ITMI952641A1 - Unita' di azionamento con una trasmissione ad avvolgimento con pulegge a gradini - Google Patents

Unita' di azionamento con una trasmissione ad avvolgimento con pulegge a gradini Download PDF

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Abstract

L'invenzione riguarda una unità di azionamento con una trasmissione ad avvolgimento con pulegge a gradini regolabile continuamente.

Description

D E S C R I Z I O N E
L'invenzione riguarda una unità di azionamento, in particolare per autoveicoli, con una trasmissione ad avvolgimento con pulegge a gradini regolabile continuamente, che possiede una coppia di pulegge a gradini dal lato di azionamento e una coppia di pulegge a gradini dal lato di presa di moto, le quali per il serraggio del mezzo di avvolgimento, che connette insieme, con riguardo all'azionamento, le due coppie di pulegge, sono serrabili rispettivamente tramite almeno un organo di regolazione, ove almeno ad una delle coppie di pulegge a gradini è associato un sensore di momento torcente idromeccanico, che trasmette almeno una parte del momento torcente presente. Il sensore di momento torcente possiede in questo caso almeno una camera o cavità in pressione, alimentabile con pressione per mezzo di una pompa, che è in collegamento dal lato della conduttura di mandata con la pompa e dal lato della conduttura di scarico possiede uno strozzamento variabile, che è generabile per mezzo di almeno due parti di valvola, previste nella zona della conduttura di scarico della cavità in pressione, le quali mediante un movimento relativo dipendente dal momento torcente generano nella cavità in pressione una pressione idraulica dipendente dal momento torcente, che provoca una forza di serraggio fra le coppie di pulegge a gradini e il mezzo di avvolgimento.
L'unità di azionamento con trasmissione ad avvolgimento con pulegge a gradini sono per esempio divenute note dalle pubblicazioni brevettuali DE-OS 4036683, DE-OS 4234 294, DE-OS 4201 692, DE-PS 2828347 e DE-OS 3538884. In alcune di queste unità di azionamento note la pressione impostata dal sensore di momento torcente non è soltanto dipendente dal momento torcente, bensì anche dipendente dal carico. I sensori di momento torcente impiegati agiscono praticamente come valvole comandate dipendentemente dal momento e/o dipendentemente dalla trasmissione, ove le zone che servono come strozzamento sono collegate in cascata dal lato di scarico alla cavità in pressione del sensore di momento torcente corrispondente. La cavità in pressione viene alimentata da una pompa e in caso di urti di momento torcente la zona di valvola rispettivamente il punto di strozzamento viene chiusa/chiuso almeno parzialmente, per cui si manifesta un corrispondente aumento di pressione nella cavità in pressione del sensore di momento torcente. Perciò anche negli organi di regolazione, che sono in connessione con questa cavità in pressione attraverso corrispondenti condutture, come per esempio unità a stantuffo e cilindro, viene generato un aumento di pressione corrispondente, per cui nuovamente gli elementi o parti di attrito spinte l'una contro l'altra tramite gli organi di regolazione vengono serrate anch'esse corrispondentemente più fortemente. Per lo spostamento della valvola di strozzamento rispettivamente del punto di strozzamento, i sensori di momento torcente divenuti noti dallo stato della tecnica possiedono pulegge opposte tra di loro, munite di camme di spinta, rispettivamente di percorsi di spinta, preferibilmente con corpi rotolanti interposti, che vengono serrati l'uno contro l'altro dalla pressione generata per mezzo di una pompa nella cavità in pressione. In caso di urti di momento torcente, in particolare dal lato di azionamento avviene un allontanamento delle due pulegge l'una dall'altra e una parte assialmente mobile riduce rispettivamente chiude la sezione trasversale di scarico del punto di strozzamento. Tramite le pulegge munite di camme di spinta viene trasmessa meccanicamente almeno una parte del momento di azionamento e corrispondentemente al momento torcente trasmesso viene variata la sezione trasversale di scarico della valvola di strozzamento rispettivamente del punto di strozzamento, nonché viene regolata la pressione di spinta sul mezzo di avvolgimento, come in particolare una catena.
Dallo stato della tecnica precedentemente menzionato è inoltre divenuto noto impiegare il mezzo in pressione uscente dal sensore di momento torcente per la lubrificazione del mezzo di avvolgimento rispettivamente delle coppie di pulegge a gradini.
