ITTO941101A1 - Dispositivo di cambio di velocita' continuo - Google Patents

Abstract

Dispositivo di cambio continuo provvisto di un primo - terzo albero girevoli, un differenziale con il primo elemento d'ingranaggio collegato con il terzo albero, un meccanismo a puleggia a velocità variabile che collega il secondo ed il terzo albero, un meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando che collega il primo albero con il secondo o il terzo elemento d'ingranaggio ed un meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza che collega il secondo albero con il terzo od il secondo elemento d'ingranaggio. Commutando l'avanzamento o l'arretramento sono collegati o scollegati mediante frizione il primo albero ed il meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando od il secondo albero ed il meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza. L'alta potenza di comando trasmessa dal primo albero al differenziale attraversa il meccanismo ad ingranaggi ma la potenza circolante ridotta che ritorna dal differenziale al primo albero attraversa il meccanismo a puleggia. Quando il primo albero ed il meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando od il secondo albero ed il meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza sono collegati da una frizione, la rotazione del terzo albero è zero per ottenere il folle.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di cambio di velocità continuo"

DESCRIZIONE TECNICA ANTERIORE CAMPO DELL'INVENZIONE:

La presente invenzione riguarda un dispositivo di cambio di velocità continuo a cinghia utilizzabile in macchine operatrici agricole ed altre macchine.

DESCRIZIONE DELLA TECNICA ANTERIORE:

Convenzionalmente, un dispositivo di cambio di velocità continuo del tipo a cinghia è composto di un meccanismo a puleggia a velocità variabile avente pulegge a velocità variabile sopportate su ognuno di una coppia di alberi girevoli disposti in parallelo fra loro. Ognuna delle suddette pulegge è composta da una semipuleggia fissa montata girevolmente in modo fisso ed assialmente non scorrevole sull'albero girevole ed una semipuleggìa mobile montata girevolmente in modo fisso e scorrevole assialmente sull'albero girevole di fronte a detta semipuleggia fissa. Tra la semipuleggia fissa e la semipuleggia mobile è formata una scanalatura per cinghia conformata a V e fra le scanalature per cinghia di entrambe le pulegge a velocità variabile è trascinata una cinghia. Il rapporto di variazione della velocità fra entrambi gli alberi girevoli viene modificato variando un raggio efficace rispetto alla cinghia a V per mezzo del movimento in direzione assiale di ognuna delle semipulegge mobili.

E' noto dal documento generico DE-A-3326 770 un dispositivo di cambio di velocità continuo comprendente una disposizione di 3 alberi di cambio disposti in parallelo, due dei quali formano i due alberi del meccanismo a puleggia a velocità variabile ed uno forma l'albero di un meccanismo differenziale .

Il dispositivo di cambio di velocità noto è provvisto di un albero di meccanismo differenziale come albero d'ingresso ed uno dei due alberi di meccanismo a puleggia di velocità come albero di uscita. Il meccanismo differenziale è accoppiato agli alberi del meccanismo a puleggia a velocità variabile per mezzo di ruote dentate d'accoppiamento che trasferiscono la potenza di comando dal meccanismo differenziale al meccanismo a puleggia a velocità variabile. Tale cinghia del meccanismo a puleggia a velocità variabile è imposta dalla potenza di comando. Ciò comporta problemi di durata della cinghia, specialmente nel caso di uscite elevate.

Perciò, lo scopo dell'invenzione è quello di provvedere un dispositivo di cambio di velocità continuo con elevata efficienza di trasmissione la cui cinghia è sostanzialmente indipendente dalla potenza di comando.

Al fine di risolvere tale problema il dispositivo inventivo di cambio di velocità continuo comprende le caratteristiche della rivendicazione 1.

SINTESI DELL’INVENZIONE Secondo l’invenzione un frizione è disposta fra un meccanismo differenziale ed un meccanismo a puleggia a velocità variabile ed anche fra un meccanismo differenziale ed un albero d'ingresso, e commutando tali due frizioni, è sempre applicata una potenza circolante ridotta alla cinghia del meccanismo a puleggia a velocità variabile.

Concretamente, nella presente invenzione sono provvisti un primo, un secondo ed un terzo albero girevoli disposti in parallelo fra loro, un meccanismo differenziale avente un primo, secondo e terzo elemento d'ingranaggio ed un meccanismo a velocità variabile. Il primo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale è montato in modo fisso e girevolmente sul terzo albero girevole. Il meccanismo a puleggia a velocità variabile ha una prima ed una seconda puleggia a velocità variabile ed una cinghia trascinata fra entrambe le pulegge. Il primo ed il secondo albero girevole sono collegati fra loro con possibilità di variazione della velocità.

Sono provvisti un primo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando che collega il primo albero girevole con il secondo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale, un secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando che collega il primo albero girevole con il terzo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale, un primo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza che collega il secondo albero girevole con il terzo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale ed un secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza che collega il secondo albero girevole al secondo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale.

Inoltre sono provviste una prima ed una seconda frizione. La prima frizione collega (o scollega) il primo albero girevole con (o da) il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando. Dall'altro lato, la seconda frizione collega (o scollega) il secondo albero girevole con (o da) il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza. Commutando entrambe le frizioni, si commuta la direzione di rotazione del primo elemento ad ingranaggi del meccanismo differenziale. Esso è progettato in modo tale che commutando entrambe le frizioni, il numero di giri dell'elemento d'ingranaggio collegato con il meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando nel meccanismo differenziale è mantenuto maggiore di quello dell'elemento d'ingranaggio collegato con il meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza e la potenza circolante è trasmessa la meccanismo a puleggia a velocità variabile.

