ITMO20110262A1

ITMO20110262A1 - GEAR REDUCER.

Info

Publication number: ITMO20110262A1
Application number: IT000262A
Authority: IT
Inventors: Vittoriano Zanotti
Original assignee: Rossi S P A
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-04-19

Description

"RIDUTTORE AD INGRANAGGI" "GEAR REDUCER"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha come oggetto un riduttore ad ingranaggi. The present invention relates to a gear reducer.

Un riduttore ad ingranaggi è definito come un complesso di organi di trasmissione inserito tra un albero conduttore ed un albero condotto al fine di ridurre la velocità angolare dell'albero condotto rispetto a quella dell'albero conduttore, per cui il rapporto di trasmissione del riduttore inteso come il rapporto tra la velocità di rotazione dell'albero conduttore e la velocità dell'albero condotto assume sempre valori maggiori all 'unità. A gear reducer is defined as a set of transmission members inserted between a driving shaft and a driven shaft in order to reduce the angular speed of the driven shaft with respect to that of the driving shaft, whereby the gear ratio of the reducer is intended as the ratio between the speed of rotation of the driving shaft and the speed of the driven shaft always assumes values greater than unity.

In linea generale tra i riduttori ad ingranaggi possono essere contemplati riduttori ad assi paralleli, riduttori nei quali cioè l'albero condotto e l'albero conduttore sono tra loro paralleli, ed i riduttori ad assi ortogonali, in cui tra gli alberi si presenta una condizione di ortogonalità . Generally speaking, gear reducers can include parallel shaft reducers, reducers in which the driven shaft and the driving shaft are parallel to each other, and bevel gear reducers, in which a condition exists between the shafts of orthogonality.

Qualora due riduttori abbiano la necessità di presentare la medesima velocità dei rispettivi alberi condotti (ad esempio in virtù di esigenze particolari dei componenti ad essi associati), si rende necessario adottare complessi gruppi di controllo in retroazione che regolino la velocità di ciascun albero conduttore in modo da mantenere identica guella degli alberi condotti. If two gearboxes need to have the same speed as their respective driven shafts (for example due to the particular needs of the components associated with them), it is necessary to adopt complex feedback control units that regulate the speed of each drive shaft in a manner to be kept identical with the driven shafts.

Questi gruppi di controllo, specie se è richiesto un elevato grado di precisione, risultano molto costosi e di complessa regolazione. Per altro nel caso di guasto di uno dei relativi componenti pregiudicano il funzionamento dell'intero macchinario in cui sono installati . These control units, especially if a high degree of precision is required, are very expensive and complex to regulate. On the other hand, in the event of failure of one of the related components, they jeopardize the operation of the entire machinery in which they are installed.

E' noto il ricorso a riduttori ad ingranaggi aventi tre alberi: un albero conduttore solidale all'albero motore, un albero condotto principale che sarà associato al carico da azionare ed un albero condotto ausiliario che può svolgere una pluralità di funzioni differenti. La funzione principale dell'albero ausiliario è guella di permettere il collegamento rigido con un ulteriore albero ausiliario di un altro riduttore: questo vincolo determinerà la sicura rotazione dell'albero condotto principale dei due riduttori alla medesima velocità. In pratica, la presenza degli alberi condotti ausiliari consente di sincronizzare meccanicamente i due riduttori. The use of gear reducers having three shafts is known: a driving shaft integral with the drive shaft, a main driven shaft which will be associated with the load to be driven and an auxiliary driven shaft which can perform a plurality of different functions. The main function of the auxiliary shaft is to allow rigid connection with an additional auxiliary shaft of another gearbox: this constraint will determine the safe rotation of the main driven shaft of the two gearboxes at the same speed. In practice, the presence of the auxiliary driven shafts allows the two gearboxes to be mechanically synchronized.

