ITTO20070260A1 - Dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo, in particolare un trattore - Google Patents

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ITTO20070260A1
ITTO20070260A1 IT000260A ITTO20070260A ITTO20070260A1 IT TO20070260 A1 ITTO20070260 A1 IT TO20070260A1 IT 000260 A IT000260 A IT 000260A IT TO20070260 A ITTO20070260 A IT TO20070260A IT TO20070260 A1 ITTO20070260 A1 IT TO20070260A1
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IT
Italy
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shaft
toothing
input shaft
sleeve
gear
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IT000260A
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Giancarlo Benassi
Ivan Tioli
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Cnh Italia Spa
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Description

D E S C R I Z I O N E
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 primo ed un secondo albero di uscita ed un gruppo di trasmissione, il quale è interposto tra i due alberi di uscita ed un albero di ingresso del moto e comprende dei mezzi di selezione atti ad accoppiare selettivamente l'albero di ingresso al primo ed al secondo albero di uscita. Il gruppo di trasmissione è configurato in modo tale che l'albero di ingresso, quando accoppiato al primo albero, impartisce al primo albero stesso una rotazione ad una prima velocità angolare, e, quando accoppiato al secondo albero, impartisce selettivamente al secondo albero stesso una rotazione ad una seconda e ad una terza velocità angolare tra loro differenti.
In un dispositivo di presa di forza del tipo sopra descritto, è noto di realizzare l'accoppiamento selettivo tra l'albero di ingresso ed il primo ed il secondo albero tramite due manicotti, di cui un primo manicotto è coassiale al primo albero ed è mobile assialmente tra una posizione operativa, in cui il primo albero è accoppiato all'albero di ingresso per ruotare alla prima velocità, ed una posizione inoperativa corrispondente ad una posizione di folle del primo albero, ed il secondo manicotto è coassiale al secondo albero ed è mobile assialmente tra due posizioni operative, in cui il secondo albero è accoppiato all'albero di ingresso per ruotare alla seconda e, rispettivamente, alla terza velocità, ed una posizione inoperativa intermedia corrispondente ad una posizione di folle del secondo albero. 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, allo 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 comprende un gruppo 2 di trasmissione supportato da un telaio 3 del veicolo (non illustrato) ed atto a ricevere il moto da un albero di ingresso 4, che è, normalmente, un albero del motore (non illustrato), per trasmettere il moto in maniera selettiva (nel modo che verrà spiegato nel seguito) a due alberi di uscita 5 e 6, i quali fanno parte del dispositivo 1, sono montati in modo girevole sul telaio 3 e presentano rispettivi codoli 7 e 8 scanalati di presa di forza, ciascuno dei quali sporge verso l'esterno del veicolo (non illustrato) ed è atto ad essere accoppiato angolarmente ad un organo (non illustrato) di trasmissione, normalmente un giunto cardanico, per trasmettere il moto ad una macchina operatrice o ad un rimorchio (non illustrati) .
In particolare, l'albero di uscita 5 presenta un asse 9 parallelo ad un asse 10 di rotazione dell'albero di ingresso 4 ed è montato in modo girevole attraverso una parete cava 11 del telaio 3 definita da una parete interna ed una parete esterna tra loro parallele e distanziate in modo tale da formare tra loro un vano 12.
L'albero di uscita 6 presenta un asse 13 parallelo all'asse 9 ed è montato in modo girevole attraverso una parete 14 (di cui solo una parte è visibile nella figura 1) del telaio 3.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, il gruppo 2 di trasmissione comprende, inoltre, due ingranaggi 15 e 16 cilindrici, che sono calettati su di una porzione dell'albero di uscita 5 disposta all'interno del vano 12, ed un ingranaggio 17 cilindrico, che è calettato sull'albero di uscita 6 ed ingrana con un ingranaggio 18 cilindrico montato in modo girevole su di un albero 19, il quale, nell'esempio illustrato, è un albero di uscita di un cambio 20 del veicolo, è supportato in modo girevole dal telaio 3 per ruotare attorno ad un asse 21 parallelo all'asse 13 e porta collegato, ad una propria estremità libera, un pignone conico ingranante con un ingranaggio conico del cambio 20.