La prima frizione rende il primo albero girevole collegabile con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando. La seconda frizione rende il secondo albero girevole collegabile con il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza. Esso è progettato in modo tale che in tali condizioni di collegamento con entrambe le frizioni, il numero di giri del primo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale diventa zero. La semipuleggia fissa della seconda puleggia a velocità variabile comprende una parte di corpo principale montata in modo fisso girevolmente sul secondo albero girevole ed una parte di semipuleggia collegata in modo mobile alla parte di corpo principale per mezzo di una parte filettata. Un innesto di puleggia è interposto fra la parte di corpo principale e la parte di semipuleggia per collegarle e scollegarle. Quando la prima frizione collega il primo albero girevole con il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando e la seconda frizione collega il secondo albero girevole con il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza, l'innesto di puleggia collega la parte di corpo principale con la parte di semipuleggia. D’altro canto, quando la prima frizione collega il primo albero girevole con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando e la seconda frizione collega il secondo albero girevole con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza, viene rilasciato il collegamento della parte di semipuleggia con la parte di corpo principale ottenuto per mezzo dell'innesto di puleggia.

Ognuna delle prima e seconda frizione presenta un manicotto che scorre assialmente in presa con un dente scanalato formato sull'albero girevole. Una coppia di ruote dentate (ogni ruota dentata è una parte di una coppia di meccanismi ad ingranaggi la frizione dei quali collega gli alberi girevoli) sono sopportate in modo relativamente girevole su alberi girevoli su entrambi i lati del manicotto. Un dente scanalato impegnabile da parte del manicotto è formato su ogni ruota dentata. Facendo scorrere il manicotto e portandolo in presa con il dente scanalato della ruota dentata, l'albero girevole è collegato con e scollegato da uno od entrambi i meccanismi ad ingranaggi.

L'innesto di puleggia è anche provvisto di un organo mobile cilindrico che è mobile nella direzione assiale e presenta un dente scanalato nella sua periferia interna. Il dente scanalato dell’organo mobile è impegnabile da parte del dente scanalato formato in corrispondenza della parte di corpo principale ed in corrispondenza della parte di semipuleggia. Muovendo l'organo mobile assialmente ed impegnando il suo dente scanalato con il dente scanalato della parte di corpo principale e la parte di semipuleggia, si realizzano il collegamento e lo scollegamento fra la parte di corpo principale e la parte di semipuleggia.

Il meccanismo differenziale è composto da un solare montato in modo fisso e girevole sul terzo albero girevole, una pluralità di pignoni atti ad ingranare con il solare, un portatreno sopportato girevolmente per mezzo del terzo albero girevole e sopportante un pignone ed un meccanismo ad ingranaggi a satelliti avente una corona dentata per ingranare sulla sua periferia interna con il pignone.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La natura ed i vantaggi della presente invenzione saranno più chiaramente compresi dalla descrizione che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati in cui:

le figure 1 a 5 illustrano una forma d'attuazione della presente invenzione, di cui

la figura 1 è un disegno schematico che illustra la condizione di avanzamento ad elevata velocità del dispositivo di cambio di velocità continuo;

la figura 2 è un disegno schematico che illustra la condizione di arretramento ad elevata velocità del dispositivo di cambio di velocità continuo; la figura 3 è un disegno schematico che illu-stra la condizione folle del dispositivo di cambio di velocità continuo;

la figura 4 è una vista trasversale sezionata in scala ampliata della seconda puleggia a velocità variabile, che illustra i casi in cui il diametro primitivo è grande (sul lato superiore) ed in cui il diametro primitivo è piccolo (sul lato inferiore); e

la figura 5 è una vista sezionata trasversale in scala ampliata della prima puleggia a velocità variabile, che illustra i casi in cui il diametro primitivo è grande (sul lato superiore) ed in cui il diametro primitivo è piccolo (sul lato inferiore).

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE Nel seguito è fornita una descrizione di una forma di attuazione della presente invenzione con riferimento ai disegni allegati.

Le figure 1 a 3 illustrano la composizione generale del dispositivo di cambio di velocità continuo secondo la presente invenzione. Nei disegni, i numeri di riferimento 1, 2 e 3 designano un primo, un secondo ed un terzo albero girevole rispettivamente disposti in parallelo fra loro. Tali alberi girevoli 1, 2, 3 sono sopportati girevolmente per mezzo di un involucro (non illustrato nelle figure). Il primo albero girevole 1, il secondo albero girevole 2 ed il terzo albero girevole 3 costituiscono rispettivamente un albero d'ingresso, un albero intermedio ed un albero d'uscita, cioè una puleggia d'ingresso 4 è montata girevolmente all'estremità destra del primo albero girevole e tale puleggia d'ingresso 4 è collegata con un motore (non illustrato nelle figure) .