Purtroppo però i riduttori a tre alberi prevedono che gli stessi siano disposti secondo tre assi di rotazione tra loro ortogonali. Unfortunately, however, the gearboxes with three shafts provide that they are arranged according to three rotation axes orthogonal to each other.

Questa esigenza costruttiva impone un elevato ingombro, tale da renderli poco adatti per una molteplicità di applicazioni pratiche in cui gli spazi destinati ai riduttori sono particolarmente limitati . This constructive requirement imposes a large bulk, such as to make them unsuitable for a multiplicity of practical applications in which the spaces intended for the gearboxes are particularly limited.

Compito principale del presente trovato è guello di risolvere i problemi sopra esposti, proponendo un riduttore ad ingranaggi a tre alberi particolarmente compatto, cioè avente un ingombro limitato . The main aim of the present invention is to solve the above problems by proposing a particularly compact gear reducer with three shafts, ie having a limited overall dimensions.

Nell'ambito di guesto compito, uno scopo del trovato è guello di proporre un riduttore ad ingranaggi facilmente sincronizzabile con un altro eguivalente . Within the scope of this aim, an object of the invention is to propose a gear reducer that can be easily synchronized with another equivalent.

Un altro scopo del trovato è quello di proporre un riduttore ad ingranaggi sincronizzabile meccanicamente con almeno un altro riduttore . Another object of the invention is to propose a gear reducer which can be mechanically synchronized with at least one other reducer.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un riduttore ad ingranaggi di costi contenuti, di semplice realizzazione pratica e di sicura applicazione. A further object of the present invention is to provide a gear reducer of low cost, which is simple in practice and safe to apply.

Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da un riduttore ad ingranaggi del tipo comprendente un corpo scatolare per l'alloggiamento girevole di un albero conduttore, rigidamente connesso ad un rispettivo motore di azionamento, ed un albero condotto principale, rigidamente connesso ad un rispettivo carico meccanico, reciprocamente connessi per mezzo di ingranaggi, detto riduttore comprendendo almeno un ulteriore albero condotto secondario, interconnesso per mezzo di opportuni mezzi di ingranamento a detto albero conduttore ed a detto albero condotto principale, detto albero conduttore e detto albero condotto principale essendo sostanzialmente paralleli tra loro, caratterizzato dal fatto che detto almeno un ulteriore albero condotto secondario è disposto secondo una direzione sostanzialmente ortogonale a quelle di detto albero conduttore e di detto albero condotto principale. This task and these purposes are achieved by a gear reducer of the type comprising a box-like body for the rotatable housing of a driving shaft, rigidly connected to a respective drive motor, and a main driven shaft, rigidly connected to a respective mechanical load. , mutually connected by means of gears, said reducer comprising at least one further secondary driven shaft, interconnected by means of suitable means of meshing with said driving shaft and said main driven shaft, said driving shaft and said main driven shaft being substantially parallel to each other , characterized in that said at least one further secondary driven shaft is arranged in a direction substantially orthogonal to those of said driving shaft and said main driven shaft.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del riduttore ad ingranaggi secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the gear reducer according to the invention, illustrated by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in which:

la figura 1 è una vista in prospettiva di due riduttori ad ingranaggi, secondo il trovato. Figure 1 is a perspective view of two gear reducers according to the invention.

Con particolare riferimento a tali figure è indicato globalmente con 1 un riduttore ad ingranaggi. Il riduttore ad ingranaggi 1 comprende un corpo scatolare 2 per l'alloggiamento girevole di un albero conduttore 3, rigidamente connesso ad un rispettivo motore 4 di azionamento, ed un albero condotto principale 5, rigidamente connesso ad un rispettivo carico meccanico (non rappresentato nelle allegate figure esemplificative) . With particular reference to these figures, the reference numeral 1 generally designates a gear reducer. The gear reducer 1 comprises a box-like body 2 for the rotatable housing of a driving shaft 3, rigidly connected to a respective drive motor 4, and a main driven shaft 5, rigidly connected to a respective mechanical load (not shown in the annexes exemplary figures).

