ITUA20164335A1 - Sincronizzatore di giri e compensatore di sterzata, per semoventi a piu' assi motrici, quando a questi vengono applicati dei cingoli su uno degli assi motrici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L’invenzione si rivolge al settore della locomozione terrestre , e in particolare alle tecniche di trasmissione del moto per semoventi a più assi motrici . Più nello specifico, l’invenzione realizza un dispositivo in grado di sincronizzare la velocità di avanzamento dell’asse posteriore j e quelle dell’asse anteriore in macchine semoventi a più assi motrici , nella fattispecie dei semicingolati , allorché solo su uno degli assi motrici vengano montati dei cingoli , e di modificare la posizione relativa fra cingolo e semovente , allo scopo di migliorarne la sterzata , evitando anomalie derivanti dalla cresciuta aderenza apportata dai cingoli stessi . Molte soluzioni oggi sono prodotte allo scopo di sostituire le ruote di origine con cingoli su macchine operatrici , nate per muoversi su ruote , al fine di aumentare la forza di trazione e la stabilità delle dette macchine Le potenze sempre crescenti di tali macchine , fanno si che possano , grazie a ciò , svolgere operazioni per le quali non sono state progettate , ma alle quali possono adattarsi , e il loro costo fa si che si che il loro uso sia il più poliedrico possibile. Esistono perciò ditte che costruiscono cingoli da applicare in sostituzione delle ruote su dette macchine , ma solo a quelle con un solo asse motore e il restante o restanti folli .Se si vogliono applicare i cingoli solo all’asse posteriore , o anteriore , lasciando sul restante asse (motrice) le ruote , sarà necessario che l’asse così modificato , proceda alla stessa velocità di quello che resta con le ruote . A tal fine bisognerebbe che la ruota motrice del cingolo , fosse dello stesso diametro della ruota di origine , ma ciò non è possibile data la struttura del cingolo stesso e lo spessore del nastro cingolato , sia esso in acciaio o in gomma .Pertanto , dovendo dotare il cingolo di una ruota motrice di diametro relativamente piccolo , e minore comunque del diametro della ruota in origine , si determinerebbe che l’avanzamento dei cingoli differirebbe da quello delle ruote d’origine. L’invenzione in esame si prefigge lo scopo di superare questi inconvenienti col dispositivo in oggetto , che sopperisce a questa anomalia tramite il montaggio sull’asse dove sono collocati i cingoli , di un moltiplicatore di giri che aumenta la velocità angolare naturale dell’asse cingolato , riportando la velocità di avanzamento dell’asse cingolato , al valore esatto della velocità dell’asse gommato deH’origine . Oltre a questo vantaggio , il dispositivo in esame , costituito da un moltiplicatore ad assi paralleli , permette anche , di poter variare la geometria generale della macchina ruotando attorno all’asse A ( vedere Fig.1 e 2 ) tutto il corpo del moltiplicatore , fino a modificare la posizione dell’asse B . La rotazione del corpo del moltiplicatore attorno all’asse A , permette anche di accorciare o allungare la macchina e di compensare eventuali anomalie di sterzata derivanti dal fatto che dove è stato montato il cingolo , la lunghezza e area di contatto nastro- terreno viene a incrementarsi notevolmente , e conseguentemente l’aderenza . Molti brevetti prevedono l’uso di tali moltiplicatori , senza però prevedere che un asse possa avanzare coi cingoli e i restanti con le ruote di origine , anch’esse motrici .Lo scopo dell’invenzione è quello di permettere il montaggio dei cingoli su u un asse motrice sincronizzandolo coi restanti assi motrici senza che si manifestino anomalie e nella percorrenze in rettilineo , e in curva . Tali scopi si raggiungono con il dispositivo che comprende:

Un moltiplicatore di giri che riceve il moto dal semiasse principale del semovente , a cui in origine è applicata la ruota principale , e cede il moto così moltiplicato a una ruota dentata che ingrana con un nastro in gomma o altro materiale , a cui cede il moto di avanzamento del semovente.

