ITMI981239A1 - Dispositivo per l'azionamento di un albero del cambio orientabile intorno ad un asse e spostabile lungo l'asse - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo per l'azionamento di un albero del cambio, orientabile intorno ad un asse e spostabile lungo l'asse, di un cambio, contenente un attuatore di spostamento, che è connesso con l'albero del cambio tramite un gruppo costruttivo di connessione per lo spostamento dell'albero del cambio, e un attuatore di orientamento, che è connesso con l'albero del cambio tramite un gruppo costruttivo di connessione per l'orientamento dell'albero del cambio, il quale gruppo costruttivo di connessione agisce articolatamente su una leva di orientamento connessa rigidamente con l'albero del cambio, ove il movimento di spostamento e di orientamento sono disaccoppiati l'uno dall'altro almeno in larga misura.

L'automatizzazione di cambio assume negli ultimi tempi importanza crescente. Da un lato tali cambi automatizzati sono più economici di trasmissioni automatiche tradizionali, che funzionano per esempio con gruppi planetari o sono eseguite come trasmissione ad avvolgimento con rapporto di trasmissione continuamente variabile. Dall'altro lato cambi automatizzati funzionano con un rendimento migliore rispetto a trasmissioni automatiche tradizionali, cosicché l'aumento di confortevolezza non deve avvenire a spese di un consumo di combustibile aumentato. Per l'azionamento di cambi serve normalmente un albero del cambio, che è supportato in modo orientabile ed è spostabile lungo il suo asse di supporto. Un tale albero del cambio convenzionale è rappresentato in figura 6. Questo albero de cambio 2 si impegna con un dito del cambio 4, eseguito in un sol pezzo su di esso, in rientranze di forcelle di cambio 6 configurate complessivamente a forma di U, che sono spostabili avanti e indietro, in modo di per sè noto ciascuna linearmente lungo piste del cambio 8 e in questo modo cambiano la marcia. L'albero del cambio 2, è spostabile assialmente in direzione della freccia doppia W per la selezione di una pista del cambio. Per lo spostamento di ciascuna forcella del cambio 6 rispettivamente per il cambio delle marce, l'albero del cambio 2 è ruotabile rispettivamente orientabile nella direzione della freccia doppia S.Analogamente sono note esecuzioni, in cui l'albero del cambio viene ruotato per la selezione della pista del cambio ed è spostabile in direzione assiale e in direzione longitudinale per il cambio delle marce.

All'automatizzazione di un tale dispositivo di azionamento del cambio, per l'orientamento e per lo spostamento dell'albero del cambio 2 viene previsto rispettivamente un attuatore, che è connesso con l'albero del cambio tramite un relativo gruppo costruttivo di connessione. Nel caso di un dispositivo di azionamento noto dalla pubblicazione brevettuale US 4.856.360, entrambi gli attuatori presentano organi di azionamento spostabili linearmente. L’organo di azionamento per lo spostamento dell'albero del cambio è connesso con l'albero del cambio tramite un componente, che è connesso rigidamente con l'albero del cambio riguardo alla sua direzione assiale, però consente una rotazione relativa dell'albero del cambio. L'organo di azionamento per l'orientamento dell'albero del cambio si impegna in una leva di orientamento connessa linearmente con l'albero del cambio, in modo tale da provocare, al suo azionamento, un orientamento dell'albero del cambio, però nel caso di uno spostamento assiale dell'albero del cambio è possibile un movimento relativo corrispondente fra l'organo di azionamento e la leva di orientamento.

Una particolarità di tali e altri dispositivi di azionamento per alberi del cambio consiste nel fatto che l'accoppiamento, rigido riguardo a una direzione, però lasco relativamente ad una direzione ad essa perpendicolare, fra albero del cambio e organo di azionamento consente soltanto una precisione limitata dell'azionamento. Altrimenti si generano elevati attriti, che richiedono attuatori forti nonché possono comportare deformazioni entro i gruppi costruttivi di connessione.

