ITCR20090043A1 - Organo di innesto bidirezionale con meccanismo di trasmissione del moto a molla elicoidale e innesco ad attrito - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

ORGANO DI INNESTO BIDIREZIONALE CON MECCANISMO DI TRASMISSIONE DEL MOTO A MOLLA ELICOIDALE E INNESCO AD ATTRITO

DESCRIZIONE

L’invenzione si rivolge al settore degli organi di innesto per la trasmissione selettiva bidirezionale di un moto rotatorio da un albero motore ad un albero condotto e viceversa, particolarmente adatti all’uso su macchine operatrici mobili e veicoli in genere.

Più nel dettaglio, l’invenzione riguarda un organo di innesto in cui il meccanismo di trasmissione principale del moto à ̈ realizzato mediante una molla sostanzialmente cilindrica con sviluppo elicoidale, disposta a cavallo dei due alberi, ove mezzi di innesco ad attrito selettivamente attivabili o disattivabili con mezzi di comando esterni, determinano il trascinamento delle due estremità di detta molla che, avvinghiandosi attorno a detti alberi, ne determina la rotazione all’unisono.

Dal brevetto US 4,440,280 à ̈ noto uno di questi dispositivi per l’uso in macchine fotocopiatrici. Un tale dispositivo presenta dei limiti e dei difetti che non lo rendono adatto all’uso su veicoli e macchine operatrici che devono trasferire elevate potenze, forze e coppie motrici tra i due alberi e che lavorano in movimento, avanzando su terreni anche molto sconnessi.

Nella domanda di brevetto N. CR2009A000031 a nome dello stesso inventore à ̈ descritto un organo d’innesto particolarmente adatto all’uso su mezzi mobili e veicoli in genere, che renda sicuro l’uso delle macchine per gli operatori, che non provochi azionamenti indesiderati dell’albero condotto, che non generi attriti, che sia affidabile, di semplice costruzione e che non richieda particolari interventi di manutenzione.

Tale organo di innesto comprende:

- un primo tamburo associato ad un albero motore;

- un secondo tamburo associato ad un albero condotto;

in cui detto primo e detto secondo tamburo hanno lo stesso diametro esterno e detti alberi motore e condotto sono coassiali nella direzione di un asse principale;

- una molla elicoidale di trasmissione disposta attorno ai due tamburi, avente una prima ed una seconda estremità;

- un primo manicotto disposto attorno a detta molla;

- un secondo manicotto girevolmente associato al primo manicotto;

- una flangia associata a detto primo tamburo;

- una leva di comando agente su detto secondo manicotto per spostare detti primo e secondo manicotto verso detta flangia che à ̈ atta a fungere da spallamelo per detti primo e secondo manicotto;

ove la prima estremità della molla elicoidale à ̈ fissata al primo manicotto e la seconda estremità à ̈ fissata al secondo tamburo e detto primo manicotto à ̈ scorrevolmente associato a detto albero condotto, in modo che non vi sia rotazione della molla e dei manicotti quando non c’à ̈ rotazione tra i due alberi.

L’organo d’innesto comprende inoltre una molla antagonista disposta tra detto secondo tamburo e detto primo manicotto atta a generare una forza diretta secondo l’asse di detti alberi motore e condotto, con verso che si oppone allo spostamento di detti primo e secondo manicotto verso detta flangia, in modo da evitare qualsiasi azionamento involontario dell’innesto, se questo à ̈ del tipo normalmente aperto.

Nonostante i numerosi vantaggi che presenta l’invenzione descritta nella suddetta domanda, permangono, per certe applicazioni, alcuni inconvenienti o aspetti che non vengono affrontati e risolti.

Il principale limite à ̈ che l’organo di innesto può trasmettere la totalità della coppia motrice solo in un senso, cioà ̈ solo dall’albero motore all’albero condotto, in pratica secondo il verso di avvolgimento della molla elicoidale di trasmissione. Solitamente tale limite non à ̈ grave se l’organo à ̈ utilizzato su macchine operatrici agricole tipo motozappe o motocoltivatori con trasmissione finale a vite senza fine irreversibile. In tali macchine, infatti, difficilmente si produce l’effetto “freno motore†, cioà ̈ il fenomeno per cui la coppia motrice agente sull’innesto non à ̈ diretta dal motore alla trasmissione, ma da questa al motore. Se viceversa l’innesto à ̈ utilizzato su mezzi di trasporto gommati o su motocoltivatori con trasmissione finale non a vite senza fine irreversibile, può succedere che, in discesa e con forti carchi, possano essere questi ultimi a dover cedere coppia al motore principale, ma poiché l’organo di innesto della suddetta domanda di brevetto non à ̈ in grado di lavorare in modo bidirezionale, non ci può essere trasmissione di coppia contraria al motore e l’operatore à ̈ necessariamente obbligato ad utilizzare anche i freni del mezzo per decelerare il veicolo stesso.