Un carro cingolato, composto da una struttura metallica che regge una serie di rulli folli sul loro albero , che guidano il nastro cingolato in gomma o altro materiale . Il carro cingolato può essere fisso o mobile rispetto al moltiplicatore di giri.

Un dispositivo che fissa o limita il tipo di movimento che il moltiplicatore può compiere rispetto alla struttura del semovente stesso ruotando rispetto all’asse A .

Secondo un primo aspetto dell’invenzione, l’applicazione comprende il collegamento fra albero d’ingresso del moltiplicatore e il semiasse del semovente che a questo cede il moto rotatorio .

Secondo un altro aspetto dell’invenzione , detto moto rotatorio viene moltiplicato e trasmesso alla ruota motrice del cingolo che ingranando col nastro in gomma o altro materiale , a questo cede il moto.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione , il complessivo moltiplicatore-carro portarulli , costituisce l’insieme cingolo che sostituisce la ruota gommata , in modo tale che le velocità a terra del nastro cingolato , siano identiche alle velocità a terra della ruota gommata d’origine ( pneumatico ) .

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il gruppo cingolato così definito , può variare la sua geometria entro certi limiti , con la rotazione del moltiplicatore attorno al suo asse conduttore A , determinando , a seconda che ruoti in senso orario o antiorario , rispettivamente un decremento o incremento della velocità del nastro cingolato. Secondo altri aspetti dell’invenzione , il movimento del moltiplicatore , può determinare anche una modifica della geometria generale del cingolo , che si può tradurre in aumento della sua altezza , o spostamento verso l’anteriore o il posteriore del semovente stesso . Secondo altri aspetti dell’invenzione , si può anche determinare un movimento solo fra moltiplicatore e carro cingolato , con l’uno o l’altro fissi rispetto al semovente , e il restante in movimento . Tali movimenti saranno comunque limitati a un determinato valore , controllabili e reversibili , tale da costituire un adattamento comandato o automatico di ogni parametro di avanzamento e di sterzatura del semovente .

L’invenzione presenta numerosi vantaggi di seguito riassunti.

Grazie alla collocazione del moltiplicatore di giri che prende il moto dal semiasse principale , si può prevedere un cingolo con ruota motrice piccola , tale da non stravolgerne le forme.

Grazie alla possibilità di disporre di un collegamento fra moltiplicatore e carro cingolato , e cingolo e semovente sia di tipo rigido che mobile , si può determinare una variazione della geometria stessa del cingolo che può alzare o abbassare , accorciare o allungare il semovente stesso.

Grazie alla disposizione del moltiplicatore il cui albero d’ingresso coincide col semiasse principale del semovente , dal quale prende il movimento si può , in maniera automatica o a comando esterno , determinare un rallentamento o un’accelerazione del nastro cingolato , con la rotazione in avanti o indietro rispettivamente del moltiplicatore stesso , al fine di compensare anomalie di avanzamento derivanti dall’aumento delle superfici di contatto nastro-terreno , in fase di sterzata del semovente.

I vantaggi dell’invenzione saranno maggiormente evidenziati nel seguito , dove verranno descritte a titolo esemplificativo e non limitativo alcune modalità preferite di realizzazione con l’aiuto delle figure allegate alla presente .

La fig 1 rappresenta una vista laterale del complessivo semoventecingolo , evidenziando i raggi dei vari componenti principali e la loro collocazione .

La fig 2 , 4 e 5 rappresentano la vista laterale del cingolo , con le diverse possibilità di variazione della sua geometria .

La fig. 3 rappresenta una vista in parziale sezione del cingolo , con un piano passante per la mezzeria dell’albero a cui essa è collegato , evidenziando la disposizione delle ruote e del moltiplicatore , e del semiasse originale , e della posizione dei rulli del carro .

