ITTO20070259A1 - Dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo, in particolare un trattore - Google Patents

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ITTO20070259A1
ITTO20070259A1 IT000259A ITTO20070259A ITTO20070259A1 IT TO20070259 A1 ITTO20070259 A1 IT TO20070259A1 IT 000259 A IT000259 A IT 000259A IT TO20070259 A ITTO20070259 A IT TO20070259A IT TO20070259 A1 ITTO20070259 A1 IT TO20070259A1
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Giancarlo Benassi
Ivan Tioli
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Description

ZI ONE
Del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo, in particolare un trattore.
In particolare, la presente invenzione è relativa ad un dispositivo di presa di forza del tipo comprendente un albero di uscita presentante un codolo di presa di forza collegabile ad una macchina operatrice o ad un rimorchio; ed un gruppo di trasmissione, il quale è interposto tra l'albero di uscita ed un primo ed un secondo albero di ingresso del moto girevoli a velocità angolari tra loro differenti; il gruppo di trasmissione comprendendo dei mezzi di selezione atti a collegare selettivamente l'albero di uscita al primo e al secondo albero ed essendo configurato in modo tale che l'albero di uscita, quando collegato al primo albero, ruoti ad una prima o ad una seconda velocità angolare, in particolare 750 (o 1000) rpm e 540 rpm, e, quando collegato al secondo albero, ruoti ad una terza velocità angolare differente dalla prima e dalla seconda velocità.
Normalmente, il primo albero è un albero del motore ed il secondo albero è un albero del cambio del veicolo; in questo modo, quando l'albero di uscita è accoppiato angolarmente al secondo albero tramite il gruppo di trasmissione, è possibile ottenere, al codolo di presa di forza, una velocità angolare, corrispondente alla citata terza velocità, proporzionale alla velocità angolare dell'albero di trasmissione del moto alle ruote del veicolo. Per questo motivo la terza velocità è comunemente indicata col termine "ground speed" e viene vantaggiosamente impiegata quando sia necessario trasmettere il moto alle ruote di un rimorchio.
In un dispositivo di presa di forza del tipo sopra descritto è noto, per esempio da US 2002/0043121, di realizzare la selezione tramite due manicotti, di cui un primo manicotto è coassiale al primo albero ed è mobile assialmente tra due posizioni operative corrispondenti rispettivamente alla prima e alla seconda velocità ed una posizione inoperativa intermedia corrispondente ad una posizione di folle dell'albero di uscita, ed il secondo manicotto è coassiale al secondo albero ed è mobile assialmente tra una posizione operativa corrispondente alla terza velocità ed una posizione inoperativa corrispondente ad una ulteriore posizione di folle dell'albero di uscita.
Ciascun manicotto può occupare la/una rispettiva posizione operativa solo in condizioni di inoperatività dell'altro manicotto e l'azionamento dei due manicotti viene realizzato da un operatore tramite rispettive leve di comando disposte in cabina e collegate ai rispettivi manicotti tramite rispettive trasmissioni.
Benché efficace e comunemente impiegato, il dispositivo sopra descritto presenta alcuni inconvenienti derivanti principalmente dalla sua notevole complessità meccanica, a causa della quale il dispositivo risulta particolarmente complicato sia da realizzare, sia da manovrare.
Scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo, in particolare un trattore, il quale dispositivo sia di semplice ed economica attuazione e, nello stesso tempo, sia particolarmente facile da manovrare .
In accordo con la presente invenzione viene fornito un dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo, in particolare un trattore, secondo quanto licitato dalla rivendicazione 1 e, preferibilmente, da una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1. La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 illustra, parzialmente in sezione e con parti asportate per chiarezza, una preferita forma di attuazione del dispositivo di presa di forza secondo la presente invenzione;
- le figure da 2 a 6 illustrano, in scala ingrandita, un particolare della figura 1 in rispettive, differenti configurazioni operative; e
- Le figure da 7 a 9 illustrano, in scala ingrandita, un particolare delle figure 2, 4 e, rispettivamente, 6.
Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo (non illustrato), in particolare un trattore .