L’invenzione si propone di superare questi limiti, realizzando un organo d’innesto particolarmente adatto all’uso su mezzi mobili e veicoli in genere, che renda possibile il trasferimento inverso di coppia, cioà ̈ dall’albero condotto verso l’albero motore; che renda sicuro l’uso delle macchine per gli operatori; che non provochi azionamenti indesiderati dell’albero condotto; che non generi attriti; che sia affidabile, di semplice costruzione e che non richieda particolari interventi di manutenzione.

Tali scopi sono raggiunti con un organo di innesto bidirezionale con meccanismo di trasmissione del moto a molla elicoidale e innesco ad attrito, comprendente mezzi primari di trasmissione del moto da un albero motore ad un albero condotto, ove detti mezzi primari comprendono:

- un primo tamburo associato ad un albero motore;

- un secondo tamburo associato ad un albero condotto;

in cui detto primo e detto secondo tamburo hanno lo stesso diametro esterno e detti alberi motore e condotto sono coassiali nella direzione di un asse principale;

- una molla elicoidale principale di trasmissione, disposta attorno ai detti primo e secondo tamburo, avente una prima ed una seconda estremità,

ove detta molla elicoidale principale à ̈ avvolta in un senso tale da potersi avvinghiare a detti alberi quando deve trasmettere una coppia diretta dall’albero motore all’albero condotto;

- un primo manicotto disposto attorno a detta molla;

- un secondo manicotto girevolmente associato al primo manicotto;

- una flangia associata a detto primo tamburo;

- una leva di comando agente su detto secondo manicotto per spostare detti primo e secondo manicotto verso detta flangia che à ̈ atta a fungere da spallamento per detti primo e secondo manicotto;

ove la prima estremità della molla elicoidale principale à ̈ fissata al primo manicotto e la seconda estremità à ̈ fissata al secondo tamburo e detto primo manicotto à ̈ scorrevolmente associato a detto albero condotto, caratterizzato dal fatto che detto organo comprende mezzi secondari di trasmissione del moto dall’albero condotto verso l’albero motore, disposti tra detti alberi motore e condotto, atti ad attivarsi automaticamente quando si genera una coppia diretta dall’albero condotto verso l’albero motore.

Secondo un primo aspetto dell’invenzione detti mezzi secondari di trasmissione del moto dall’albero condotto verso l’albero motore comprendono una molla elicoidale secondaria, disposta a cavallo tra un terzo tamburo associato a detto albero motore ed un quarto tamburo associato a detto albero condotto, in cui detti terzo e quarto tamburo hanno lo stesso diametro, detta molla ha un diametro interno leggermente inferiore a quello di detti terzo e quarto tamburo ed à ̈ avvolta in senso contrario a quello della molla elicoidale principale di trasmissione.

Preferibilmente il diametro di detti terzo e quarto tamburo à ̈ inferiore a quello di detti primo e secondo tamburo.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, detti mezzi secondari di trasmissione del moto dall’albero condotto verso l’albero motore comprendono un arpionismo unidirezionale.

Secondo una variante preferita, detto arpionismo unidirezionale comprende un cuscinetto a ruota libera.

Secondo una variante ancor più preferita dell’invenzione, la molla elicoidale secondaria comprende una prima estremità fissata al terzo tamburo ed una seconda estremità fissata ad un terzo manicotto girevolmente associato al quarto tamburo e detto primo manicotto comprende un tampone ad anello coassiale a detto quarto tamburo, ove lo spostamento di detto primo manicotto determinato dalla leva di comando che agisce su detto secondo manicotto provoca un medesimo spostamento di detto tampone ad anello che di conseguenza si appoggia a detto terzo manicotto.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, detto terzo manicotto comprende un tampone in materiale ad elevato coefficiente d’attrito atto a cooperare con detto tampone ad anello.