Un meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 che costituisce un meccanismo differenziale è sopportato girevolmente all'estremità sinistra del terzo albero girevole 3 come albero d'uscita. Tale meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 è provvisto di un solare 6 (con 30 denti) come secondo elemento d'ingranaggio montato girevolmente sul terzo albero girevole 3, una pluralità di pignoni 7 (ognuno con 15 denti) per ingranare con il solare 6, un portatreno 8 come primo elemento d'ingranaggio montato in modo fisso sul terzo albero girevole 3 per ruotare con esso e sopportare i pignoni 7 ed una corona dentata 9 (con 60 denti) come terzo elemento d’ingranaggio disposta in corrispondenza della periferia più esterna ed ingranante con i pignoni 7 sulla sua periferia interna. Una ruota dentata 10 (con 18 denti) ed una ruota dentata 11 (con 24 denti) sono fissate girevolmente al solare 6, e la ruota dentata 10 è collegata con una ruota dentata 12 (con 27 denti) sopportata girevolmente dal primo albero girevole 1, per mezzo di una ruota dentata intermedia 13 (con 19 denti). Dall'altro lato, la ruota dentata 11 è collegata con una ruota dentata 14, sopportata girevolmente dal secondo albero girevole 2 come albero intermedio, per mezzo di una ruota dentata intermedia 15 (con 19 -denti). Una ruota dentata 16 (con 56 denti) ed una ruota dentata 17 (con 64 denti) sono fissate alla corona dentata 9 . La ruota dentata 16 ingrana con una ruota dentata 18 (con 42 denti) sopportata girevolmente dal primo albero girevole 1 e di fronte alla ruota dentata 12. Similarmente, la ruota dentata 17 ingrana con una ruota dentata 19 (con 24 denti) sopportata girevolmente dal secondo albero girevole 2 e di fronte alla ruota dentata 14. Le ruote dentate 10, 12 e 13 costituiscono un primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando che collega il primo albero girevole 1 con il solare 6 (il secondo elemento d'ingranaggio) del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5, per mezzo della prima frizione 33 (che sarà descritta nel seguito). Le ruote dentate 16 e 18 costituiscono un secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando che collega il primo albero girevole 1 con la corona dentata 9 (terzo elemento d'ingranaggio) per mezzo della frizione 33. Le ruote dentate 17 e 19 costituiscono un primo meccanismo ad ingranaggi 22 per la circolazione di potenza 'che collega il secondo albero girevole 2 con la corona dentata 9 per mezzo della seconda frizione 36 (che sarà descritta nel seguito) . Le ruote dentate 11, 14 e 15 costituiscono il secondo meccanismo ad ingranaggi 23 per la circolazione di potenza che collega un secondo albero girevole 2 con il solare 6 per mezzo della frizione 36.

Una prima puleggia a velocità variabile 24 è montata in modo girevole e non scorrevole sul primo albero girevole 1 in prossimità della sua estremità destra. Tale puleggia a velocità variabile 24, come illustrato nella figura 5 in una scala ampliata, è provvista di una semipuleggia fissa 25 sopportata sul primo albero girevole 1 per mezzo di un cuscinetto radiale 40 e di una boccola 41, ed una semipuleggia 26 sopportata in modo mobile rispetto a detta semipuleggia fissa. Entrambe le semipulegge 25, 26 sono collegate fra loro mediante una chiavetta 42.

Una scanalatura per cinghia 27 con sezione trasversale conformata a V è formata tra entrambe le semipulegge 25, 26, ed il raggio (diametro primitivo) della scanalatura per cinghia 27 varia a seguito del movimento assiale della semipuleggia mobile 26.

Una seconda puleggia a velocità variabile 28, come illustrato nella figura 4, è sopportata girevolmente ed in modo non scorrevole dal secondo albero girevole 2, in modo corrispondente alla prima puleggia variabile 24 del primo albero girevole 1. Tale puleggia a velocità variabile 28 è provvista di una semipuleggia fissa 29 montata girevolmente sul secondo albero girevole 2 ed una semipuleggia mobile 30 sopportata in modo mobile rispetto alla semipuleggia fissa 29. Una scanalatura 31 per cinghia con sezione trasversale sostanzialmente conformata a V, è formata fra entrambe le semipulegge 29, 30 e a seguito di un movimento assiale della semipuleggia mobile 30, il raggio (diametro primitivo) della scanalatura 31 per cinghia varia. Una cinghia B a V è trascinata fra le scanalature per cinghia 27, 31. La prima puleggia a velocità variabile 24, la seconda puleggia a velocità variabile 28 e la cinghia B costituiscono un meccanismo a puleggia a velocità variabile 32.

La prima frizione 33 è disposta in corrispondenza del primo albero girevole 1 fra le ruote dentate 12 e 18. Tale frizione 33 presenta un manicotto 35 sempre in presa con un dente scanalato 34 fissato al primo albero girevole 1 fra le ruote dentate 12 e 18 e scorre assialmente. Il manicotto 35 è impegnatile da parte del dente scanalato (non illustrato nel disegno) formato sulla periferia esterna delle parti di mozzo 12a e 18a. A seguito dello scorrimento del manicotto 35 e del suo ingranamento con il dente scanalato delle ruote dentate 12, 18 il primo albero girevole 1 è collegato e scollegato dal primo o dal secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando (20 o 21) o entrambi i meccanismi (20 e 21). Quando il manicotto 35 è posizionato sul lato sinistro (nel disegno), il primo albero girevole 1 è collegato solo alla ruota dentata 12 del primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando, ma quando il manicotto 35 è posizionato sul lato destro (nel disegno), l'albero girevole 1 è collegato solo con la ruota dentata 18 del secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando. Quando il manicotto 35 è posizionato in corrispondenza della parte intermedia (nel disegno), l’albero girevole 1 è collegato con entrambe le ruote dentate 12, 18 del primo e del secondo meccanismo ad ingranaggi 20, 21 della potenza di comando.

