ITRM960290A1

ITRM960290A1 - Dispositivo variatore di velocita' rotativa in modo continuo.

Info

Publication number: ITRM960290A1
Application number: IT96RM000290A
Authority: IT
Inventors: Imperio Grossi
Original assignee: Imperio Grossi
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 1997-10-29
Also published as: ATE256830T1; IT1285132B1; DE69726787D1; CA2203076C; EP0805290B1; JPH1047445A; EP0805290A2; CA2203076A1; EP0805290A3; ITRM960290A0; DE69726787T2

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo:

“Dispositivo variatore di velocità rotativa in modo continuo”

La presente invenzione concerne un dispositivo variatore di velocità rotativa in modo continuo.

Più in particolare, l’invenzione riguarda un dispositivo dei tipo detto che consente di ottenere la variazione continua della velocità in maniera estremamente semplice e funzionale.

Come è ben noto a tutti gli esperti nel ramo, attualmente, rotismi variatori di velocità, automatici o no, funzionano in genere a salti di velocità con rapporti fissi.

E' altresì noto come in questi ultimi anni si sia sempre più sviluppata l’utilizzazione di autoveicoli e motocicli con cambio automatico, per tutti i vantaggi che tale soluzione presenta per il guidatore in particolare in caso di guida su percorso cittadino.

In vista di quanto sopra, il Richiedente ha pensato di realizzare un dispositivo variatore di velocità che consente, come già accennato, di variare in continuo la velocità.

In particolare la soluzione proposta secondo la presente invenzione consente di ottenere in uscita una velocità rotativa che va da un minimo ad un massimo con continuità, semplicemente col variare del carico applicato all’uscita (e viceversa ovviamente).

In altre parole, la velocità rotativa in uscita, nel dispositivo secondo l’invenzione, è in funzione dei carico applicato, e ciò sempre in costanza della velocità rotativa applicata in entrata.

Con la soluzione proposta secondo la presente invenzione, il rapporto tra velocità minima e velocità massima, misurato all’uscita, supera agevolmente il rapporto di uno a quattro. Nel caso si vari anche la velocità di ingresso, si moltiplica anche in uscita l’estensione della velocità indotta, passando sempre dalla velocità minima alla velocità massima con continuità.

Inoltre, la soluzione proposta secondo l’invenzione consente di semplificare notevolmente il dispositivo di frizione.

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un dispositivo variatore di velocità rotativa in modo continuo, comprendente un primo ed un secondo complesso differenziale, comprendenti ciascuno una pluralità di ruote operativamente interconnesse, il primo complesso differenziale essendo disposto sull’albero motore e il secondo complesso differenziale essendo disposto sull’albero condotto, detti primo e secondo complesso differenziale interagendo reciprocamente mediante accoppiamento di almeno due ruote del primo complesso con rispettive ruote del secondo complesso.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, detti primo e secondo complesso differenziale comprendono ruote dentate.

Sempre secondo l'invenzione detti primo e secondo complesso differenziale possono comprendere pulegge e cinghie di trasmissione de! moto.

In una prima forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione, ciascuno di detti complessi differenziali può comprendere una prima ruota o mezzi di presa del moto, un gruppo di ingranaggi e una seconda ruota, preferibilmente aventi diametro differente, la prima ruota o mezzi di presa del moto del primo complesso essendo la ruota motrice, il gruppo di ingranaggi del primo complesso interagendo direttamente con la prima ruota del secondo complesso, le rispettive seconde ruote di ciascun complesso interagendo reciprocamente con interposizione di mezzi di trasmissione del moto, e il gruppo di ingranaggi del secondo complesso essendo connesso con l’albero condotto.

Preferibilmente, il gruppo di ingranaggi di ciascun complesso è costituito da planetari.

In una seconda forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione, ciascuno di detti complessi differenziali può comprendere una prima ruota o mezzi di presa del moto, un gruppo di ingranaggi e una seconda ruota, preferibilmente aventi diametro differente, la prima ruota o mezzi di presa del moto del primo complesso essendo la ruota motrice, il gruppo di ingranaggi del primo complesso interagendo con la prima ruota del secondo complesso per interposizione di mezzi di trasferimento de! moto, le rispettive seconde ruote di ciascun complesso interagendo direttamente, e il gruppo di ingranaggi del secondo complesso essendo connesso con l’albero condotto.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione, dette ruote possono avere lo stesso diametro, essendo in questo caso previsti complessi differenziali asimmetrici.

