ITTO20121048A1 - HYPOCICLOIDAL TRANSMISSION MECHANISM. - Google Patents
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Description
TITOLO: “Meccanismo di trasmissione ipocicloidale” TITLE: "Hypocycloidal transmission mechanism"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Settore tecnico Technical field
La presente invenzione si riferisce a un meccanismo di trasmissione ipocicloidale. The present invention relates to a hypocycloidal transmission mechanism.
Sfondo tecnologico Technological background
E’ ampiamente noto l’utilizzo di meccanismi di trasmissione in generale per trasferire un moto fra un albero di ingresso e un albero di uscita attraverso un ingranaggio in varie applicazioni, in particolare per la variazione (vale a dire, moltiplicazione oppure riduzione) della velocità di rotazione e della coppia fra l’albero di ingresso e l’albero di uscita, in grado di girare intorno ad un medesimo asse di rotazione. It is widely known that transmission mechanisms are used in general to transfer motion between an input shaft and an output shaft through a gear in various applications, in particular for the variation (i.e., multiplication or reduction) of speed. of rotation and of the torque between the input shaft and the output shaft, able to rotate around the same rotation axis.
Più in dettaglio, gli ingranaggi sono rotismi includenti organi dentati o lobati girevoli intorno a rispettivi assi di rotazione e cooperanti fra di loro in modo tale da consentire il trasferimento di un moto di rotazione. I suddetti ingranaggi definiscono: More in detail, the gears are gears including toothed or lobed members which rotate around respective axes of rotation and cooperate with each other in such a way as to allow the transfer of a rotational motion. The aforementioned gears define:
- un rotismo ordinario quando essi includono una pluralità di organi dentati o lobati in cui gli assi di rotazione sono operativamente fissi, oppure - an ordinary gearing when they include a plurality of toothed or lobed members in which the axes of rotation are operationally fixed, or
- un rotismo planetario quando essi includono almeno un organo dentato o lobato planetario il cui asse di rotazione è operativamente fisso ed almeno un altro organo dentato o lobato satellite il cui asse di rotazione è operativamente mobile. - a planetary gear when they include at least one toothed or planetary lobe member whose axis of rotation is operatively fixed and at least one other toothed or satellite lobe member whose axis of rotation is operatively movable.
Fra i meccanismi di trasmissione dotati di un ingranaggio costituente un rotismo planetario, sono noti meccanismi di trasmissione epicicloidale e meccanismi di trasmissione ipocicloidale. Among the transmission mechanisms equipped with a gear constituting a planetary gear, there are known epicycloidal transmission mechanisms and hypocycloidal transmission mechanisms.
I meccanismi di trasmissione epicicloidale comprendono un ingranaggio che realizza un rotismo planetario in cui un punto, appartenente alla circonferenza primitiva definita da un organo dentato o lobato satellite atto a rotolare esternamente in impegno con la circonferenza primitiva a sua volta definita da un organo dentato o lobato planetario, descrive operativamente una traiettoria di una epicicloide. The epicyclic transmission mechanisms comprise a gear which realizes a planetary gearing in which a point, belonging to the primitive circumference defined by a toothed or satellite lobed member able to roll externally in engagement with the primitive circumference in turn defined by a toothed or lobed member planetary, operationally describes a trajectory of an epicycloid.
Generalmente i meccanismi di trasmissione epicicloidale comprendono una pluralità di ruote dentate o lobate satellite montate con libertà di rotazione su un elemento di supporto denominato portatreno che sostiene in rotazione anche una ruota dentata o lobata planetaria cooperante esternamente con le ruote dentate o lobate satellite; il tutto è posizionato all'interno di una camma anche denominata corona, recante una dentatura o lobatura interna con la quale le ruote dentate o lobate satellite cooperano esternamente. Tipicamente tali meccanismi di trasmissione epicicloidale sono costruiti con ingranaggi tradizionali, in particolare con profilo dei denti ad evolvente di cerchio. Generally, the planetary transmission mechanisms comprise a plurality of toothed or satellite lobed wheels mounted with freedom of rotation on a support element called the planetary carrier which also rotates a toothed or planetary lobe wheel cooperating externally with the toothed or satellite lobed wheels; the whole is positioned inside a cam also called crown, bearing an internal toothing or lobation with which the toothed or satellite lobed wheels cooperate externally. Typically, these planetary transmission mechanisms are built with traditional gears, in particular with a tooth profile with an involute circle.
Tali meccanismi di trasmissione epicicloidali presentano reversibilità del moto, elevata precisione, gioco meccanico ridotto e necessità di numerosi stadi successivi per raggiungere un rapporto di trasmissione adeguato. Per questi motivi essi presentano elevati costi di costruzione e montaggio. These planetary transmission mechanisms have motion reversibility, high precision, low mechanical play and the need for numerous successive stages to achieve an adequate transmission ratio. For these reasons they have high construction and assembly costs.
Invece i meccanismi di trasmissione ipocicloidale comprendono un ingranaggio che realizza un rotismo planetario in cui un punto, appartenente alla circonferenza primitiva definita da un organo dentato o lobato satellite atto a rotolare internamente in impegno con la circonferenza primitiva a sua volta definita da un organo dentato o lobato planetario, descrive operativamente una traiettoria di una ipocicloide. On the other hand, the hypocycloidal transmission mechanisms comprise a gear which realizes a planetary gearing in which a point, belonging to the primitive circumference defined by a toothed or satellite lobed member able to roll internally in engagement with the primitive circumference in turn defined by a toothed member or planetary lobe, operationally describes a trajectory of a hypocycloid.
Più specificamente sono noti meccanismi di trasmissione ipocicloidale comprendenti un albero di ingresso e un albero di uscita in grado di ruotare intorno ad un medesimo asse di rotazione, e un ingranaggio definente un rotismo ipocicloidale interposto cinematicamente fra detto albero di ingresso e detto albero di uscita; detto ingranaggio comprendendo uno stadio di trasmissione (primario) includente: More specifically, hypocycloidal transmission mechanisms are known comprising an input shaft and an output shaft capable of rotating around the same axis of rotation, and a gear defining a hypocycloidal gear mechanism interposed kinematically between said input shaft and said output shaft; said gear comprising a (primary) transmission stage including:
- una camma (primaria) definente una dentatura o lobatura interna planetaria (primaria) centrata intorno a detto asse di rotazione; e - a (primary) cam defining an internal (primary) planetary toothing or lobation centered around said axis of rotation; And
- un elemento ipocicloidale primario girevole con moto orbitale eccentrico rispetto a detto asse di rotazione, e dotato di una dentatura o lobatura esterna satellite (primaria) ingranante perifericamente su detta dentatura o lobatura interna planetaria (primaria). - a primary hypocycloidal element rotatable with orbital motion eccentric with respect to said axis of rotation, and equipped with an external satellite (primary) toothing or lobing meshing peripherally on said internal planetary (primary) toothing or lobation.
I meccanismi di trasmissione ipocicloidale sopra descritti hanno generalmente una struttura compatta, in cui la dentatura o lobatura planetaria e satellite presentano denti o lobi grandi e robusti e il rapporto di riduzione è pari a 1:n (dove 1 è un giro di rotazione di eccentrico ed n è il numero di denti o di lobi della parte rotante). The hypocycloidal transmission mechanisms described above generally have a compact structure, in which the planetary and satellite teeth or lobes have large and robust teeth or lobes and the reduction ratio is equal to 1: n (where 1 is a revolution of rotation of eccentric and n is the number of teeth or lobes of the rotating part).
Alla luce di quanto sopra, i meccanismi di trasmissione ipocicloidale sono quindi generalmente apprezzati nel settore per la loro elevata affidabilità, robustezza e durata utile nel funzionamento. In light of the above, the hypocycloidal transmission mechanisms are therefore generally appreciated in the sector for their high reliability, sturdiness and useful life in operation.
Tuttavia i meccanismi di trasmissione ipocicloidale di tipo noto presentano svariati inconvenienti. However, known hypocycloidal transmission mechanisms have various drawbacks.
Un inconveniente è dato dal fatto che tali meccanismi di trasmissione ipocicloidale sono soggetti a vibrazioni, in particolare dovute all’elemento ipocicloidale che si muove orbitando intorno dall’asse di rotazione, in particolare trascinato da una porzione eccentrica portata dall’albero di ingresso. In questo modo le suddette vibrazioni vengono propagate cinematicamente lungo tutto il meccanismo e ne influenzano negativamente il funzionamento, in termini di rendimento, di efficacia e di usura delle parti cooperanti meccanicamente fra loro. A drawback is given by the fact that these hypocycloidal transmission mechanisms are subject to vibrations, in particular due to the hypocycloidal element that moves orbiting around the rotation axis, in particular dragged by an eccentric portion carried by the input shaft. In this way, the aforementioned vibrations are kinematically propagated along the whole mechanism and negatively affect its operation, in terms of efficiency, effectiveness and wear of the mechanically cooperating parts.
Un altro inconveniente, almeno in parte correlato con l’inconveniente precedentemente discusso, si evidenzia quando occorre realizzare rapporti di riduzione elevati. A questo proposito, per evitare le vibrazioni che sarebbero generate da numerosi stadi di trasmissione all’interno del ingranaggio, è necessario incrementare il più possibile il numero di denti e lobi presenti in ogni singolo stadio di trasmissione, da distribuire in modo circolare su diametri crescenti in progressione. Di conseguenza, il numero di parti, le dimensioni esterne, le tolleranze relative, ovvero, in ultima analisi, i costi, crescono più che linearmente all’aumentare del rapporto di riduzione richiesto. Another drawback, at least partly related to the drawback previously discussed, is evident when it is necessary to achieve high reduction ratios. In this regard, to avoid the vibrations that would be generated by numerous transmission stages inside the gear, it is necessary to increase as much as possible the number of teeth and lobes present in each single transmission stage, to be distributed in a circular way over increasing diameters. in progression. Consequently, the number of parts, the external dimensions, the relative tolerances, or, ultimately, the costs, grow more than linearly as the required reduction ratio increases.
Un ulteriore tipo di inconveniente deriva dalla natura stessa dei meccanismi di trasmissione ipocicloidale noti, per i quali occorre separare il movimento rotatorio dell’albero di uscita dalla oscillazione delle parti eccentriche, in particolare degli elementi ipocicloidali dotati di dentature o lobature satellite dalla cui rotazione orbitale trae il moto l’albero di uscita. Tale “separazione” richiede che l’albero eccentrico operi a sbalzo rispetto alla camma, rendendo necessaria la presenza di cuscinetti e boccole sottoposti ad un significativa sollecitazione in flessione e che devono essere dimensionati di conseguenza. A further type of drawback derives from the very nature of the known hypocycloidal transmission mechanisms, for which it is necessary to separate the rotary movement of the output shaft from the oscillation of the eccentric parts, in particular of the hypocycloidal elements equipped with toothed teeth or satellite lobes from whose orbital rotation the output shaft draws motion. This "separation" requires that the eccentric shaft operates cantilevered with respect to the cam, making it necessary to have bearings and bushings subjected to significant bending stress and which must be sized accordingly.
Un altro inconveniente è dovuto al fatto che, quando sono previsti più stadi di trasmissione ipocicloidale nel rotismo planetario definito dall’ingranaggio, essi vengono generalmente realizzati da ulteriori dentature o lobature esterne satellite portate solidalmente in rotazione dall’elemento ipocicloidale stesso (in aggiunta alla dentatura o lobatura esterna dello stadio primario) e cooperanti con ulteriori camme aventi corrispondenti ulteriori dentature o lobature interne planetarie in impegno periferico con esse. Questa configurazione rende necessario che tutte le dentature o lobature esterne planetarie presentino la medesima eccentricità, variando sostanzialmente soltanto il loro sfalsamento angolare reciproco, rispetto ad un medesimo asse di rotazione. Chiaramente questo vincolo limita profondamente la scelta dei rapporti di trasmissione in funzione della struttura dello stadio primario. Another drawback is due to the fact that, when several hypocycloidal transmission stages are provided in the planetary gearing defined by the gear, they are generally produced by further toothing or external satellite lobes carried integrally into rotation by the hypocycloidal element itself (in addition to the toothing or external lobing of the primary stage) and cooperating with further cams having corresponding further internal planetary toothings or lobes in peripheral engagement therewith. This configuration makes it necessary that all the external planetary toothings or lobes have the same eccentricity, substantially varying only their reciprocal angular offset, with respect to the same axis of rotation. Clearly this constraint deeply limits the choice of transmission ratios as a function of the structure of the primary stage.
Alla luce dei suddetti inconvenienti, nei meccanismi di trasmissione ipocicloidale di tipo noto diviene necessario adottare boccole che: In light of the aforementioned drawbacks, in known type hypocycloidal transmission mechanisms it becomes necessary to adopt bushings which:
- devono reggere alla coppia e al carico radiale del secondario (albero di uscita), - must withstand the torque and the radial load of the secondary (output shaft),
- ruotano alla velocità del primario (albero di ingresso), e - rotate at the speed of the primary (input shaft), e
- lavorano a sbalzo. - they work in cantilever mode.
Ne deriva dunque un conseguente incremento di attriti e sviluppo di calore, salvo adottare costosi cuscinetti a rulli ed accettare i conseguenti incrementi dimensionali. The result is therefore a consequent increase in friction and heat development, except to adopt expensive roller bearings and accept the consequent dimensional increases.