Il secondo albero girevole 2 è provvisto di una seconda frizione 36 (simile nella struttura alla prima frizione 35). Più particolarmente, la seconda frizione 36 presenta un manicotto 38 che scorre assialmente in presa con un dente scanalato 37 fissato all'albero girevole 2 fra le ruote dentate 14 e 19. Il manicotto 38 è impegnabile dal dente scanalato (non illustrato nei disegni) formato sulla periferia esterna delle parti di mozzo 14a, 19a delle ruote dentate 14, 19. A seguito dello scorrimento del manicotto 38 e del suo ingranamento con il dente scanalato delle ruote dentate 14, 19, il secondo albero girevole 2 è collegato con o scollegato da il primo o il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza (22 o 23) o con entrambi. Quando il manicotto 38 è posizionato sul lato destro (nel disegno), il secondo albero girevole 2 è collegato solo con la ruota dentata 14 del secondo meccanismo ad ingranaggi 23 per la circolazione di potenza. Quando il manicotto 38 è posizionato in corrispondenza della parte intermedia (nel disegno), il secondo albero girevole 2 è collegato con entrambe le ruote dentate 19 e 14 del primo e del secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza.

Ciò è progettato in modo tale che stabilendo il rapporto di trasmissione del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ed il rapporto di variazione della velocità del meccanismo a puleggia a velocità variabile 32, può essere ottenuta la seguente condizione, cioè, commutando la prima e la seconda frizione 33, 36, è commutata la direzione di rotazione del portatreno 8 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ed il numero di giri del solare 6 (o della corona dentata 9) collegato con il meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando è mantenuto maggiore di quello della corona dentata 9 (o del solare 6) collegata con il meccanismo ad ingranaggi 22 (o 23) per la circolazione di potenza e perciò la potenza circolante è trasmessa alla puleggia a velocità variabile 32. Quando la prima frizione 33 collega il primo albero girevole 1 con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi 20, 21 della potenza di comando e la seconda frizione 36 collega il secondo albero girevole con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi 22, 23 per la circolazione di potenza, il numero di giri del portatreno 8 (il terzo albero girevole 3) diventa zero.

Come illustrato in dettaglio nella figura 4, la semipuleggia 29 della seconda puleggia a velocità variabile 28 comprende una parte di corpo principale cilindrica 45 ed una parte di semipuleggia 46 collegata mediante impegno a vite con la parte di corpo principale cilindrica 45 e presenta una faccia di semipuleggia 46a che realizza il contatto con la cinghia B a V. La parte di corpo principale 45 e la parte di semipuleggia 46 sono collegate fra loro per mezzo di un innesto di puleggia 48. La semipuleggia mobile 30 è collegata con la semipuleggia fissa 29 in modo tale da essere scorrevole solo nella direzione assiale.

L'innesto di puleggia 48 comprende un organo cilindrico mobile 49 avente sulla sua periferia interna un dente scanalato 49a impegnabile con il dente scanalato 45a, 46b, ognuno formato sulla parte di corpo principale 45 e la parte di semipuleggia 46, ed un'asta di collegamento 51 montata in modo relativamente girevole e scorrevolmente fissa sull'organo mobile 49 per mezzo di un cuscinetto 50. Muovendo assialmente l'organo mobile 49 per mezzo dell'asta di collegamento 51 e impegnando il dente scanalato 45a della parte di corpo principale 45 con il dente scanalato 47b della parte di semipuleggia 46, si realizzano il collegamento e lo scollegamento della parte di corpo principale 45 e della parte di semipuleggia 46.

Nella condizione in cui è rilasciato il collegamento della parte di corpo principale 45 e della parte di semipuleggia 46 per mezzo dell'innesto di puleggia 48, se la coppia di rotazione è trasmessa alla parte di semipuleggia 46 dalla cinghia B a V, entrambe le parti 45, 46 sono collegate fra loro per mezzo di una parte filettata S in modo tale che la parte di semipuleggia 46 è resa mobile in direzione assiale .

Quando la prima frizione 33 collega il primo albero girevole 1 con le ruote dentate 12, 18 di entrambi i meccanismi ad ingranaggi 20, 21 della potenza di comando, e la seconda frizione 36 collega il secondo albero girevole 2 con le ruote dentate 19, 14 di entrambi i meccanismi ad ingranaggi 22, 24 per la circolazione di potenza, il dispositivo è portato in una condizione folle e simultaneamente in una condizione scollegata, ma quando il dispositivo è portato in una condizione non folle, esso è portato in una condizione collegata.

Una base 53 di organo condotto è montata girevolmente sulle semipuleggia mobile 30 per mezzo di un cuscinetto 52. Un organo condotto 54 della base 53 di organo condotto è disposto in una scanalatura di camma 56 di una camma d'azionamento cilindrica 55 fissata nella posizione specificata. Muovendo una leva d'azionamento 57 montata sulla base 53 di organo condotto intorno all'albero girevole 2, la semipuleggia mobile 30 può facilmente essere spostata nella direzione assiale con una potenza d'azionamento ridotta.