Con riferimento alla fig.1 , fig. 2 la fig. 3 , la fig.4 e la fig. 5 , la 2 rappresenta la ruota posteriore originale del semovente 1 , di raggio Rp , mentre la 3 rappresenta la ruota anteriore , motrice , dello stesso , di raggio Ra . Il moto ω (velocità angolare) proveniente dal semiasse 15 , viene trasmesso al mozzo 13 dalla flangia con albero scanalato 14 . Al mozzo 13 è rotazionalmente solidale la ruota 6 , di raggio R1 , del moltiplicatore 4 , che di conseguenza gira con la stessa velocità angolare ω del semiasse originale del semovente 1 . Il moto della ruota 6 , viene trsmesso ( di norma con trasmissione a catena per non cambiare il verso di rotazione della ruota 8 ) alla ruota 5 , di raggio R2 , minore di R1 . La ruota 5 è rotazionalmente solidale al mozzo 12 , a cui è rotazionalmente solidale la ruota dentata 8 , di raggio R3 ,che da il moto alla catena 9 del cingolo con velocità angolare φ .

Se per un giro del semiasse 15 , in origine la ruota fa avanzare il semovente di un valore pari al perimetro della ruota che vale 2πΡρ , allora la nuova catena cinematica dovrà far avanzare il semovente dello stesso valore , espresso dalla :

1) 2πR3<o>R1/R2

Pertanto sarà valida l’ugualianza :

2) 2πΡρ=2πΡ3°Ρ1/Ρ2

3) e quindi Rp=R3°R1/R2 . Essendo

4) R1/R2 =T)

Perchè si verifichi questa condizione , si sceglierà prima il valore di R3 , e di conseguenza il rapporto che dovrà esserci fra R1 e R2 che rappresenta il rapporto di moltiplica T>1 del moltiplicatore . Quindi il moltiplicatore di giri 4 è usato per aumentare la velocità angolare della ruota 8 che non può essere grande come la ruota originaria 2 .Alla struttura del moltiplicatore 4 , viene collegato il carro porta rulli 7 , che sostiene i rulli 10 e 11 o atri che fanno da guida al nastro cingolato 9.