Infine, per i meccanismi di trasmissione ipocicloidale, finora non è stato possibile raggiungere dimensioni particolarmente ridotte. Questo è anche dovuto al fatto che il numero di denti o lobi distribuiti sulla dentatura o lobatura esterna satellite diventano sempre più piccoli, con tolleranze di lavorazione sempre più stringenti. Pertanto le eccentricità minime e l’altezza dei denti o lobi sempre più ridotta rende possibile lo sgranamento e lo slittamento fra le parti non appena le tolleranze ed i giochi meccanici lo consentono. Finally, for the hypocycloidal transmission mechanisms, up to now it has not been possible to reach particularly small dimensions. This is also due to the fact that the number of teeth or lobes distributed on the external satellite teeth or lobes become smaller and smaller, with increasingly stringent machining tolerances. Therefore, the minimum eccentricities and the increasingly reduced height of the teeth or lobes make it possible to grind and slip between the parts as soon as tolerances and mechanical clearances allow it.
Per ovviare a questi inconvenienti, nei meccanismi di trasmissione ipocicloidale noti è stata proposta una compensazione delle vibrazioni realizzata mediante masse eccentriche contrapposte, il che provoca in modo svantaggioso una duplicazione delle dentature o lobature esterne satellite che ruotano in modo orbitale intorno all’asse di rotazione dell’albero di ingresso e dell’organo di uscita, con un conseguente incremento di costi. To overcome these drawbacks, in known hypocycloidal transmission mechanisms a vibration compensation has been proposed by means of opposing eccentric masses, which disadvantageously causes a duplication of the external satellite teeth or lobes which rotate in an orbital manner around the rotation axis. of the input shaft and of the output member, with a consequent increase in costs.
Sintesi dell’invenzione Summary of the invention
Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un meccanismo di trasmissione ipocicloidale in grado di risolvere questi ed altri inconvenienti della tecnica nota, e che nel contempo possa essere prodotto in modo semplice ed economico. An object of the present invention is to provide a hypocycloidal transmission mechanism capable of solving these and other drawbacks of the known art, and which at the same time can be produced in a simple and economical way.
Secondo la presente invenzione, questo ed altri scopi vengono raggiunti mediante un meccanismo presentante le caratteristiche tecniche citate nelle annesse rivendicazioni indipendenti. According to the present invention, this and other objects are achieved by means of a mechanism having the technical characteristics cited in the attached independent claims.
E’ da intendersi che le annesse rivendicazioni costituiscono parte integrante degli insegnamenti tecnici qui forniti nella descrizione dettagliata che segue in merito alla presente invenzione. In particolare, nelle annesse rivendicazioni dipendenti sono definite alcune forme di realizzazione vantaggiose della presente invenzione che includono caratteristiche tecniche più particolareggiate ed opzionali. It is to be understood that the attached claims are an integral part of the technical teachings provided herein in the detailed description that follows regarding the present invention. In particular, some advantageous embodiments of the present invention are defined in the appended dependent claims, which include more detailed and optional technical characteristics.
Uno dei vantaggi conseguiti secondo la forma di realizzazione illustrata nella descrizione dettagliata a puro titolo esemplificativo, è quello di ottenere una riduzione significativa delle vibrazioni, anche impiegando una pluralità di stadi di trasmissione (particolarmente di riduzione) disposti l’uno di seguito all’altro, in cascata. Preferibilmente, tali stadi di trasmissione presentano in modo conveniente masse eccentriche ridotte e veloci in uno stadio di trasmissione primario precedente, e quindi masse eccentriche relativamente più grandi e lente nello stadio di trasmissione secondario successivo. In altri termini i denti o lobi dello stadio di trasmissione primario sono in numero maggiore e di dimensione più ridotta (in termini di estensione in trasversale ed anche estensione assiale) rispetto ai denti o lobi dello stadio di trasmissione secondario. Di conseguenza si realizza: One of the advantages achieved according to the embodiment illustrated in the detailed description purely by way of example, is that of obtaining a significant reduction in vibrations, also by using a plurality of transmission stages (particularly reduction) arranged one after the other. , in cascade. Preferably, such transmission stages conveniently have reduced and fast eccentric masses in a previous primary transmission stage, and therefore relatively larger and slower eccentric masses in the subsequent secondary transmission stage. In other words, the teeth or lobes of the primary transmission stage are in greater number and smaller in size (in terms of transverse extension and also axial extension) compared to the teeth or lobes of the secondary transmission stage. Consequently, it is realized:
a) una uniforme distribuzione della pressione specifica sul singolo dente, sia sullo stadio primario che secondario, con carico e usure altrettanto uniformemente distribuite; e a) a uniform distribution of the specific pressure on the single tooth, both on the primary and secondary stage, with equally uniformly distributed load and wear; And
b) una riduzione di ampiezza e frequenza (cosiddetto “timbro sonoro”) della vibrazione medesima. b) a reduction of the amplitude and frequency (so-called “sound timbre”) of the vibration itself.
Un ulteriore vantaggio raggiunto dalla forma di realizzazione illustrata nella descrizione dettagliata a puro titolo esemplificativo, è dato dalla possibilità di realizzare rapporti di riduzione flessibili e non vincolati da una eccentricità comune degli elementi ipocicloidali satelliti presenti nei vari stadi di trasmissione dell’ingranaggio. Ad esempio, questo beneficio è ottenibile per il fatto che fra almeno uno stadio di trasmissione precedente ed uno stadio di trasmissione successivo sia presente un albero intermedio (albero secondario) che trasferisca il moto in rotazione e che nel contempo non sia collegato rigidamente con lo stadio primario e lo stadio secondario. Con riferimento in particolare alla forma di realizzazione illustrata, in cui l’ingranaggio è costituito soltanto da uno stadio di trasmissione primario precedente ed uno stadio di trasmissione secondario successivo, questa specifica configurazione può essere definita in gergo tecnico come meccanismo di trasmissione ipocicloidale “ad alberi indipendenti” (in lingua inglese anche eventualmente denominabile come “twin shaft independent”). Pertanto in questo modo le dentature o lobature degli stadi di trasmissione coinvolti possono essere progettate con eccentricità e dimensioni in maniera proporzionata alle coppie da erogare nei diversi stadi di trasmissione, senza dover contemplare i vincoli strutturali tipicamente presenti nei meccanismi di trasmissione ipocicloidale realizzati secondo la tecnica anteriore. A further advantage achieved by the embodiment illustrated in the detailed description purely by way of example, is given by the possibility of realizing flexible reduction ratios and not constrained by a common eccentricity of the hypocycloidal satellite elements present in the various transmission stages of the gear. For example, this benefit can be obtained due to the fact that between at least a previous transmission stage and a subsequent transmission stage there is an intermediate shaft (secondary shaft) which transfers the motion to rotation and which at the same time is not rigidly connected to the stage. primary and secondary stage. With reference in particular to the embodiment illustrated, in which the gear consists only of a preceding primary transmission stage and a subsequent secondary transmission stage, this specific configuration can be defined in technical jargon as a hypocycloidal "shafted transmission mechanism. independent "(in English also possibly denominated as" twin shaft independent "). Therefore, in this way the teeth or lobes of the transmission stages involved can be designed with eccentricity and dimensions in proportion to the torques to be delivered in the different transmission stages, without having to contemplate the structural constraints typically present in the hypocycloidal transmission mechanisms made according to the technique. front.
Un ulteriore vantaggio raggiunto dalla forma di realizzazione illustrata nella descrizione dettagliata a puro titolo esemplificativo, è dato dal fatto che l’albero intermedio presenta un funzionamento stabile, sostanzialmente esente da impuntamenti e da sollecitazioni in flessione e torsione, il che consente una operatività che comporta un ridotto attrito, una elevata efficienza ed una fabbricazione semplice ed economica. Ad esempio, questo vantaggio è ottenibile mediante supporti di rotazione (o cosiddetti supporti di banco) dell’albero intermedio in prossimità di almeno una delle – e preferibilmente entrambe le - regioni assiali situate prima e dopo la sua porzione eccentrica intermedia, evitando che essa operi a sbalzo. I supporti di rotazione sono preferibilmente ottenuti con l’utilizzo di accoppiamenti rotoidali e/o boccole invece dell’impiego di cuscinetti a rulli che implicherebbero costi elevati. A further advantage achieved by the embodiment illustrated in the detailed description purely by way of example is given by the fact that the intermediate shaft has a stable operation, substantially free from jamming and bending and torsion stresses, which allows an operation that involves low friction, high efficiency and simple and economical manufacturing. For example, this advantage can be obtained by means of rotation supports (or so-called main supports) of the intermediate shaft in the vicinity of at least one of - and preferably both - axial regions located before and after its intermediate eccentric portion, preventing it from operating cantilevered. The rotation supports are preferably obtained with the use of rotoidal couplings and / or bushings instead of the use of roller bearings which would involve high costs.
Un ulteriore vantaggio ottenuto con la forma di realizzazione illustrata nella descrizione dettagliata a puro titolo esemplificativo, è dovuto al fatto che i componenti che formano il meccanismo di trasmissione ipocicloidale sono in numero particolarmente ridotto, integrando numerose funzioni in ciascuno di tali componenti ed, in particolare, consentendo un facile e semplice montaggio a cartuccia, di agevole realizzazione e di minimo costo. A further advantage obtained with the embodiment illustrated in the detailed description purely by way of example, is due to the fact that the components that form the hypocycloidal transmission mechanism are particularly small in number, integrating numerous functions in each of these components and, in particular , allowing an easy and simple cartridge assembly, easy to make and at a minimum cost.
Un altro vantaggio ottenuto con la forma di realizzazione illustrata nella descrizione dettagliata a puro titolo esemplificativo, è dato dal fatto che il meccanismo di trasmissione ipocicloidale è in grado di sopportare elevate sollecitazioni radiali e torsionali. Questo vantaggio è ad esempio ottenibile in particolar modo nei casi in cui lo stadio di trasmissione immediatamente precedente all’albero di uscita sia dimensionato in maniera tale per cui esso presenti ampie superfici di ingranamento (in cui si verifica uno scorrimento ed una rotazione fra le dentature o lobature) estese in senso assiale e trasversale rispetto all’asse di rotazione del meccanismo di trasmissione ipocicloidale. Di conseguenza è possibile ottenere prestazioni particolarmente pregevoli e significative, in cui la potenza o coppia erogata per unità di volume raggiunge livelli superiori rispetto ai meccanismi di trasmissione ipocicloidali attualmente allo stato della tecnica. Another advantage obtained with the embodiment illustrated in the detailed description purely by way of example, is that the hypocycloidal transmission mechanism is capable of withstanding high radial and torsional stresses. This advantage is, for example, obtainable in particular in cases in which the transmission stage immediately preceding the output shaft is dimensioned in such a way that it has large meshing surfaces (in which there is a sliding and a rotation between the toothings or lobatures) extended axially and transversely with respect to the axis of rotation of the hypocycloidal transmission mechanism. Consequently, it is possible to obtain particularly valuable and significant performances, in which the power or torque delivered per volume unit reaches higher levels with respect to the hypocycloidal transmission mechanisms currently in the state of the art.
Un altro vantaggio ottenuto con la forma di realizzazione illustrata nella descrizione dettagliata a puro titolo esemplificativo, è dato dal fatto che il suddetto meccanismo di trasmissione ipocicloidale presenta una particolare insensibilità alle tolleranze di lavorazione, che si evidenzia nella capacità di operare anche in condizioni degradate di usura dei denti o lobi, senza particolare degrado delle prestazioni in uscita (solo giochi residui leggermente più marcati). Questo vantaggio rende particolarmente agevole la produzione dei componenti del meccanismo di trasmissione ipocicloidale in materia plastica, in particolare mediante stampaggio ad iniezione, riducendo notevolmente i costi di lavorazione meccanica tipicamente richiesti per oggetti con classi di tolleranza più ristrette. Another advantage obtained with the embodiment illustrated in the detailed description purely by way of example, is given by the fact that the aforementioned hypocycloidal transmission mechanism has a particular insensitivity to machining tolerances, which is evident in the ability to operate even in degraded conditions of wear of the teeth or lobes, without particular degradation of output performance (only slightly more marked residual play). This advantage makes the production of the components of the hypocycloidal transmission mechanism in plastic material particularly easy, in particular by injection molding, considerably reducing the mechanical processing costs typically required for objects with narrower tolerance classes.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui: - la figura 1 è una vista in parte sezionata longitudinalmente di un meccanismo di trasmissione cicloidale in accordo con una forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione; Further characteristics and advantages of the present invention will become clear from the detailed description that follows, given purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which: - Figure 1 is a partly longitudinally sectioned view of a cycloidal transmission mechanism in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
- la figura 2 è una vista prospettica esplosa del meccanismo mostrato nella figura 1; e Figure 2 is an exploded perspective view of the mechanism shown in Figure 1; And
- la figura 3 è una vista laterale di alcuni componenti del meccanismo mostrato nelle figure precedenti; figure 3 is a side view of some components of the mechanism shown in the previous figures;
- le figure da 4 a 7 sono viste in sezione del meccanismo mostrato nelle figure precedenti ed ottenute secondo le linee da IV-IV a VII-VII mostrate nelle figura 1; e Figures 4 to 7 are sectional views of the mechanism shown in the previous figures and obtained along the lines IV-IV to VII-VII shown in Figure 1; And
- le figure 8 e 9 sono viste prospettiche di componenti del meccanismo illustrato nelle figure precedenti. - Figures 8 and 9 are perspective views of components of the mechanism illustrated in the previous figures.