Una camma di torsione 58 è formata in corrispondenza di una porzione posteriore della semipuleggia mobile 30 ed internamente alla camma d'azionamento 55. La camma di torsione 58 è montata in modo tale che essa realizza il contatto con un altro organo condotto 59 che ruota con il secondo albero girevole 5, cioè, anche se è applicato carico al dispositivo, non derivano variazioni rilevanti della potenza di funzionamento a causa della camma di torsione 58. Così, la camma di torsione 58 svolge i suoi compiti di assistenza al funzionamento del cambio di velocità. Generalmente, in corrispondenza della seconda puleggia a velocità variabile 28 sul lato di comando è richiesta una spinta che è da due a tre volte più grande di quella richiesta in corrispondenza della prima puleggia a velocità variabile 24 sul lato comandato e perciò, l'angolo di camma della camma di torsione 58 è da 0,5 a 5 volte più grande di quello della camma di torsione 64 della prima puleggia a velocità variabile 24, cioè da 10° a 175°. Nella figura 4, i numeri di riferimento 60 e 61 designano rispettivamente un cuscinetto reggispinta ed un O-ring.

Come illustrato nella figura 5, è interposta una molla 63 fra la semipuleggia mobile 26 della prima puleggia a velocità variabile 24 ed è fissato un elemento di ricevimento 62 della molla al primo albero girevole 1. Per mezzo di tale molla 63, la semipuleggia mobile 26 è sempre sollecitata verso il lato della semipuleggia fissa 25.

La camma di torsione 64 è formata in corrispondenza della porzione d'estremità posteriore della semipuleggia mobile 26 ed un organo condotto 65 montato sul primo albero girevole 1 è posto sulla camma di torsione 64. Nella figura 5, i numeri di riferimento 66 e 67 designano rispettivamente un cuscinetto reggispinta ed un O-ring.

Nel seguito è fornita una spiegazione del funzionamento della forma d'attuazione sopra descritta.

Come illustrato nella figura 1, quando il dispositivo di cambio di velocità avanza, il manicotto 35 della prima frizione 33 è posizionato sul lato sinistro e collega il primo albero girevole 1 con la ruota dentata 12. Il primo albero girevole 1 ed il solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 sono collegati fra loro per mezzo del primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando. Inoltre, il manicotto 38 della seconda frizione 26 è posizionato sul lato destro e collega il secondo albero girevole 2 con la ruota dentata 19. Il secondo albero girevole 2 e la corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 sono collegati fra loro per mezzo del primo meccanismo ad ingranaggi 22 per la circolazione di potenza. In tale condizione, la rotazione del primo albero girevole 1 è trasmessa al solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 per mezzo della prima frizione 33 e del primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando. Tale rotazione è anche trasmessa al meccanismo a velocità variabile 32, la cui velocità è variata ed è inoltre trasmessa alla corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 mediante il secondo albero girevole 2, la seconda frizione 36 ed il primo meccanismo ad ingranaggi 22 per la circolazione di potenza. A seguito dell'azionamento di una leva d’azionamento 57 il diametro primitivo della prima puleggia a velocità variabile 24 è reso minore di quello della seconda puleggia a velocità variabile 28, per cui si determina una differenza fra le rotazioni del solare 6 e della corona dentata 9. A causa di tale differenza di rotazione, è generata la rotazione in una direzione in corrispondenza del portatreno 8 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 e ciò ha come risultato la condizione d'avanzamento.

Variando il rapporto di variazione di velocità del meccanismo a velocità variabile 32, la velocità di rotazione del portatreno 8 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti, cioè, la velocità di rotazione del terzo albero girevole 3, può essere regolata o la velocità d'avanzamento può essere aumentata o diminuita come desiderato.

Per il numero di denti delle varie ruote dentate sopra indicato, si suppone che il primo albero girevole 1 ruoti nella direzione antioraria (come si vede dal lato destro della figura) a 2.000 giri al minuto (velocità di rotazione) e 5 kg»m di coppia, la ruota dentata 12 del primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando ruota a 2.000 giri al minuto e 75 kg*m di coppia nella stessa direzione (direzione antioraria vista dal lato destro della figura) ed il solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ruota a 3.000 giri al minuto e 4,5 kg*m dì coppia nella stessa direzione. Se il rapporto di variazione di velocità della puleggia a velocità variabile 32 è "2" la seconda puleggia a velocità variabile 28 ruota nella stessa direzione a 1.000 giri al minuti e 3,3 kg*m di coppia, ma la corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ruota nella direzione inversa (direzione oraria vista dal lato destro della figura) a 375 giri al minuto, e 8,9 kg*m di coppia. Perciò, il portatreno 8 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ed il terzo albero girevole 3 ruotano nella stessa direzione a 750 giri al minuti e 13,4 kg*m di coppia. La ruota dentata 18 del secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando e la ruota dentata 14 del secondo meccanismo ad ingranaggi 23 per la circolazione di potenza, essendo entrambi liberi, ruotano rispettivamente a 500 giri al minuto ed a 4.000 giri al minuto nella stessa direzione.

Nella condizione sopra descritta, è realizzata la circolazione di potenza (una parte della potenza ritorna al primo albero girevole dal meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5). Il numero di giri del solare 6 collegato con il meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando diventa maggiore di quello della corona dentata 9 collegata con il meccanismo ad ingranaggi 22 per la circolazione di potenza, cioè:

Velocità angolare del solare 6 > velocità angolare della corona dentata 9

(Velocità angolare = 2 rr · numero di giri)

Perciò, la potenza circolante sopra indicata non passa attraverso il lato del primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando ma è trasmesso al primo albero girevole 1 attraverso la corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5, il primo meccanismo ad ingranaggi 22 per la circolazione di potenza, la seconda frizione 36, il terzo albero girevole 3 ed il meccanismo a puleggia a velocità variabile 32.