Secondo una variante non illustrata, l'ingranaggio 18 può essere calzato in modo girevole, anziché sull'albero 19 di uscita del cambio 20, su di un supporto fisso solidale al telaio 3 e presentante un asse parallelo all'asse 13.
L'ingranaggio 18 ingrana, a sua volta, con un ingranaggio 22, che è parte, come l'ingranaggio 18, del gruppo 2 di trasmissione, è supportato in modo girevole dal telaio 3 ed è calzato, in modo girevole, su di un corpo cavo 23 solidale al telaio 3, coassiale all'asse 10 ed alloggiante al proprio interno, in modo girevole, l'albero di ingresso 4.
Il gruppo 2 di trasmissione comprende, inoltre, due alberi 24 e 25 coassiali tra loro ed all'asse 10 ed interposti tra una porzione 26 di estremità dell'albero di ingresso 4 sporgente assialmente dal corpo cavo 23 e la parete cava 11.
Dei due alberi 24 e 25, l'albero 24 è un albero cavo, il quale presenta un diametro sostanzialmente uguale alla porzione 26 di estremità dell'albero di ingresso 4, è montato in modo girevole attraverso la parete interna della parete cava 11 e porta rigidamente collegato, ad una propria estremità libera disposta internamente al vano 12, un ingranaggio 27 ingranante con l'ingranaggio 15 calettato sull'albero di uscita 5.
Secondo quanto illustrato nella figura 1 e, con maggior dettaglio, nelle figure 2-6, all'estremità opposta a quella supportante l'ingranaggio 27, l'albero 24 presenta una dentatura 28 esterna coassiale all'asse 10 ed avente un diametro primitivo pari al diametro dell' albero 24.
L'albero 25 è montato in modo girevole all'interno dell'albero 24 e presenta, dalla parte rivolta verso l'albero di ingresso 4, una porzione di estremità sporgente assialmente dall'albero 24 ed inserita in modo girevole all'interno di una cavità ricavata assialmente sul tratto terminale della porzione 26 di estremità dell'albero di ingresso 4.
Nello spazio compreso tra la porzione 26 di estremità e l'albero 24, l'albero 25 porta calettato un anello dentato 29 coassiale all'asse 10 e presentante una dentatura 30 esterna avente lo stesso passo e lo stesso diametro primitivo della dentatura 28 e di una ulteriore dentatura 31 portata da un tratto terminale dalla porzione 26 di estremità in posizione affacciata alla dentatura 30.
All'estremità opposta a quella cui è collegato l'anello dentato 29, l'albero 25 sporge assialmente dall'albero 24 con una propria porzione di estremità, la quale è montata in modo girevole, tramite un cuscinetto, attraverso la parete esterna della parete cava 114 e porta calettato, all'interno del vano 12, un ingranaggio 32 ingranante con l'ingranaggio 16 calettato sull'’albero di uscita 5.
Gli alberi 24 e 25 sono atti, come verrà spiegato nel seguito, ad essere accoppiati angolarmente all'albero di ingresso 4 per trasmettere il moto all'albero di uscita 5.
L'accoppiamento angolare selettivo tra l'albero di ingresso 4 e gli alberi 24 e 25 è attuato mediante un selettore definito da un manicotto 33, il quale è coassiale all'asse 10, è calzato almeno in parte sulla porzione 26 di estremità ed è mobile assialmente tra cinque posizioni di selezione, di cui tre sono posizioni operative, corrispondenti ad una rotazione del codolo 7 o 8, e due sono posizioni inoperative intermedie alle tre posizioni operative e corrispondenti a posizioni di folle sia del codolo 7, sia del codolo 8.