Facendo riferimento alla fig 4 , si osserva che il moltiplicatore 4, che riceve il moto nell’asse A dal semiasse principale del semovente , allorché viene fatto ruotare in senso antiorario o ( come in figure in senso orario ) dell’angolo a , rispetto all’asse A , sull’asse B indicante l’asse condotto del moltiplicatore si innesca un moto di precessione o di postposizione relativamente se la rotazione del moltiplicatore avviene in senso orario o in senso antiorario , tale che (fig.4) il punto B si sposterà in Bt, il punto D in Dt, il punto E in Ex, di quantità proporzionali alle distanze di detti punti dal punto A . Se fra E e H interponiamo un elemento deformabile in lunghezza 21 , che può essere un dispositivo idraulico o un dispositivo elastico o uno smorzatore , si può modificare la geometria generale del cingolo ( dalla figura si comprende come la rotazione del moltiplicatore attorno ad A , determini un allontanamento o avvicinamento , a seconda che la rotazione sia rispettivamente antioraria o oraria ) della distanza EH , che nel caso della figura diminuirà al valore EtH. A seconda che l’elemento 21 sia un attuatore a fluido , oppure un attuatore elastico o uno smorzatore , si potrà rispettivamente controllare a comando , o automaticamente la rotazione del moltiplicatore 4 , che determinerà in ogni caso un rallentamento (se l’oscillazione del moltiplicatore avviene in senso orario), o un’accelerazione (se l’oscillazione del moltiplicatore avviene in senso antiorario ) della ruota motrice 8 del nastro cingolato 9 , cosa utile qualora nella fase di sterzatura del semovente , le ruote anteriori possano non restare sincronizzate coi cingoli posteriori , supposto che il differenziale posteriore , ripartitore di coppie motrici , previsto per le ruote originali , non adempia correttamente al suo compito , in virtù dell’aumentata aderenza cingolo - terreno ( coppia trasmessa a terra ) , e dell’aumento dell’impronta a terra fra cingoli e ruota d’origine.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo moltiplicatore di giri 4 ,che permette l’utilizzo di cingoli , in sostituzione delle ruote originali 2 , in un semovente 1 , a più assi motrici , sincronizzando i giri della ruota motrice 8 in modo tale che le velocità a terra del nastro cingolato 9 sia identica a quella della ruota d’origine 2 e quindi della ruota anteriore 3.
2. 2. Dispositivo , secondo la rivendicazione 1 che comprende sia un moltiplicatore 4 che un carro cingolato 7 ad esso associato aventi lo scopo di sostituire in un semovente 1 a più assi motrici , almeno su uno di detti assi , le ruote d’origine con cingoli con nastro in gomma 9 o di altro genere , allo scopo di aumentare le prestazioni del semovente.
3. 3. Dispositivo , secondo la rivendicazione 1 e 2 , caratterizzato dal fatto che la disposizione del moltiplicatore 4 ( che pùò anche essere di tipo assiale-epicicloidale) sia tale per cui risulti possibile l’uso di una ruota motrice 8 , di diametro inferiore a quello della ruota originale 2 del semovente 1 allo scopo di non stravolgere la forma di un cingolo.
4. 4. Dispositivo , secondo le rivendicazioni 1 2 e 3 , caratterizzato dal fatto che , definito il raggio R3 della ruota motrice 8 del cingolo , la sincronizzazione delle velocità a terra del nastro 9 sia solo funzione del rapporto fra i raggi R1 e R2 del moltiplicatore 4 , e comunque del suo rapporto di moltiplica .
5. 5. Dispositivo , secondo le rivendicazioni precedenti , in cui il collegamento fra moltiplicatore 4 e carro cingolato 7 possa essere sia completamente rigido (fig.2) , tale da determinare una geometria fissa del cingolo , che di tipo mobile (fig.4 e fig.5) al fine di modificare la geometria del cingolo .
6. 6. Dispositivo , secondo le rivendicazioni precedenti, nel quale i possibili movimenti relativi fra il moltiplicatore 4 e il carro cingolato 7 siano resi possibili dalla rotazione in senso orario o antiorario , del moltiplicatore stesso del valore a attorno al punto A , coassiale al semiasse principale 15 del semovente 1.
7. 7. Dispositivo , secondo le altre rivendicazioni in cui , la rotazione a del moltiplicatore 4 attorno al punto A , determinante una variazione di geometria fra lo stesso moltiplicatore 4 e il carro cingolato 7 , come da fig. 5 , possa tradursi in un rallentamento del nastro cingolato 9 se avviene in senso orario , e viceversa , in un’accelerazione del nastro 9 , se avviene in senso antiorario , senza che si determini una variazione delle distanze AF e AG.
8. 8. Dispositivo , secondo le precedenti rivendicazioni , in cui la rotazione a del moltiplicatore 4 rispetto al punto A , possa determinare non solo la disposizione di cui alla fig. 5 , con le conseguenze sopra riportate , ma anche la variazione delle distanze AF e AG , come da fig. 4 , che si tradurrebbero nel variare comandato o automatico della distanza EH , fra i quali punti è interposto un attuatore 21 che può appunto allungarsi o accorciarsi , modificando anche l’altezza del cingolo .
9. 9. Dispositivo , secondo tutte le precedenti rivendicazioni , in cui a seconda della collocazione relativa dei punti A,D e E , (cerniere del sistema) , la variazione della geometria del cingolo e gli incrementi o decrementi di velocità del nastro cingolato 9 possano , in conseguenza della rotazione a del moltiplicatore 4 rispetto al punto A , possano essere dell’entità desiderata.
10. 10. Dispositivo , secondo tutte le precedenti rivendicazioni , in cui le varie figure rappresentano diversi modi di disposizione relativa fra moltiplicatore 4 , carro cingolato 7 e semovente 1 , aventi tutte il duplice scopo di sincronizzare le velocità del nastro cingolato 9 con la ruota d’origine 2 del semovente 1 , e di determinare sul nastro cingolato un’accelerazione o un ritardo , eventualmente necessari nella fase di sterzatura del semovente 1 , che , per l’aumentata aderenza che viene a manifestarsi sull’asse cingolato rispetto a quello che resta a ruote , potrebbe rendersi necessaria .