Alla base dell'invenzione vi è il compito di realizzare un dispositivo di struttura semplice, funzionante in modo preciso e affetto da ridotte perdite, per l'azionamento di un albero del cambio di un cambio, il quale albero è orientabile intorno ad un asse e spostabile lungo l'asse.

Questo compito viene risolto per il fatto che almeno uno dei gruppi costruttivi di connessione contiene una sbarra o asta di articolazione, una cui estremità è connessa articolatamente con il relativo attuatore e la cui altra estremità è connessa articolatamente con l'albero del cambio.

Secondo un ulteriore concetto inventivo ciò viene risolto anche dal fatto che i gruppi costruttivi di connessione contengono ciascuno una sbarra di articolazione, una cui estremità è'connessa articolatamente con il relativo attuatore e la cui altra estremità è connessa articolatamente con l'albero del cambio. In questo caso in un esempio di esecuzione è opportuno se la sbarra di articolazione, contenuta nel gruppo costruttivo di connessione per lo spostamento dell'albero del cambio, agisce all'incirca parallelamente all'asse dell'albero del cambio.

Vantaggiose esecuzioni dell'invenzione risultano dalle caratteristiche delle sottorivendicazioni.

Il dispositivo secondo l'invenzione, in cui il gruppo costruttivo di connessione per il cambio, il gruppo costruttivo di connessione per la selezione o entrambi i gruppi costruttivi di connessione contengono una sbarra di articolazione munita di due articolazioni, che provoca l'accoppiamento fra l'attuatore e l'albero del cambio, è eseguito complessivamente come azionamento articolato nello spazio con almeno quattro articolazioni. Perciò non sono necessari spostamenti lineari affetti da attrito fra diversi componenti del gruppo costruttivo di connessione o componenti del gruppo costruttivo di connessione e l'albero del cambio. Problemi, quali si presentano per esemplo durante lo spostamento di dentature a cuneo sotto sollecitazione di momento, anche quando vengono impiegati gruppi di corpi rotolanti per la riduzione di attrito, vengono perciò compietamente evitati. Il dispositivo secondo l'invenzione è fabbricabile economicamente e funziona in modo straordinariamente sicuro e a basse perdite.

Le sottorivendicazioni da 3 a 6 riguardano vantaggiosi perfezionamenti del dispositivo secondo l'invenzione, ove in particolare con le caratteristiche della rivendicazione 6 si ottiene un disaccoppiamento quasi completo fra l'azionamento di cambio e quello di selezione dell'albero del cambio.

La rivendicazione 7 riguarda un perfezionamento del dispositivo secondo l'invenzione, che si distingue per il fatto che tramite una sbarra di articolazione eseguita elasticamente cedevole non possono generarsi forze eccessive entro il gruppo costruttivo di connessione e i dispositivi di azionamento del cambio non vengono sollecitati eccessivamente, quando viene raggiunta una posizione finale o un arresto. Inoltre una tale esecuzione elasticamente cedevole della sbarra di articolazione è di vantaggio in certi casi di applicazione, in cui deve venire misurata una forza,poiché questa forza può venire determinata direttamente mediante misura della deformazione elastica della sbarra di articolazione.

Le rivendicazioni da 8 a 10 riguardano vantaggiose forme di esecuzione della sbarra di articolazione elasticamente cedevole.

L'invenzione è impiegabile con vantaggio ovunque devono venire azionati per mezzo di attuatori cambi con un albero del cambio orientabile intorno ad un asse e spostabile lungo l'asse, sia che il cambio sia automatizzato completamente, sia che le marce vengano cambiate certamente su desiderio del guidatore, tuttavia ciò non avvenga direttamente da una leva del cambio, bensì per mezzo di attuatori. Tali attuatori possono essere motori elettrici,motori idraulici o altri tipi di dispositivi di azionamento a motore.

L'invenzione viene illustrata di seguito con l'aiuto dei disegni schematici esemplificativamente e con ulteriori particolari.