Gli alberi 3 e 5 sono reciprocamente connessi per mezzo di opportuni ingranaggi. The shafts 3 and 5 are mutually connected by means of suitable gears.

Il riduttore 1 comprende almeno un ulteriore albero condotto secondario 6 interconnesso, per mezzo di opportuni mezzi di ingranamento, all'albero conduttore 3 ed all'albero condotto principale 5. The reducer 1 comprises at least one further secondary driven shaft 6 interconnected, by means of suitable meshing means, to the driving shaft 3 and to the main driven shaft 5.

Il riduttore 1, secondo l'invenzione, prevede che l'albero conduttore 3, in linea con l'asse di rotazione del motore 4, e l'albero condotto principale 5 siano paralleli tra loro e che sia presente almeno un ulteriore albero condotto secondario 6 disposto secondo una direzione sostanzialmente ortogonale a quelle dell'albero conduttore 3 e dell'albero condotto principale 5. In particolare, l'asse di rotazione dell'albero condotto secondario 6 appartiene ad un piano ortogonale ad un piano comprendente gli assi di rotazione dell'albero condotto principale 5 e dell'albero conduttore 3. In questo modo sarà possibile, affiancando due riduttori ad ingranaggi 1 speculari fra loro, porre in connessione reciproca i rispettivi alberi condotti secondari 6 al fine di sincronizzare le velocità di rotazione di tutti gli alberi (3, 5 e 6) dei riduttori ad ingranaggi 1 stessi. The reducer 1, according to the invention, provides that the driving shaft 3, in line with the rotation axis of the motor 4, and the main driven shaft 5 are parallel to each other and that there is at least one further secondary driven shaft 6 arranged according to a direction substantially orthogonal to those of the driving shaft 3 and the main driven shaft 5. In particular, the rotation axis of the secondary driven shaft 6 belongs to a plane orthogonal to a plane comprising the rotation axes of the 'main driven shaft 5 and driving shaft 3. In this way it will be possible, by placing two mirrored gear reducers 1 side by side, to reciprocally connect the respective secondary driven shafts 6 in order to synchronize the rotation speeds of all the shafts (3, 5 and 6) of the gear reducers 1 themselves.

Il corpo scatolare 2, che alloggia internamente gli alberi 3, 5 e 6, si compone di una carcassa monolitica 15 su cui sono presenti una o più aperture 16 al fine di agevolare l'inserimento, al proprio interno, di ingranaggi e mezzi di ingranamento di tipo noto per la connessione degli alberi 3, 5 e 6. The box-like body 2, which houses the shafts 3, 5 and 6 internally, is made up of a monolithic casing 15 on which there are one or more openings 16 in order to facilitate the insertion, inside it, of gears and meshing means. of known type for the connection of shafts 3, 5 and 6.

Secondo una specifica forma realizzativa idonea alla massima compattazione del riduttore 1 e, di conseguenza, ad una forte limitazione degli ingombri (elemento di prevalente interesse per il presente trovato), la carcassa monolitica 15 presenta conformazione sostanzialmente parai lelepipeda . According to a specific embodiment suitable for maximum compaction of the reducer 1 and, consequently, for a strong limitation of the overall dimensions (element of prevailing interest for the present invention), the monolithic casing 15 has a substantially parallel epipedal conformation.

In corrispondenza di una faccia frontale 7, opposta ad una faccia posteriore 17 della carcassa monolitica 15 a diretto contatto con il motore 4, disposto tra un suo primo bordo di estremità 8 ed una linea di mezzeria trasversale 9 di tale faccia frontale 7, è presente il passaggio 10 per l'albero conduttore 3, e, disposto tra un suo secondo bordo di estremità 11, opposto al primo bordo di estremità 8, e la linea di mezzeria trasversale 9, è presente il foro 12 per l'albero condotto principale 5. In correspondence with a front face 7, opposite to a rear face 17 of the monolithic casing 15 in direct contact with the motor 4, arranged between its first end edge 8 and a transverse centerline 9 of said front face 7, there is the passage 10 for the driving shaft 3, and, arranged between a second end edge thereof 11, opposite the first end edge 8, and the transverse centerline 9, there is the hole 12 for the main driven shaft 5 .