Secondo un altro aspetto, i mezzi di collegamento tra detto primo manicotto e detto tampone ad anello comprendono una pluralità di perni a vite di registro atti a consentire la regolazione della distanza tra detto tampone ad anello e detto terzo manicotto.

L’invenzione presenta numerosi vantaggi:

- poiché la molla elicoidale principale di trasmissione à ̈ in grado di trasmettere solo coppie dirette dall’albero motore a quello condotto, grazie ai mezzi secondari di trasmissione di coppie dirette dall’albero condotto verso l’albero motore, l’innesto può funzionare in modo bidirezionale, consentendo alla macchina nella quale à ̈ inserito, di sfruttare il “freno motore†per assorbire tali coppie contrarie a quelle motrici principali;

- grazie al fatto che i mezzi secondari di trasmissione si attivano automaticamente quando si genera una coppia diretta dall’albero condotto all’albero motore, l’utilizzatore non deve compiere alcuna azione per il loro comando;

- grazie al fatto che detti mezzi secondari di trasmissione sono esclusivamente di tipo meccanico, non sono necessari impianti elettrici ausiliari di comando e controllo;

- grazie al fatto che, in una variante preferita dell’invenzione, detti mezzi secondari di trasmissione possono essere selettivamente disattivati dall’operatore agendo sulla leva di comando, la trasmissione della coppia dall’albero condotto all’albero motore può essere interrotta o sospesa provvisoriamente, per evitare ad esempio che il motore si spenga o per consentire il cambio di marcia;

- grazie ai due distinti meccanismi che trasmettono la coppia motrice e la coppia frenante, à ̈ possibile tarare, in relazione alle caratteristiche costruttive, le due coppie, rendendole una diversa dall’altra, con benefici notevoli sotto ogni aspetto, ad esempio per sviluppare una coppia frenante maggiore di quella motrice, ecc.;

- grazie all’indipendenza dei due meccanismi di trasmissione della coppia motrice e di quella frenante, sarebbe possibile anche delegare la trasmissione del moto principale, dall’albero motore all’albero condotto, alla molla secondaria e viceversa.

I vantaggi dell’invenzione saranno maggiormente evidenti nel seguito, in cui vengono descritte modalità preferite di realizzazione, a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto delle figure, dove: le Figg. 1 e 2 rappresentano, in sezione secondo un piano longitudinale, un organo di innesto bidirezionale con meccanismo di trasmissione del moto a molla elicoidale ed innesco ad attrito secondo l’invenzione, raffigurato rispettivamente in condizioni di apertura e chiusura della trasmissione principale, ma sempre in condizioni di trasmissione della coppia dall’albero condotto all’albero motore;

la Fig. 3 rappresenta, in sezione secondo un piano longitudinale, una variante dell’invenzione in cui gli alberi motore e condotto sono collegati da un cuscinetto a ruota libera;

la Fig. 4 rappresenta, in sezione trasversale parziale, un particolare interno del cuscinetto a ruota libera di Fig. 3;

la Fig. 5 rappresenta, in sezione parziale secondo un piano longitudinale, una variante più complessa dell’organo di innesto bidirezionale, illustrata in condizioni di non trasmissione del moto tra i due alberi.

Tutte le figure illustrano una variante dell’organo di innesto bidirezionale del tipo normalmente chiuso.

Con riferimento in particolare alle Figg. 1-2, à ̈ mostrato organo di innesto bidirezionale con meccanismo di trasmissione del moto a molla elicoidale e innesco ad attrito, rispettivamente in condizioni di apertura e chiusura del sistema di trasmissione principale, comprendente un primo tamburo 1 associato ad un albero motore 2 ed un secondo tamburo 3 associato ad un albero condotto 4, in cui detti primo e secondo tamburo hanno lo stesso diametro esterno e detti alberi motore e condotto sono coassiali, cioà ̈ sono disposti lungo uno stesso asse X.

L’organo di innesto bidirezionale comprende un meccanismo di trasmissione principale di una coppia motrice Cmtra l’albero motore 2 e l’albero condotto 4, ove detto meccanismo di trasmissione principale comprende una molla elicoidale 5 disposta attorno ai due tamburi 1 e 3, un primo manicotto 6 disposto attorno a detta molla 5, scorrevolmente associato a detto albero condotto 4, un secondo manicotto 7 girevolmente associato al primo manicotto 6, una flangia 8 associata a detto primo tamburo 1 , una leva di comando 9 agente su detto secondo manicotto 7 per spostare detti primo e secondo manicotto verso detta flangia 8, in contrasto con una forza elastica resistente generata da una molla antagonista 18.