Il dispositivo 1 è supportato da un telaio 2 del veicolo e comprende un albero di uscita 3, il quale è montato in modo girevole attraverso una parete laterale 4 del telaio 2 per ruotare attorno ad un asse 5 e presenta una estremità libera scanalata sporgente verso l'esterno e definente un codolo 6 di presa di forza atto ad essere accoppiato angolarmente (in modo noto) ad un organo (non illustrato) di trasmissione, normalmente un giunto cardanico, per trasmettere il moto dall'albero di uscita 3 ad una macchina operatrice o ad un rimorchio (non illustrati) .
A monte dell'albero di uscita 3, il dispositivo 1 comprende un gruppo 7 di trasmissione, il quale è interposto tra l'albero di uscita 3 e due alberi 8 e 9 di ingresso del moto, di cui l'albero 8 è un albero di uscita del motore (non illustrato) ed è girevole attorno ad un asse 10 parallelo all'asse 5, e l'albero 9 è un albero di uscita di un cambio 11 del veicolo ed è girevole attorno ad un asse 12 parallelo agli assi 5 e 10.
In particolare, secondo quanto illustrato nella figura 1, l'albero 9 è supportato in modo girevole dal telaio 2 e porta collegato, ad una propria estremità libera, un pignone conico ingranante con un ingranaggio di uscita del cambio 11. In prossimità del pignone, l'albero 9 porta calettata una ruota 13 ingranante con una ruota 14, la quale è parte, insieme alla ruota 13, del gruppo 7 di trasmissione, è supportata in modo girevole dal telaio 2 ed è calzata in modo girevole, tramite rullini, su un corpo cavo 15 fisso rispetto al telaio 2, coassiale all'asse 10 ed alloggiante al proprio interno, in modo girevole, l'albero 8.
Il gruppo 7 di trasmissione comprende, inoltre, due alberi 16 e 17 coassiali tra loro ed all'asse 10 ed estendentisi da una porzione 18 di estremità dell'albero 8 assialmente sporgente dal corpo cavo 15 fino alla parete laterale 4, la quale è una parete cava definita da una parete esterna ed una parete interna tra loro parallele, perpendicolari all'asse 5 e distanziate in modo tale da formare tra loro un vano 19.
Dei due alberi 16 e 17, l'albero 16 è un albero cavo, il quale presenta un diametro sostanzialmente uguale alla porzione 18 di estremità dell'albero 8, è montato in modo girevole attraverso la parete interna della parete laterale 4 e porta rigidamente collegata, alla propria estremità libera disposta internamente al vano 19, una ruota 20 ingranante con una ruota 21 calettata sull'albero di uscita 3.
Secondo quanto illustrato nella figura 1 e, con maggior dettaglio, nelle figure 2-9, all'estremità opposta a quella supportante la ruota 20, l'albero 16 presenta una dentatura 22 esterna coassiale all'asse 10 ed avente un diametro primitivo pari al diametro dell'albero 16.
L'albero 17 è montato in modo girevole all'interno dell'albero 16 e presenta, dalla parte rivolta verso l'albero 8, una porzione di estremità sporgente assialmente dall'albero 16 ed inserita in modo girevole all'interno di una cavità 23 ricavata assialmente sul tratto terminale della porzione 18 di estremità dell'albero 8.
Nello spazio compreso tra la porzione 18 di estremità e l'albero 16, l'albero 17 porta calettato un anello dentato 24 coassiale all'asse 10 e presentante una dentatura 24a esterna avente lo stesso passo e lo stesso diametro primitivo della dentatura 22 e di una ulteriore dentatura 25 portata da un tratto terminale dalla porzione 18 di estremità in posizione affacciata alla dentatura 24a.
All'estremità opposta a quella cui è collegato l'anello dentato 24, l'albero 17 sporge assialmente dall'albero 16 con una propria porzione di estremità, la quale è montata in modo girevole, tramite un cuscinetto, attraverso la parete esterna della parete laterale 4 e porta calettata, all'interno del vano 19, una ruota 26 ingranante con una ruota 27 calettata sull'albero di uscita 3.
