ITMI20071893A1 - Apparecchiatura ibrida per la trasmissione del moto ad un albero condotto - Google Patents

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ITMI20071893A1
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Claudio Bellotti
Piercarlo Boffelli
Erminio Depoli
Fabio Natale
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Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale
Forma oggetto del presente trovato un'apparecchiatura ibrida per la trasmissione del moto ad un albero condotto.
E' nota, nel settore tecnico della trasmissione del moto a dispositivi rotanti la necessità di porre in rotazione i relativi alberi tramite apparecchiature ibride ad esempio comandate da un motore termico o da un motore elettrico.
Un esempio di tale necessità si verifica nei veicoli per l'attivazione dei compressori dell'aria condizionata che, durante la normale marcia diurna, possono essere azionati tramite una trasmissione collegata al motore termico, ma per i quali si richiede anche l'attivazione durante le soste notturne, quando il motore termico è spento; in tal caso è necessario disporre di un motore/generatore elettrico collegato ad accumulatori e atto a porre in rotazione l'albero di azionamento del compressore senza tuttavia interferire con il motore termico, quando quest'ultimo è acceso.
Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un'apparecchiatura di trasmissione ibrida atta a porre in rotazione un albero condotto prendendo moto o da un motore termico o da un motore elettrico .
Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale apparecchiatura sia atta a caricare accumulatori di corrente che a loro volta devono alimentare il motore elettrico, quando il motore termico è spento.
Oltre a ciò si richiede che l'apparecchiatura risulti di contenuti ingombri, di facile ed economica produzione ed assemblaggio ed eventualmente installabile anche tra dispositivi già esistenti.
Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da una apparecchiatura per la trasmissione del moto da un motore termico o da un motore/generatore elettrico ad un albero condotto accoppiato ad un dispositivo rotante secondo le caratteristiche della rivendicazione 1.
Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell'oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:
in figura 1 : una sezione schematica secondo un piano longitudinale-verticale dell'apparecchiatura secondo il presente trovato e
in figura 2 : un esempio di attuazione in variante del dispositivo di collegamento dell'apparecchiatura al motore termico .
Come illustrato in fig.l e assunte per sola comodità di descrizione e senza significato limitativo una coppia di assi di riferimento con direzioni rispettivamente longitudinale X-X, e trasversale Y-Y, nonché una parte anteriore corrispondente alla parte dì accoppiamento dei dispositivi ausiliari e una parte posteriore opposta alla precedente, l'apparecchiatura ibrida per la trasmissione del moto da un albero principale 2 ad un albero condotto 5 comprende una struttura fissa 10 sulla quale è montato un cuscinetto 2a calettato sull'albero principale 2 che può essere azionato in rotazione da un motore termico M oppure da un motore elettrico schematizzato in 60 con il relativo albero 6a collegato in senso longitudinale con un albero 6 portato da un cuscinetto 410a a sua volta solidale alla struttura fissa 10.
Più in dettaglio il motore M è collegato all'albero 2 tramite una cìnghia 1 chiusa ad anello su una puleggia 120 solidale all'anello esterno 121 di un meccanismo a scatto libero 100 che comprende anche una ruota libera 122 interposta tra l'anello esterno 121 e l'albero 2 in modo che fino ad una certa velocità di rotazione l'albero condotto 2 prenda moto dalla puleggia 120, mentre oltre detta velocità il dispositivo a scatto libero impedisce il ritorno del moto alla cinghia 1 come apparirà meglio evidente nel seguito.
A valle del dispositivo a scatto libero 100 l'albero 2 porta una prima frizione 200 di tipo elettromagnetico comprendente un elettromagnete 210 fisso montato tra la struttura 10 e un cuscinetto 211 calettato sull'albero 2, concentricamente all'elettromagnete 210 è disposta una puleggia 220 formante il rotore della frizione e portante una cinghia 201 chiusa ad anello su una puleggia 6b formata su un albero 6 parallelo alla direzione longitudinale X-X.
La frizione 200 comprende inoltre un'ancora 230 collegata tramite una membrana elastica 231 ad una terza puleggia 3 solidale in rotazione all'albero 2 e che porta una cinghia 3a chiusa ad anello su una puleggia 4 montata su un cuscinetto 4a calettato sul detto albero 6.
Sull'estremità dell'albero 2 opposta a quella del dispositivo a scatto libero è montata una frizione on-off 300 di tipo elettromagnetico comprendente un elettromagnete fisso 310, un rotore 320 collegato all'albero 2 azionato dall'apparecchiatura, un'ancora 330 collegata ad un disco 340 tramite una membrana elastica 330a atta a consentire una traslazione in direzione longitudinale dell'ancora impedendo però la rotazione relativa.
L'ancora 330 viene richiamata contro il rotore 320 dall'eccitazione dell'elettromagnete 310.
Il disco 340 è assialmente accoppiabile ad un albero 5 condotto, da porre in rotazione, e costituente parte di un dispositivo rotante 50 che può, ad esempio, essere formato dal compressore dell'aria condizionata di un veicolo.