In una forma preferita del dispositivo secondo l’invenzione con complessi differenziali asimmetrici, esso comprende un primo planetario solidale con l’albero motore, un primo controplanetario, e satelliti disposti entro una prima scatola che costituisce il primo planetario del secondo complesso differenziale, un corona dentata disposta su detta prima scatola, impegnata, mediante secondi satelliti, con un secondo controplanetario, a sua volta solidale con detto primo controplanetario mediante un manicotto, detti secondi satelliti impegnandosi inoltre con una secondo scatola chiusa su di un secondo manicotto che ruota sull’albero condotto.

La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra schematicamente una prima forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione;

la figura 2 mostra schematicamente una seconda forma di realizzazione del dispositivo secondo l’invenzione;

la figura 3 mostra in maggiore dettaglio la soluzione di figura 2; la figura 4 mostra schematicamente una terza forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione;

la figura 5 mostra schematicamente un particolare di un dispositivo secondo l'invenzione;

la figura 6 mostra schematicamente una seconda forma di realizzazione del particolare di figura 4;

la figura 7 mostra una ulteriore forma di realizzazione in vista laterale, con planetari asimmetrici;

la figura 8 mostra la forma di realizzazione di figura 7 in vista frontale; e

la figura 9 è una vista schematica di assieme della forma di realizzazione di figura 7.

Osservando dapprima la figura 1, si può notare come il, dispositivo secondo l'invenzione, o rotismo, nella sua forma elementare, si compone di due meccanismi differenziali, assemblati come mostrato.

Le ruote dentate sono indicate con i numeri di riferimento da 1 a 7.

Il primo differenziale, indicato con i numeri 1 , 2 e 3, prevede i planetari 2 che sono quindi solidali con le ruote 1 e 3, in maniera simile a quanto avviene ne! ponte di una autovettura.

Il secondo differenziale è indicato con i numeri 4, 5 e 6, e anche in questo caso la ruota 4 e la ruota 6 sono solidali con i planetari compresi nella ruota 5.

La ruota 2 e la ruota 4 formano una coppia. La ruota 3 e la ruota 6 formano una coppia tramite la ruota 7, la quale funzione da inversore di rotazione.

La ruota 1 è la ruota motrice e la ruota 5 è la ruota indotta. Nel seguito verrà descritto il funzionamento del dispositivo secondo l'invenzione mostrato in figura 1.

Alla ruota motrice ruota 1 può essere impressa una rotazione alla

destrorsa o una rotazione sinistrorsa. Data / . ruota 1 la rotazione destrorsa anche la ruota 2 ruota destrorsa, mentre la ruota 3 ruota sinistrorsa. Ovviamente la ruota 4 e la ruota 6 ruotano entrambe sinistrorse.

La ruota 5, che si suppone inizialmente libera e senza carico, ruota sinistrorsa alla massima velocità. Applicando e aumentando il carico alla ruota 5 (fino ad un limite consentito) questa decelera la sua rotazione (ciò, sempre in costanza di giri della ruota 1 ).

In tal caso la ruota 6, sotto la maggiore sollecitazione della iuota 4, per l'effetto differenziale, è indotta a decelerare la sua rotazione sinistrorsa fino eventualmente a restare immobile o anche a invertire la rotazione, diventando così destrorsa.

Ovviamente la ruota 3 segue il destino della ruota 6. Se ipotizziamo ora (per un istante) che la ruota 3 sia immobile, poiché la ruota 1 continua a ruotare in costanza di numero di giri, la ruota 2 ruoterà destrorsa (sia pure con metà numero di giri rispetto alla ruota 1)

Ma in questo caso, allora la ruota 4, per l'effetto differenziale

sulla ruota 5, tornerà a sollecitare e a rafforzare la rotazione della ruota

6.

In tal modo la spinta prelevata in uscita viene riportata

all’ingresso per rafforzare la spinta del motore stesso.

Riferendosi ora alle figure 2 e 3, è mostrata una seconda forma

di realizzazione.

Infatti, in questo caso, i due meccanismi differenziali che

compongono il rotismo descritto, sono assemblati in maniera differente.

Nella soluzione mostrata, la ruota 7 viene interposta tra la ruota

2 e la ruota 4, e funziona egualmente come invertitore di moto.