Gli alberi 16 e 17 sono atti, come verrà spiegato nel seguito, ad essere accoppiati angolarmente in maniera selettiva agli alberi 8 e 9 in modo tale da accoppiare angolarmente, di volta in volta, l'albero di uscita 3 all'albero 8 o 9 ed impartire al codolo 6 una velocità angolare differente a seconda del tipo di accoppiamento realizzato.
L'accoppiamento angolare tra gli alberi 16 e 17 e gli alberi 8 e 9 è attuato mediante un selettore definito da un manicotto 28, il quale è coassiale all'asse 10, è calzato almeno in parte sulla porzione 18 di estremità ed è mobile assialmente tra cinque posizioni di selezione, di cui tre sono posizioni operative, corrispondenti a rispettive velocità angolari del codolo 6, e due sono posizioni inoperative intermedie alle tre posizioni operative e corrispondenti a rispettive posizioni di folle del codolo 6.
Secondo quanto illustrato nelle figure 2-6, sulla superficie anulare di estremità del manicotto 28 rivolta verso la ruota 14 è ricavata una dentatura frontale 29 atta ad ingranare con una uguale dentatura frontale 30 ricavata su una superficie anulare di estremità della ruota 14 affacciata al manicotto 28.
Oltre alla dentatura frontale 29, il manicotto 28 presenta, in prossimità della dentatura frontale 29 stessa, una dentatura 31 interna, che è coassiale all'asse 10 ed è atta ad ingranare con la dentatura 25 della porzione 18 di estremità, ed una dentatura 32 interna, che è ricavata sulla estremità assiale opposta del manicotto 28 rispetto alla dentatura 31, è analoga alla dentatura 31 ed è atta ad ingranare selettivamente con la dentatura 24a dell'albero 17 e con la dentatura 22 dell'albero 16.
Sulla superficie laterale esterna, il manicotto 28 presenta una scanalatura 33 anulare, la quale è atta ad essere impegnata, in uso, da una forcella (di tipo noto e non illustrata), la quale è collegata, tramite una trasmissione (non illustrata), ad una leva di comando (non illustrata) disposta nella cabina del veicolo per spostare, a seguito di un azionamento della leva di comando da parte di un operatore, il manicotto 28 tra le cinque posizioni di selezione. Il funzionamento del dispositivo 1 verrà nel seguito descritto a partire dalla posizione operativa delle figure 2 e 7, in cui il codolo 6 riceve, tramite il gruppo 7 di trasmissione, il moto di rotazione dall'albero 9 per ruotare ad una velocità angolare VI, che è proporzionale alla velocità dell'albero 9 stesso e, quindi, alla velocità angolare delle ruote del veicolo ed è per questo comunemente indicata col termine "ground speed".
In questa posizione, il manicotto 28 è disposto in modo tale che la dentatura frontale 29 ingrani con la dentatura frontale 30 della ruota 14 e la dentatura 32 ingrani con la dentatura 24a dell'albero 17.
In questo modo, il moto di rotazione è trasmesso dall'albero 9 all'albero 17 tramite la coppia di ruote 13 e 14 ed il manicotto 28, e dall'albero 17 il moto di rotazione è trasmesso all'albero di uscita 3, ossia al codolo 6, tramite la coppia di ruote 26 e 27.
Di conseguenza, il rapporto tra la velocità angolare VI e la velocità angolare dell'albero 9 è pari al rapporto di trasmissione:
T1— (R13/R14) x (R26/R27) ossia al prodotto tra il rapporto tra i raggi delle ruote 13 e 14 ed il rapporto tra i raggi delle ruote 26 e 27.
La figura 3 illustra la posizione di selezione immediatamente successiva alla posizione delle figure 2 e 7 e corrispondente ad una posizione di folle del codolo 6. In questa posizione, che si ottiene dalla posizione precedentemente descritta con uno spostamento assiale verso destra del manicotto 28, la dentatura 32 ingrana ancora con la dentatura 24a dell'albero 17, ma, poiché la dentatura frontale 29 non ingrana più con la dentatura frontale 30, e la dentatura 31 non ingrana con la dentatura 25 dell'albero 8, il manicotto 28 non riceve il moto né dall'albero 9, né dall'albero 8 e, di conseguenza, non impartisce alcuna rotazione all'albero 17.
