro 110 dotato di assale 130 anteriore e di due assiemi mozzo 120 posteriori direttamente flangiati sul sottocarro.
Le figure 12 e 13 illustrano in forma di schema a blocchi integrato ad uno schema funzionale gli elementi rispettivamente di un escavatore gommato e di un escavatore cingolato recanti il sistema integrato di trasmissione secondo l'invenzione.
In entrambe le figure è illustrato il generatore elettrico 142 accoppiato al motore diesel 140, il motore elettrico lineare 100 per il comando rotazione della tavola rotante 104, il circuito idraulico indipendente comprendente una pompa idraulica 141 a sua volta connessa ad un gruppo di distribuzione 143 con incluse valvole di regolazione e controllo che mediante condotti 148 circuitano l'olio nei cilindri idraulici 146 per la movimentazione della benna e dei bracci.
Connesso mediante linea elettrica 149 al generatore elettrico 142 è presente il gruppo di regolazione 144 di tensione e intensità di corrente, e un distributore rotante a contatti 147 provvisto su detta tavola rotante 104, il gruppo batterie 145 è connesso al un gruppo di regolazione 144.
In entrambe le figure è illustrato il meccanismo di rotazione della tavola rotante già descritto.
Il distributore rotante a contatti 147 mediante linea elettrica 149 alimenta, nel caso di escavatore gommato, l'assale anteriore 130 dotato di due assiemi mozzo 120 ciascuno comprendente un secondo motore 121 elettrico reversibile e due assiemi mozzo 120 fissati posteriormente al sottocarro.
Nel caso di escavatore cingolato illustrato in figura 13 il distributore rotante a contatti 147 alimenta direttamente due secondi assiemi mozzo 120 disposti posteriormente in modo da determinare la trazione di ciascun cingolo.
Naturalmente è possibile realizzare propulsioni configurate differentemente mediante trasmissioni cardaniche riducendo i motori necessari da quattro a due o ad un unico secondo motore 121.
In qualsiasi configurazione il secondo motore 121 reversibile ad alta coppia a tecnologia innovativa, grazie alle sue caratteristiche, assicura:
- grande modulabilità e gradualità di comando con alte coppie allo spunto;
regolarità di rotazione sia in fase di accelerazione sia in decelerazione, in marcia avanti ed indietro;
esenzione da vibrazioni durante il funzionamento; - controllo totale giri motore in fase di discesa macchina,
Nel caso di la semplificazione costruttiva permette di eliminare o ridurre i seguenti componenti tradizionali:
a) riduttore traslazione (almeno parzialmente) b) motore idraulico a pistoni assiali e relative tubazioni;
c) valvola direzionale del motore idraulico con valvole antiurto e anticavitazione;
d) giunto rotante relativo al motore idraulico. a) Semplificazione costruttiva.
Il sistema integrato secondo la presente invenzione permette di raggiungere i seguenti scopi:
Eliminazione di costose apparecchiature idrauliche e meccaniche (valvole direzionali, giunto rotante, riduttori epicicloidali, tubazioni rigide e flessibili per alte pressioni, valvolame idraulico.
Risparmio energetico grazie ad un incremento del rendimento: le trasmissioni idrauliche (rotazione e traslazione) odierne realizzate con pompe e motori a pistoni assiali possono garantire in condizioni ottimali di media pressione (250-280 bar) un rendimento totale non superiore al 75-80%; viceversa il rendimento di una trasmissione elettrica generatore/motore lineare supera il 90%. Inoltre, si può ottenere un recupero di energia nella fase frenatura rotazione per cui il motore si comporta da generatore. Allo stesso modo, nella fase di traslazione in discesa o nella fase di rallentamento macchina i motori cedono energia al generatore. Tale energia può essere anche accumulata nelle batterie 145.
Nel caso della rotazione l'eliminazione del riduttore epicicloidale a tre stadi e l'eliminazione dell'ingranamento pignone/dentatura ralla porta ad un miglioramento dell'efficienza pari a:
n = rendimento ingranamento di 1 stadio riduttore = 0,96
nt= rendimento ingranamento di 3 stadi riduttore = 0,96<3>=0,88
nttotale = riduttore epicicloidale = 0,88
rendimento ingranamento pignone/ralla = 0,9
rendimento totale riduttore e pignone ralla =0,9*0,88 = 0.8
Quindi con un motore lineare si arriva a guadagnare il 20% per l'assenza di organi meccanici in presa ed almeno il 10-15% come già detto per il passaggio dalla trasmissione idraulica a quella elettrica per un totale 30-35% di guadagno
Nel caso della traslazione del veicolo cingolato eliminando almeno due stadi di riduzione si ha:
nt=0,96<2>= 0,92
pari a 8% di guadagno a cui si somma il 10-15% per la trasmissione motore a coppia, ottenendosi un totale di 18-23% di guadagno per ogni cingolo (nel caso di escavatore cingolato).
Nel caso di escavatore gommato essendo i quattro motori a coppia inseriti negli assali con un solo stadio di riduzione tra motore e ruote si hanno le seguenti semplificazioni rispetto alle soluzioni note tradizionali:
a) eliminazione di un salto di riduzione nel riduttore dell'assale (notoriamente a due stadi);
b) eliminazione di un salto di riduzione nel riduttore in blocco all'assale (sul quale è flangiato il motore idraulico);
c) eliminazione della riduzione coppia conica negli assali (due coppie coniche);
d) eliminazione di due snodi e relativi attriti.
Quantificando i rendimenti si ha:
al= rendimento per riduttore epicicloidale = 0,96 bl= rendimento per salto riduttore =0,98
cl= rendimento per due coppie coniche= 0,94<2>=0,88 dl= rendimento per due snodi cardanici= 0,98<2>=0,96 Complessivamente il rendimento totale uguale al prodotto dei suddetti rendimenti ntotale= 0,79, pertanto la maggiore semplificazione della trasmissione comporta un guadagno che supera 1'80% a cui occorre aggiungere il 10-15% della maggiore efficienza del sistema elettrico per un vantaggio complessivo pari al 30-35%.
Altri vantaggi sono la minore rumorosità e la ridotta manutenzione necessaria.
Relativamente a quest'ultimo vantaggio và notato che i motori elettrici ed il generatore per le loro caratteristiche hanno scarsissima necessità di manutenzione periodica ed una durata di funzionamento di gran lunga superiore ai componenti idraulici. Il controllo del circuito idraulico (tarature valvole) risultano inoltre molto costosi per la necessità di apparecchiature e personale specializzato.
Si ottiene inoltre una riduzione complessiva dei costi di produzione sia per il costo complessivo sia per le semplificazioni di assemblaggio macchina.
Una maggiore guidabilità in quanto le caratteristiche già evidenziate dei motori lineari e assiali consentono di controllare il loro movimento con più precisione, prontezza, modulabilità e gradualità.
Va' inoltre segnalato che le trasmissioni idrauliche nel caso di avaria macchina dovuta a molteplici cause (dipendenti ad esempio dal motore diesel, dalle pompe idrauliche, dai motori idraulici, dalle valvole direzionali, dal sistema di comando, da rottura delle tuibazioni ed altre) mon permettono nè il traino nè lo spsotamento del mezzo in quanto i rispettivi motori di traslazione sono bloccati dall'incomprimibilità del fluido nelle tubazioni.
Tale inconveniente può rappresentare un problema di difficile soluzione con tempestività.
Differentemente essendo il motore elettrico libero di ruotare in assenza di tensione, anche il traino del veicolo può essere consentito con facilità.
Può quindi essere realizzato un veicolo già predisposto per il timone di traino che essendo praticamente "in folle" può essere trainato da una motrice che lo precede.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema integrato di trasmissione di un escavatore (91) gommato o cingolato, dotato di motore diesel (140), e comprende un sottocarro (110) recante montata una tavola rotante (104) recante una torretta (95), il sistema integrato di trasmissione essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: - un generatore elettrico (142) accoppiato al motore diesel (140); - un primo motore elettrico lineare (100) per il comando rotazione della tavola rotante (104); - almeno un secondo motore elettrico (121) reversibile ad alta coppia per il comando della traslazione del veicolo; almeno un gruppo di regolazione (144) tensione e intensità di corrente connesso al generatore elettrico (142); - un distributore rotante a contatti (147) provvisto su detta tavola rotante (104) e connesso elettricamente al primo motore elettrico lineare (100) ed al secondo motore elettrico (121) reversibile ad alta coppia; un gruppo batterie (145) connesso al gruppo di regolazione (144).
- 2. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo motore lineare (100) comprende un disco anulare (101b) ed una pluralità di elementi motori (101a) disposti in prossimità di almeno una superficie del disco anulare (101b) disposti in modo tale da assoggettare detto disco anulare ad una forza tangenziale (F) al passaggio di corrente tra elemento motore e disco realizzando una rotazione relativa tra elementi motore e disco anulare attorno ad un asse (A) centrale, perpendicolare al piano del disco stesso.
- 3. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 1, in cui detti elementi motori (101a) sono realizzati con sezione a "C" entro le cui ali viene posizionata una porzione del disco anulare (101b).
- 4. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 3, in cui in detto primo motore elettrico (100) di rotazione della tavola rotante (104) l'elemento motore (101a) è un rotore ed è fissato mediante supporto (109) alla tavola rotante (104) ruotando con essa.
- 5. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 4, in cui una ralla (105) in forma di cuscinetto assiale volvente presenta un elemento esterno (106) solidale alla tavola rotante (104), un elemento interno (107) fissato al disco anulare (101b) ed una pluralità di sfere (108) che assicurano la rotazione reciproca di detti elementi della ralla, il disco anulare (101b) essendo a sua volta supportato dal sottocarro mediante un supporto (103) circonferenzialmente fissato al bordo interno del disco.
- 6. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 3, in cui l'elemento motore (101a) è uno statore ed è fissato al sottocarro (110).
- 7. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 6, in cui una ralla (105) in forma di cuscinetto assiale volvente presenta l'elemento esterno (106) fissato superiormente alla tavola rotante mediante interposizione di distanziale (106') ed inferiormente alla porzione interna di bordo del disco anulare (101b) solidale alla tavola rotante, l'elemento interno (107) è fissato al sottocarro (110) mediante un supporto (103) circonferenzialmente fissato al bordo interno del disco previo interposizione di un distanziale (103').
- 8. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di traslazione dell'escavatore comprende almeno un secondo motore elettrico (121) di tipo reversibile ad alta coppia dotato di pignone (122) che viene accoppiato in blocco direttamente alla ruota motrice o ad un riduttore epicicloidale ad uno stadio (124) per la realizzazione di un assieme mozzo (120) recante il mozzo (123).
- 9. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di traslazione dell'escavatore gommato comprende il distributore rotante a contatti (147) connesso mediante linea elettrica (149) alimenta, nel caso di escavatone gommato, due assiemi mozzo (120) montati su un assale anteriore (130), e due assiemi mozzo (120) fissati posteriormente al sottocarro.
- 10. Sistema integrato di trasmissione secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di traslazione dell'escavatone cingolato comprende il distributore rotante a contatti (147) alimentante direttamente due assiemi mozzo (120) disposti posteriormente in modo da determinare la trazione di ciascun cingolo.
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