Alla base della presente invenzione vi è il compito di impiegare meglio il mezzo in pressione defluente dal sensore di momento torcente per scopi di raffreddamento rispettivamente di lubrificazione. Mediante l'invenzione deve anche venire assicurato che per mezzo della quantità di liquido presente nel sensore di momento torcente venga ottenuto un raffreddamento rispettivamente una lubrificazione migliore. Inoltre questo miglioramento deve essere ottenibile in modo particolarmente semplice ed economico.
Secondo l'invenzione, in una unità di azionamento del tipo descritto all'inizio, questo viene ottenuto per il fatto che la conduttura di scarico del sensore di momento torcente è in connessione con una conduttura di mandata di una pompa a getto, che è connessa tramite una conduttura di aspirazione con una riserva di liquido. Una simile pompa a getto è particolarmente economica, poiché essa non possiede parti mobili. Una simile pompa a getto rende possibile di sfruttare il livello di pressione elevato, ancora presente dal lato di scarico nel sensore di momento torcente, nel mezzo in pressione, come per esempio olio, come energia di pompaggio rispettivamente di trasporto. Il mezzo in pressione liquido, fornito dal sensore di momento torcente, serve in questo caso come propellente. Questo propellente viene introdotto nella pompa a getto e riceve, in corrispondenza dello sbocco di un ugello propulsivo conico della pompa a getto, una velocità aumentata, per cui lì la pressione viene notevolmente ridotta. Questa caduta di pressione fa sì che la pompa a getto aspiri liquido supplementare attraverso la conduttura di aspirazione, che viene miscelato con il propellente rispettivamente con il liquido propellente fornito dal sensore di momento torcente. Perciò nella zona di miscelazione della pompa a getto si ottiene una riduzione della velocità del volume complessivo trasportato. Secondo l'invenzione anche l'energia di pressione relativamente elevata presente nel liquido fornito nel sensore di momento torcente viene convertita in energia cinetica con l'aiuto di una pompa a getto, e la caduta di pressione in questo caso manifestantesi viene sfruttata per l'aspirazione e il trasporto di un volume di liquido supplementare. In questo caso in modo semplice può venire approntato un volume sostanzialmente maggiore di liquido per scopi di lubrificazione e/o di raffreddamento.
Mediante la misura secondo l'invenzione non è quindi necessaria alcuna pompa rotativa supplementare, come per esempio pompa a ingranaggi o pompa rotativa a palette, rispettivamente la pompa che alimenta il sensore di momento torcente può venire eseguita corrispondentemente più piccola, poiché essa non deve trasportare anche un volume di liquido per scopi di lubrificazione e/o di raffreddamento.
L'esecuzione secondo l'invenzione è idonea in particolare in connessione con unità di azionamento, nelle quali almeno la puleggia spostabile assialmente di una delle coppie di pulegge a gradini è sollecitabile assialmente sia da un organo di regolazione, alimentato con una pressione dipendente dal momento torcente, sia da un organo di regolazione alimentatile con una pressione dipendente dalla trasmissione. I due organi di regolazione in questo caso sono collegati in parallelo, cosicché le forze assiali da questi generate si sommano. E' particolarmente idoneo se entrambe le coppie di pulegge presentano sia un organo di regolazione sollecitabile con pressione dipendente dal momento, sia anche un organo di regolazione sollecitabile con una pressione dipendente dalla trasmissione. Simili esecuzioni sono state proposte per esempio dalla pubblicazione brevettuale DE-OS 40 36 683, ove per il circuito dipendente dal momento e il circuito previsto per una variazione della trasmissione è prevista una rispettiva pompa. Può però venire impiegata anche soltanto una singola pompa per entrambi i circuiti, ove allora sono necessarie corrispondenti valvole per una distribuzione di pressione rispettivamente una distribuzione della corrente di volume ai singoli organi di regolazione.
L'impiego del principio dell'organo di regolazione doppio precedentemente menzionato rispettivamente del principio di doppio stantuffo/cilindro permette, in particolare in caso di impiego di singola pompa, di progettare questi relativamente piccoli, ove allora però la quantità di olio a disposizione rispettivamente la quantità di olio approntabile dalla pompa non è sempre sufficiente ad assicurare le lubrificazioni e i raffreddamenti ancora necessari nella unità di azionamento. Questo avviene in particolare quando un innesto a frizione, come per esempio frizione di avviamento, deve venire lubrificato rispettivamente raffreddato.