A seguito di un ulteriormente traslazione verso destra, il manicotto 28 viene disposto nella posizione illustrata nelle figure 4 e 8, in cui l'albero di uscita 3 è accoppiato angolarmente all'albero 8 tramite l'albero 17 ed il codolo 6 ruota ad una velocità V2, che è, normalmente, di circa 540 rpm.
In questa posizione la dentatura 31 del manicotto 28 ingrana con la dentatura 25 dell'albero 8 e la dentatura 32 ingrana con la dentatura 24a dell'albero 17; in questo caso, quindi, il moto è trasmesso tramite il manicotto 28 dall'albero 8 all'albero 17 e da quest'ultimo all'albero di uscita 3 tramite la coppia di ruote 26 e 27.
Di conseguenza, il rapporto tra la velocità angolare V2 e la velocità angolare dell'albero 8 è pari al rapporto di trasmissione:
T2= R26/R27
ossia al rapporto tra i raggi delle ruote 26 e 27.
La posizione di selezione successiva alla posizione sopra descritta è illustrata nella figura 5 e corrisponde ad un'ulteriore posizione di folle del codolo 6.
Infatti, in questa posizione, che si ottiene con una ulteriore traslazione assiale verso destra del manicotto 28, la dentatura 31 ingrana ancora con la dentatura 25 dell'albero 8, ma la dentatura 32 non ingrana né con la dentatura 24a, né con la dentatura 22 e, di conseguenza, benché il manicotto 28 ruoti alla velocità angolare dell'albero 8, la rotazione del manicotto 28 non viene trasmessa né all'albero 17, né all'albero 16.
Secondo quanto illustrato nelle figure 6 e 9, a seguito di un ulteriore traslazione verso destra, il manicotto 28 si dispone in una ulteriore posizione di selezione corrispondente alla situazione in cui l'albero di uscita 3 è accoppiato angolarmente all'albero 8 tramite l'albero 16 ed il codolo 6 ruota ad una velocità V3, che è, normalmente, di circa 750 o 1000 rpm.
In questa posizione la dentatura 31 del manicotto 28 ingrana con la dentatura 25 dell'albero 8 e la dentatura 32 ingrana con la dentatura 22 dell'albero 16; in questo caso, quindi, il moto è trasmesso, tramite il manicotto 28, dall'albero 8 all'albero 16 e da quest'ultimo all'albero di uscita 3 tramite la coppia di ruote 20 e 21.
Di conseguenza, il rapporto tra la velocità angolare V3 e la velocità angolare dell'albero 8 è pari al rapporto di trasmissione:
T3= R20/R21
ossia al rapporto tra i raggi delle ruote 20 e 21. Da quanto sopra esposto emergono chiaramente i vantaggi che si ottengono mediante l'impiego del dispositivo 1 della presente invenzione.
Il dispositivo 1, infatti, consente di selezionare tre diverse velocità angolari del codolo 6, in particolare le velocità di 540 rpm, 750 o 1000 rpm e la cosiddetta "ground speed", tramite l'utilizzo di un solo selettore costituito dal manicotto 8. Dal momento che, nella pratica, l'impiego di un solo manicotto si traduce nell'impiego di un'unica forcella di azionamento e, quindi, di un'unica leva di comando, si ottiene una notevole semplificazione ed una maggiore funzionalità dei comandi a disposizione dell'operatore.
Inoltre, la trasmissione del moto tramite gli alberi 16 e 17 coassiali consente di distanziare il manicotto 28 dall'albero di uscita 3 e di disporre, quindi, il manicotto 28 in una posizione più centrale nel veicolo e meno distante dalla cabina di comando. Ciò consente vantaggiosamente di ridurre e semplificare la trasmissione interposta tra il manicotto 28 e la relativa leva di comando disposta in cabina con conseguenti ovvi vantaggi in termini di affidabilità e costi di realizzazione.