La figura 1 rappresenta una vista in prospettiva del principio di un dispositivo secondo l'invenzione,

la figura 2 rappresenta un perfezionamento del dispositivo secondo la figura 1,

la figura 3 rappresenta una rappresentazione parziale schematica di una elasticità precaricata entro una tiranteria di connessione,

la figura 4 rappresenta una vista in sezione laterale di una elasticità in una tiranteria di connessione,

la figura 5 rappresenta una sezione della disposizione secondo la figura 4, in sezione nel piano V-V della figura 4 e

la figura 6 mostra un albero del cambio secondo lo stato della tecnica.

Secondo la figura 1 da una scatola del cambio 10 sporge l'albero del cambio 2 guidato nella scatola del cambio 10 in modo spostabile assialmente e orientabile. Sull'albero del cambio 2 è applicata rigidamente una leva di orientamento 12, che presenta alla sua estremità un perno di supporto 14. Un ulteriore perno di supporto 16 è fissato tramite mezzi di articolazione il più possibile vicino all'asse centrale dell'albero del cambio o direttamente sull'albero del cambio 2.

Per l'azionamento dell'albero del cambio 2 sono previsti due attuatori eseguiti come motori elettrici 18 e 20, che sono fissati direttamente sulla scatola del cambio 10. Ciascuno dei motori elettrici 18 rispettivamente 20 presentano un albero di presa di moto 22 rispettivamente 24, che forma la vite di una trasmissione a vite di riduzione, la cui ruota a vite è indicata con 26 rispettivamente 28. Gli ingranaggi a vite 26 e 28 sono supportati, cosi come i motori elettrici, direttamente sulla scatola del cambio 10.

Con ciascuna ruota a vite 26 rispettivamente 28 è connessa in modo resistente a rotazione una leva eccentrica 30 rispettivamente 32, alla cui estremità è previsto un perno di supporto 34 rispettivamente 36. I perni di supporto 14 e 34 sono connessi tramite una sbarra di articolazione 38, che è munita alle sue estremità di teste sferiche 40 e 42, che sono innestate sui perni di supporto 34 e 14.Analogamente i perni di supporto 16 e 36 sono connessi per mezzo di una sbarra di articolazione 44,che è munita alle sue estremità di teste sferiche 46 e 48, che sono innestate sui perni di supporto 16 e 36. Il modo di funzionamento del dispositivo descritto è comprensibile direttamente. Durante il funzionamento di uno dei motori elettrici 18 rispettivamente 20 la relativa ruota a vite 26 rispettivamente 28 ruota, cosicché la relativa sbarra di articolazione 38 rispettivamente 44 viene mossa e ruota l'albero del cambio 2 in direzione di un cambio rispettivamente lo sposta in direzione di un movimento di selezione. Come è visibile, la sbarra di articolazione 38 è orientata vantaggiosamente aH'incirca tangenzialmente ad una direzione circonferenziale dell'asse dell'albero del cambio 2, mentre la sbarra di articolazione 44 si estende all'incirca ad asse parallelo all'albero del cambio 2.Mediante lunghezze appropriate delle sbarre di articolazione 38 rispettivamente 44 si ottiene che la posizione angolare della sbarra di articolazione 38, nel caso di uno spostamento dell'albero del cambio 2 nella direzione di selezione, vari soltanto di pochi gradi, per esempio da 5 a 30°, e la posizione angolare della sbarra di articolazione 44, in caso di un orientamento di cambio dell'albero del cambio 2, vari anch’essa soltanto di pochi gradi. Perciò la posizione di cambio dell'albero del cambio 2 al suo spostamento in direzione di selezione rimane in larga misura invariata e viceversa. Si capisce che l'influsso mutuo della posizione di selezione in caso di variazione della posizione di cambio e viceversa può venire considerato anche nel software di un apparecchio di comando, che comanda i motori elettrici 18 rispettivamente 20. L'intera disposizione, a seconda delle esigenze costruttive, può venire integrata nella scatola del cambio 10 o montata successivamente in modo semplice sulla scatola del cambio 10, cosicché è possibile un riequipaggiamento economico di cambi di velocità tradizionali. Inoltre è possibile disporre entrambe le tiranterie obliquamente rispetto all'asse e generare i puri movimenti di rotazione dell'albero mediante adeguate sovrapposizioni di entrambi gli azionamenti. Analogamente, nel caso di un ulteriore esempio di esecuzione, si può ottenere il movimento longitudinale dell'albero mediante un'adeguata sovrapposizione di entrambi gli azionamenti. Si può tener conto dell'adeguata sovrapposizione di entrambi gli azionamenti per mezzo del comando nel software di comando nell'apparecchio di comando.