Descrizione dettagliata dell’invenzione Detailed description of the invention
Con riferimento alle figure da 1 a 9, è complessivamente indicato con 10 un meccanismo di trasmissione ipocicloidale realizzato secondo una forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione. With reference to Figures 1 to 9, 10 generally indicates a hypocycloidal transmission mechanism made according to an exemplary embodiment of the present invention.
Il meccanismo 10 comprende un albero di ingresso 12, nella forma di realizzazione illustrata dotato di una porzione eccentrica 14, e un albero di uscita 16, in grado di ruotare intorno ad un medesimo asse di rotazione X-X, e un ingranaggio 18 definente un rotismo ipocicloidale interposto cinematicamente fra l’albero di ingresso 12 e l’albero di uscita 16. A sua volta, l’ingranaggio 18 comprende uno stadio di trasmissione primario includente: - una camma primaria 20 definente una dentatura o lobatura interna planetaria primaria 22 centrata intorno all’asse di rotazione X-X; e The mechanism 10 comprises an input shaft 12, in the illustrated embodiment provided with an eccentric portion 14, and an output shaft 16, capable of rotating around the same axis of rotation X-X, and a gear 18 defining a hypocycloidal gear. kinematically interposed between the input shaft 12 and the output shaft 16. In turn, the gear 18 comprises a primary transmission stage including: - a primary cam 20 defining a primary planetary internal toothing or lobe 22 centered around the 'X-X axis of rotation; And
- un elemento ipocicloidale primario 24 girevole con moto orbitale eccentricamente rispetto all’asse di rotazione X-X, nella forma di realizzazione illustrata in maniera condotta dalla porzione eccentrica 14, e dotato di una dentatura o lobatura esterna satellite primaria 26 ingranante perifericamente sulla suddetta dentatura o lobatura interna planetaria primaria 22. - a primary hypocycloidal element 24 rotatable with orbital motion eccentrically with respect to the axis of rotation X-X, in the embodiment illustrated in a manner conducted by the eccentric portion 14, and equipped with an external primary satellite toothing or lobation 26 meshing peripherally on said toothing or lobation internal primary planetary 22.
Il suddetto ingranaggio 18 comprende inoltre: The aforementioned gear 18 further comprises:
- uno stadio di trasmissione secondario includente - a secondary transmission stage including
un elemento ipocicloidale secondario 32 girevole con moto orbitale eccentricamente rispetto all’asse di rotazione X-X e provvisto di una dentatura o lobatura esterna satellite secondaria 34, e a secondary hypocycloidal element 32 rotating with orbital motion eccentrically with respect to the axis of rotation X-X and provided with an external secondary satellite toothing or lobation 34, and
una camma secondaria 36, nella forma di realizzazione illustrata solidale in rotazione con l’albero di uscita 16, definente una ulteriore dentatura o lobatura interna planetaria secondaria 38 su cui ingrana perifericamente l’ulteriore dentatura o lobatura esterna satellite secondaria 34; e a secondary cam 36, in the illustrated embodiment integral in rotation with the output shaft 16, defining a further internal secondary planetary toothing or lobing 38 on which the further secondary satellite external toothing or lobing 34 is peripherally meshed; And
- un albero intermedio 28 cinematicamente interposto fra l’elemento ipocicloidale primario 24 e l’elemento ipociclodiale secondario 32 in maniera volvente e svincolata rigidamente da essi, girevole intorno all’asse di rotazione X-X in modo comandato da detto elemento ipocicloidale primario 24, e dotato di una porzione eccentrica intermedia 30 atta a condurre in rotazione l’elemento ipocicloidale secondario 32. - an intermediate shaft 28 kinematically interposed between the primary hypocycloidal element 24 and the secondary hypocycloid element 32 in a rolling manner and rigidly released from them, rotatable around the axis of rotation X-X in a manner controlled by said primary hypocycloidal element 24, and equipped of an intermediate eccentric portion 30 adapted to rotate the secondary hypocycloidal element 32.
Pertanto le eccentricità, rispetto all’asse di rotazione X-X, e le dimensioni ed i profili delle dentature o lobature interne planetaria primaria e secondaria 22, 38 e delle complementari dentature o lobature esterne satellite primaria e secondaria 26, 34 sono selezionabili in maniera reciprocamente indipendente fra lo stadio di trasmissione primario e lo stadio di trasmissione secondario dell’ingranaggio 18. Oltre a ciò, si consegue anche una considerevole riduzione delle vibrazioni trasmesse attraverso lo stadio primario di trasmissione e lo stadio secondario di trasmissione. Therefore the eccentricities, with respect to the axis of rotation X-X, and the dimensions and profiles of the primary and secondary planetary internal toothings or lobes 22, 38 and of the complementary primary and secondary satellite external toothings or lobes 26, 34 can be selected in a mutually independent manner. between the primary transmission stage and the secondary transmission stage of the gear 18. In addition to this, a considerable reduction of the vibrations transmitted through the primary transmission stage and the secondary transmission stage is also achieved.
Nella forma di realizzazione illustrata il meccanismo 10 opera come un riduttore, vale a dire l’ingranaggio ipocicloidale 18 consente la riduzione della velocità di rotazione trasmessa dall’albero di ingresso 12. In the illustrated embodiment, the mechanism 10 operates as a reducer, i.e. the hypocycloidal gear 18 allows the reduction of the rotation speed transmitted by the input shaft 12.
Nella forma di realizzazione illustrata e come sarà successivamente descritto con maggior dettaglio, l’albero di ingresso 12 è un albero collegabile ad un motore (non illustrato), ad esempio un motore elettrico, in grado di imprimere ad esso un moto di rotazione intorno all’asse di rotazione X-X. In particolare, il suddetto albero è di forma cilindrica di sezione circolare, in cui la porzione eccentrica 14 è preferibilmente un’estremità cilindrica avente una sezione trasversale circolare con asse sfalsato rispetto al resto del suddetto albero. Preferibilmente, la suddetta sezione trasversale della porzione eccentrica ha un raggio inferiore rispetto a quello del resto del suddetto albero. In the illustrated embodiment and as will be described in greater detail below, the input shaft 12 is a shaft that can be connected to a motor (not shown), for example an electric motor, capable of imparting a rotational motion to it around the axis of rotation X-X. In particular, the aforementioned shaft has a cylindrical shape with a circular section, in which the eccentric portion 14 is preferably a cylindrical end having a circular cross section with an offset axis with respect to the rest of the aforementioned shaft. Preferably, the aforesaid cross section of the eccentric portion has a smaller radius than that of the rest of the aforesaid shaft.
In ulteriori forma di realizzazione, l’albero di ingresso 12 può eventualmente essere il rotore stesso del suddetto motore elettrico, riducendo dunque il numero di pezzi complessivi. In further embodiments, the input shaft 12 may possibly be the rotor itself of the aforementioned electric motor, thus reducing the total number of pieces.
Preferibilmente, l’albero di ingresso 12 è realizzato in acciaio, in particolare acciaio rettificato. Preferably, the input shaft 12 is made of steel, in particular ground steel.
Nella forma di realizzazione illustrata la porzione eccentrica 14 è realizzata in un sol pezzo con l’albero di ingresso 12. In the illustrated embodiment, the eccentric portion 14 is made in one piece with the input shaft 12.
Nella forma di realizzazione illustrata, il meccanismo 10 comprende un involucro 40 definente una cavità passante che alloggia l’ingranaggio 18 ed in cui l’albero di ingresso 12, l’albero di uscita 16 e l’albero intermedio 28 sono supportati in rotazione intorno al medesimo asse di rotazione X-X. Preferibilmente l’involucro 40 è realizzato di materiale plastico, ad esempio mediante un processo di stampaggio ad iniezione. In the illustrated embodiment, the mechanism 10 comprises a housing 40 defining a through cavity which houses the gear 18 and in which the input shaft 12, the output shaft 16 and the intermediate shaft 28 are supported in rotation about to the same axis of rotation X-X. Preferably the casing 40 is made of plastic material, for example by means of an injection molding process.
Come sarà qui di seguito ulteriormente descritto, si noti che la rotazione impressa dall’albero di ingresso 12, che svolge la funzione di “elemento conduttore” del meccanismo 10, può essere indifferentemente trasmessa: As will be further described below, note that the rotation imparted by the input shaft 12, which performs the function of "driving element" of the mechanism 10, can be indifferently transmitted:
- all’albero di uscita 16 attraverso l’ingranaggio 18, qualora l’involucro 40 sia operativamente mantenuto stazionario, oppure - to the output shaft 16 through the gear 18, if the casing 40 is operationally kept stationary, or
- all’involucro 40, attraverso l’ingranaggio 18, qualora l’albero di uscita 16 sia operativamente mantenuto stazionario. - to the casing 40, through the gear 18, if the output shaft 16 is operationally kept stationary.
Pertanto, il ruolo di “elemento condotto” attraverso cui viene erogato il moto di rotazione all’esterno del meccanismo 10 può essere assunto dall’albero di uscita 16 oppure all’involucro 40, a seconda di quale dei due suddetti elementi viene mantenuto stazionario nell’utilizzo del meccanismo 10. Therefore, the role of "driven element" through which the rotation motion is delivered outside the mechanism 10 can be assumed by the output shaft 16 or by the casing 40, depending on which of the two aforementioned elements is kept stationary in the use of the mechanism 10.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’albero di ingresso 12 è accoppiato rotoidalmente (vale a dire, con libertà di rotazione assiale) rispetto all’involucro 40, preferibilmente mediante una boccola 42 montata all’interno di esso. In particolare, la boccola 42 è alloggiata in appoggio assiale su uno spallamento 44 ricavato nell’involucro 40. Preferibilmente la boccola 42 presenta un collare o flangia radiale 46, realizzato ad esempio in corrispondenza di una estremità, e situato in appoggio contro lo spallamento 44. In the illustrated embodiment, the input shaft 12 is coupled rotoidally (ie, with freedom of axial rotation) with respect to the casing 40, preferably by means of a bushing 42 mounted inside it. In particular, the bush 42 is housed in axial support on a shoulder 44 obtained in the casing 40. Preferably, the bush 42 has a radial collar or flange 46, made for example at one end, and placed against the shoulder 44 .
Nella forma di realizzazione illustrata, la boccola 42 è realizzata di materiale plastico, ad esempio mediante un processo di stampaggio ad iniezione. Preferibilmente la suddetta boccola 42 è di tipo autolubrificante, in particolare è realizzata di materiale plastico noto con il nome commerciale di Iglidur®. In the illustrated embodiment, the bushing 42 is made of plastic material, for example by means of an injection molding process. Preferably the aforesaid bush 42 is of the self-lubricating type, in particular it is made of plastic material known under the commercial name of Iglidur®.
Nella forma di realizzazione illustrata, lo spallamento 44 è realizzato come un restringimento di estremità della cavità definita dall’involucro 40, particolarmente situata in corrispondenza dell’estremità assiale in cui è inserito l’albero di ingresso 12. In the illustrated embodiment, the shoulder 44 is made as a narrowing of the end of the cavity defined by the casing 40, particularly located at the axial end in which the input shaft 12 is inserted.
Nella forma di realizzazione illustrata, la camma primaria 20 è solidale in rotazione con l’involucro 40. In the illustrated embodiment, the primary cam 20 is integral in rotation with the casing 40.
Preferibilmente la lobatura o dentatura interna planetaria primaria 22 è definita da una successione circonferenziale di rilievi fra cui sono intercalati corrispondenti incavi. In particolare, i rilievi hanno una forma sostanzialmente semicircolare e sporgono dalle pareti laterali interne cilindriche della cavità definita dall’involucro 40, mentre gli incavi si raccordano ad essi definendo archi di circonferenza con la concavità rivolta radialmente verso l’interno. Preferably, the primary planetary internal lob or toothing 22 is defined by a circumferential succession of reliefs between which corresponding recesses are interspersed. In particular, the reliefs have a substantially semicircular shape and protrude from the cylindrical internal side walls of the cavity defined by the casing 40, while the recesses are connected to them by defining arcs of circumference with the concavity facing radially inwards.
Nella forma di realizzazione illustrata, la dentatura o lobatura interna planetaria primaria 22 è situata sulle pareti interne dell’involucro 40, in particolare è realizzata in un sol pezzo con il suddetto involucro 40. In una forma di realizzazione alternativa (non illustrata) la suddetta dentatura o lobatura interna planetaria primaria può essere realizzata da una pluralità di rulli o perni disposti montati circonferenzialmente all’interno dell’involucro, ad esempio su un corpo anulare inseribile nella cavità definita dal suddetto involucro. In the illustrated embodiment, the primary planetary internal toothing or lobation 22 is located on the inner walls of the casing 40, in particular it is made in one piece with the aforementioned casing 40. In an alternative embodiment (not shown) the aforesaid primary planetary internal toothing or lobing can be realized by a plurality of rollers or pins arranged circumferentially mounted inside the casing, for example on an annular body which can be inserted in the cavity defined by the aforementioned casing.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’elemento ipocicloidale primario 24 comprende un disco, particolarmente con una sezione trasversale circolare, che porta perifericamente la suddetta dentatura o lobatura esterna satellite primaria 26. Preferibilmente la dentatura o lobatura esterna satellite primaria 26 è realizzata in un sol pezzo con tale disco. In the illustrated embodiment, the primary hypocycloidal element 24 comprises a disc, particularly with a circular cross-section, which peripherally bears the aforementioned primary satellite outer tooth or lob 26. Preferably, the primary satellite outer tooth or lob 26 is made in one sol piece with that disc.