Claims (1)

1.- Dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo, in particolare un trattore; il dispositivo (1) comprendendo un albero di uscita (3) ed un gruppo (7) di trasmissione, il quale è interposto tra l'albero di uscita (3) ed un primo ed un secondo albero (8, 9) di ingresso del moto girevoli a velocità angolari tra loro differenti; il gruppo (7) di trasmissione comprendendo dei mezzi di selezione (28) atti a collegare selettivamente l'albero di uscita (3) al primo e al secondo albero (8, 9) ed essendo configurato in modo tale che l'albero di uscita (3), quando collegato al primo albero (8), ruoti ad una prima o ad una seconda velocità (V2; V3) angolare, in particolare 540 rpm e 750 (o 1000) rpm, e, quando collegato al secondo albero (9), ruoti ad una terza velocità (VI) angolare differente dalla prima e dalla seconda velocità (V2; V3); il dispositivo (1) essendo caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di selezione comprendono un selettore (28) spostabile tra tre differenti posizioni di selezione corrispondenti, rispettivamente, alla prima, alla seconda e alla terza velocità (V2; V3; VI) angolare dell'albero di uscita (3). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il selettore (28) è posizionabile in due ulteriori posizioni intermedie tra le dette tre posizioni di selezione e corrispondenti a due posizione di folle dell'albero di uscita (3). 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il selettore è un manicotto (28). 4.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il gruppo (7) di trasmissione comprende due alberi (16, 17) coassiali tra loro ed al primo albero (8); uno dei due alberi (16, 17) essendo un albero cavo (16), e l'altro dei due alberi (16, 17) essendo un albero interno (17), il quale è libero di ruotare all'interno dell'albero cavo (16). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui l'albero cavo (16) presenta, ad una propria estremità rivolta verso il primo albero (8), una dentatura (22) esterna, e porta collegato, all'estremità opposta, un primo ingranaggio (20) ingranante con un secondo ingranaggio (21) calettato sull'albero di uscita (3). 6.- Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui l'albero interno (17) presenta, ad una propria estremità sporgente assialmente dall'albero cavo (16) verso il primo albero (8), una dentatura (24a) esterna uguale alla dentatura (22) dell'albero cavo (16), e supporta, all'estremità opposta, un terzo ingranaggio (26) ingranante con un quarto ingranaggio (27) calettato sull'albero di uscita (3). 7.- Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui il primo albero (8) presenta, su una propria porzione di estremità (18) rivolta verso l'albero cavo (16) e l'albero interno (17), una rispettiva dentatura (25) esterna . 8.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 3 e 4, in cui il manicotto (28) è coassiale al primo albero (8) ed è mobile assialmente tra una prima posizione di selezione, in cui il manicotto (28) accoppia angolarmente il primo albero (8) all'albero cavo (16), una seconda posizione di selezione, in cui il manicotto (28) accoppia angolarmente il primo albero (8) all'albero interno (17) ed una terza posizione di selezione, in cui il manicotto (28) accoppia angolarmente il secondo albero (9) all'albero interno (17). 9.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 7 e 8, in cui il manicotto (28) presenta una prima ed una seconda dentatura (31, 32) interne tra loro distanziate e configurate in modo tale che, nella prima posizione di selezione, la prima dentatura (31) ingrana con la dentatura (25) del primo albero (8) e la seconda dentatura (32) ingrana con la dentatura (22) dell'albero cavo (16) e, nella seconda posizione di selezione, la prima dentatura (31) ingrana con la dentatura (25) del primo albero (8) e la seconda dentatura (32) ingrana con la dentatura (24a) dell'albero interno (17). 10.- Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui il gruppo (7) di trasmissione comprende un quarto ingranaggio (13) calettato sul secondo albero (9) ed ingranante con un quinto ingranaggio (14) presentante una dentatura frontale (30) coassiale al primo albero (8) e rivolta verso il manicotto (28); ed in cui il manicotto (28) presenta una dentatura frontale (29), che ingrana con la dentatura frontale (30) del quinto ingranaggio (14) quando il manicotto (28) è nella terza posizione di selezione e la seconda dentatura (32) del manicotto (28) ingrana con la dentatura (24a) dell'albero interno (17). 11.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo albero (8) è un albero di uscita (3) del motore ed il secondo albero (9) è un albero di uscita (3) di un dispositivo di cambio (11) del veicolo.
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