La molla elicoidale 5 à ̈ realizzata con filo a sezione sostanzialmente quadra e comprende una prima estremità 10 fissata a detto primo manicotto 6 ed una seconda estremità 11 fissata a detto secondo tamburo 3.

La molla principale 5 à ̈ avvolta in modo concorde al senso di rotazione dell’albero motore ed à ̈ perciò in grado di serrarsi avvinghiandosi sui tamburi 1 e 3 quando la coppia Cmdeve passare dall’albero motore 2 all’albero condotto 4. Viceversa la molla 5 si rilascia, allargando il suo diametro ed allontanandosi dai tamburi 1 e 3, quando una coppia frenante Cbdeve passare dall’albero condotto 4 all’albero motore 2.

Il primo manicotto 6 à ̈ girevolmente associato al primo tamburo 1 per effetto di un cuscinetto a sfere 12 interposto tra di essi. Detto cuscinetto a sfere 12 può essere omesso nel caso in cui non si preveda contatto tra il primo manicotto 6 ed il primo tamburo 1.

Il secondo manicotto 7 Ã ̈ girevolmente associato al primo manicotto 6 per effetto di un cuscinetto a sfere 13 interposto tra di essi.

La flangia 8 comprende un piano 14 di spallamento, cui può essere applicato un tampone 15 di materiale ad alto coefficiente d’attrito, ad esempio gomma, atto a cooperare per strisciamento con un piano di contatto corrispondente 16, ad esso affacciato, appartenente al primo manicotto 6. I piani 14 e 16 formano con l’asse X un angolo che può essere di 90° circa, come illustrato, oppure di ampiezza diversa.

In alternativa il tampone 15 può essere applicato al piano di contatto 16.

La leva di comando 9 à ̈ girevolmente associata ad un perno fisso 17 ed à ̈ spinta da mezzi elastici 38, in modo da poter trasmettere una forza sul secondo manicotto 7 diretta lungo l’asse X e con verso tale da provocare lo spostamento dei manicotti 6 e 7 verso la flangia 8, così da rendere l’organo di innesto normalmente chiuso. Mezzi di azionamento 37, contrari alla forza esercitata dalla molla 38, sui quali l’operatore può agire a sua discrezione, consentono di aprire l’innesto stesso.

Tra il secondo tamburo 3 ed il primo manicotto 6 Ã ̈ interposta una molla antagonista 18, atta a generare detta forza elastica resistente che si oppone allo spostamento di detti primo e secondo manicotto verso detta flangia 8.

Tra il primo tamburo 1 ed il secondo tamburo 3 à ̈ interposto un cuscinetto 19, atto a garantire il centraggio dei componenti lungo l’asse principale X ed a consentire la rotazione reciproca senza strisciamento tra i due organi quando la trasmissione à ̈ aperta.

L’organo di innesto bidirezionale comprende inoltre un meccanismo di trasmissione secondario di una coppia frenante Cbtra l’albero condotto 4 e l’albero motore 2, ove detto meccanismo di trasmissione secondario comprende, con riferimento alle Figg. 1 e 2, una molla elicoidale secondaria 20, un terzo tamburo 21 associato a detto albero motore ed un quarto tamburo 22 associato a detto albero condotto 4, ove detti tamburi 21 e 22 hanno lo stesso diametro, che à ̈ inferiore a quello dei tamburi 2 e 3 e sono ad essi coassiali.

La molla elicoidale secondaria 20 à ̈ disposta a cavallo tra detti tamburi 21 e 22, ha un diametro interno leggermente inferiore a quello di detti tamburi e risulta perciò sempre chiusa su di essi, ma non serrata. Detta molla à ̈ avvolta in senso contrario a quello della molla principale 5.

Con riferimento alle Figg. 3 e 4, à ̈ illustrata una variante ancor più semplificata dell’organo di trasmissione bidirezionale, in cui il meccanismo di trasmissione secondario comprende mezzi meccanici ad arpionismo unidirezionale disposti tra l’albero motore e l’albero condotto.

Nell’esempio illustrato, detti mezzi meccanici ad arpionismo unidirezionale comprendono un cuscinetto a ruota libera 23, in sostituzione del cuscinetto a sfere 19 disposto tra il primo tamburo 1 dell’albero motore 2 ed il secondo tamburo 3 dell’albero condotto 4, provvisto di arpioni 24 solidali all’albero condotto 4 atti a cooperare, quando la coppia Cbpassa dall’albero condotto 4 all’albero motore 2, con i denti di una corona dentata 25 associata a detto albero motore 2.