Nella forma di realizzazione illustrata la porzione eccentrica 14 è accoppiata rotoidalmente (vale a dire, con libertà di rotazione) con l’elemento ipocicloidale primario 24. In particolare, l’elemento ipocicloidale primario 24 comprende una sede 48 ricavata assialmente, in particolare attraverso il suddetto disco, ed atta ad alloggiare mediante accoppiamento rotoidale la porzione eccentrica 14. Preferibilmente la sede 48 è realizzata come un foro eccentrico (che è centrato nel punto indicato dal riferimento O), vantaggiosamente passante, che ospita la porzione eccentrica 14. In the illustrated embodiment, the eccentric portion 14 is coupled rotoidally (that is, with freedom of rotation) with the primary hypocycloidal element 24. In particular, the primary hypocycloidal element 24 comprises a seat 48 obtained axially, in particular through the the aforesaid disc, and adapted to house the eccentric portion 14 by means of a rotoidal coupling. The seat 48 is preferably formed as an eccentric hole (which is centered in the point indicated by the reference O), advantageously passing through, which houses the eccentric portion 14.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’elemento ipocicloidale primario 24 e l’albero intermedio 28 presentano rispettivamente una pluralità di sporgenze 50 ubicate su una superficie trasversale di cooperazione 24a ed una serie di fori 52 ricavati assialmente su un altra superficie trasversale di cooperazione 28a che realizzano una interfaccia volvente di trasmissione, in particolare mediante contatto tangenziale. La superficie trasversale di cooperazione 24a è assialmente distanziata dalla superficie trasversale di cooperazione 28a, evitando attrito o strisciamento. Ciascuna delle sporgenze 50 portate dalla rispettiva superficie trasversale di cooperazione 24a è atta ad inserirsi eccentricamente in un corrispondente foro 52 recato dall’altra superficie trasversale di cooperazione 28a, ed è spostabile in rotolamento relativo sulle pareti cilindriche del suddetto corrispondente foro 52 provocando una rotazione dell’albero intermedio 28 mediante il moto orbitale dell’elemento ipocicloidale primario 24. In the illustrated embodiment, the primary hypocycloidal element 24 and the intermediate shaft 28 respectively have a plurality of projections 50 located on a transverse cooperation surface 24a and a series of holes 52 axially obtained on another transverse cooperation surface 28a which they realize a rolling transmission interface, in particular by means of tangential contact. The transverse cooperation surface 24a is axially spaced from the transverse cooperation surface 28a, avoiding friction or sliding. Each of the projections 50 carried by the respective transverse cooperation surface 24a is adapted to be inserted eccentrically in a corresponding hole 52 carried by the other transverse cooperation surface 28a, and is movable in relative rolling on the cylindrical walls of the aforementioned corresponding hole 52 causing a rotation of the intermediate shaft 28 by the orbital motion of the primary hypocycloidal element 24.
Ad esempio, il distanziamento fra le superfici trasversali di cooperazione 24a e 28a si realizza nel montaggio permettendo la realizzazione di un gioco in direzione assiale fra i componenti che realizzano tali superfici, in particolare fra il cicloidale primario 24 e l’albero intermedio 28 For example, the spacing between the transverse cooperation surfaces 24a and 28a is achieved in the assembly allowing the creation of a play in the axial direction between the components that make up these surfaces, in particular between the primary cycloidal 24 and the intermediate shaft 28
In altri termini, la spinta radiale relativa fra le sporgenze 50 e i fori 52, dovuta al moto orbitale trasmesso dall’albero di ingresso 12 all’elemento ipocicloidale primario 24, genera un moto di rotazione intorno all’asse X-X nell’albero intermedio 28. In other words, the relative radial thrust between the protrusions 50 and the holes 52, due to the orbital motion transmitted by the input shaft 12 to the primary hypocycloidal element 24, generates a rotational motion around the X-X axis in the intermediate shaft 28.
Preferibilmente le sporgenze 50 e i corrispondenti fori 52 sono disposti circonferenzialmente a raggiera sulle rispettive superfici trasversali di cooperazione 24a e 28a. Preferably the projections 50 and the corresponding holes 52 are arranged circumferentially in a radial pattern on the respective transverse cooperation surfaces 24a and 28a.
Nella forma di realizzazione illustrata tutte le sporgenze 50 sono aggettanti assialmente dalla superficie trasversale di cooperazione 24a offerta dall’elemento ipocicloidale primario 24, mentre tutti i fori 52 sono corrispondentemente ricavati sulla superficie trasversale di cooperazione 28a esibita dall’albero intermedio 28. In una forma di realizzazione alternativa (non illustrata) è anche concepibile invertire la disposizione fra sporgenze e fori fra le superfici trasversali di cooperazione dell’elemento ipocicloidale primario e l’albero intermedio. In una ulteriore forma di realizzazione alternativa (non illustrata) è anche concepibile realizzare una successione alternata di sporgenze e fori sulla superficie trasversale di cooperazione dell’elemento ipocicloidale primario e, contemporaneamente, un’altra successione alternata complementare di sporgenze e fori sulla superficie trasversale di cooperazione del disco 54 dell’albero intermedio. In the illustrated embodiment, all the projections 50 are axially projecting from the transverse cooperation surface 24a offered by the primary hypocycloidal element 24, while all the holes 52 are correspondingly formed on the transverse cooperation surface 28a exhibited by the intermediate shaft 28. In one form of an alternative embodiment (not shown) it is also conceivable to invert the arrangement between projections and holes between the transverse cooperation surfaces of the primary hypocycloidal element and the intermediate shaft. In a further alternative embodiment (not shown) it is also conceivable to realize an alternating succession of projections and holes on the transverse cooperation surface of the primary hypocycloidal element and, at the same time, another alternate complementary succession of projections and holes on the transverse surface of cooperation of the disc 54 of the intermediate shaft.
Nella forma di realizzazione illustrata le sporgenze 50 sono realizzare come perni di sezione trasversale circolare inferiore ed eccentrica rispetto alla sezione trasversale circolare esibita dai fori 52. In particolare gli assi delle sporgenze 50 e dei fori 52 sono paralleli all’asse di rotazione X-X. In the illustrated embodiment, the protrusions 50 are made as pins with a circular cross-section that is lower and eccentric with respect to the circular cross-section exhibited by the holes 52. In particular, the axes of the protrusions 50 and the holes 52 are parallel to the axis of rotation X-X.
Nella forma di realizzazione illustrata, i fori 52 sono realizzati come aperture passanti attraverso la rispettiva superficie trasversale 28a. In the illustrated embodiment, the holes 52 are formed as openings passing through the respective transverse surface 28a.
Nella forma di realizzazione illustrata l’elemento ipocicloidale primario 24 è fabbricato in un sol pezzo, in particolare in cui il suddetto disco presenta perifericamente la dentatura o lobatura esterna satellite primaria 26, reca assialmente la sede 48 e le sporgenze 50 e/o i fori 52 della superficie trasversale di cooperazione 24a. In the illustrated embodiment the primary hypocycloidal element 24 is manufactured in one piece, in particular in which the aforementioned disc peripherally has the primary satellite external toothing or lobation 26, axially bears the seat 48 and the projections 50 and / or the holes 52 of the transverse cooperation surface 24a.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’elemento ipocicloidale primario 24 è realizzato di materiale plastico, ad esempio fabbricato mediante un procedimento di stampaggio ad iniezione. Preferibilmente la materia plastica utilizzata è di tipo autolubrificante, ad esempio del tipo commercializzato con il nome commerciale di Delrin®. In the illustrated embodiment, the primary hypocycloidal element 24 is made of plastic material, for example manufactured by means of an injection molding process. Preferably the plastic material used is of the self-lubricating type, for example of the type marketed under the trade name of Delrin®.
Nella forma di realizzazione illustrata, l'albero intermedio 28 comprende: In the illustrated embodiment, the intermediate shaft 28 comprises:
- un disco 54 e - a 54 disc and
- uno stelo 56 diametralmente ristretto rispetto al disco 54 e che porta la suddetta porzione eccentrica intermedia 30. - a stem 56 diametrically narrowed with respect to the disc 54 and which carries the aforementioned intermediate eccentric portion 30.
Pertanto il disco 54 risulta accoppiato e solidale in rotazione con la porzione eccentrica intermedia 30. Therefore the disc 54 is coupled and integral in rotation with the intermediate eccentric portion 30.
Nella forma di realizzazione illustrata, il disco 54 realizza una interfaccia volvente di trasmissione, in particolare mediante contatto tangenziale, con l’elemento ipocicloidale primario 24. Particolarmente, il disco 54 porta la superficie trasversale 28a rivolta verso la superficie trasversale 24a dell’elemento ipocicloidale primario 24. In the illustrated embodiment, the disc 54 forms a rolling transmission interface, in particular by means of tangential contact, with the primary hypocycloidal element 24. Particularly, the disc 54 carries the transverse surface 28a facing towards the transverse surface 24a of the hypocycloidal element. primary 24.
Particolarmente il disco 54 e lo stelo 56 sono entrambe centrati intorno all’asse di rotazione X-X e fra di loro solidali in rotazione intorno a quest’ultimo. Particularly the disc 54 and the stem 56 are both centered around the axis of rotation X-X and mutually integral in rotation around the latter.
Nella forma di realizzazione illustrata, il disco 54 e lo stelo 56 sono realizzati in due pezzi separati fra di loro e resi solidali al montaggio. Particolarmente, lo stelo 56 presenta un’estremità 60 calettata nel disco 54. Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’estremità 60 è di sezione trasversale sostanzialmente poligonale (nell’esempio illustrato nella figura 5 presenta una forma di esagono regolare) ed opzionalmente con lati curvilinei. La struttura dell’accoppiamento fra l’estremità 60 e il disco 54 presenta dunque facilità e stabilità di montaggio. In the illustrated embodiment, the disc 54 and the stem 56 are made in two pieces separated from each other and made integral with the assembly. In particular, the stem 56 has an end 60 keyed into the disc 54. Advantageously but not necessarily, the end 60 has a substantially polygonal cross-section (in the example illustrated in Figure 5 it has a regular hexagon shape) and optionally with curvilinear sides . The structure of the coupling between the end 60 and the disc 54 therefore presents ease and stability of assembly.
Nella forma di realizzazione illustrata il disco 54 presenta un diametro esterno inferiore al diametro interno della cavità passante definita dall’involucro 40. In altri termini il disco 54 presenta un gioco radiale rispetto alla suddetta cavità, senza che vi sia dunque un contatto con le pareti interne dell’involucro 40 (od un accoppiamento rotoidale con l’involucro 40) durante la rotazione dell’albero intermedio 28, riducendo pertanto eventuali indesiderati fenomeni di attrito in questa regione del meccanismo di trasmissione ipocicloidale 10. In the illustrated embodiment, the disc 54 has an external diameter smaller than the internal diameter of the through cavity defined by the casing 40. In other words, the disc 54 has a radial clearance with respect to the aforementioned cavity, without therefore there being any contact with the walls. of the casing 40 (or a rotoidal coupling with the casing 40) during the rotation of the intermediate shaft 28, thus reducing any unwanted phenomena of friction in this region of the hypocycloidal transmission mechanism 10.
Nella forma di realizzazione illustrata, la porzione eccentrica secondaria 30 presenta una sezione trasversale circolare avente un centro O' sfalsato rispetto a quello del resto dello stelo 56. Particolarmente, la suddetta sezione trasversale presenta un diametro maggiore rispetto a quello del resto dello stelo 56, e più in dettaglio avente una eccentricità diversa da quella sussistente fra l’albero motore 12 e la sua parte eccentrica 14. In the illustrated embodiment, the secondary eccentric portion 30 has a circular cross section having a center O 'offset with respect to that of the rest of the stem 56. Particularly, the aforementioned cross section has a larger diameter than that of the rest of the stem 56, and more in detail having an eccentricity different from that existing between the driving shaft 12 and its eccentric part 14.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’albero intermedio 28 è realizzato di materia plastica. Preferibilmente la materia plastica utilizzata è di tipo autolubrificante, ad esempio del tipo commercializzato con il nome commerciale di Delrin®. In particolare, il disco 54 e lo stelo 56 sonorealizzati di materia plastica, ad esempio ciascuna di esse essendo fabbricata mediante un processo di stampaggio ad iniezione. In the illustrated embodiment, the intermediate shaft 28 is made of plastic material. Preferably the plastic material used is of the self-lubricating type, for example of the type marketed under the trade name of Delrin®. In particular, the disc 54 and the stem 56 are made of plastic material, for example each of them being manufactured by means of an injection molding process.