Contrariamente a quanto sopra detto, nella condizione di arretramento il manicotto 35 della prima frizione 33 è posizionato verso il lato destro e collega il primo albero girevole 1 con la ruota dentata 18, come illustrato nella figura 2. Il primo albero girevole 1 e la corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 sono collegati fra loro per mezzo del secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando. Il manicotto 38 della seconda frizione 36 è posizionato verso il lato sinistro e collega il secondo albero girevole 2 con la ruota dentata 14. Il secondo albero girevole ed il solare 6 sono collegati fra loro per mezzo del secondo meccanismo ad ingranaggi 23 per la circolazione di potenza. In tali condizioni, la rotazione del primo albero girevole 1 è trasmessa alla corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 per mezzo della prima frizione 33 e del secondo meccanismo ad ingranaggi 23 della potenza di comando. Inoltre, la rotazione del primo albero girevole 1 è trasmessa al solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 per mezzo del meccanismo a velocità variabile 32, il secondo albero girevole 2, la seconda frizione 36 ed il secondo 23 per la circolazione di potenza. Quando il diametro primitivo della prima puleggia a velocità variabile 24 del meccanismo a puleggia a velocità variabile 32 è reso minore di quello della seconda puleggia a velocità variabile 28, si determina una differenza nelle rotazioni fra il solare 6 e la corona dentata 9, per cui si determina la rotazione nell'altra direzione del portatreno 8 che ha come conseguenza la condizione d’arretramento. Modificando il rapporto di variazione di velocità del meccanismo a velocità variabile 32, la velocità d'arretramento può essere aumentata o diminuita come desiderato.

Nel caso sopra indicato in cui il primo albero girevole 1 ruota nella direzione antioraria (visto dal lato destro della figura) a 2.000 giri al minuto e 5 kg»m di coppia, la ruota dentata 18 del secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando ruota nella stessa direzione a 2.000 giri al minuto e 6,67 kg»m di coppia e la corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ruota in direzione inversa a 1.500 giri al minuto e 8,9 kg«m di coppia. Se il rapporto di variazione di velocità del meccanismo a puleggia a velocità variabile 32 è "2" la seconda puleggia a velocità variabile 28 ruota nella stessa direzione a 1.000 giri al minuto e 3,37 kg«m di coppia. La ruota dentata 14 del secondo meccanismo ad ingranaggi 23 per la circolazione di potenza ruota a 1.000 giri al minuto ed il solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ruota a 750 giri al minuto e 4,5 kg»m di coppia, ognuno nella stessa direzione. Perciò, il portatreno 8 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ed il terzo albero girevole 6 ruotano a 750 giri al minuto e 13,4 kg*m di coppia in direzione inversa. La ruota dentata 12 del primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando ruota a 500 giri al minuto e la ruota dentata 19 del primo meccanismo ad ingranaggi 22 per la circolazione di potenza ruota a 4.000 giri al minuto essendo entrambe libere, nella stessa direzione.

Nel caso sopra indicato, la circolazione di potenza è generata dal meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5. Il numero di giri della corona dentata 9 diventa maggiore di quella del solare 6, cioè: Velocità angolare del solare 6 < velocità angolare della corona dentata 9.

Perciò, la potenza circolante non passa attraverso il secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando ma è trasmessa al primo albero girevole 1 attraverso il solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5, il secondo meccanismo ad ingranaggi 23 per la circolazione di potenza, la seconda frizione 36, il terzo albero girevole 3 ed il meccanismo a puleggia a velocità variabile 32.

Così, in entrambi i casi di avanzamento e di arretramento, la potenza circolante che è minore della potenza motrice è sempre trasmessa al meccaniamo a puleggia a velocità variabile 32 e perciò, anche nel caso di uscita elevata, il carico trasmesso sulla cinghia B del meccanismo a puleggia a velocità variabile 32 può essere mantenuto piccolo e la durata della cinghia B può essere aumentata.

Siccome la trasmissione di potenza circolante sopra indicata è attuata mediante commutazione delle due frizioni 33, 36, lo spazio d'installazione può essere ridotto (se confrontato con il caso in cui si utilizzano ruote dentate per la rotazione normale ed inversa) e la dimensione del dispositivo di cambio di velocità può essere resa compatta. Inoltre, il dispositivo secondo la presente invenzione può essere realizzato a bassi costi utilizzando frizioni 33, 36 economiche.

Quando il dispositivo di cambio di velocità è portato nella condizione folle, la prima frizione 33 è posizionata in corrispondenza della parte intermedia come illustrato nella figura 3, per cui il primo albero girevole 1 è collegato al solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 per mezzo del primo meccanismo ad ingranaggi 5 della potenza di comando per mezzo del primo meccanismo ad ingranaggi 20 della potenza di comando ed è anche connesso alla corona dentata 9 per mezzo del secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando. La seconda frizione 36 è posizionata in corrispondenza della parte intermedia, per cui il secondo albero girevole 2 è collegato con la corona dentata 9 per mezzo del primo meccanismo ad ingranaggi 22 per la circolazione di potenza ed è anche collegato con il solare 6 per mezzo del secondo meccanismo ad ingranaggi 21 della potenza di comando. Il rapporto di variazione della velocità del meccanismo a puleggia a velocità variabile 32 è regolato a "0,5" così da conformarlo al rapporto di variazione della velocità fra il solare 6 e la corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5. In tali condizioni, la direzione delle rotazioni del solare 6 e della corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 sono invertite fra loro ma sono uguali per numero di giri, ed il portatreno 8 ed il terzo albero girevole 3 non ruotano. Così, il dispositivo è portato nella condizione folle.