Mediante la soluzione secondo l'invenzione, per l'aumento del volume di olio a disposizione l'energia dell'olio che defluisce dal sensore di momento torcente, viene utilizzata per trasportare olio supplementare per mezzo di una pompa a getto. Così una pompa rotativa eventualmente inseribile e disinseribile non è necessaria, rispettivamente non è necessaria alcuna pompa più grande per la trasmissione con pulegge a gradini, cosicché può venire evitato un inutile consumo di energia.
Infatti una pompa a getto ha un rendimento relativamente cattivo, per cui l'esperto rifiuta innanzitutto l'impiego di una simile pompa, l'esecuzione sperimentale dell'invenzione ha però mostrato che per la quantità di olio di raffreddamento ancora necessaria rispettivamente mancante essa è sufficiente in molti casi. L'olio trasportato dalla pompa a getto in questo caso può giungere approssimativamente privo di pressione ai punti da raffreddare rispettivamente da lubrificare. Come già menzionato, una simile pompa a getto può venire utilizzata per il raffreddamento di almeno una frizione di avviamento. In caso di temperature di funzionamento normali dell'olio, per mezzo di una pompa a getto può venire trasportata una quantità di olio di raffreddamento che ammonta fino al 30% del volume di olio trasportato dalla pompa che alimenta gli organi di regolazione rispettivamente il sensore di momento torcente.
In modo vantaggioso, nel percorso di aspirazione, rispettivamente sul lato di aspirazione della pompa a getto, può venire prevista una valvola di non ritorno che si apre in direzione di aspirazione. Mediante una simile valvola di non ritorno può venire assicurato che in caso di freddo, per esempio a temperature al di sotto di -10°C, l'olio trasportato dal sensore di momento torcente alla pompa a getto viene effettivamente trasportato dalla pompa e non può defluire attraverso la conduttura di aspirazione vera e propria. Quest'ultima cosa può avvenire in presenza di olio molto freddo e viscoso, poiché a causa delle perdite per attrito interne, che in tal caso si verificano nella pompa, l'energia dell'olio fornito dal sensore di momento torcente viene abbassata così tanto che un trasporto mirato verso il lato di scarico della pompa a getto senza la valvola di non ritorno non è assicurato in tutti gli stati di funzionamento.
Mediante la valvola di non ritorno viene assicurato che almeno il volume di olio, presente sul lato della conduttura di mandata della pompa a getto, venga condotto ai componenti da raffreddare rispettivamente da lubrificare. In caso di basse temperature e olio freddo, il volume a disposizione è sufficiente.
Inoltre può venire fatta funzionare una pompa a getto anche con olio non filtrato, ciò significa che la quantità di olio aspirata dalla pompa a getto può venire aspirata direttamente, quindi senza interposizione di un filtro, dalla riserva di olio. Poiché l'olio aspirato dalla pompa a getto non deve venire filtrato, anche il filtro necessario per la pompa rotativa che alimenta gli organi di regolazione rispettivamente il sensore di momento torcente, viene scaricato e quindi diventa più piccolo.
Con l'aiuto della figura viene spiegata più in dettaglio l'invenzione.
La figura mostra schematicamente una unità di azionamento 1 con una trasmissione con pulegge a gradini 2, che possiede una coppia di pulegge 3 dal lato di azionamento e una coppia di pulegge 4 dal lato di presa di moto. Ciascuna coppia di pulegge ha una parte di puleggia 3a, 4a mobile assialmente e una rispettiva parte di puleggia 3b, 4b assialmente fissa. Fra le due coppie di pulegge per la trasmissione di momento torcente è previsto un mezzo di avvolgimento sotto forma di una catena 5.
La coppia di pulegge 3 è serrabile assialmente contro la catena 5 per mezzo di un organo di regolazione 6, e la coppia di pulegge 4 per mezzo di un organo di regolazione 7, che sono eseguiti come unità a stantuffo e cilindro.
Collegata operativamente in parallelo con le unità a stantuffo e cilindro 6, 7 sono previste ulteriori unità a stantuffo e cilindro 9, 10, che servono per la variazione di trasmissione della trasmissione. Le camere in pressione delle unità a stantuffo e cilindro 9, 10, corrispondentemente al rapporto di trasmissione richiesto, possono venire alternatamente riempite o svuotate. A tal scopo le condutture 11, 12 che conducono alle camere in pressione 9, 10, corrispondentemente alle esigenze, possono venire collegate per mezzo di un dispositivo valvolare 13 o con la sorgente di mezzo di pressione formata da una pompa 14 oppure con una conduttura di scarico 15. La variazione di trasmissione della trasmissione ad avvolgimento con pulegge a gradini 2 avviene perciò mediante impostazione di una differenza di pressione fra i due organi di regolazione 9 e 10. Per la generazione di una pressione almeno dipendente dal momento è previsto un sensore di momento torcente 16, che si basa su un principio idromeccanico. Il sensore di momento torcente 16 trasmette almeno una parte del momento torcente, introdotto tramite l'albero di azionamento A e l'unità di innesto 17 interposta, alla coppia di pulegge a gradini 3.