Nella forma di realizzazione illustrata, il meccanismo 10 comprende inoltre un organo di arresto anulare 58 inserito nell'involucro 40 in maniera solidale in rotazione ad esso. L'organo di arresto anulare 58 è attraversato dall’albero intermedio 28, in particolare dallo stelo 56, realizzando un supporto in rotazione intorno all’asse di rotazione X-X mediante accoppiamento rotoidale (vale a dire con libertà di rotazione assiale). In the illustrated embodiment, the mechanism 10 further comprises an annular stop member 58 inserted in the casing 40 in a rotational manner integral with it. The annular stop member 58 is crossed by the intermediate shaft 28, in particular by the stem 56, creating a support in rotation around the axis of rotation X-X by means of rotoidal coupling (ie with freedom of axial rotation).
Nella forma di realizzazione illustrata, successivamente al montaggio del meccanismo 10 il disco 54 si trova disposto, da una parte, con leggero gioco assiale rispetto l’elemento cicloidale primario 24 e, dall’altra parte, con un leggero gioco assiale rispetto all’organo di arresto anulare 58. In questo modo si tende ad evitare un attrito o strisciamento del disco 54 fra le superfici trasversali esibite dall’elemento cicloidale primario 24 e dall’organo di arresto anulare 58 e rivolte, da lati opposti, verso il disco 54. In the illustrated embodiment, after the assembly of the mechanism 10, the disc 54 is arranged, on the one hand, with slight axial play with respect to the primary cycloidal element 24 and, on the other hand, with a slight axial play with respect to the member ring stop 58. In this way there is a tendency to avoid friction or sliding of the disc 54 between the transversal surfaces exhibited by the primary cycloidal element 24 and by the annular stop member 58 and facing, on opposite sides, towards the disc 54.
Preferibilmente, l’albero intermedio 28 è supportato in rotazione intorno all’asse di rotazione X-X in prossimità di almeno una delle estremità assiali della porzione eccentrica intermedia 30, in particolare nelle regioni assiali dell’albero intermedio 28 situate in adiacenza prima e dopo la porzione eccentrica intermedia 30. Nella forma di realizzazione illustrata tali regioni assiali presentano una sezione trasversale circolare centrata intorno all’asse di rotazione X-X, diversamente dalla porzione eccentrica intermedia 30 che è sfalsata rispetto a tale asse. Come sarà descritto più diffusamente nel seguito, tali regioni assiali sono preferibilmente quelle indicate dai riferimenti 62 e 74. In questo modo tutta la struttura rotante poggia saldamente su due supporti di banco all’estremità, senza parti in rotazione a sbalzo. Ciò riduce ulteriormente in maniera considerevole le vibrazioni e l’usura delle masse eccentriche presenti nel meccanismo di trasmissione 10. Preferably, the intermediate shaft 28 is supported in rotation about the axis of rotation X-X in the vicinity of at least one of the axial ends of the intermediate eccentric portion 30, in particular in the axial regions of the intermediate shaft 28 located adjacent before and after the portion intermediate eccentric 30. In the illustrated embodiment these axial regions have a circular cross section centered around the axis of rotation X-X, unlike the intermediate eccentric portion 30 which is offset with respect to said axis. As will be described more fully below, these axial regions are preferably those indicated by references 62 and 74. In this way, the whole rotating structure rests firmly on two bench supports at the end, without cantilevered rotating parts. This further reduces considerably the vibrations and wear of the eccentric masses present in the transmission mechanism 10.
Più preferibilmente, l’albero intermedio 28 è accoppiato rotoidalmente intorno all’asse di rotazione X-X in prossimità: More preferably, the intermediate shaft 28 is coupled rotoidally around the axis of rotation X-X in the vicinity:
- di una di dette suddette estremità assiali, con l’organo di arresto anulare 58 inserito in maniera solidale in rotazione nell’involucro 40; e/o - of one of the aforementioned axial ends, with the annular stop member 58 integrally inserted in rotation in the casing 40; and / or
- dall’altra delle suddette estremità assiali, con la camma secondaria 36. - on the other of the aforementioned axial ends, with the secondary cam 36.
Nella forma di realizzazione illustrata l’albero intermedio 28 è supportato in rotazione in prossimità di entrambe le estremità assiali della porzione eccentrica intermedia 30, in particolare da una parte con l’organo di arresto anulare 58 e dall’altra parte con la camma secondaria 36. In the illustrated embodiment, the intermediate shaft 28 is supported in rotation near both axial ends of the intermediate eccentric portion 30, in particular on one side with the annular stop member 58 and on the other side with the secondary cam 36 .
Nella forma di realizzazione illustrata, con riferimento in particolare alle figure 8 e 9, l’organo di arresto anulare 58 è montato mediante interferenza nelle pareti interne dell’involucro 40. A titolo di esempio, almeno uno tra l’organo di arresto anulare 58 e l’involucro 40 presenta nella sua periferia almeno un rilievo o cuneo radiale 59a, 59b atto ad incastrarsi sulle pareti laterali di interfaccia portate dall’altro tra l’organo di arresto anulare 58 e l’involucro 40. Preferibilmente sia l’organo di arresto anulare 58 sia l’involucro 40 presentano almeno un pluralità di rilievi o cunei radialmente esterni 59a e rispettivamente una pluralità di rilievi o cunei radialmente interni 59b, fra di loro complementari, in particolare atti a realizzare un accoppiamento di forma. Ad esempio, i rilievi 59a e 59b possono definire una accoppiamento sostanzialmente del tipo a coda di rondine fra l’organo di arresto anulare 58 e l’involucro 40. In the illustrated embodiment, with particular reference to Figures 8 and 9, the annular stop member 58 is mounted by interference in the internal walls of the casing 40. By way of example, at least one of the annular stop member 58 and the casing 40 has in its periphery at least one radial ridge or wedge 59a, 59b able to fit into the lateral interface walls carried by the other between the annular stop member 58 and the casing 40. Preferably both the contact member annular stop 58 and casing 40 have at least a plurality of radially external ridges or wedges 59a and respectively a plurality of radially internal ridges or wedges 59b, complementary to each other, in particular suitable for forming a shape coupling. For example, the reliefs 59a and 59b can define a coupling substantially of the dovetail type between the annular stop member 58 and the casing 40.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’albero intermedio 28 presenta un tratto 62 (ad esempio, sul suo stelo 56) avente una sezione trasversale circolare centrata intorno all’asse di rotazione X-X e che si accoppia rotoidalmente in una apertura centrale 64 portata dall’organo di arresto anulare 58. In particolare il tratto 62 è situato assialmente fra l'estremità 60 e la porzione eccentrica intermedia 30. In the illustrated embodiment, the intermediate shaft 28 has a section 62 (for example, on its stem 56) having a circular cross section centered around the axis of rotation X-X and which is rotatably coupled in a central opening 64 carried by the annular stop member 58. In particular, the portion 62 is located axially between the end 60 and the intermediate eccentric portion 30.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’albero intermedio 28 è dunque solidale in rotazione con la porzione eccentrica intermedia 30, intorno all'asse di rotazione X-X mediante accoppiamento rotoidale sul supporto in rotazione (o supporto di banco) definito dalla cooperazione a guisa di boccola realizzata fra il tratto 62 e l’apertura centrale 64. In the illustrated embodiment, the intermediate shaft 28 is therefore integral in rotation with the intermediate eccentric portion 30, around the axis of rotation X-X by means of a rotoidal coupling on the rotating support (or bench support) defined by the bushing-like cooperation made between the section 62 and the central opening 64.
Nella forma di realizzazione illustrata, come esemplificativamente visibile nella figura 5, la sezione trasversale del tratto 62 è compresa – e particolarmente inscritta - nella sezione trasversale dell’estremità 60 (e di conseguenza nella sezione trasversale dal tratto 62). In questo modo viene facilitato il montaggio del meccanismo 10, per il fatto che è possibile introdurre nell’involucro 40 in sequenza il disco 54, l’organo anulare di arresto 58 e successivamente lo stelo 56 facendolo accoppiare con il suddetto disco 54, in particolare permettendo all’estremità 60 di attraversare l’apertura centrale 64 affinché si incastri nel disco 54 e consentendo dunque che il tratto 62 coassiale con l’estremità 50 venga supportato in rotazione nella suddetta apertura centrale. In the embodiment illustrated, as shown by way of example in Figure 5, the cross section of the section 62 is included - and particularly inscribed - in the cross section of the end 60 (and consequently in the cross section of the section 62). In this way the assembly of the mechanism 10 is facilitated, due to the fact that it is possible to introduce in the casing 40 in sequence the disc 54, the annular stop member 58 and subsequently the stem 56 making it couple with the aforementioned disc 54, in particular allowing the end 60 to pass through the central opening 64 so that it fits into the disk 54 and thus allowing the portion 62 coaxial with the end 50 to be supported in rotation in the aforementioned central opening.
Nella forma di realizzazione illustrata, l'elemento ipocicloidale secondario 32 è guidato in nel suo moto orbitale intorno all’asse di rotazione X-X mediante una interfaccia volvente di guida, in particolare mediante contatto tangenziale, con l'organo anulare di arresto 58. In the illustrated embodiment, the secondary hypocycloidal element 32 is guided in its orbital motion around the axis of rotation X-X by means of a rolling guide interface, in particular by means of tangential contact, with the annular stop member 58.
Nella forma di realizzazione illustrata, l'organo di arresto anulare 58 e l'elemento ipocicloidale secondario 32 presentano una coppia di rispettive superfici trasversali di cooperazione affacciate 58a e 32a realizzanti la suddetta interfaccia volvente, in particolare mediante contatto tangenziale. Ulteriormente nella forma di realizzazione illustrata, le superficie 58a e 32a sono fra di loro assialmente distanziate, tendendo così ad evitare un attrito e strisciamento reciproco. Ciascuna superficie trasversale di cooperazione 58a e 32a ha una pluralità di sporgenze 66 e/o fori 68 ricavati assialmente, in cui ciascuna delle sporgenze 66 portate dalla rispettiva superficie trasversale di cooperazione 32a è atta ad inserirsi eccentricamente in un corrispondente foro 68 recato sull'altra superficie trasversale di cooperazione 58a ed è spostabile in rotolamento sulle pareti cilindriche del corrispondente foro 68 guidando il moto orbitale dell'elemento ipocicloidale secondario 32. In the illustrated embodiment, the annular stop member 58 and the secondary hypocycloidal element 32 have a pair of respective transversal cooperation surfaces facing 58a and 32a forming the aforementioned rolling interface, in particular by means of tangential contact. Further in the illustrated embodiment, the surfaces 58a and 32a are axially spaced from each other, thus tending to avoid mutual friction and sliding. Each transverse cooperation surface 58a and 32a has a plurality of projections 66 and / or holes 68 obtained axially, in which each of the projections 66 carried by the respective transverse cooperation surface 32a is adapted to insert eccentrically into a corresponding hole 68 carried on the other transverse cooperation surface 58a and can be moved in rolling on the cylindrical walls of the corresponding hole 68 guiding the orbital motion of the secondary hypocycloidal element 32.
Ad esempio, il distanziamento fra le superfici trasversali di cooperazione 58a e 32a si realizza nel montaggio, permettendo la realizzazione di un gioco in direzione assiale fra i componenti che realizzano tali superfici, in particolare fra l’organo di arresto 58 e l’albero intermedio 28. In altri termini il vincolo fra le sporgenze 66 e i fori 68 contribuisce a guidare il moto orbitale intorno all’asse di rotazione X-X dell’elemento ipocicloidale secondario 32. For example, the spacing between the transverse cooperation surfaces 58a and 32a is achieved during assembly, allowing the creation of a play in the axial direction between the components that form these surfaces, in particular between the stop member 58 and the intermediate shaft. 28. In other words, the constraint between the projections 66 and the holes 68 helps to guide the orbital motion around the axis of rotation X-X of the secondary hypocycloidal element 32.
Preferibilmente le sporgenze 66 e i corrispondenti fori 68 sono disposti circonferenzialmente a raggiera sulla rispettiva superficie trasversale 32a e 58a. Preferably, the projections 66 and the corresponding holes 68 are arranged circumferentially in a radial pattern on the respective transverse surface 32a and 58a.
Nella forma di realizzazione illustrata tutte le sporgenze 66 sono aggettanti assialmente dalla superficie trasversale 32a offerta dall’elemento ipocicloidale secondario 24, mentre tutti i fori 68 sono corrispondentemente ricavati sulla superficie trasversale 58a esibita dall’organo di arresto anulare 58. In una forma di realizzazione alternativa (non illustrata) è anche concepibile invertire la disposizione fra sporgenze e fori fra le superfici trasversali di cooperazione dell’elemento ipocicloidale primario e l’albero intermedio. In una ulteriore forma di realizzazione alternativa (non illustrata) è anche concepibile realizzare una successione alternata di sporgenze e fori sulla superficie trasversale dell’elemento ipocicloidale secondario e, contemporaneamente, un’altra successione alternata complementare di sporgenze e fori sulla superficie trasversale dell’organo di arresto anulare. In the illustrated embodiment, all the projections 66 are axially projecting from the transverse surface 32a offered by the secondary hypocycloidal element 24, while all the holes 68 are correspondingly formed on the transverse surface 58a exhibited by the annular stop member 58. In one embodiment alternative (not shown) it is also conceivable to invert the arrangement between projections and holes between the transverse cooperation surfaces of the primary hypocycloidal element and the intermediate shaft. In a further alternative embodiment (not shown) it is also conceivable to realize an alternating succession of protrusions and holes on the transverse surface of the secondary hypocycloidal element and, at the same time, another alternate complementary succession of protrusions and holes on the transverse surface of the organ ring stop.