In corrispondenza, invece, di una faccia laterale 13 contigua alla faccia frontale 7 ed alla faccia posteriore 17 della carcassa monolitica 15, è disposta un'apertura 14 per il passaggio dell'albero condotto secondario 6. On the other hand, in correspondence with a lateral face 13 contiguous to the front face 7 and to the rear face 17 of the monolithic casing 15, there is an opening 14 for the passage of the secondary driven shaft 6.

Gli ingranaggi ed i mezzi di ingranamento comprendono componenti scelti tra ruote dentate, pignoni, cremagliere, viti, coppie coniche, giunti cardanici, giunti elastici e simili. Tali componenti sono tutti di tipo noto, reciprocamente interconnessi al fine di ottenere la trasmissione del moto tra l'albero conduttore 3 e l'albero condotto principale 5 secondo il rapporto di velocità di rotazione richiesto dalla particolare applicazione e meccanicamente associati all'albero condotto secondario 6 per la sincronizzazione meccanica con altri riduttori 1 operanti in un medesimo gruppo e/o in una medesima batteria. The gears and the meshing means comprise components selected from toothed wheels, pinions, racks, screws, bevel gears, cardan joints, elastic joints and the like. These components are all of a known type, mutually interconnected in order to obtain the transmission of motion between the driving shaft 3 and the main driven shaft 5 according to the rotation speed ratio required by the particular application and mechanically associated with the secondary driven shaft. 6 for mechanical synchronization with other gearboxes 1 operating in the same group and / or in the same battery.

La disposizione dei componenti preposti alla trasmissione del moto sarà tale da garantire il mantenimento di un corretto parallelismo tra l'asse dell'albero conduttore 3 e quello dell'albero condotto principale 5 (o più alberi condotti principali 5, nel caso in cui sia presente una pluralità di questi), mentre l'albero condotto secondario 6 risulterà ortogonale agli altri garantendo una ottimale riduzione degli ingombri nell'ipotesi in cui due o più riduttori 1 debbano essere reciprocamente accoppiati. The arrangement of the components responsible for the transmission of motion will be such as to guarantee the maintenance of correct parallelism between the axis of the driving shaft 3 and that of the main driven shaft 5 (or more main driven shafts 5, if present a plurality of these), while the secondary driven shaft 6 will be orthogonal to the others ensuring an optimal reduction of the overall dimensions in the hypothesis in which two or more reducers 1 must be mutually coupled.

Va opportunamente specificato che, nell'ottica di una minimizzazione degli ingombri e di un adattamento del riduttore a particolari esigenze applicative, il corpo scatolare 2, con conformazione sostanzialmente parallelepipeda, presenta preferibilmente una larghezza ed uno spessore di valori prossimi al diametro del motore 4 preposto all'azionamento. It should be suitably specified that, with a view to minimizing the overall dimensions and adapting the reducer to particular application requirements, the box-like body 2, with a substantially parallelepiped conformation, preferably has a width and a thickness of values close to the diameter of the motor 4 in charge. to actuation.

Si sottolinea che il motore 4 è preferibilmente costituito da un motore elettrico: in tal caso la regolazione della velocità di rotazione sarà determinata dalla particolare logica di controllo utilizzata per l'alimentazione elettrica del motore 4 stesso. It is emphasized that the motor 4 is preferably constituted by an electric motor: in this case the regulation of the rotation speed will be determined by the particular control logic used for the electric power supply of the motor 4 itself.