Nell'esempio sopra riportato, la corona dentata 9 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ruota a 1.500 giri al minuto nella direzione inversa. Siccome il rapporto di variazione della velocità del meccanismo a puleggia a velocità variabile 32 è "0,5", la seconda puleggia a velocità variabile 28 ruota a 4.000 giri al minuto ed il solare 6 del meccanismo ad ingranaggi a satelliti 5 ruota a 600 giri al minuto nella stessa direzione. Cosi, il numero di giri del terzo albero girevole 3 diventa zero giri al minuto.

Allo stesso tempo, l’innesto di puleggia 48 è scollegato ed è rilasciato il collegamento fra la parte principale del corpo 45 e la parte di semipuleggia 46 della puleggia 29 della seconda puleggia a velocità variabile 28. La parte di semipuleggia 46 si muove rispetto alla parte principale del corpo 45 per mezzo della parte filettata S ed è ottenuta una autentica posizione folle, libera da carichi sulla cinghia B. Così può essere ottenuta mediante una struttura semplice la condizione folle in cui il numero di giri dell'albero girevole 3 sul lato d'uscita è zero.

Nella condizione folle, entrambi il primo ed il secondo albero girevole 1, 2 ruotano con un'elevata coppia di rotazione e con un rapporto di variazione della velocità specificato. Allo stesso tempo, nessun carico è applicato fino a quando il rapporto di variazione della velocità della puleggia a velocità variabile sta ruotando con lo stesso rapporto del rapporto di variazione della velocità d'ingranaggio, ma è applicato un carico elevato alla cinghia B a V solo se si determina qualche differenza fra entrambi i rapporti di variazione della velocità. Nel dispositivo sopra descritto, finché le frizioni 33, 36 realizzano la connessione del primo e del secondo albero girevole 1, 2 con i meccanismi ad ingranaggi della potenza 20, 21, 22, 23, la parte principale del corpo 45 e la parte di semipuleggia 46 sono collegate per mezzo della parte filettata 5 e perciò la coppia di rotazione che agisce sulla parte di semipuleggia 46 e sulla superficie di semipuleggia 46a è trasformata in forza di movimentazione nella direzione assiale e quindi non è ottenuta alcuna condizione di carico ed è contemporaneamente ottenuta una stabilizzazione. Più particolarmente, nel caso in cui il rapporto di variazione della velocità d’ingranaggio si conforma al rapporto di variazione di velocità della cinghia, non è applicata alcuna coppia alla cinghia B a V ed alla parte filettata S. Così, la parte di semipuleggia 46 non si muove in alcuna direzione.

Nel caso in cui il diametro primitivo della prima puleggia a velocità variabile 24 è minore di quello del diametro primitivo stabilito, il diametro primitivo della seconda puleggia a velocità variabile 28 è maggiore del valore stabilito. Perciò, mentre la prima puleggia a velocità variabile 24 genera una forza per ruotare più velocemente la seconda puleggia a velocità variabile 28, la seconda puleggia a velocità variabile 28 genera una forza per ruotare più lentamente la prima puleggia a velocità variabile 24, cioè il tratto laterale in tensione della cinghia B a V diviene il lato d'ingresso della seconda puleggia a velocità variabile 28 e la seconda puleggia a velocità variabile 28 riceve forza per ruotare più lentamente del secondo albero girevole 2 dalla cinghia B a V. Allo stesso tempo se la parte filettata S della parte di semipuleggia 46 è realizzata come filettatura destrorsa, aumenta il diametro primitivo della cinghia della seconda puleggia a velocità variabile 28 per la coppia di rotazione e l'aumento si arresta quando il rapporto di variazione della velocità si conforma al rapporto di variazione della velocità della cinghia.

Nel caso in cui il diametro primitivo della prima puleggia a velocità variabile 24 è maggiore del diametro primitivo stabilito, si verifica la condizione opposta a quella sopra indicata, cioè il tratto laterale in tensione della cinghia B diventa il lato d'uscita della seconda puleggia a velocità variabile e la parte di semipuleggia 46 riceve dalla cinghia B a V una forza per ruotare più velocemente del secondo albero girevole 2. Perciò la parte di semipuleggia 46 si muove nella direzione di rendere il diametro primitivo della cinghia B a V minore fino a che il rapporto di variazione della velocità d'ingranaggio si conforma al rapporto di variazione della velocità della cinghia.

Secondo il dispositivo di cambio di velocità continuo della presente invenzione la potenza circolante può sempre essere trasmessa al meccanismo a puleggia mediante una struttura semplice utilizzando frizioni, e può essere pianificata la compattezza e la riduzione di costo del dispositivo di cambio di velocità continuo con elevata efficienza di trasmissione, con la combinazione del meccanismo a puleggia e del meccanismo differenziale. Se il dispositivo di cambio di velocità è posto nella posizione folle, la disuniformità del diametro della cinghia è regolata automaticamente ed esso è posto in un'autentica condizione folle. Anche se hanno luogo l'usura della cinghia a V e la posizione di scorrimento della leva di cambio di velocità, non è applicato alcun sovraccarico sulla cinghia a V e la vita di servizio della cinghia può essere aumentata.