In particolare, in una prima posizione operativa (figure 2 e 7), il manicotto 33 accoppia l'albero di ingresso 4 all'albero di uscita 6 per impartire al codolo 8 una rotazione ad una velocità angolare VI, che è, normalmente, di 2000 rpm. Nella seconda posizione operativa, il manicotto 33 accoppia, tramite l'albero 25, l'albero di ingresso 4 all'albero di uscita 5 per impartire al codolo 7 una rotazione ad una velocità angolare V2, che è, normalmente, di 540 rpm. Infine, nella terza posizione operativa, il manicotto 33 accoppia, tramite l'albero 24, l'albero di ingresso 4 all'albero di uscita 5 per impartire al codolo 7 una rotazione ad una velocità angolare V3, che è, normalmente, di 750 o 1000 rpm.
Secondo quanto illustrato nelle figure 2-7, sulla superficie anulare di estremità del manicotto 33 rivolta verso il corpo cavo 23 è ricavata una dentatura frontale 34 atta ad ingranare con una uguale dentatura frontale 35 ricavata su una superficie anulare di estremità dell'ingranaggio 22 affacciata al manicotto 33. Oltre alla dentatura frontale 34, il manicotto 33 presenta, in prossimità della dentatura frontale 34 stessa, una dentatura 36 interna, che è coassiale all'asse 10 ed è atta ad ingranare con la dentatura 31 della porzione 26 di estremità, ed una dentatura 37 interna, che è ricavata sulla estremità assiale opposta del manicotto 33 rispetto alla dentatura 36 ed è atta ad ingranare selettivamente con la dentatura 30 dell'albero 25 e con la dentatura 28 dell'albero 24.
Sulla superficie laterale esterna, il manicotto 33 presenta una scanalatura 38 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 33 tra le cinque posizioni di selezione.
Secondo una forma di attuazione non illustrata, l'asse 13 dell'albero di uscita 6 è sostanzialmente perpendicolare all'asse 10 dell'albero di ingresso 4 in modo tale che il codolo 8 si estenda verso l'esterno del veicolo in una direzione trasversale ad un asse longitudinale del veicolo (non illustrato).
Il funzionamento del dispositivo 1 verrà nel seguito descritto a partire dalla prima posizione operativa illustrata nelle figure 2 e 7, in cui il codolo 8 riceve, tramite il gruppo 2 di trasmissione, il moto di rotazione dall'albero di ingresso 4 per ruotare alla velocità angolare VI.
In questa posizione, il manicotto 33 è disposto in modo tale che la propria dentatura frontale 34 ingrani con la dentatura frontale 35 dell'ingranaggio 22 ed ambedue le dentature 36 e 37 ingranino con la dentatura 31 dell'albero di ingresso 4.
In questo modo, il moto di rotazione è trasmesso, tramite il manicotto 33, dall'albero di ingresso 4 all'ingranaggio 22 e da quest'ultimo, tramite l'ingranaggio 18, è trasmesso all'ingranaggio 17 e, di conseguenza, all'albero di uscita 6.
Ne risulta che il rapporto tra la velocità angolare VI e la velocità angolare dell'albero di ingresso 4 è pari al rapporto di trasmissione :
Ti = (R22/R17)
ossia al rapporto tra i raggi degli ingranaggi 22 e 17.
La figura 3 illustra la posizione di selezione immediatamente successiva alla posizione delle figure 2, 7 e corrispondente ad una posizione di folle dei codoli 7 e 8. In questa posizione, che si ottiene dalla posizione precedentemente descritta con uno spostamento assiale verso destra del manicotto 33, le dentature 36 e 37 ingranano ancora con la dentatura 31 dell'albero di ingresso 4, ma, poiché la dentatura frontale 34 non ingrana più con la dentatura frontale 35, ne deriva che, benché il manicotto 33 ruoti alla velocità angolare dell'albero di ingresso 4, la rotazione del manicotto 33 non viene trasmessa né all'ingranaggio 22, né ad uno degli alberi 25 e 24.
A seguito di un ulteriormente traslazione verso destra, il manicotto 33 viene disposto nella seconda posizione operativa illustrata nelle figure 4, 8 e corrispondente alla situazione in cui l'albero di uscita 5 è accoppiato angolarmente all'albero di ingresso 4 tramite l'albero 25 ed il codolo 7 ruota alla velocità V2.