Non si esclude la possibilità di utilizzare i riduttori 1 secondo il trovato in abbinamento a motori termici, idraulici e/o pneumatici, pur rimanendo nell'ambito della presente invenzione. The possibility of using the reducers 1 according to the invention in combination with thermal, hydraulic and / or pneumatic engines is not excluded, while remaining within the scope of the present invention.

Il presente trovato identifica quindi anche un gruppo 18 di regolazione e sincronizzazione della velocità di rotazione dei rispettivi alberi condotti principali 5 di rispettivi riduttori 1 che comprende almeno due riduttori ad ingranaggi 1, speculari fra loro. In tal caso ciascun riduttore 1 presenterà un rispettivo albero conduttore 3 in connessione all'albero di un proprio motore di azionamento 4. The present invention therefore also identifies a unit 18 for adjusting and synchronizing the rotation speed of the respective main driven shafts 5 of respective reducers 1 which comprises at least two gear reducers 1, which are mirrored to each other. In this case each reducer 1 will have a respective driving shaft 3 in connection with the shaft of its own drive motor 4.

Almeno un primo rispettivo albero condotto principale 5 sarà accoppiato al corrispondente componente 1 'utilizzatore del moto rotatorio ed un secondo rispettivo albero condotto secondario 6 sarà accoppiato al corrispondente secondo albero condotto secondario 6 dell'altro riduttore ad ingranaggi 1, per la sincronizzazione meccanica delle rotazioni di tutti gli alberi (3, 4 e 6) dei due riduttori 1 così accoppiati. At least a first respective main driven shaft 5 will be coupled to the corresponding component 1 'user of the rotary motion and a second respective secondary driven shaft 6 will be coupled to the corresponding second secondary driven shaft 6 of the other gear reducer 1, for the mechanical synchronization of the rotations of all the shafts (3, 4 and 6) of the two gearboxes 1 thus coupled.

Secondo tale soluzione realizzativa gli alberi condotti principali 5 di ciascun gruppo potranno essere efficacemente operativamente associati ad agitatori di rispettivi apparati di mescolamento, miscelazione e simili. Particolarmente, ogni albero condotto principale 5 di un primo riduttore ad ingranaggi 1 avrà senso di rotazione opposto rispetto al senso di rotazione di un secondo albero condotto principale 5 di un successivo riduttore ad ingranaggi 1 a cui è collegato il primo riduttore ad ingranaggi 1. According to this embodiment, the main driven shafts 5 of each group can be effectively operatively associated with agitators of respective mixing, mixing and similar apparatuses. In particular, each main driven shaft 5 of a first gear reducer 1 will have the opposite direction of rotation with respect to the direction of rotation of a second main driven shaft 5 of a subsequent gear reducer 1 to which the first gear reducer 1 is connected.

Questa particolare applicazione infatti richiede una elevata riduzione degli ingombri ed una perfetta sincronia di rotazione degli alberi condotti principali 5. This particular application in fact requires a high reduction of the overall dimensions and a perfect synchronization of rotation of the main driven shafts 5.

Vantaggiosamente il presente trovato risolvere i problemi esposti in precedenza proponendo un riduttore ad ingranaggi 1 a tre alberi particolarmente compatto, cioè avente un ingombro limitato: ciò è possibile grazie al parallelismo tra l'albero conduttore 4 e l'albero condotto principale 5 e all'ortogonalità dell'albero condotto secondario 6 rispetto ai precedenti. Advantageously, the present invention solves the problems set out above by proposing a particularly compact gear reducer 1 with three shafts, i.e. having a limited overall dimensions: this is possible thanks to the parallelism between the driving shaft 4 and the main driven shaft 5 and to the orthogonality of the secondary driven shaft 6 with respect to the previous ones.

Positivamente il riduttore ad ingranaggi 1 risulta essere facilmente sincronizzabile con un altro eguivalente. Positively, the gear reducer 1 can be easily synchronized with another equivalent.