Alla puleggia 4 dell'albero secondario 6 è collegata, tramite una membrana elastica 430a, l'ancora 430 di una frizione elettromagnetica 400 comprendente un rotore 420 solidale all'albero 6 stesso e un elettromagnete anulare 410 montato su un cuscinetto 410a calettato sull'albero secondario 6.
Come illustrato, l'albero 6 è prolungato in senso longitudinale oltre la struttura fissa 10 per un tratto 6a costituente l'albero di un dispositivo rotante 60 che può essere costituito da un motore elettrico collegato ad un accumulatore 70.
Con tale configurazione il funzionamento dell'apparecchiatura di trasmissione ibrida e dei relativi dispositivi rotanti ad essa collegati è il seguente:
COMPRESSORE ON/OFF DA MOTORE TERMICO
L'albero 5 del compressore 50 è normalmente fermo in quanto la frizione elettromagnetica 300 viene mantenuta disinnestata in modo che la rotazione dell'albero 2 azionato dal motore termico M non venga trasmesso al compressore.
Se si desidera attivare il compressore è sufficiente eccitare l'elettromagnete 310 della frizione 300 per richiamare l'ancora 330 e trasmettere il moto dall'albero principale 2 all'albero condotto 5 e quindi al compressore 50 che inizia a lavorare.
CARICAMENTO ACCUMULATORI
Indipendentemente dall'azionamento del compressore 50 è possibile caricare gli accumulatori 70 tramite il motore elettrico 60 che funziona in questo caso da generatore ed è posto in rotazione dalla cinghia 3a chiusa sulle pulegge 3 e 4 e come innesto della frizione 400 che eccitando l'elettromagnete 410 richiama l'ancora 430 contro il rotore 420, solidale all'albero 6, che viene in tal modo posto in rotazione assieme all'estensione 6a del generatore 60.
Una centralina di controllo 1000 può rilevare la piena carica degli accumulatori 70 e intervenire sul circuito di controllo dell'elettromagnete 410 che viene diseccitato in modo da staccare l'ancora 430 e riportare l'albero 6 in condizioni di folle. COMPRESSORE ON/OFF DA MOTORE ELETTRICO
Qualora fosse richiesta l'alimentazione del compressore 50 indipendentemente dal motore termico M, è possibile porre in rotazione l'albero principale 2 tramite l'albero secondario 6.
In questo caso gli accumulatori 70 alimentano il motore elettrico 60 che pone in rotazione l'albero 6a,6 che tramite la propria puleggia 6b e la rispettiva cinghia 201 pone in rotazione il rotore 220 montato sul cuscinetto 221 dell'albero 2.
Richiamando l'ancora 230 tramite l'eccitazione dell'elettromagnete 210 della frizione 200 si pone in rotazione la puleggia 3 che dà moto all'albero 2, moto che può essere trasmesso all'albero 5 tramite la frizione 300 come già descritto più sopra .
Risulta pertanto come l'apparecchiatura di trasmissione ibrida secondo il presente trovato consenta di azionare l'albero condotto 5 di un dispositivo rotante tramite un motore termico M o, alternativamente, tramite un motore elettrico 60 alimentato da accumulatori 70, l'apparecchiatura essendo anche in grado di determinare la ricarica degli accumulatori tramite il motore termico indipendentemente dall'azionamento dell'albero condotto 5.
Al fine di limitare il dimensionamento del motore elettrico 60 a parità di coppia necessaria per l'azionamento dell'albero condotto 5 del dispositivo rotante da azionare (compressore) ad esso collegato, si prevede che tra la puleggia 6b dell'albero 6 azionata dal motore elettrico 60 e la puleggia 220 montata sull'albero principale 2 si attui un rapporto di demoltiplica al fine di ridurre i giri trasmessi dal motore elettrico ottenendo la maggior coppia richiesta a parità di dimensionamento del motore elettrico.
Si prevede inoltre che il collegamento tra l'albero principale 2 e il motore termico possa avvenire tramite una frizione elettromagnetica 1120 anziché tramite il dispositivo a scatto libero 120.
La frizione 1120 comprende un elettromagnete 1110, un rotore 1121, solidale alla puleggia 1120 azionata dalla cinghia 1 del motore termico M, e un'ancora 1122 richiamabile dall'eccitazione dell'elettromagnete per collegare il rotore all'albero principale 2.
Il funzionamento della frizione è di per sé convenzionale e quindi non descritta nel dettaglio; anche in questo caso l'innesto/disinnesto della frizione trasmette moto all'albero principale / impedisce il ritorno del moto alla cinghia del motore termico.