Cosi, tale dispositivo ha un elevato valore d'utilità industriale.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di cambio di velocità continuo comprendente : un primo, un secondo ed un terzo albero girevole disposti in parallelo fra loro; un meccanismo differenziale avente un primo, un secondo ed un terzo elemento d'ingranaggio, di cui il primo elemento d'ingranaggio è montato in modo fisso sul terzo albero girevole per ruotare con esso; un meccanismo a puleggia a velocità variabile avente una prima ed una seconda puleggia variabile, ognuna montata sul primo e sul secondo albero girevole ed essendo costituite da una semipuleggia montata in modo fisso sull'albero girevole ed una semipuleggia mobile montata scorrevole assialmente sull'albero girevole di fronte a detta semipuleggia fissa, ed una cinghia trascinata tra entrambe le pulegge e collegante il primo ed il secondo albero girevole con possibilità di variazione della velocità, caratterizzato dal fatto che: il primo albero girevole è l'albero d'ingresso ed il terzo albero girevole è l'albero d’uscita; e un primo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando collega il primo albero girevole con il secondo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale; un secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando collega il primo albero girevole con il terzo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale; un primo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza collega il secondo albero girevole con il terzo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale; un secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza collega il secondo albero girevole con il secondo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale; una prima frizione collega il primo albero girevole con il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando o scollega il primo albero girevole dal primo o dal secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando; e una seconda frizione collega il secondo albero girevole con il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza o scollega il secondo albero girevole dal primo o dal secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza; per cui è commutata la direzione di rotazione del primo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale commutando la prima e la seconda frizione ed il numero di giri dell'elemento di ingranaggio del meccanismo differenziale collegato con il meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando è mantenuto maggiore di quello dell'elemento d’ingranaggio collegato con il meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza e la potenza circolante è trasmessa al meccanismo a puleggia a velocità variabile.
2. 2. Dispositivo di cambio di velocità continuo secondo la rivendicazione 1, in cui la prima frizione può collegare il primo albero girevole con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando, la seconda frizione può collegare il secondo albero girevole con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza e nella condizione di collegamento con entrambe le frizioni, il numero di giri del primo elemento d'ingranaggio del meccanismo differenziale diventa zero.
3. 3. Dispositivo di cambio di velocità continuo secondo la rivendicazione 2, in cui la semipuleggia fissa della seconda puleggia a velocità variabile comprende una parte di corpo principale montata in modo fisso e girevolmente sul secondo albero girevole ed una parte di semipuleggia collegata in modo mobile nella direzione assiale alla parte del corpo principale per mezzo di una parte filettata, un'innesto di puleggia è interposto tra la parte di corpo principale e la parte di semipuleggia per collegare e scollegare entrambe le parti, l’innesto di puleggia collega la parte di corpo principale con la parte di semipuleggia quando la prima frizione collega il primo albero girevole con il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando e la seconda frizione collega il secondo albero girevole con il primo od il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza ma rilascia il collegamento della parte di corpo principale e la parte di semipuleggia quando la prima frizione collega il primo albero girevole con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi della potenza di comando e la seconda frizione collega il secondo albero girevole con entrambi il primo ed il secondo meccanismo ad ingranaggi per la circolazione di potenza.
4. 4. Dispositivo di cambio di velocità continuo secondo la rivendicazione 2, in cui ognuna delle prima e seconda frizione ha un manicotto che scorre assialmente in presa con un dente scanalato formato sull'albero girevole, una coppia di ruote dentate costituenti una parte di una coppia di meccanismi ad ingranaggi che collegano la frizione con l'albero girevole, sono sopportati in modo girevole relativamente da alberi girevoli su entrambi i lati del manicotto, un dente scanalato impegnabile da parte del manicotto è formato in corrispondenza di ogni ruota dentata ed a seguito dello scorrimento del manicotto e del suo ingranamento con il dente scanalato della ruota dentata, l'albero girevole è collegato a o scollegato da uno od entrambi i meccanismi ad ingranaggi.
5. 5. Dispositivo di cambio di velocità continuo secondo la rivendicazione 3, in cui l'innesto di puleggia è provvisto di un organo mobile cilindrico avente un dente scanalato sulla sua periferia interna e scorrevole nella direzione assiale, detto dente scanalato è impegnabile da parte di un dente scanalato formato sulla parte di corpo principale e sulla parte di semipuleggia, e impegnando il dente scanalato con il dente scanalato della parte di corpo principale e sulla parte di semipuleggia a seguito di uno scorrimento assiale dell'organo mobile, si verificano il collegamento e lo scollega-mento della parte di corpo principale e della parte di semipuleggia .
6. 6. Dispositivo di cambio continuo di velocità secondo la rivendicazione 1, in cui il meccanismo differenziale è composto di un meccanismo ad ingranaggi a satelliti provvisto di un solare montato girevolmente sul terzo albero girevole, una pluralità di pignoni per ingranare con detto solare, un portatreno montato in modo fisso sul terzo albero girevole in modo da ruotare con esso e sopportante detti pignoni ed una corona dentata disposta sulla periferia esterna ed impegnabile da parte dei pignoni in corrispondenza della sua periferia interna .