In questa posizione la dentatura 36 del manicotto 33 ingrana con la dentatura 31 dell'albero di ingresso 4 e la dentatura 37 ingrana con la dentatura 30 dell'albero 25; in questo caso, quindi, il moto è trasmesso tramite il manicotto 33 dall'albero di ingresso 4 all'albero 25 e da quest'ultimo all'albero di uscita 5 tramite la coppia di ingranaggi 32 e 16.
Di conseguenza, il rapporto tra la velocità angolare V2 e la velocità angolare dell'albero di ingresso 4 è pari al rapporto di trasmissione :
T2= R32/R16
ossia al rapporto tra i raggi degli ingranaggi 32 e 16.
La posizione di selezione successiva alla posizione sopra descritta è illustrata nella figura 5 e corrisponde ad un'ulteriore posizione di folle dei codoli 7 e 8.
Infatti, in questa posizione, che si ottiene con una ulteriore traslazione assiale verso destra del manicotto 33, la dentatura 36 ingrana ancora con la dentatura 25 dell'albero di ingresso 4, ma, poiché la dentatura 37 non ingrana né con la dentatura 30 dell'albero 25 né con la dentatura 28 dell'albero 24, essendo interposta tra le due, ne deriva che, benché il manicotto 33 ruoti alla velocità angolare dell'albero di ingresso 4, la rotazione del manicotto 33 non viene trasmessa né all'albero 25, né all'albero 24.
Secondo quanto illustrato nelle figure 6 e 8, a seguito di un ulteriore traslazione verso destra, il manicotto 33 si dispone nella terza posizione operativa corrispondente alla situazione in cui l'albero di uscita 5 è accoppiato angolarmente all'albero di ingresso 4 tramite l'albero 24 ed il codolo 7 ruota alla velocità V3.
In questa posizione la dentatura 36 del manicotto 33 ingrana con la dentatura 31 dell'albero di ingresso 4 e la dentatura 37 ingrana con la dentatura 28 dell'albero 24; in questo caso, quindi, il moto è trasmesso, tramite il manicotto 33, dall'albero di ingresso 4 all'albero 24 e da quest'ultimo all'albero di uscita 5 tramite la coppia di ingranaggi 27 e 15.
Di conseguenza, il rapporto tra la velocità angolare V3 e la velocità angolare dell'albero di ingresso 4 è pari al rapporto di trasmissione :
T3 = R27/R15
ossia al rapporto tra i raggi degli ingranaggi 27 e 15.
Da quanto sopra esposto emergono chiaramente i vantaggi che si ottengono mediante l'impiego del dispositivo 1 della presente invenzione.
Infatti, il dispositivo 1 consente, tramite l'impiego di un unico selettore costituito dal manicotto 33, sia di selezionare a quale dei due alberi di uscita 5 e 6 trasmettere il moto, sia di disinnestare entrambi gli alberi di uscita 5 e 6, sia di selezionare la velocità angolare V2 o V3 del codolo 7.
Dal momento che, nella pratica, l'impiego di un solo manicotto si traduce nell'impiego di un'unica forcella di azionamento e, di conseguenza, 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 24 e 25 coassiali consente di distanziare il manicotto 33 dall'albero di uscita 5 e di disporre, quindi, il manicotto 33 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 33 e la relativa leva di comando disposta in cabina con conseguenti ovvi vantaggi in termini di affidabilità e costi di realizzazione.