In particolare, la corona dentata 25 à ̈ fissata ad un prolungamento 26 del primo tamburo 1 mediante una chiavetta 27 e gli arpioni 24 sono imperniati su un anello 28, a sua volta fissato all’interno del secondo tamburo 3 mediante una chiavetta 29.

Con riferimento alla Fig. 5, à ̈ illustrata una variante più complessa dell’organo di trasmissione bidirezionale, che permette di interrompere il passaggio di coppia tra l’albero condotto e l’albero motore.

Tale variante comprende, oltre ai componenti già illustrati descrivendo le Figg. 1 e 2, un terzo manicotto 30 girevolmente associato al quarto tamburo 22 ed un tampone ad anello 31 fissato al primo manicotto 6 e scorrevolmente associato al quarto tamburo 22. La molla secondaria 20 comprende una prima estremità 32 associata stabilmente al terzo tamburo 21 ed una seconda estremità 33 associata stabilmente ai terzo manicotto 30.

Il terzo manicotto 30 comprende un tampone 34 in materiale ad elevato coefficiente d’attrito, affacciato a detto tampone ad anello 31 e atto a cooperare con esso per essere trascinato in rotazione.

In alternativa il tampone 34 potrà essere associato al tampone ad anello 31.

Il tampone ad anello 31 à ̈ associato al primo manicotto 6 mediante una pluralità di perni a vite 35, che scorrono liberamente in corrispondenti fori 36 presenti sul tamburo 3.

Tali perni a vite 35 fungono anche da registro per consentire di regolare la distanza S tra detto tampone ad anello 31 e detto tampone 34, in modo che sia uguale alla distanza S tra le superfici che devono venire in contatto del tampone 15 e del piano 16.

La corretta registrazione della distanza S permette che, con un solo spostamento del secondo manicotto 7 tramite la leva di comando 9, si provochi il contatto contemporaneo tra il tampone 15 e il piano di contatto 16 e tra il tampone ad anello 31 ed il tampone 34.

Nel caso di organo di innesto bidirezionale con meccanismo di trasmissione del moto a molla elicoidale e innesco ad attrito, del tipo normalmente chiuso, come quello illustrato, oltre a comprendere tutti i componenti già descritti in precedenza e con le medesime funzioni, à ̈ previsto un meccanismo comprendente una molla di chiusura 38 agente sulla leva di comando 9 in modo continuo, con una forza superiore a quella data dalla somma tra la forza esercitata dalla molla antagonista 18 e quella minima necessaria all’innesco dell’organo stesso, in modo da mantenere costantemente in contatto tra loro la flangia 8 ed il primo manicotto 6, garantendo una presa continua all’organo di trasmissione stesso.

L’operatore potrà agire con mezzi esterni 37, ad esempio del tipo a pedale, in modo da trasmettere sulla leva 9 una forza di trazione che, opponendosi alla forza generata dalla molla di chiusura 38, possa provocare la separazione tra la flangia 8 ed il primo manicotto 6, ed il conseguente disinnesco dell’organo di trasmissione.

Anche in questa variante dell’invenzione la forza esterna da applicare per disinnescare l’organo di trasmissione può essere molto piccola e in pratica indipendente dalla forza trasmessa tra i due alberi. Il funzionamento dell’organo di innesto à ̈ il seguente.

Ci si riferirà in un primo tempo alle varianti illustrate nelle Figg. 1 e 2.

Nel caso di innesto normalmente aperto e trasmissione della coppia Cmdall’albero motore 2 all’albero condotto 4, all’avviamento del motore il tamburo 1, collegato all’albero motore 2, entra in rotazione assieme alla flangia 8, mentre il tamburo 3, l’albero condotto 4, la molla 5, il primo manicotto 6, il secondo manicotto 7 ed i componenti ad essi collegati rimangono fermi. La molla elicoidale 20, chiusa sui tamburi 21 e 22, striscia sugli stessi, ma senza avvinghiarsi ad essi, per effetto del senso di avvolgimento delle spire prescelto. Allorché con la leva di comando 9 si esercita sul secondo manicotto 7 una forza idonea, parallelamente alla direzione dell’asse di rotazione X, cioà ̈ tale da vincere la forza resistente rappresentata dalla forza elastica sviluppata dalla molla antagonista 18, si determina uno spostamento assiale del primo manicotto 6 fino a che il piano di contatto 16 viene a toccare il tampone 15 eventualmente associato al piano di spallamento 14 della flangia 8.