Nella forma di realizzazione illustrata le sporgenze 66 sono realizzare come perni di sezione trasversale circolare inferiore ed eccentrica rispetto alla sezione trasversale circolare esibita dai fori 68. In particolare gli assi delle sporgenze 66 e dei fori 68 sono paralleli all’asse di rotazione X-X. In the illustrated embodiment, the protrusions 66 are made as pins with a circular cross-section that is lower and eccentric with respect to the circular cross-section exhibited by the holes 68. In particular, the axes of the protrusions 66 and holes 68 are parallel to the axis of rotation X-X.
Nella forma di realizzazione illustrata, i fori 68 sono realizzati come aperture passanti attraverso la rispettiva superficie trasversale 58a. In the illustrated embodiment, the holes 68 are made as openings passing through the respective transverse surface 58a.
Nella forma di realizzazione illustrata, i fori 68 sono periferici e disposti circonferenzialmente a raggiera rispetto all'apertura centrale 64 in maniera centrata intorno all'asse di rotazione X-X. In the illustrated embodiment, the holes 68 are peripheral and arranged circumferentially in a radial pattern with respect to the central opening 64 in a manner centered around the axis of rotation X-X.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’organo di arresto anulare 58 è realizzato in un sol pezzo, ad esempio di materia plastica (in particolare, fabbricata mediante un processo di stampaggio ad iniezione). Preferibilmente la materia plastica utilizzata è di tipo autolubrificante, ad esempio del tipo commercializzato con il nome commerciale di Delrin®. In the illustrated embodiment, the annular stop member 58 is made in one piece, for example of plastic material (in particular, manufactured by means of an injection molding process). Preferably the plastic material used is of the self-lubricating type, for example of the type marketed under the trade name of Delrin®.
Nella forma di realizzazione illustrata, l'elemento ipocicloidale secondario 32 comprende: In the illustrated embodiment, the secondary hypocycloidal element 32 comprises:
- un anello 67 cooperante in maniera volvente con l'organo di arresto anulare 58, e - a ring 67 cooperating in a rolling manner with the annular stop member 58, e
- un manicotto 69 diametralmente ristretto rispetto all’anello 67 e che porta perifericamente la suddetta dentatura o lobatura secondaria esterna 34. - a sleeve 69 diametrically narrowed with respect to the ring 67 and which peripherally carries the aforementioned external secondary toothing or lobation 34.
Preferibilmente l’elemento ipocicloidale secondario 32 è realizzato di materia plastica. Preferibilmente la materia plastica utilizzata è di tipo autolubrificante, ad esempio del tipo commercializzato con il nome commerciale di Delrin®. Preferably the secondary hypocycloidal element 32 is made of plastic material. Preferably the plastic material used is of the self-lubricating type, for example of the type marketed under the trade name of Delrin®.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’anello 67 è realizzato in un sol pezzo con il manicotto 69, ad esempio della suddetta materia plastica (in particolare, fabbricata mediante un processo di stampaggio ad iniezione). Nella forma di realizzazione illustrata, l'elemento ipocicloidale secondario 32 presenta una cavità passante 70 in cui è accoppiata rotoidalmente (vale a dire, con libertà di rotazione assiale) la porzione eccentrica intermedia 30. In the illustrated embodiment, the ring 67 is made in one piece with the sleeve 69, for example of the aforementioned plastic material (in particular, manufactured by means of an injection molding process). In the illustrated embodiment, the secondary hypocycloidal element 32 has a through cavity 70 in which the intermediate eccentric portion 30 is rotatably coupled (that is, with freedom of axial rotation).
In particolare la cavità passante 70 si estende attraverso l’anello 67 e il manicotto 69, entrambi eccentrici nel montaggio rispetto all’asse di rotazione X-X. In particular, the through cavity 70 extends through the ring 67 and the sleeve 69, both eccentric in assembly with respect to the axis of rotation X-X.
Preferibilmente la cavità passante 70 è attraversata assialmente, in particolare in modo passante, dalla suddetta porzione eccentrica intermedia 30. Particolarmente, la cavità passante 70 ha una sezione trasversale di forma circolare centrata nel medesimo centro O' situato in posizione sfalsata rispetto all'asse di rotazione X-X ed appartenente alla porzione eccentrica intermedia 30. Preferably, the through cavity 70 is axially crossed, in particular in a through way, by the aforementioned intermediate eccentric portion 30. Particularly, the through cavity 70 has a circular cross section centered in the same center O 'located in an offset position with respect to the axis of rotation X-X and belonging to the intermediate eccentric portion 30.
Nella forma di realizzazione illustrata, la camma secondaria 36 presenta una porzione a coppa 71 definente al suo interno una cavità assiale presentante la suddetta dentatura o lobatura interna planetaria secondaria 38 ed in cui è alloggiato in impegno periferico l'elemento ipocicloidale secondario 32 (particolarmente il suddetto manicotto 69). Preferibilmente le pareti esterne della porzione a coppa 71 presentano una sezione trasversale di forma circolare e sono accoppiate rotoidalmente con le pareti interne 40a dell'involucro 40 intorno all’asse di rotazione X-X. In the illustrated embodiment, the secondary cam 36 has a cup-shaped portion 71 defining inside it an axial cavity having the aforementioned secondary planetary internal toothing or lobation 38 and in which the secondary hypocycloidal element 32 is housed in peripheral engagement (particularly the said sleeve 69). Preferably the external walls of the cup portion 71 have a circular cross section and are coupled rotoidally with the internal walls 40a of the casing 40 around the axis of rotation X-X.
Nella forma di realizzazione illustrata, dalla porzione a coppa 71 sporge assialmente l’albero di uscita 16, essendo solidale con essa. In the illustrated embodiment, the output shaft 16 protrudes axially from the cup portion 71, being integral with it.
Nella forma di realizzazione illustrata, successivamente al montaggio del meccanismo 10, l’anello 67 si trova disposto, da una parte, con leggero gioco assiale rispetto all’organo di arresto anulare 58 e, dall’altra parte, con un leggero gioco assiale rispetto alla camma secondaria 36, in particolare rispetto alla porzione a coppa 71. In questo modo si tende ad evitare un attrito o strisciamento dell’anello 67 fra le superfici trasversali esibite dall’organo di arresto anulare 58 e dalla camma secondaria 36, in particolare dalla porzione a coppa 71. In the illustrated embodiment, after the assembly of the mechanism 10, the ring 67 is arranged, on the one hand, with a slight axial play with respect to the annular stop member 58 and, on the other hand, with a slight axial play with respect to to the secondary cam 36, in particular with respect to the cup portion 71. In this way there is a tendency to avoid friction or sliding of the ring 67 between the transverse surfaces exhibited by the annular stop member 58 and by the secondary cam 36, in particular by the cup portion 71.
Nella forma di realizzazione illustrata l’anello 67 presenta un diametro esterno inferiore e situato eccentricamente rispetto al diametro interno della cavità passante 40a definita dall’involucro 40. In ogni caso, durante la rotazione della camma secondaria 32, l’anello 67 presenta un distanziamento radiale rispetto alla cavità 40a, senza che vi sia dunque un contatto con le pareti interne dell’involucro 40 (od un accoppiamento rotoidale con l’involucro 40 stesso), riducendo pertanto eventuali indesiderati fenomeni di attrito in questa regione del meccanismo di trasmissione ipocicloidale 10. In the illustrated embodiment, the ring 67 has a smaller external diameter and located eccentrically with respect to the internal diameter of the through cavity 40a defined by the casing 40. In any case, during the rotation of the secondary cam 32, the ring 67 has a spacing radial with respect to the cavity 40a, without there being therefore a contact with the internal walls of the casing 40 (or a rotoidal coupling with the casing 40 itself), thus reducing any unwanted phenomena of friction in this region of the hypocycloidal transmission mechanism 10 .
Preferibilmente l'albero di uscita 16 termina con una appendice 72 predisposta per una connessione meccanica con un componente esterno. Preferably, the output shaft 16 ends with an appendix 72 arranged for a mechanical connection with an external component.
Nella forma di realizzazione illustrata, l'albero intermedio 28 è accoppiato rotoidalmente con la camma secondaria 36, preferibilmente in corrispondenza di un codolo distale 74 (ad esempio, portato dal suddetto stelo 56) avente una sezione trasversale circolare centrata intorno all'asse X-X. Preferibilmente il codolo 74 è sporgente assialmente oltre l'elemento ipocicloidale secondario 32, particolarmente oltre il suo manicotto 69. Vantaggiosamente il codolo 74 è accoppiato rotoidalmente con il fondo della porzione a coppa 71. In the illustrated embodiment, the intermediate shaft 28 is rotatably coupled with the secondary cam 36, preferably at a distal shank 74 (for example, carried by the aforementioned stem 56) having a circular cross section centered around the X-X axis. Preferably the shank 74 protrudes axially beyond the secondary hypocycloidal element 32, particularly beyond its sleeve 69. Advantageously, the shank 74 is rotatably coupled with the bottom of the cup portion 71.
Nella forma di realizzazione illustrata, il codolo 74 si estende dalla porzione eccentrica 30, in particolare da parte assialmente opposta rispetto al disco 54. In the illustrated embodiment, the tang 74 extends from the eccentric portion 30, in particular from the axially opposite side with respect to the disc 54.
Preferibilmente la camma secondaria 36 è realizzata di materiale plastico, ad esempio fabbricata mediante un processo di stampaggio ad iniezione. Preferibilmente la materia plastica utilizzata è di tipo autolubrificante, ad esempio del tipo commercializzato con il nome commerciale di Delrin®. Nella forma di realizzazione illustrata, l’albero di uscita 16 e la camma secondaria 36 sono realizzati in un sol pezzo, in particolare includendo la porzione a coppa 71, ad esempio con un materiale plastico, quale quello sopra indicato. In forme di realizzazione alternative l’albero di uscita e la camma secondaria potrebbero essere componenti separati, ad esempio fra di essi potrebbero anche essere interposti ulteriori stadi di trasmissione. Preferably the secondary cam 36 is made of plastic material, for example manufactured by means of an injection molding process. Preferably the plastic material used is of the self-lubricating type, for example of the type marketed under the trade name of Delrin®. In the illustrated embodiment, the output shaft 16 and the secondary cam 36 are made in one piece, in particular by including the cup portion 71, for example with a plastic material, such as the one indicated above. In alternative embodiments, the output shaft and the secondary cam could be separate components, for example, further transmission stages could also be interposed between them.
Nella forma di realizzazione illustrata i lobi o denti della lobatura o dentatura esterna primaria 26 presentano un'estensione assiale e trasversale inferiore a quelle dei lobi o denti della lobatura o dentatura esterna secondaria 34. Inoltre i lobi o denti della lobatura o dentatura esterna primaria 26 sono in numero maggiore rispetto a quelli della lobatura o dentatura esterna secondaria 34. In the illustrated embodiment, the lobes or teeth of the primary external lob or tooth 26 have an axial and transverse extension less than that of the lobes or teeth of the secondary external tooth or lob 34. Furthermore, the lobes or teeth of the primary external lob or tooth 26 they are in greater number than those of the lobature or secondary external dentition 34.
Nella forma di realizzazione illustrata l’albero di uscita 16 viene vincolato assialmente nell’involucro 40, consentendone la rotazione intorno all’asse X-X, ma impedendone contemporaneamente uno spostamento in senso assiale oltre l’involucro 40 stesso. In particolare a questo riguardo è utilizzato un elemento elastico di ritegno 76, ad esempio un cosiddetto anello elastico (anche conosciuto con la denominazione di anello “Seeger” o “circlip”), bloccato nelle pareti interne dell’involucro 40 e su cui il fondo della porzione a coppa 71 è destinato ad andare in appoggio assiale. Esemplificativamente l’elemento elastico di ritegno 76 è alloggiato in una gola 78 ricavata sulle pareti interne della cavità definita dall’involucro Nella forma di realizzazione illustrata, oltre l’elemento elastico di ritegno 76, l’albero di uscita 16 sporge assialmente con la sua appendice 72. In the embodiment illustrated, the output shaft 16 is axially constrained in the casing 40, allowing it to rotate around the X-X axis, but at the same time preventing it from moving in an axial direction beyond the casing 40 itself. In particular, in this regard, an elastic retaining element 76 is used, for example a so-called elastic ring (also known as the "Seeger" or "circlip" ring), locked in the internal walls of the casing 40 and on which the bottom of the cup portion 71 is intended to go into axial support. By way of example, the elastic retaining element 76 is housed in a groove 78 obtained on the internal walls of the cavity defined by the casing In the illustrated embodiment, beyond the elastic retaining element 76, the output shaft 16 projects axially with its appendix 72.