Claims (1)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo di presa di forza per un veicolo agricolo, in particolare un trattore; il dispositivo (1) comprendendo un primo ed un secondo albero di uscita (6, 5) ed un gruppo (2) di trasmissione, il quale è interposto tra i due alberi di uscita (6, 5) ed un albero di ingresso (4) del moto; il gruppo (2) di trasmissione comprendendo mezzi di selezione (33) atti ad accoppiare selettivamente l'albero di ingresso (4) al primo (6) e al secondo albero di uscita (5) ed essendo configurato in modo tale che l'albero di ingresso (4), quando collegato al primo albero di uscita (6), impartisce al primo albero di uscita (6) stesso una rotazione ad una prima velocità angolare (VI), e, quando collegato al secondo albero di uscita (5), impartisce al secondo albero di uscita (5) stesso una rotazione ad una seconda o ad una terza velocità angolare (V2; V3); il dispositivo (1) essendo caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di selezione comprendono un selettore (33), il quale è spostabile tra tre differenti posizioni di selezione, nella prima delle quali il primo albero di uscita (6) è accoppiato all'’albero di ingresso (4) per ruotare alla prima velocità angolare (VI), e nella seconda e terza delle quali il secondo albero di uscita (5) è accoppiato all'albero di ingresso (4) per ruotare alla seconda e, rispettivamente, alla terza velocità angolare (V2, V3). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il selettore (33) è posizionabile in due ulteriori posizioni di selezione, le quali sono intermedie alle dette tre posizioni di selezione e corrispondono ad una posizione di folle sia del primo, sia del secondo albero di uscita (5, 6) . 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il selettore è un manicotto (33). 4.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il gruppo (2) di trasmissione comprende due alberi (24, 25) coassiali tra loro ed all'albero di ingresso (4); uno dei due alberi (24, 25) essendo un albero cavo (24), e l'altro dei due alberi (24, 25) essendo un albero interno (25), il quale è libero di ruotare all'interno dell'albero cavo (24). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui l'albero cavo (24) presenta, ad una propria estremità rivolta verso l'albero di ingresso (4), una dentatura (28) esterna, e porta collegato, all'estremità opposta, un primo ingranaggio (27) ingranante con un secondo ingranaggio (15) calettato sul secondo albero di uscita (5). 6.- Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui l'albero interno (25) presenta, ad una propria estremità sporgente assialmente dall'albero cavo (24) verso l'albero di ingresso (4), una dentatura (30) esterna uguale alla dentatura (28) dell'albero cavo (24), e supporta, all'estremità opposta, un terzo ingranaggio (32) ingranante con un quarto ingranaggio (16) calettato sul secondo albero di uscita (5). 7.- Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui l'albero di ingresso (4) presenta, su una propria porzione di estremità (26) rivolta verso l'albero cavo (24) e l'albero interno (25), una rispettiva dentatura (31) esterna. 8.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 3 e 4, in cui il manicotto (33) è coassiale all'albero di ingresso (4) ed è mobile assialmente tra la seconda posizione di selezione, in cui il manicotto (33) accoppia angolarmente l'albero di ingresso (4) all'albero cavo (24), e la terza posizione di selezione, in cui il manicotto (33) accoppia angolarmente l'albero di ingresso (4) all'albero interno (25). 9.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 7 e 8, in cui il manicotto (33) presenta una prima dentatura (36) interna ingranante con la dentatura (31) dell'albero di ingresso (4) ed una seconda dentatura (37) interna, la quale, nella seconda posizione di selezione, ingrana con la dentatura (28) dell'albero cavo (24) e, nella terza posizione di selezione, ingrana con la dentatura (30) dell'albero interno (25). 10.- Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui il gruppo (2) di trasmissione comprende un quarto ingranaggio (22), il quale presenta una dentatura frontale (35) coassiale all'albero di ingresso (4) e rivolta verso il manicotto (33), ed è angolarmente accoppiato ad un quinto ingranaggio (17) calettato sul primo albero di uscita (6); ed in cui il manicotto (33) presenta una dentatura frontale (34), che ingrana con la dentatura frontale (35) del quarto ingranaggio (22) quando il manicotto (33) è nella prima posizione di selezione e la prima e la seconda dentatura (36, 37) interna del manicotto (33) ingranano con la dentatura (31) dell'albero di ingresso (4). 11.- Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui il quarto ingranaggio (22) è angolarmente accoppiato al quinto ingranaggio (17) tramite un sesto ingranaggio (18) fra loro interposto. 12.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la seconda velocità angolare (V2) è circa 540 rpm e la terza velocità angolare (V3) è circa 750 (o 1000) rpm. 13.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima velocità angolare (VI) è maggiore della seconda e della terza velocità (V2, V3). 14.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima velocità angolare (VI) è circa 2000 rpm.
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