Anche in questo caso il dispositivo secondo l'invenzione

funziona secondo lo stesso principio dell’altro e realizza gli stessi

risultati.

Ovviamente, come già detto, per una rotazione di uscita dalle

caratteristiche volute, occorre valutare e determinare il diametro e gli

accoppiamenti delle ruote dentate.

Con riferimento particolare alla figura 3, con il riferimento

numerico 20 è indicato l'albero motore, mentre il primo planetario e il

primo controplanetario sono indicati rispettivamente con i riferimenti

numerici 21 e 22.

Il satellite 26 è racchiuso nella scatola 23 e l’accoppiamento

con la ruota 4 avviene mediante l’inversore di moto 24 che si accoppia

con la corona dentata 25.

Tra il controplanetario 22 e la ruota 3 è previsto un manicotto 33 All'interno della scatola 23 sono previsti i satelliti 26.

Tra la ruota 4 e il planetario 29 è previsto un secondo manicotto 27.

All'interno della scatola 28 sono disposti il secondo planetario 29, il secondo controplanetario 30 e i satelliti 31.

Il controplanetario 30 è connesso alla ruota 6 mediante un terzo manicotto 32.

Un modello sperimentato con successo, relativo alle fig. 2 e 3 aveva la ruota con i diametri sottoindicati:

R1 0 cm 9,5 R2 0 cm 19

R3 0 cm 6,5 R4 0 cm 17

R50 cm 19 (ruota indotta 0 ininfluente)

R6 0 cm 17 R7 0 ininfluente.

Nella sperimentazione dei dispositivi descritti, in alternativa alle ruote dentate dai differenti diametri, sono state montate delle ruote dentate di eguale diametro, ma in tal caso sono stati impiegati dei meccanismi differenziali asimmetrici. Il risultato, valutato sulle ruote indotte, è stato equivalente.

Sempre facendo riferimento alle figure 2 e 3, poiché la ruota 2 ha lo stesso verso di rotazione destrorso della ruota 4, la stessa ruota 2 può essere utilizzata come primo elemento del secondo meccanismo differenziale.

In altre parole, riferendosi ora alla figura 4, il planetario 8, il controplanetario 9 e i satelliti 10 vengono disposti entro la scatola 11, in quanto il planetario 8 è solidale con l’albero motore 12.

Detta scatola 11 funziona come se fosse il primo planetario del secondo meccanismo differenziale di figura 2, indicato con i riferimenti numerici 4, 5 e 6.

Su detta scatola 5 si dispone la ruota dentata 13, che, tramite i satelliti 14, impegna il controplanetario 15.

Detto controplanetario 15, poiché è solidale con il planetario 9, tramite il manicotto 16, gli trasmette una spinta di rotazione sinistrorsa, in maniera simile a quanto avveniva tra le ruote dentate 6 e 3 di figura 2.

Detti satelliti 14 si impegnano anche con la scatola cilindrica 17 che si chiude su di un manicotto 18, che, a sua volta, ruotando destrorso attorno al perno 19, viene a costituire l'albero indotto.

Impiegando differenziali asimmetrici, il dispositivo secondo l’invenzione, per una data rotazione dell'albero motore può fornire una rotazione dell’albero indotto con diverse caratteristiche.

Esso infatti può avere una maggiore o minore accelerazione o un rapporto più o meno grande tra velocità massima e velocità minima.

Ovviamente, per ottenere ciò, è opportuno determinare le varie velocità degli elementi interni, determinando i rapporti tra le ruote dentate.

I differenziali asimmetrici presentano planetari con diametri differenti e i satelliti doppi montati sullo stesso asse hanno anch'essi diametro differente e distanze calcolate.

Due esempi di differenziali asimmetrici sono mostrati nelle figure 5 e 6.

L’asse A e l’asse B sono intercambiabili tra di loro

Si è realizzato un modello sperimentale, che ha funzionato secondo l'ipotesi formulata, dimostrando così la validità della ipotesi stessa.

In particolare si è verificato che ad un numero costante di giri delia ruota motrice, la ruota indotta ha ruotato, dapprima senza carico, al massimo numero di giri. Quando poi è stato applicato il carico, aumentandolo gradualmente, parimenti è diminuito il numero di giri della ruota indotta fino ad un minimo. Quando è stato applicato istantaneamente un qualsiasi carico (adeguato al sistema) la ruota indotta ha parimenti iniziato a ruotare con velocità adeguata.