L'unità di innesto 17 possiede almeno una frizione di avviamento 18 nonché eventualmente una unità di inversione della direzione di rotazione 19, per esempio per la marcia indietro. L'unità di inversione della direzione di rotazione possiede in modo di per sé noto una frizione rispettivamente un freno 20, che mediante interposizione di un gruppo planetario 21 varia la direzione di rotazione dell'albero intermedio B.
Le frizioni 18 e 19 sono eseguite come frizioni azionate idraulicamente, che possono venire chiuse o aperte a scelta con l'ausilio della valvola di commutazione 22. A monte della valvola di commutazione 22 è collegata una valvola di comando 23, tramite la quale può venire azionata rispettivamente commutata la frizione 18 oppure 19, necessaria per lo stato di funzionamento esistente in quel momento. Tramite la valvola di comando 23 anche la frizione, per esempio 18, connessa tramite la valvola di commutazione 22 con una valvola di comando 23, può venire chiusa oppure aperta. Almeno le valvola 13, 22 e 23 vengono comandate da una unità 24 elettronica centrale, che elabora i diversi parametri di funzionamento di un autoveicolo rispettivamente del motore e/o della trasmissione. Il comando 25 idraulico può venire riunito in un blocco valvole.
Fra la pompa 14 e il sensore di momento torcente 16 è prevista una valvola di mandata 26, che assicura che in caso di ridotta pressione del sensore di momento torcente sia presente una pressione minima nella conduttura 29 rispettivamente dalle valvole 13, 23. La cavità in pressione 27 del sensore di momento torcente 16 è in connessione con la pompa 14 tramite le condutture di connessione 28, 29. Dalla conduttura 28 partono due condutture di connessione rispettivamente canali 30, 31, che sono in connessione con la camera in pressione 6 rispettivamente 7 ad essi associata. Così nelle camere in pressione 6, 7 regna un livello di pressione che è dipendente dal livello di pressione fornito dal sensore di momento torcente 16. Il sensore di momento torcente 16 eseguito come valvola comandata dal momento, trasmette il momento torcente, introdotto tramite l'albero intermedio B, alla coppia di pulegge 3. Il sensore di momento 16 possiede in modo noto una camma a disco assialmente fissa 32 e una camma a disco assialmente spostabile 33, che possiedono rispettive rampe di arrivo. Fra le rampe di arrivo sono disposti corpi di divaricazione sotto forma di sfere 34. L'apertura di scarico 35 del sensore di momento torcente 16 è connessa con una pompa a getto 37 tramite una conduttura rispettivamente un canale 36. In funzione del momento torcente presente fra le due pulegge 32, 33, tramite la puleggia 33 efficace come stantuffo di comando, viene variata in modo corrispondente la sezione trasversale dell'apertura di scarico 35, ove una pressione corrispondente al momento torcente da trasmettere si instaura nella cavità in pressione 27, nelle condutture 28, 30, 31 e quindi anche nelle camere in pressione 6, 7. La quantità di olio che defluisce attraverso l'apertura di scarico 35 ha una pressione relativamente elevata e possiede perciò corrispondentemente molta energia. Questa energia di pressione viene sfruttata nella pompa a getto 37 per aspirare da un recipiente di riserva 38 mezzo liquido supplementare rispettivamente olio, e utilizzarlo per scopi di raffreddamento e/o lubrificazione. L'olio introdotto dal lato di ingresso nella pompa a getto 37 serve anche come propellente. Questo olio introdotto attraverso la conduttura 36 nella pompa a getto 37 riceve presso lo sbocco dell'ugello propellente 39 conico una velocità aumentata, per cui la pressione viene ridotta notevolmente e il mezzo da trasportare rispettivamente l'olio può venire aspirato attraverso la conduttura 40. Nell'ugello di raccolta 41 ha luogo uno scambio di velocità ra l'olio alimentato attraverso la conduttura 36 e l'olio aspirato attraverso la conduttura 40. Nel diffusore 42 viene regolata la pressione desiderata nella conduttura di scarico 43. La conduttura di scarico 43 sbocca nella cavità di innesto della frizione 18, cosicché il volume di olio trasportato attraverso la conduttura 43 può venire impiegato in modo noto almeno per il raffreddamento rispettivamente per la lubrificazione della frizione di avviamento 18. Può essere idoneo che nella conduttura 43 sia prevista una ulteriore valvola 44 indicata schematicamente, che può essere eseguita simile alla valvola 22 e alternatamente può effettuare una connessione con la frizione di avviamento 18 o la frizione 19 necessaria per l'inversione della direzione di rotazione. La valvola 44 può venire azionata anch'essa mediante l'unità di comando 24 elettronica. Una parte dell'olio trasportato dalla pompa a getto 37 può anche venire impiegata per la lubrificazione della trasmissione ad avvolgimento 2. Inoltre nella zona della conduttura 36 e/o 43 possono essere previste diramazioni, nelle quali è disposta una corrispondente strozzatura, ove l'olio che defluisce attraverso le diramazioni può venire impiegato anch'esso per scopi di raffreddamento e/o di lubrificazione.