Utilmente il riduttore ad ingranaggi 1 è sincronizzabile meccanicamente con almeno un altro riduttore 1. Usefully, the gear reducer 1 can be mechanically synchronized with at least one other reducer 1.

Opportunamente, l'utilizzo di una carcassa monolitica, ottenuta tramite un unica fusione e successiva lavorazione, permette di ridurre al minimo gli eventuali errori i tolleranze geometriche riscontrabili nell'assemblaggio di uno o più pezzi per la formazione del corpo scatolare. Conveniently, the use of a monolithic carcass, obtained through a single casting and subsequent processing, allows to minimize any errors and geometric tolerances found in the assembly of one or more pieces for the formation of the box-like body.

L'utilizzo di una carcassa monolitica aumenta conseguentemente la precisione di ingranamento dei vari componenti meccanici alloggiati al suo interno, diminuendo drasticamente l'usura dei componenti stessi ed allungando la vita operativa del riduttore ad ingranaggi stesso. The use of a monolithic casing consequently increases the meshing precision of the various mechanical components housed inside it, drastically reducing the wear of the components themselves and extending the operational life of the gear reducer itself.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione. In the illustrated embodiments, individual characteristics, reported in relation to specific examples, may actually be interchanged with other different characteristics, existing in other embodiments.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni. Furthermore, it should be noted that everything that in the course of the procedure for obtaining the patent turns out to be already known, is intended not to be claimed and the subject of an excerpt (disclaimer) from the claims.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.

Claims

CLAIMS 1. Gear reducer (1) of the type comprising a box-shaped body (2) for the rotatable housing of a driving shaft (3), rigidly connected to a respective drive motor (4), and a main driven shaft (5) , rigidly connected to a respective mechanical load, mutually connected by means of gears, said gear reducer (1) comprising at least one further secondary driven shaft (6), interconnected by means of suitable meshing means to said driving shaft (3) and to said main driven shaft (5), said driving shaft (3) and said main driven shaft (5) being substantially parallel to each other, characterized in that said at least one further secondary driven shaft (6) is arranged in a substantially orthogonal direction to the drive shaft (3) and main driven shaft (5) sleeves. 2. Gear reducer (1) / according to claim 3, characterized in that said box-like body (2) comprises a monolithic casing (15). 3. Gear reducer (1), according to claim 1, characterized by the fact that said box-like body (2) has a substantially parallelepiped conformation, in correspondence with one of its front face (7), arranged between its first end edge (8). ) and the transverse centerline (9) of this front face (7), being present the passage (10) for the driving shaft (3), and, arranged between its second end edge (11), opposite the first edge (8), and the transverse centerline (9), the hole (12) for the main driven shaft (5) being present. 4. Gear reducer (1), according to claim 3, characterized in that in correspondence with a lateral face (13) contiguous and orthogonal to the face (7) of said box-like body (2) an opening (14) is arranged for the passage of said secondary driven shaft (6). 5. Gear reducer (1), according to claim 1, characterized in that said gears and said meshing means comprise components selected from gear wheels, pinions, racks, screws, bevel gears, cardan joints, elastic joints and the like. 6.Group (18) for adjusting and synchronizing the rotation speed of the respective driven shafts characterized in that it comprises at least two gear reducers (1), each gear reducer (1) having a respective driving shaft (3) in connection with the 'shaft of a drive motor (4), at least a first respective main driven shaft (5) coupled to the corresponding component using the rotary motion and a second respective secondary driven shaft (6) coupled to the corresponding second secondary driven shaft (6) of the another gear reducer (1) for the mechanical synchronization of the rotations of all the shafts (3, 5, 6) of the two gear reducers (1) thus coupled. 7. Group (18) according to claim 6, characterized in that said main driven shafts (5) of said group are operatively associated with agitators of respective mixing, mixing and similar apparatuses. Group (18) according to claim 6, characterized in that at least one of said main driven shafts (5) has the opposite direction of rotation with respect to the direction of rotation of a subsequent main driven shaft (5).