Alla luce di quanto sopra descritto, riportiamo qui di seguito alcuni aspetti vantaggiosi della forma di realizzazione illustrata del meccanismo di trasmissione ipocicloidale 10, che sono da intendersi come non limitativi della portata di protezione richiesto per la presente invenzione. Più in dettaglio, il meccanismo 10 consta di un numero ridottissimo di pezzi od elementi, ottenuti mediante strutture concepite in base al principio di integrazione di molteplici funzioni nello stesso pezzo od elemento, fra i quali citiamo a titolo puramente esemplificativo e non limitativo: In the light of what has been described above, we report below some advantageous aspects of the illustrated embodiment of the hypocycloidal transmission mechanism 10, which are to be understood as not limiting the scope of protection required for the present invention. More in detail, the mechanism 10 consists of a very small number of pieces or elements, obtained by means of structures conceived on the basis of the principle of integrating multiple functions in the same piece or element, among which we mention by way of example only and not limiting:
- l’albero di ingresso 12 è in grado di svolgere la funzione di un eccentrico primario; - the input shaft 12 is able to perform the function of a primary eccentric;
- l’involucro 40 esterno è in grado di svolgere almeno una tra le funzioni appartenenti all’insieme costituito da un innesto e centraggio ai lamierini del motore, un supporto per la boccola dell’albero di ingresso 12, una dentatura a rulli della camma primaria 20, un riferimento di posizione e incastro per l’organo di arresto 58, una boccola di guida dell’albero di uscita 16, e una sede per l’anello elastico di ritegno 76; - the external casing 40 is able to perform at least one of the functions belonging to the assembly consisting of a coupling and centering to the engine laminations, a support for the bushing of the input shaft 12, a roller toothing of the primary cam 20, a position and interlocking reference for the stop member 58, a guide bush of the output shaft 16, and a seat for the retaining snap ring 76;
- la camma primaria 20 è in grado di svolgere almeno una tra le funzioni appartenenti all’insieme costituito da una boccola dell’eccentrico primario e un separatore fra il moto rotatorio satellite e il moto rotatorio planetario (mediante i propri perni di trasferimento); - the primary cam 20 is able to perform at least one of the functions belonging to the set consisting of a primary eccentric bushing and a separator between the satellite rotary motion and the planetary rotary motion (by means of its transfer pins);
- nell’albero intermedio 28, il disco 54 è in grado di svolgere almeno una tra le funzioni appartenenti all’insieme costituito da un supporto e orientatore dei perni della camma primaria 20 e una sede di piantaggio dello stelo 56 (elemento di trasmissione della coppia); - in the intermediate shaft 28, the disc 54 is able to perform at least one of the functions belonging to the assembly consisting of a support and orientator of the pins of the primary cam 20 and a seat for driving the stem 56 (torque transmission element );
- l’organo di arresto 58 è in grado di svolgere almeno una tra le funzioni appartenenti all’insieme costituito da una boccola dell’albero intermedio 28 (uno dei due supporti in rotazione o supporti di banco) e un supporto e orientatore per i perni della camma secondaria 36; - the stop member 58 is able to perform at least one of the functions belonging to the assembly consisting of a bushing of the intermediate shaft 28 (one of the two rotating supports or bench supports) and a support and orientator for the pins of the secondary cam 36;
- la porzione eccentrica 30 è in grado di svolgere almeno una tra le funzioni appartenenti all’insieme costituito da: una sede dei mozzi dei due supporti a rotazione (o supporti di banco) operando come un tratto di albero a gomiti, e una boccola di rotazione della camma secondaria; - the eccentric portion 30 is able to perform at least one of the functions belonging to the assembly consisting of: a seat of the hubs of the two rotating supports (or bench supports) operating as a section of the crankshaft, and a bushing of rotation of the secondary cam;
- la camma secondaria 36 è in grado di svolgere almeno una tra le funzioni appartenenti all’insieme costituito da: una boccola dell’albero intermedio 28 e un separatore fra il moto rotatorio satellite e il moto rotatorio planetario (mediante i perni di riferimento inseriti nell’elemento di arresto 58); e - the secondary cam 36 is able to perform at least one of the functions belonging to the assembly consisting of: a bushing of the intermediate shaft 28 and a separator between the satellite rotary motion and the planetary rotary motion (by means of the reference pins inserted in the stop element 58); And
- l’albero di uscita 16 è in grado di svolgere almeno una tra le funzioni appartenenti all’insieme costituito da: un boccola di supporto per carichi radiali e torsionali esterni rispetto all’involucro 40, e un supporto in rotazione (o supporto di banco) per l’albero intermedio 28 al suo interno. - the output shaft 16 is able to perform at least one of the functions belonging to the assembly consisting of: a support bushing for radial and torsional loads external to the casing 40, and a rotating support (or bench support ) for the intermediate shaft 28 inside.
Opzionalmente il livello d’integrazione delle funzioni può essere chiaramente anche esteso ad un motore a cui è collegabile il meccanismo 10, in maniera tale che la boccola 42 e l’albero d’ingresso 14 del riduttore risultino indistinguibili per appartenenza al motore o al riduttore. Si tratta quindi di un meccanismo di trasmissione ipocicloidale (nell’accezione specifica di un riduttore a due stadi) abbinabile ad un motore in modo tale da essere costituito da un numero esiguo di elementi. Optionally, the level of integration of the functions can also be clearly extended to a motor to which the mechanism 10 can be connected, in such a way that the bush 42 and the input shaft 14 of the reducer are indistinguishable by belonging to the motor or to the reducer. . It is therefore a hypocycloidal transmission mechanism (in the specific meaning of a two-stage reducer) that can be combined with a motor in such a way as to be made up of a small number of elements.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’involucro 40 è realizzato di materiale plastico, preferibilmente in un sol pezzo. Preferibilmente il materiale plastico utilizzata è di tipo autolubrificante, ad esempio del tipo commercializzato con il nome commerciale di Delrin®. In the illustrated embodiment, the casing 40 is made of plastic material, preferably in one piece. Preferably the plastic material used is of the self-lubricating type, for example of the type marketed under the trade name of Delrin®.
Nella forma di realizzazione illustrata, tutti i componenti del meccanismo di trasmissione 10, tranne l’albero 12, la boccola 42 e l’anello elastico di ritegno 76 sono realizzato di materiale plastico, preferibilmente di tipo autolubrificante, ad esempio il materiale commercializzato con il nome commerciale di Delrin®. In the illustrated embodiment, all the components of the transmission mechanism 10, except the shaft 12, the bush 42 and the snap ring 76 are made of plastic material, preferably of the self-lubricating type, for example the material marketed with the trade name of Delrin®.
Con riferimento alla forma di realizzazione illustrata, sarà ora descritto a titolo puramente esemplificativo il montaggio del meccanismo 10. With reference to the embodiment illustrated, the assembly of the mechanism 10 will now be described purely by way of example.
Inizialmente viene predisposto l’involucro 40, all’interno del quale si introduce dall’estremità di uscita (vale a dire, quella in cui è destinato ad essere montato l’albero di uscita 16), la boccola 42 che si attesta con la sua flangia 46 contro lo spallamento 44 ricavato sull’involucro 40. Initially, the casing 40 is prepared, inside which, from the output end (that is to say, the one in which the output shaft 16 is intended to be mounted), the bushing 42 is introduced, which abuts with its flange 46 against shoulder 44 obtained on casing 40.
A questo punto l’involucro 40 è già pronto per essere innestato sui lamierini di un motore, ricevendo preferibilmente da quest’ultimo l’albero di ingresso 12, che si verrà ad accoppiare rotoidalmente all’interno della boccola 42, lasciandone la porzione eccentrica 14 sporgente all’interno dell’involucro 40. In forme di realizzazione alternative meno preferite è anche possibile concepire che l’albero di ingresso 12 sia separato e distinto dall’albero del motore a cui il meccanismo di trasmissione 10 è atto ad essere accoppiato per formare un unico assieme motoriduttore. At this point the casing 40 is already ready to be engaged on the laminations of a motor, preferably receiving from the latter the input shaft 12, which will be coupled rotoidally inside the bush 42, leaving the eccentric portion 14 projecting inside the casing 40. In less preferred alternative embodiments it is also possible to conceive that the input shaft 12 is separate and distinct from the motor shaft to which the transmission mechanism 10 is adapted to be coupled to form a single gearmotor assembly.
Successivamente, sempre dall’estremità di uscita, viene inserito l’elemento ipocicloidale primario 24, in modo tale che la porzione eccentrica 14 sia inserita rotoidalmente nella sede 48 e che la dentatura o lobatura primaria esterna 26 sia in impegno periferico con la dentatura o lobatura primaria interna dell’involucro 40. Subsequently, again from the outlet end, the primary hypocycloidal element 24 is inserted, so that the eccentric portion 14 is inserted rotoidally in the seat 48 and that the primary external toothing or lobation 26 is in peripheral engagement with the toothing or lobation internal primary of the envelope 40.
Successivamente, ancora dall’estremità di uscita, viene introdotto il disco 54 dell’albero intermedio 28, in modo tale che la sua superficie trasversale di cooperazione 28a sia in impegno volvente con la superficie contatto trasversale di cooperazione 24a portata dall’elemento ipocicloidale primario 24. Ulteriormente la periferia esterna del disco 54 è radialmente distanziata, in quanto presenta un diametro inferiore, rispetto alla periferia interna della cavità definita dall’involucro 40. Subsequently, again from the outlet end, the disc 54 of the intermediate shaft 28 is introduced, so that its transverse cooperation surface 28a is in rolling engagement with the transverse cooperation contact surface 24a carried by the primary hypocycloidal element 24 Further, the outer periphery of the disc 54 is radially spaced, since it has a smaller diameter than the inner periphery of the cavity defined by the casing 40.
Successivamente, sempre dall’estremità di uscita, viene inserito l’organo di arresto anulare 58 che viene reso solidale in rotazione all’involucro 40, ad esempio mediante l’accoppiamento mediante interferenza radiale realizzato dai rilievi o cunei 59a, 59b. Subsequently, again from the exit end, the annular stop member 58 is inserted which is made integral in rotation to the casing 40, for example by coupling by radial interference made by the reliefs or wedges 59a, 59b.
Successivamente, viene inserito lo stelo 56 dell’albero intermedio 28, in cui la sua sporgenza 60 viene incastrata nel disco 54, oltrepassando assialmente l’apertura centrale 64 dell’organo di arresto anulare 58. Contemporaneamente il tratto 62 si inserisce in accoppiamento rotoidale con la suddetta apertura centrale 64. Subsequently, the rod 56 of the intermediate shaft 28 is inserted, in which its projection 60 is wedged into the disc 54, axially passing through the central opening 64 of the annular stop member 58. At the same time, the section 62 is inserted into a rotoidal coupling with the aforementioned central opening 64.
Successivamente, viene introdotto l’elemento ipocicloidale secondario 32 che viene attraversato dalla porzione eccentrica intermedia 30 dell’albero intermedio 28. Nel montaggio dell’elemento ipocicloidale 32, i perni 66 sporgenti dalla superficie del suo anello 67, si accoppiano nei corrispondenti fori 68 dell’organo di arresto anulare 58, preferibilmente fino ad una profondità tale da non determinare alcun contatto o strisciamento fra la superficie 32a esibita dall’elemento ipocicloidale secondario 32, rispetto alla superficie 58a dell’organo di arresto anulare 58. Subsequently, the secondary hypocycloidal element 32 is introduced, which is crossed by the intermediate eccentric portion 30 of the intermediate shaft 28. In assembling the hypocycloidal element 32, the pins 66 protruding from the surface of its ring 67 couple into the corresponding holes 68 of the annular stop member 58, preferably up to a depth such as not to cause any contact or sliding between the surface 32a exhibited by the secondary hypocycloidal element 32, with respect to the surface 58a of the annular stop member 58.
Successivamente, viene introdotto l’albero di uscita 16 in maniera tale che la porzione a coppa 71 rechi la propria dentatura o lobatura interna planetaria secondaria 38 in impegno con la rispettiva dentatura o lobatura esterna satellite secondaria 34 esibita dall’elemento ipocicloidale secondario 32, particolarmente in corrispondenza del suo manicotto 69. Contemporaneamente, sul fondo della porzione a coppa 71 viene ad accoppiarsi rotoidalmente intorno all’asse X-X il codolo 74 appartenente allo stelo 56 dell’albero intermedio 28 e sporgente oltre il manicotto 69 dell’elemento ipocicloidale secondario 43. Simultaneamente la periferia esterna della porzione a coppa 71 viene rotoidalmente accoppiata con la periferia interna della cavità definita dall’involucro 40. Subsequently, the output shaft 16 is introduced in such a way that the cup portion 71 carries its own secondary planetary internal toothing or lobing 38 in engagement with the respective secondary satellite external toothing or lobing 34 exhibited by the secondary hypocycloidal element 32, particularly in correspondence with its sleeve 69. At the same time, on the bottom of the cup portion 71 the shank 74 belonging to the stem 56 of the intermediate shaft 28 and protruding beyond the sleeve 69 of the secondary hypocycloidal element 43 is coupled rotoidally around the X-X axis. Simultaneously the outer periphery of the cup portion 71 is rotationally coupled with the inner periphery of the cavity defined by the shell 40.
Successivamente viene inserito l’anello elastico 76 che circonda l’appendice 72 dell’albero di uscita 16 e si accoppia perifericamente nella gola 78 ricavata sulle pareti interne dell’involucro 40. Subsequently, the elastic ring 76 that surrounds the appendix 72 of the output shaft 16 is inserted and is coupled peripherally in the groove 78 obtained on the internal walls of the casing 40.
Come è chiaro ad un tecnico del settore dalla lettura della presente descrizione, il suddetto meccanismo 10 può essere adottato – in combinazione con un motore accoppiato all’albero di ingresso 12 - come azionatore in diversi ambiti di applicazione. As it is clear to a person skilled in the art from reading this description, the aforementioned mechanism 10 can be adopted - in combination with a motor coupled to the input shaft 12 - as an actuator in various fields of application.
In particolare, qualora l’involucro 40 sia mantenuto in posizione stazionaria, il moto di rotazione impartito in ingresso dall’albero di ingresso 12 viene trasmesso attraverso l’ingranaggio 18 all’albero di uscita 16 che agisce effettivamente come “elemento condotto”, erogando un moto di rotazione ad un componente od elemento rotante ad esso collegato. In particular, if the casing 40 is kept in a stationary position, the rotational motion imparted at the input by the input shaft 12 is transmitted through the gear 18 to the output shaft 16 which effectively acts as a "driven element", delivering a rotational motion to a component or rotating element connected to it.
Invece, qualora l’albero di uscita 16 venga mantenuto in posizione stazionaria, il moto di rotazione impartito in ingresso dall’albero di ingresso 12 viene trasmesso attraverso l’ingranaggio 18 direttamente all’involucro 40 che – in questo caso – agisce esso stesso come “elemento condotto”, erogando quindi il moto di rotazione in uscita.Questa applicazione può essere particolarmente utile nel caso in cui il meccanismo 10 effettua la funzione di un avvolgitore in cui l’involucro 40 svolga il compito di un rocchetto o tamburo, intorno al quale può essere arrotolato un elemento avvolgibile esterno. Nella forma di realizzazione illustrata - qualora l’albero di uscita 16 sia mantenuto stazionario - l’involucro 40 è in particolare destinato ad essere comandato in rotazione intorno all’asse di rotazione X-X a causa del movimento operativamente impresso, nell’utilizzo del meccanismo 10, ad almeno uno tra la camma primaria 20 e l’elemento di arresto 58, i quali sono montati solidali in rotazione rispetto a tale involucro 40. Più particolarmente la camma primaria 20 e l’elemento di arresto 58 possono essere strutturati per contribuire entrambi, eventualmente in maniera sinergica, all’azionamento in rotazione dell’involucro 40 intorno al suddetto asse di rotazione X-X. On the other hand, if the output shaft 16 is kept in a stationary position, the rotational motion imparted at the input by the input shaft 12 is transmitted through the gear 18 directly to the casing 40 which - in this case - itself acts as "Driven element", thus delivering the rotation motion at the outlet. This application can be particularly useful in the case in which the mechanism 10 performs the function of a winder in which the casing 40 performs the task of a reel or drum, around the which can be rolled up an external roller shutter element. In the illustrated embodiment - if the output shaft 16 is kept stationary - the casing 40 is in particular intended to be driven in rotation around the axis of rotation X-X due to the operationally impressed movement, when using the mechanism 10 , to at least one of the primary cam 20 and the stop element 58, which are mounted integrally in rotation with respect to this casing 40. More particularly, the primary cam 20 and the stop element 58 can be structured to contribute both, possibly in a synergistic manner, upon the rotating actuation of the casing 40 around the aforementioned axis of rotation X-X.
Alla luce di quanto sopra, quando il meccanismo 10 è in combinazione con un motore che controlla la rotazione dell’albero di ingresso 12, questo assieme può essere utilizzato come: In light of the above, when the mechanism 10 is in combination with a motor that controls the rotation of the input shaft 12, this assembly can be used as:
- dispositivo avvolgitore o tensionatore, ad esempio per tapparelle e tendine parasole, applicabili a finestre di abitazioni od anche a finestrini di veicoli, quali automobili; e - winding or tensioning device, for example for roller shutters and sun blinds, applicable to house windows or even to vehicle windows, such as cars; And
- dispositivo attuatore per azionare la rotazione di ulteriori organi condotti (dall’involucro 40 o dall’albero di uscita 16), ad esempio per controllare l’inclinazione dello schienale di sedie o sedili, in particolare in veicoli, quali automobili. - actuator device to activate the rotation of further driven organs (from the casing 40 or from the output shaft 16), for example to control the inclination of the backrest of chairs or seats, in particular in vehicles, such as cars.
Ulteriormente, come già in parte precedentemente accennato, grazie alla presenza dell’albero intermedio 28 le dentature o lobature primarie 22, 26 possono presentare una geometria indipendente, vale a dire forma e numero di denti o lobi, rispetto a quella presentata delle dentature o lobature secondarie 34, 38. Ciò si traduce nel vantaggio di rendere indipendenti i rapporti di trasmissione fra lo stadio primario e lo stadio secondario, il che consente una migliorata flessibilità progettuale rispetto ai meccanismi realizzati secondo la tecnica anteriore. Further, as previously mentioned in part, thanks to the presence of the intermediate shaft 28 the primary teeth or lobes 22, 26 can have an independent geometry, i.e. shape and number of teeth or lobes, with respect to that presented by the teeth or lobes 34, 38. This results in the advantage of making the transmission ratios between the primary and secondary stages independent, which allows for improved design flexibility with respect to the mechanisms made according to the prior art.
Nella forma di realizzazione illustrata, la dentatura o lobatura interna primaria 22 presenta un dente o lobo interno primario in più rispetto ai denti o lobi esterni primari della dentatura o lobatura esterna primaria 26. In particolare, i denti o lobi interni primari sono dieci, mentre i denti o lobi esterni primari sono nove. In the illustrated embodiment, the primary internal tooth or lobe 22 has one more primary internal tooth or lobe than the primary external teeth or lobes of the primary external tooth or lob 26. In particular, the primary internal teeth or lobes are ten, while there are nine primary teeth or external lobes.
Nella forma di realizzazione illustrata, la dentatura o lobatura interna secondaria 38 presenta un dente o lobo interno secondario in più rispetto ai denti o lobi esterni secondari della dentatura o lobatura esterna secondaria 34. In particolare, i denti o lobi interni secondari sono sei, mentre i denti o lobi esterni secondari sono cinque. In the illustrated embodiment, the secondary internal tooth or lobe 38 has an additional secondary tooth or internal lobe with respect to the secondary external teeth or lobes of the secondary external tooth or lobe 34. In particular, the secondary internal teeth or lobes are six, while there are five secondary teeth or external lobes.
Come già citato in precedenza, il motore con cui l’albero di ingresso 12 è destinato ad essere accoppiato è preferibilmente di tipo elettrico. In particolare il suddetto motore elettrico è di tipo a corrente alternata, più in dettaglio è un motore elettrico sincrono, ad esempio senza spazzole (denominato in lingua inglese con il termine “brushless”). As already mentioned above, the motor with which the input shaft 12 is intended to be coupled is preferably of the electric type. In particular, the aforesaid electric motor is of the alternating current type, in more detail it is a synchronous electric motor, for example without brushes (called in English with the term "brushless").
L’utilizzo di un motore elettrico a corrente alternata di tipo sincrono senza spazzole è estremamente preferibile per il fatto che, in questo tipo di motori, il rotore non presenta: The use of a brushless synchronous AC electric motor is extremely preferable due to the fact that, in this type of motors, the rotor does not have:
- correnti indotte, come invece accade tipicamente nel caso dei motori elettrici asincroni, oppure - induced currents, as instead typically happens in the case of asynchronous electric motors, or
- correnti di armatura, come invece avviene generalmente nel caso dei motori elettrici in corrente continua. - armature currents, as generally occurs in the case of direct current electric motors.
Infatti le correnti indotte e le correnti di armature determinano in modo di per sé noto un riscaldamento localizzato nel rotore. Questo calore sarebbe immediatamente trasferito in una regione in cui si verificano rilevanti fenomeni di attrito meccanico, vale a dire in prossimità dell’albero di ingresso 12 ed eventualmente della boccola su cui esso è supportato in rotazione, il che implica lo sviluppo di ulteriore calore. Questa situazione sarebbe svantaggiosa per il fatto che il meccanismo di trasmissione ipocicloidale presenterebbe una riduzione consistente delle sue capacità di funzionamento. In particolare l’eccessiva concentrazione nello sviluppo di calore in dimensioni ridotte comporta inevitabilmente l’incremento di temperatura del meccanismo di trasmissione ipocicloidale, con conseguenze rilevanti in termini di durata, continuità di servizio, fisica realizzabilità, a causa delle limitazioni nella temperatura massima raggiungibile durante l’esercizio e sulla superficie esterna a contatto con le altre parti e componenti. In fact, induced currents and armature currents cause localized heating in the rotor in a known way. This heat would be immediately transferred to a region in which significant mechanical friction phenomena occur, ie in the vicinity of the input shaft 12 and possibly the bush on which it is supported in rotation, which implies the development of further heat. This situation would be disadvantageous due to the fact that the hypocycloidal transmission mechanism would present a consistent reduction of its operating capabilities. In particular, the excessive concentration in the development of heat in small dimensions inevitably leads to an increase in the temperature of the hypocycloidal transmission mechanism, with significant consequences in terms of duration, continuity of service, physical feasibility, due to the limitations in the maximum temperature that can be reached during exercise and on the external surface in contact with other parts and components.
Alla luce di quanto sopra, è pertanto particolarmente vantaggioso accoppiare il meccanismo di trasmissione ipocicoloidale sopra descritto con un motore elettrico a corrente alternata di tipo sincrono senza spazzole, in quanto questa combinazione consente di ottimizzare l’efficienza mantenendo dimensioni ed ingombri particolarmente contenuti. In light of the above, it is therefore particularly advantageous to couple the hypocicoloidal transmission mechanism described above with a brushless synchronous AC electric motor, as this combination allows to optimize efficiency while maintaining particularly small dimensions and overall dimensions.
Ulteriormente nell’assemblaggio dell’albero di ingresso 12 del il meccanismo di trasmissione ipocicloidale sopra descritto con un motore elettrico, è altresì vantaggioso l’uso dell’involucro 40 di forma tubolare, il quale è in grado di dissipare il calore residuo sviluppato dal motore elettrico sulla propria carcassa. Furthermore, in the assembly of the input shaft 12 of the hypocycloidal transmission mechanism described above with an electric motor, it is also advantageous to use the tubular casing 40, which is able to dissipate the residual heat developed by the motor. electric on its casing.
Inoltre si consideri ancora il caso in cui venga adottata la combinazione di un motore elettrico a corrente alternata di tipo sincrono senza spazzole con il meccanismo di trasmissione ipocicloidale sopra descritto. I suddetti richiedono un controllo o driver elettronico che sostituisca la funzione del collettore elettromeccanico, commutando in modo opportuno gli avvolgimenti per realizzare il corretto verso di rotazione. Furthermore, let us consider again the case in which the combination of an alternating current electric motor of the brushless synchronous type with the hypocycloidal transmission mechanism described above is adopted. The aforementioned require an electronic control or driver that replaces the function of the electromechanical collector, switching the windings in a suitable way to achieve the correct direction of rotation.
Per ottenere il risultato desiderato sono normalmente utilizzati sensori ad effetto Hall (per determinare la posizione iniziale del campo magnetico) spesso in unione con encoder angolari (per ottenere una precisione sufficiente di posizionamento angolare (come richiesto da applicazioni specifiche, ad esempio nella macchine utensili). L’adozione di questi dispositivi per il controllo del motore diviene in questo contesto meno preferita, in quanto essa implica un costo ed una complicazione nella struttura complessiva della combinazione del motore e del meccanismo di trasmissione ipocicloidale sopra descritto. Hall effect sensors are normally used to obtain the desired result (to determine the initial position of the magnetic field) often in conjunction with angular encoders (to obtain sufficient angular positioning accuracy (as required by specific applications, for example in machine tools) The adoption of these devices for controlling the motor becomes less preferred in this context, since it involves a cost and a complication in the overall structure of the combination of the motor and the hypocycloidal transmission mechanism described above.
Per questo motivo è preferibile, ma non indispensabile, impiegare un controllo senza sensori (denominato in lingua inglese come “sensorless”) per comandare il motore elettrico. Un siffatto controllo senza sensori avviene mediante una rilevazione di un segnale di tensione indotta su uno degli avvolgimenti del motore elettrico, tale avvolgimento assumendo temporaneamente il ruolo di “sensore” in modo alternato ed a turno con gli avvolgimenti disponibili (tipicamente complessivamente presenti nel numero di tre). Di conseguenza, il controllo senza sensori pilota i rimanenti avvolgimenti con una corrente determinata in funzione del segnale di tensione rilevato dall’avvolgimento che ha temporaneamente assunto il ruolo di “sensore”. For this reason it is preferable, but not essential, to use a sensorless control (referred to in English as “sensorless”) to control the electric motor. Such sensorless control takes place by detecting an induced voltage signal on one of the windings of the electric motor, this winding temporarily assuming the role of "sensor" alternately and in turn with the available windings (typically present overall in the number of three). Consequently, the sensorless control pilots the remaining windings with a current determined as a function of the voltage signal detected by the winding which has temporarily assumed the role of "sensor".
Naturalmente, fermo restando il principio dell’invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and construction details may be widely varied with respect to those described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the attached claims.
Claims (29)
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