Il rapporto tra la velocità minima e la velocità massima è stato verificato sempre superiore a quattro.

Il modello sperimentale montava “ruote dentate” con diametri sottoindicati:

R7 = 0 ininfluente - R1 0 ininfluente = cm 9,5

R2 = 0 cm 19 - R30 cm 6.5

R4 = 0 cm 11 ,4 - R50 cm 19 (ruota indotta=ininfluente)

R6 = 0 cm 8,5.

Ovviamente, queste dimensioni e questi dati sono stati riportati a scopo esemplificativo e assolutamente non limitativo. La scelta delle varie coppie e la loro varia combinazione consentono di avere una rotazione di uscita del rotismo dalle caratteristiche volute.

Come già accennato, Il dispositivo secondo l'invenzione può essere anche realizzato impiegando pulegge e cinghie di trasmissione, soluzione che può essere conveniente in alcuni casi, essendo silenziosissima.

Una forma di realizzazione esemplificativa del dispositivo utilizzato con pulegge e cinghie è mostrata nelle figure 7 - 9.

i

Il dispositivo comprende un primo planetario 33, con albero motore 34 e un primo controplanetario 35.

E’ prevista inoltre una ruota centrale 36, o corona, che ha anche la funzione di primo planetario del secondo complesso differenziale.

Con il riferimento numerico 37 è previsto il secondo controplanetario, il quale è solidale con il primo controplanetario 35 mediante il manicotto 38.

La ruota condotta è indicata con il riferimento numerico 39, mentre le ruote di scorrimento del mezzo di trasmissione sono indicate con il riferimento numerico 40 e le cinghie con il riferimento numerico 41.

La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo variatore di velocità rotativa in modo continuo, caratterizzato dal fatto dì comprendente un primo ed un secondo complesso differenziale, comprendenti ciascuno una pluralità di ruote operativamente interconnesse, il primo complesso differenziale essendo disposto sull’albero motore e il secondo complesso differenziale essendo disposto sull'albero condotto, detti primo e secondo complesso differenziale interagendo reciprocamente mediante accoppiamento di almeno due ruote del primo complesso con rispettive due ruote del secondo complesso.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo complesso differenziale comprendono ruote dentate.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo complesso differenziale comprendono pulegge e cinghie di trasmissione del moto.
4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti complessi differenziali comprende una prima ruota o mezzi di presa del moto, un gruppo di ingranaggi e una seconda ruota, preferibilmente aventi diametro differente, la prima ruota o mezzi di presa del moto del primo complesso essendo la ruota motrice, il gruppo di ingranaggi del primo complesso interagendo direttamente con la prima ruota del secondo complesso, le rispettive seconde ruote di ciascun complesso interagendo reciprocamente con interposizione di mezzi di trasmissione del moto, e il gruppo di ingranaggi del secondo complesso essendo connesso con l’albero condotto.
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di ingranaggi è costituito da planetari.
6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti complessi differenziali comprende una prima ruota o mezzi di presa del moto, un gruppo di ingranaggi e una seconda ruota, preferibilmente aventi diametro differente, la prima ruota o mezzi di presa del moto del primo complesso essendo la ruota motrice, il gruppo di ingranaggi del primo complesso interagendo con la prima ruota del secondo complesso per interposizione di mezzi di trasferimento del moto, le rispettive seconde ruote di ciascun complesso interagendo direttamente, e il gruppo di ingranaggi del secondo complesso essendo connesso con l’albero condotto.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il gruppo di ingranaggi di ciascun complesso è costituito da planetari.
8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che dette ruote hanno lo stesso diametro, essendo in questo caso previsti complessi differenziali asimmetrici.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che comprende un primo planetario solidale con l’albero motore, un primo contropianetario, e satelliti disposti entro una prima scatola che costituisce il primo planetario del secondo complesso differenziale, un corona dentata disposta su detta prima scatola, impegnata, mediante secondi satelliti, con un secondo controplanetario, a sua volta solidale con detto primo controplanetario mediante un manicotto, detti secondi satelliti impegnandosi inoltre con una secondo scatola chiusa su di un secondo manicotto che ruota sull’albero condotto.
10. Dispositivo variatore di velocità rotativa in modo continuo, secondo ognuna delle rivendicazioni precedenti, sostanzialmente come illustrato e descritto.