Il dispositivo lavora con elevata sicurezza di funzionamento e poco attrito ed è in larga misura insensibile a insudiciamenti.

La forma di esecuzione secondo la figura 2 è simile nella struttura fondamentale a quella della figura 1. Hanno numeri di riferimento soltanto quei componenti, che differiscono da quelli della figura 1. Come visibile, la sbarra di articolazione 50, corrispondente alla sbarra di articolazione 38 della figura I, è munita di una elasticità 52 eventualmente precaricata,che verrà illustrata più in dettaglio con l'aiuto delle figure da 3 a 5.

In un componente di fissaggio o ritenuta 54, costituito da due pezzi di lamiera tranciati posti l'uno sull'altro, è eseguito un foro allungato 56, in cui è alloggiata eventualmente sotto precarico una molla elicoidale 58. All'esterno del foro allungato 56 il componente di ritenuta presenta due fori di arresto 59 allungati, attraverso i quali sporge rispettivamente un perno di arresto 60,che è eseguito in un sol pezzo con un ulteriore pezzo tranciato in lamiera 61, il quale si trova al di sotto del componente di ritenuta 54 e presenta un foro allungato 62 (figura 4) corrispondente al foro allungato 56. Al di sopra del componente di ritenuta 54 è disposto un ulteriore pezzo tranciato in lamiera 64, non rappresentato in figura 3, che è eseguito con un ulteriore foro allungato 66, corrispondente al foro allungato 56, e in cui sporge analogamente la molla elicoidale 58. Il componente 64 è connesso in maniera fissa o eseguito in un sol pezzo con il componente 61.

Il componente di ritenuta 54 è munito all'estremità di un supporto articolato, che assume la funzione della testa sferica 40 o 42 (figura 1). I componenti 61 e 64 supportano insieme anch'essi un supporto articolato, che assume la funzione della seconda testa sferica.

Il funzionamento della disposizione descritta è il seguente:

La figura 4 mostra la posizione di riposo, in cui la molla elicoidale 58 si sostiene dal lato frontale sui bordi di tutti i fori allungati 56, 62 e 66, per cui tutti i componenti sono orientati l'uno rispetto all‘altro in modo tale che i perni di arresto 60 si trovino al centro nei fori di arresto 59. Quando sulla sbarra di articolazione 50 viene esercitata una trazione mediante le teste sferiche 40 e 42 (figura 1), allora il componente 54 si sposta secondo la figura 4 verso destra rispetto ai componenti 61 e 64, per cui la molla 58 precaricata (la precarica determina la forza necessaria per l'inizio del movimento relativo) viene compressa e lo spostamento è limitato dalla battuta dei perni di arresto 60 contro la parete dei fori di arresto 59. Analogamente la molla elicoidale 58 viene compressa quando sulla sbarra di articolazione 50 agisce una forza di schiacciamento, ove l'accorciamento di lunghezza della sbarra di articolazione 50 è limitato a sua volta dalla battuta dei perni di arresto 60 contro le pareti dei fori.di arresto 59.

Complessivamente è realizzata nelmodo illustrato una sbarra di articolazione 50, che può venir deformata in una misura determinata,non appena le forze longitudinali agenti su di essa superano una grandezza predeterminata.

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 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 sottorivendlcazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione autonoma oggettiva per le caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.

Gli oggetti di queste rivendicazioni formano però anche Invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.

L'invenzione inoltre non è limitata al/agli esempio/i di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che 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 forme di esecuzione nonché rivendicazioni e sono 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 (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per l'azionamento di un albero del cambio, orientabile intorno ad un asse e spostabile lungo l'asse, di un cambio, contenente un attuatore di spostamento, che è connesso con l'albero del cambio tramite un gruppo costruttivo di connessione per lo spostamento dell'albero del cambio, e un attuatore di orientamento, che è connesso con l'albero del cambio tramite un gruppo costruttivo di connessione per l'orientamento dell'albero del cambio, il quale gruppo costruttivo di connessione agisce articolatamente su una leva di orientamento connessa rigidamente con l'albero del cambio, ove il movimento di spostamento e di orientamento sono disaccoppiati l'uno dall'altro almeno in larga misura, caratterizzato dal fatto che almeno uno dei gruppi costruttivi di connessione contiene una sbarra di articolazione, una cui estremità è connessa articolatamente con il relativo attuatore e la cui altra estremità è connessa articolatamente con l'albero del cambio.
2. 2. Dispositivo per l'azionamento di un albero del cambio, orientabile intorno ad un asse e spostabile lungo l'asse, di un cambio, contenente un attuatore di spostamento, che è connesso con l'albero del cambio tramite un gruppo costruttivo di connessione per lo spostamento dell'albero del cambio, e un attuatore di orientamento, che è connesso con l'albero del cambio tramite un gruppo costruttivo di connessione per l'orientamento dell'albero del cambio, il quale gruppo costruttivo di connessione agisce articolatamente su una leva di orientamento connessa rigidamente con l'albero del cambio, ove il movimento di spostamento e di orientamento sono disaccoppiati l'uno dall'altro almeno in larga misura, caratterizzato dal fatto che 1 gruppi costruttivi di connessione contengono ciascuno una sbarra di articolazione, una cui estremità è connessa articolatamente con il relativo attuatore e la cui altra estremità è connessa articolatamente con l'albero del cambio.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che l attuatore di spostamento e l'attuatore di orientamento contengono ciascuno un motore elettrico, che aziona tramite una trasmissione di riduzione un componente, che è connesso articolatamente con la sbarra di articolazione relativa.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il componente connesso articolatamente con la sbarra di articolazione e azionato dall'attuatore è connesso rigidamente con la ruota a vite di una trasmissione a vite.
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che le articolazioni delle sbarre di articolazione sono articolazioni sferiche.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le lunghezze delle sbarre di articolazione sono dimensionate in modo tale che uno spostamento rispettivamente orientamento dell'albero del cambio comporti soltanto piccole variazioni angolari della posizione della sbarra di articolazione associata all'attuatore di orientamento rispettivamente all'attuatore di spostamento.
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che almeno una delle sbarre di articolazione, per quanto riguarda le sue due direzioni longitudinali, è eseguita elasticamente cedevole in caso di superamento di una forza predeterminata.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la sbarra di articolazione elasticamente cedevole contiene una tiranteria di trazione/spinta.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la tiranteria di trazione/spinta contiene un componente di ritenuta con un foro allungato, in cui è alloggiata sotto precarico una molla elicoidale, la quale molla elicoidale sporge inoltre in un foro allungato, il quale, orientato rispetto al foro allungato del componente di ritenuta, è eseguito in un componente spostabile rispetto al componente di ritenuta e appartenente alla sbarra di articolazione.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la spostabilità del componente appartenente alla sbarra di articolazione rispetto al componente di ritenuta è limitata da almeno un perno di arresto, che si impegna in un foro di arresto, eseguito con una maggiorazione corrispondente, del componente appartenente alla sbarra di articolazione.