Poiché la flangia 8 à ̈ in rotazione continua assieme all’albero motore 2, essa tende a trascinare in rotazione il primo manicotto 6 per effetto della forza d’attrito che si genera tra il tampone 15 ed il piano di spinta 16. La rotazione del primo manicotto 6 provoca la rotazione del primo estremo 10 della molla elicoidale 5, che di conseguenza si chiude stringendo tra le sue spire i due tamburi di uguale diametro esterno 1 e 3, essendo il senso di avvolgimento della molla 5 concorde con il senso di rotazione dell’albero motore 2.

La chiusura così ottenuta rende solidali l’albero motore 2 e l’albero condotto 4 e li costringe a ruotare con la stessa velocità angolare, in un tempo transitorio che dipende dal carico agente sull’albero condotto 4 e dalle caratteristiche geometriche e dei materiali della molla 5, dei tamburi 1 e 3, del tampone 15, della superficie di spinta 16, ecc..

Terminato il transitorio, anche la molla 20 ruoterà all’unisono con i due alberi 2 e 4, senza più strisciare sui tamburi 21 e 22.

Allo stesso modo si comporta il cuscinetto a ruota libera 23 della variante illustrata nelle Figg. 3 e 4. Nel transitorio iniziale gli arpioni 24 salteranno sui denti della corona dentata 25, poi ruoteranno all’unisono con essa.

Quando la leva di comando 9 non esercita più alcuna forza di spinta sul secondo manicotto 7, la superficie di spinta 16 si stacca dal tampone 15, grazie anche alla forza elastica di richiamo generata dalla molla antagonista 18, la molla elicoidale 5 tende a riallargarsi ed a rendere perciò nuovamente indipendente la rotazione dell’albero motore 2 dall’albero condotto 4, che si fermerà in breve tempo solo quando non ci sarà più alcuna coppia frenante Cb, quando cioà ̈ la molla secondaria 20 potrà nuovamente rilasciare i tamburi 21 e 22. La peculiarità dell’organo d’innesto sta nel fatto che la forza tangenziale T0necessaria a chiudere la molla 20 attorno ai due tamburi 21 e 22, cioà ̈ quella necessaria a provocare l’innesco del meccanismo di trasmissione secondario, à ̈ molto bassa ed à ̈ sufficiente l’attrito tra la molla 20 ed il tamburo 22 a generarla.

La forza T0da esercitare al primo estremo della molla 20, che à ̈ pari alla forza di innesco, à ̈ espressa dalla formula seguente:

T = Ï„ M

ove:

T0à ̈ la forza d’innesco;

TMà ̈ la forza massima agente sulla spira centrale della molla 20; f à ̈ il coefficiente d’attrito tra la superficie interna della molla 20 e la superficie esterna del tamburo 22 (se entrambe sono in ferro, vale circa 0,2);

n à ̈ il numero delle spire contate da quella centrale.

Osservando la formula à ̈ evidente che più spire separano la spira centrale della molla 20 dalla sua periferia, minore sarà la forza necessaria aN’azionamento del meccanismo di trasmissione secondaria dell’innesto, perchà ̈ il valore delle forze agenti sulle singole spire decresce dal centro verso la periferia con legge esponenziale, e tale forza To può essere enormemente inferiore a quella TMche determina il valore della coppia Cbda trasmettere.

Nel caso di innesto normalmente chiuso, come quello illustrato nelle Figg. 1-5, l’organo agisce come una qualsiasi frizione di una trasmissione meccanica tra alberi rotanti, in cui l’albero condotto à ̈ sempre in rotazione all’unisono con l’albero motore.

Se i due alberi devono essere scollegati, ad esempio per fermare il veicolo, o per cambiare marcia, o per togliere potenza agli utensili da lavoro, à ̈ sufficiente esercitare sulla leva di comando 9, tramite i mezzi di azionamento esterni 37, una forza adeguata a vincere le forze elastiche opposte dei mezzi elastici 38, in modo da provocare il distacco del primo manicotto 6 dalla flangia 8 ed il conseguente disinnesco dell’organo di innesto.