Nella conduttura di aspirazione 40 rispettivamente nella pompa a getto 37 è prevista una valvola di non ritorno 45, che si apre in direzione di aspirazione. Questa valvola di non ritorno 45 assicura che in caso di olio freddo e viscoso non possa avvenire alcuno scarico dalla pompa a getto 37 attraverso la conduttura 40. In caso di basse temperature le perdite che si manifestano nella pompa 37 e nelle condutture rispettivamente nei canali possono essere talmente elevate che non può venire aspirato alcuno olio supplementare attraverso la pompa a getto 37. Inoltre in caso di basse temperature rispettivamente in caso di olio molto viscoso, il funzionamento della pompa a getto 37 può venire pregiudicato. Mediante la valvola di non ritorno 45 viene assicurato che almeno l'olio alimentato attraverso la conduttura 36 alla pompa a getto 37 giunge anche effettivamente nella conduttura di scarico 43.
Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di una protezione brevettuale più estesa. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori caratteristiche, descritte finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.
Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni indicano l'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; esse non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione autonoma oggettiva per le caratteristiche delle sottorivendicazioni richiamate.
Gli oggetti di queste sottorivendicazioni formano però anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.
L'invenzione non è neanche limitata all'esempio di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare quegli elementi, varianti e combinazioni e/o materiali, i quali sono inventivi 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 le rivendicazioni e contenuti nei disegni, 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 (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Unità di azionamento con una trasmissione ad avvolgimento con pulegge a gradini regolabile continuamente, che possiede una coppia di pulegge a gradini dal lato di azionamento e una coppia di pulegge a gradini dal lato di presa di moto, che sono serrabili rispettivamente mediante almeno un organo di regolazione per il serraggio del mezzo di avvolgimento che connette insieme le due coppie di pulegge riguardo all'azionamento, ove almeno ad una delle coppie di pulegge a gradini è associato un sensore di momento torcente elettromeccanico, che trasmette almeno una parte del momento torcente presente, il quale possiede una cavità in pressione con conduttura di scarico, alimentabile mediante una pompa, in cui, mediante un movimento relativo dipendente dal momento torcente di almeno due parti di valvola previste nella zona della conduttura di scarico della cavità in pressione, è generabile una pressione almeno dipendente dal momento torcente, che provoca una forza di serraggio fra le coppie di pulegge a gradini e il mezzo di avvolgimento, caratterizzata dal fatto che la conduttura di scarico della cavità in pressione è in connessione con la conduttura di mandata di una pompa a getto, che è connessa tramite una conduttura di aspirazione con una riserva di liquido.
  2. 2. Unità di azionamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che nel percorso di aspirazione nella pompa a getto è prevista una valvola di non ritorno.
  3. 3. Unità di azionamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la valvola di non ritorno è integrata nella pompa a getto.
  4. 4. Unità di azionamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che il liquido trasportato dalla pompa a getto serve al raffreddamento di componenti.
  5. 5. Unità di azionamento secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che il liquido trasportato dalla pompa a getto serve alla lubrificazione di componenti.
  6. 6. Unità di azionamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che la pompa a getto serve per il raffreddamento di un innesto a frizione.
  7. 7. Unità di azionamento secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che la frizione è una frizione di avviamento.
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