Claims (23)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per la trasmissione del moto da un motore termico (M) o da un motore/generatore elettrico (60) ad un albero condotto (5) accoppiato ad un dispositivo rotante (50) caratterizzata dal fatto che comprende un albero principale (2) le cui opposte estremità sono rispettivamente collegate al motore termico (M) tramite un primo dispositivo (100;1100) di innesto/disinnesto e all'albero condotto (5) tramite un secondo dispositivo di innesto/disinnesto (300), sul detto albero (2) essendo montata una prima frizione elettromagnetica (200) il cui rotore (220) è atto a prendere moto da un albero secondario (6), collegato al motore/generatore (60), sull'albero principale (2) essendo prevista una puleggia (3) portante una cinghia di trasmissione (3a) chiusa ad anello su una seconda puleggia (4) montata folle su detto albero secondario (6) e atta a trasmettere moto al generatore/motore (60) tramite un dispositivo (400) di innesto/disinnesto.
  2. 2. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto albero principale (2) è portato da un cuscinetto (2a) solidale ad una struttura fissa (10).
  3. 3. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto albero secondario (6) è parallelo all'albero principale (2).
  4. 4. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto albero secondario (6) è portato da un cuscinetto (410a) solidale alla struttura fissa (10).
  5. 5. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto primo dispositivo (100) di innesto/disinnesto è un dispositivo a scatto libero.
  6. 6. Apparecchiatura secondo rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che detto dispositivo a scatto libero comprende un anello esterno (121) portante una puleggia (120) e una ruota libera (122) interposta tra l'anello esterno (121) e l'albero principale (2).
  7. 7. Apparecchiatura secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che il motore termico (M) è collegato all'albero (2) tramite una cinghia (1) chiusa ad anello su detta puleggia (120) del meccanismo a scatto libero (100).
  8. 8. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto primo innesto è una frizione elettromagnetica (1120).
  9. 9. Apparecchiatura secondo rivendicazione 7 caratterizzata dal fatto che detta frizione elettromagnetica (1120) comprende un elettromagnete (1110), un rotore (1121) solidale ad una puleggia (1120) azionata da una cinghia (1) del motore termico (M), e un'ancora (1122) atta ad essere assialmente richiamata dall'eccitazione dell 'elettromagnete.
  10. 10. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta prima frizione elettromagnetica (200) è interposta tra il primo e il secondo dispositivo di innesto/disinnesto dell'albero principale (2).
  11. 11. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta prima frizione elettromagnetica (200) comprende un elettromagnete (210) fisso, una puleggia (220) concentrica all'elettromagnete (210) e formante il rotore della frizione, un'ancora (230) collegata tramite una membrana elastica (231) ad una terza puleggia (3) solidale in rotazione all'albero (2).
  12. 12. Apparecchiatura secondo rivendicazione 11 caratterizzata dal fatto che detta puleggia/rotore (220) è collegata, tramite una cinghia (201), ad una puleggia (6b) formata su detto albero secondario (6).
  13. 13. Apparecchiatura secondo rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che la puleggia (6b) dell'albero (6) azionata dal motore elettrico (60) e la puleggia (220) montata sull'albero principale (2) attuano un rapporto di demoltiplica.
  14. 14. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che sull'albero principale (2) è montata una puleggia (3) che porta una cinghia (3a) chiusa ad anello su una puleggia (4) montata su un cuscinetto (4a) calettato sul detto albero secondario (6).
  15. 15. Apparecchiatura secondo rivendicazione 14 caratterizzata dal fatto che detta puleggia (3) dell'albero principale (2) è disposta a valle della prima frizione elettromagnetica (200).
  16. 16. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto secondo dispositivo di innesto è una frizione on/off (300).
  17. 17 . Apparecchiatura secondo rivendicazione 16 caratterizzata dal fatto che detta frizione on/off è di tipo elettromagnetico.
  18. 18. Apparecchiatura secondo rivendicazione 17 caratterizzata dal fatto che detta frizione (300) di tipo elettromagnetico comprende un elettromagnete fisso (310), un rotore (320) collegato all'albero principale (2), un'ancora (330) collegata ad un disco (340) tramite una membrana elastica (330a).
  19. 19. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di ìnnesto/disinnesto interposto tra l'albero secondario (6) e il motore/generatore (60) è una frizione elettromagnetica (400).
  20. 20. Apparecchiatura secondo rivendicazione 19 caratterizzata dal fatto che detta frizione elettromagnetica (400) comprende un rotore (420) solidale all'albero secondario (6), un elettromagnete anulare (410) montato su un cuscinetto (410a) calettato sull'albero secondario (6) e un'ancora (430) collegata alla puleggia (4) tramite una membrana elastica (430a).
  21. 21. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto generatore/motore elettrico (60) è collegato ad accumulatori (70) ricaricabili.
  22. 22. Apparecchiatura secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che comprende una centralina di controllo (1000) interposta tra detti accumulatori (70) e il circuito di controllo dell'elettromagnete (410) e atta a rilevare la piena carica degli accumulatori (70) e ad emettere un segnale di disinnesto della frizione (400).
  23. 23. Apparecchiatura secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto dispositivo rotante (50) è un compressore dell'aria condizionata di un veicolo.
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