Nel caso di innesto aperto o chiuso e trasmissione di una coppia frenante Cbdall’albero condotto 4 all’albero motore 2, nel transitorio iniziale l’albero condotto 4 tende a ruotare con una velocità angolare maggiore di quella dell’albero motore 2. Tale circostanza provoca l’insorgere di una forza d’attrito To sull’estremo della molla secondaria 20 associata al tamburo 22 che determina il serraggio della molla stessa sui tamburi 22 e 23 consentendo, a fine transitorio, la rotazione all’unisono degli alberi 4 e 2 ed il trasferimento della coppia Cbtra di essi. Grazie all’avvolgimento contrario della molla 20 rispetto alla molla principale 5, lo stesso transitorio che permette alla molla 20 di avvinghiare i tamburi 21 e 22, permette alla molla 5 di aprirsi, svincolando tra loro gli organi appartenenti al meccanismo di trasmissione principale.

Analogamente, nella variante illustrata nelle Figg. 3 e 4, il cuscinetto a ruota libera 23, durante il transitorio iniziale di trasferimento della coppia frenante Cb, entra subito in presa grazie agli arpioni 24 che agganciano i denti della ruota dentata 25, permettendo il trasferimento immediato della coppia.

Riferendosi ora alla variante illustrata in Fig. 5, il funzionamento à ̈ il seguente.

All’avviamento dell’albero motore tutto funziona come già descritto per le altre varianti dell’invenzione.

Nel caso di trasmissione normalmente aperta, non illustrata, quando l’operatore agisce sulla leva di comando 9 per determinare la chiusura dell’innesto, provoca, oltre al movimento degli organi di trasmissione collegati alla molla principale 5, anche il contatto tra il tampone ad anello 31 ed il tampone 34 associato al terzo manicotto 30, preparando la molla secondaria 20 ad intervenire, nel caso si dovesse trasferire una coppia frenante Cbtra l’albero condotto 4 e l’albero motore 2.

In particolare, per effetto dei collegamenti tra le estremità 32 e 33 della molla secondaria 20 con il terzo tamburo 21 ed il terzo manicotto 30, la molla stessa ruota all’unisono con la stessa velocità angolare dell’albero motore.

Riassumendo, la rotazione dell’albero motore 2 trascina in rotazione anche la molla secondaria 20, che a sua volta trascina in rotazione il terzo manicotto 30.

Quando il tampone ad anello 31 che à ̈ inizialmente fermo, si unisce al tampone di attrito 34 che ruota come l’albero motore 2, la molla secondaria 20 si innesca e resta aderente, ma solo aderente, al terzo tamburo 21 dell’albero motore 2 ed al quarto tamburo 22 dell’albero condotto 4.

Ciò avviene in contemporanea al serraggio sul primo tamburo 1 e sul secondo tamburo 3 della molla principale 5, che perciò provoca la trasmissione del moto e la rotazione alla stessa velocità angolare dell’albero motore 2 e dell’albero condotto 4, ma anche di tutto il gruppo associato alla molla secondaria 20.

Fino a quando à ̈ il motore a trasmettere coppia all’albero condotto, lavora la molla principale 5 e la molla secondaria 20-non trasmette alcuna coppia, ma quando la direzione della coppia si inverte, cioà ̈ passa dall’albero condotto all’albero motore, allora la molla secondaria si serra sul terzo e sul quarto tamburo, determinando la trasmissione di una coppia Cbdall’albero condotto all’albero motore (freno motore).

Se la leva di comando 9 cessa di agire sul secondo manicotto 7, tutto si interrompe e le due molle 5 e 20 tornano ad essere svincolate dai rispettivi tamburi, non trasmettendo più alcuna coppia in alcuna direzione.

Analoghe considerazioni, mutatis mutandis, valgono nel caso di innesto e trasmissione normalmente chiusi, proprio come il caso illustrato in Fig. 5.

Come à ̈ evidente al tecnico del ramo, l’invenzione à ̈ stata descritta facendo riferimento a titolo esemplificativo a macchine operatrici e veicoli in movimento, ma potrà essere utilizzata in tutte quelle applicazioni in cui occorre avere un organo d’innesto normalmente aperto o normalmente chiuso di facile azionamento, sempre raggiungendo i vantaggi che sono stati più sopra evidenziati.

Naturalmente, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire daN’ambito della presente invenzione, così come descritto,

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Organo di innesto bidirezionale con meccanismo di trasmissione del moto a molla elicoidale e innesco ad attrito, comprendente mezzi primari di trasmissione del moto da un albero motore ad un albero condotto, ove detti mezzi primari comprendono: - un primo tamburo (1) associato ad un albero motore (2); - un secondo tamburo (3) associato ad un albero condotto (4); in cui detto primo e detto secondo tamburo (1, 3) hanno lo stesso diametro esterno e detti alberi motore (2) e condotto (4) sono coassiali nella direzione di un asse principale (X); - una molla (5) elicoidale principale di trasmissione, disposta attorno ai detti primo e secondo tamburo (1, 3), avente una prima ed una seconda estremità (10, 11), ove detta molla (5) elicoidale principale à ̈ avvolta in un senso tale da potersi avvinghiare a detti alberi quando deve trasmettere una coppia Cmdiretta dall’albero motore (2) all’albero condotto (4); - un primo manicotto (6) disposto attorno a detta molla (5); - un secondo manicotto (7) girevolmente associato al primo manicotto (6); - una flangia (8) associata a detto primo tamburo (1 ); - una leva di comando (9) agente su detto secondo manicotto (7) per spostare detti primo e secondo manicotto (6, 7) verso detta flangia (8) che à ̈ atta a fungere da spallamento per detti primo e secondo manicotto (6, 7); ove la prima estremità (10) della molla (5) elicoidale principale à ̈ fissata al primo manicotto (6) e la seconda estremità (11) à ̈ fissata al secondo tamburo (3) e detto primo manicotto (6) à ̈ scorrevolmente associato a detto albero condotto (4), caratterizzato dal fatto che detto organo comprende mezzi secondari (20, 23) di trasmissione del moto dall’albero condotto (4) verso l’albero motore (2), disposti tra detti alberi motore (2) e condotto (4), atti ad attivarsi automaticamente quando si genera una coppia Cbdiretta dall’albero condotto (4) verso l’albero motore (2).
2. 2. Organo di innesto secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi secondari di trasmissione del moto dall’albero condotto (4) verso l’albero motore (2) comprendono una molla (20) elicoidale secondaria, disposta a cavallo tra un terzo tamburo (21) associato a detto albero motore (2) ed un quarto tamburo (22) associato a detto albero condotto (4), in cui detti terzo e quarto tamburo (21, 22) hanno lo stesso diametro, detta molla (20) ha un diametro interno leggermente inferiore a quello di detti terzo e quarto tamburo ed à ̈ avvolta in senso contrario a quello della molla (5) elicoidale principale di trasmissione.
3. 3. Organo di innesto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il diametro di detti terzo e quarto tamburo (21, 22) Ã ̈ inferiore a quello di detti primo e secondo tamburo (1, 3).
4. 4. Organo di innesto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi secondari di trasmissione del moto dall’albero condotto (4) verso l’albero motore (2) comprendono un arpionismo unidirezionale.
5. 5. Organo di innesto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto arpionismo unidirezionale comprende un cuscinetto a ruota libera (23).
6. 6. Organo di innesto secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto cuscinetto a ruota libera (23) comprende arpioni (24) associati all’albero condotto (4) ed una ruota dentata (25) associata all’albero motore (2).
7. 7. Organo di innesto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la molla elicoidale secondaria (20) comprende una prima estremità (32) fissata al terzo tamburo (21) ed una seconda estremità (33) fissata ad un terzo manicotto (30) girevolmente associato al quarto tamburo (22) e detto primo manicotto (6) comprende un tampone ad anello (31) coassiale a detto quarto tamburo (22), ove lo spostamento di detto primo manicotto (6) determinato dalla leva di comando (9) che agisce su detto secondo manicotto (7) provoca un medesimo spostamento di detto tampone ad anello (31) che di conseguenza si appoggia a detto terzo manicotto (30).
8. 8. Organo di innesto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto terzo manicotto (30) comprende un tampone (34) in materiale ad elevato coefficiente d’attrito, atto a cooperare con detto tampone ad anello (31).
9. 9. Organo di innesto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il collegamento tra detto primo manicotto (6) e detto tampone ad anello (31) comprende una pluralità di perni a vite (35) fungenti da mezzi di registro atti a consentire la regolazione della distanza tra detto tampone ad anello (31) e detto terzo manicotto (30).
10. 10. Macchina caratterizzata dal fatto di comprendere un organo di innesto bidirezionale secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti.