ITMI20121493A1 - Cambio a ingombro ridotto - Google Patents

Description

CAMBIO A INGOMBRO RIDOTTO

La presente invenzione si riferisce ad un cambio a ingombro ridotto.

Attualmente nel campo dei cambi motoristici esistono tutta una serie di soluzioni, le più disparate, che, pur funzionando egregiamente, presentano nel contempo anche alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente à ̈ quello relativo alla complessità costruttiva dovendosi prevedere tutta una serie di forcelle, aste di scorrimento, manicotti scorrevoli, sedi, innesti, gruppi complessi per lo spostamento delle forcelle, ecc., solo per citare una parte dei componenti attualmente usati il più delle volte.

Una tale complessità costruttiva, oltre a richiedere investimenti per la produzione dei vari elementi del cambio e degli elementi ad esso correlati, comporta anche tempo per il montaggio e la messa a punto di una correlazione complessa tra le parti in gioco.

Si deve anche sottolineare che, ad esempio, la presenza delle forcelle nel cambio comporta vincoli di perfetta ortogonalità rispetto all’asse degli alberi.

In caso contrario, e il più delle volte accade così, si creano perdite per attrito di strisciamento tra le pareti laterali e la sede dei manicotti scorrevoli corrispondenti. Ne deriva in maniera immediata una perdita nel potenziale rendimento del cambio.

Non da ultimo si deve anche osservare che la presenza degli innesti dei manicotti scorrevoli e degli ingranaggi corrispondenti crea un notevole ingombro assiale.

E questo maggiore ingombro avviene soprattutto nel caso si abbia un gruppo a "doppia frizione" che va ad aggiungersi agli ingombri propri del cambio, comportando un ingombro eccessivo del gruppo cambiofrizione.

Si à ̈ anche avuto modo di rilevare nei gruppi noti di questo tipo che non sempre si realizza la rapidità di cambio di marcia che potrebbe essere necessaria.

In particolare, il problema potrebbe manifestarsi nel caso di un rapido quanto brusco cambiamento di marcia, reso necessario dalle condizioni della strada o del traffico. Infatti, in questo caso, si può richiedere l'innesto del rapporto che in quel momento non sarebbe normalmente previsto.

La naturale conseguenza à ̈ che si debba fare ricorso ad una rapida scalata di marce, che comunque comporta tempi minimi fissi. In particolare, questa necessità à ̈ richiesta maggiormente su un motociclo, ad esempio a causa dello stile di guida sportivo adottato dai suoi utilizzatori. Ad esempio, in un percorso misto, viene spesso richiesta la scalata delle marce in curva: il che comporta una certa difficoltà.

La scalata rapida e inattesa delle marce potrebbe anche essere necessaria su autoveicoli, soprattutto in condizioni di emergenza.

Attualmente tutto ciò risulta complicato e difficilmente attuabile.

Scopo generale della presente invenzione à ̈ quello di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un cambio che elimini tutta le serie di forcelle, aste di scorrimento, manicotti scorrevoli, sedi e innesti sugli ingranaggi, tamburo "desmodromico" per lo spostamento delle forcelle, e altri elementi presenti nei cambi usuali.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un cambio che abbia una estrema compattezza assiale rispetto a quelli esistenti.

Ancora un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un cambio che abbia la massima scorrevolezza, eliminando o comunque minimizzando ogni attrito di strisciamento tra le parti, e che presenti il maggior rendimento possibile.

Non ultimo scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un cambio meccanicamente molto semplice e funzionale.

In vista degli scopi suddetti, secondo la presente invenzione, si à ̈ pensato di realizzare un cambio a ingombro ridotto avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate.

Le caratteristiche strutturali e funzionali della presente invenzione ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora più chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, che mostrano alcune forme di realizzazione di un cambio a ingombro ridotto realizzato secondo l’invenzione stessa integrato o meno con singola o doppia frizione.

Nei disegni:

- la figura 1 à ̈ una vista schematica in sezione longitudinale di una prima forma di realizzazione di un cambio a ingombro ridotto realizzato secondo l’invenzione disposto in posizione folle nel caso di abbinamento ad una doppia frizione;

- la figura 2 Ã ̈ uno schema a blocchi che mostra come avvenga la gestione del cambio di figura 1 in una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 3 à ̈ una vista in alzata laterale di albero secondario, albero con camme e relativo mozzo di innesto dei vari rapporti appartenente al cambio di figura 1 dell’invenzione;

- la figura 4 à ̈ una vista schematica in sezione longitudinale dell’albero secondario, albero a camme e mozzo di innesto secondo la traccia IV-IV di figura 3; - la figura 5 à ̈ una sezione trasversale in corrispondenza della traccia V-V di figura 3;

- la figura 6 Ã ̈ una vista schematica in sezione longitudinale simile a quella mostrata in figura 1 nella quale si ha la prima marcia innestata e la seconda marcia pronta ad essere innestata;

- le figure 7 e 8 mostrano sezioni trasversali ricavate sulla sezione di figura 6 rispettivamente in corrispondenza della prima marcia innestata e della seconda marcia pronta ad essere innestata;

- la figura 9 Ã ̈ una vista schematica in sezione longitudinale simile a quella mostrata in figura 1 nella quale si ha la seconda marcia innestata e la prima e la terza marcia pronte ad essere innestate;

- la figura 10 mostrano una sezione trasversale ricavata sulla sezione di figura 9 rispettivamente in corrispondenza della seconda marcia innestata;

- le figure 11 e 12 mostrano sezioni trasversali ricavate sulla sezione di figura 9 rispettivamente in corrispondenza della prima marcia e della terza marcia pronte ad essere innestate;

- la figura 13 à ̈ una vista schematica in sezione longitudinale di una seconda forma di realizzazione di un cambio a ingombro ridotto realizzato secondo l’invenzione disposto in posizione folle nel caso di abbinamento ad una singola frizione;

- la figura 14 à ̈ uno schema a blocchi che mostra come avvenga la gestione del cambio dell’invenzione nella forma di realizzazione di figura 13;

- la figura 15 Ã ̈ una vista schematica in sezione longitudinale simile a quella mostrata in figura 13 nella quale si ha la prima marcia innestata e la seconda marcia pronta ad essere innestata;

- le figure 16 e 17 mostrano sezioni trasversali ricavate sulla sezione di figura 15 rispettivamente in corrispondenza della prima marcia innestata e della seconda marcia pronta ad essere innestata;

- la figura 18 Ã ̈ una vista schematica in sezione longitudinale simile a quella mostrata in figura 13 nella quale si ha la seconda marcia innestata e la prima e la terza marcia pronte ad essere innestate;

- la figura 19 mostrano una sezione trasversale ricavata sulla sezione di figura 18 rispettivamente in corrispondenza della seconda marcia innestata;

- le figure 20 e 21 mostrano sezioni trasversali ricavate sulla sezione di figura 18 rispettivamente in corrispondenza della prima marcia e della terza marcia pronte ad essere innestate.

Con riferimento alle figure, viene illustrato un gruppo cambio a ingombro ridotto secondo la presente invenzione associato ad una doppia frizione in una sua forma di realizzazione complessa.

Il cambio prevede una coppia di alberi primari 11, 12, disposti coassiali tra loro. Ognuno di questi alberi primari 11, 12, reca solidale una rispettiva frizione 13, 14, anch’essa coassiale agli alberi primari 11, 12, collocata in corrispondenza di una estremità del rispettivo albero primario 11, 12. Ciascuna frizione 13, 14 à ̈ attuabile in modo indipendente tramite un rispettivo condotto dell’olio 15, 16. Più precisamente, un primo condotto 15, ricavato assialmente e radialmente nel primo albero primario 11, determina l’olio con un percorso in parte assiale in parte radiale verso una camera 17 nella quale à ̈ disposto un rispettivo piatto spingi-disco 18. In modo equivalente speculare, un secondo condotto 16, anch’esso ricavato assialmente e radialmente nel primo albero primario 11, determina l’olio con un percorso in parte assiale in parte radiale verso una camera 19 nella quale à ̈ disposto un rispettivo piatto spingi-disco 20. I piatti spingi-disco 18, 20 vengono fatti muovere assialmente dalla pressione dell’olio in arrivo dai due canali 15, 16 separati, come detto ricavati all’interno del più interno 11 dei due alberi primari 11, 12. I piatti spingi-disco 18, 20 comandano selettivamente in tal modo la compattazione di due serie di dischi conduttori 21, 22, solidali ad una campana esterna 23, coassiale e solidale a sua volta ad un ingranaggio di trasmissione 24. Questo ingranaggio di trasmissione 24 riceve il moto di rotazione da un pignone (non mostrato) che à ̈ solidale e coassiale con l’albero motore 78 (figura 2). In tal modo, il moto del gruppo termico arriva alla trasmissione.

Due serie di dischi condotti 25, 26, atti a collaborare con le due serie di dischi conduttori 21, 22, rispetto alle quali serie sono interposti, sono vincolati a due mozzi 27, 28 a loro volta vincolati rispetto ai corrispondenti alberi primari 11, 12.

Di conseguenza, l'invio dell'olio rispettivamente in uno dei due canali 15 o 16 provoca lo spostamento, alternativamente, dello spingi-disco 18 o 20. Lo spingi-disco 18 o 20, tramite la pressione dell'olio, provoca una spinta assiale su una delle due serie di dischi conduttori e condotti 21, 25 o 22, 26 permettendo, tramite l'attrito, il trasferimento della coppia motrice in uno dei due alberi primari 11, 12.

Il primo albero primario 11, attuato in rotazione dalla frizione 13 (frizione marce dispari), reca ingranaggi primari 30, 31, 32 di marce dispari (prima, terza e quinta) e il secondo albero primario 12, attuato in rotazione dalla frizione 14 (frizione marce spari), reca ingranaggi primari 33, 34, 35 di marce pari (seconda, quarta e sesta).

Ulteriormente, secondo l’invenzione, si prevede un albero secondario 36, disposto parallelo ai due alberi primari 11, 12, che reca tutta le serie di ingranaggi secondari 37, 38 e 39 di marce dispari e 40, 41 e 42 di marce pari. Tali ingranaggi secondari 37, 38 e 39 di marce dispari e 40, 41 e 42 di marce pari sono attivabili in impegno con i rispettivi ingranaggi primari 30, 31, 32 di marce dispari e 33, 34, 35 di marce pari dei due alberi primari 11, 12 tramite un particolare albero con camme 43.

Questo albero con camme 43 à ̈ disposto coassiale al citato albero secondario 36, che à ̈ cavo, e reca camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, almeno una per ciascuna marcia dispari e pari, disposte angolarmente sfalsate tra loro ad elica. Nell’esempio mostrato nelle figure, esemplificativo e non limitativo, tali camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, sono in numero di tre per ciascuna marcia dispari e per ciascuna marcia pari, sono disposte in uno stesso piano trasversale e sono tra loro interspaziate perimetralmente nel piano a 120° l’una dall’altra. In ogni caso le singole camme superficiali di ciascuna marcia diversa sono disposte distanziate assialmente e angolarmente sfalsate l’una dall’altra di un angolo α, nell’esempio di 15°. Questa disposizione permette che le camme di una marcia sola alla volta possano essere portate in corrispondenza di uno degli ingranaggi secondari 37, 38 e 39 di marce dispari e 40, 41 e 42 di marce pari, disposti sull'albero secondario 36.

Più precisamente, si deve notare che sia l’albero con camme 43 che l’albero secondario 36 sono rotanti coassialmente.

Infatti, un attuatore 44, nell’esempio mostrato nella sua parte finale sotto forma di forcella di innesto dei rapporti, à ̈ vincolato e comanda una estensione o un mozzo 45, spostabile avanti ed indietro secondo la freccia 46. Il mozzo 45 ad una sua estremità presenta esternamente un profilo scanalato maschio 47 per impegnarsi con un complementare profilo scanalato femmina 48 ricavato interno e coassiale ad una estremità dell’albero con camme 43.

Questo tipo di accoppiamento permette il trascinamento in rotazione dell’albero con camme 43, permettendo contemporaneamente al mozzo 45 di muoversi assialmente. Inoltre, nell'albero secondario 36 à ̈ ricavata almeno una scanalatura elicoidale 29, entro la quale scorre almeno un rullino 50 fissato radialmente nel mozzo 45 che funge da estensione dell’attuatore 44. Nell’esempio le scanalature 29 come pure i rullini 50 sono in numero di tre disposte a 120° tra loro. Lo spostamento assiale del mozzo 45 e contemporaneamente rotatorio, secondo la legge imposta dal profilo delle scanalature elicoidali 29, provoca la rotazione relativa tra albero con camme 43 e albero secondario 36. Le scanalature 29 e i rullini 50 realizzano mezzi di rotazione dell’albero con camme 43 rispetto all’albero secondario 36.

Ulteriormente, si deve notare che nell’albero secondario 36, che à ̈ cavo, si prevede tutta una serie di aperture radiali 51 che contengono altrettanti puntalini 52 e che sono distanziate assialmente e angolarmente sfalsate tra loro ad elica in modo da poter allineare alle camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59. Le aperture 51 sono ricavate in pareti laterali cave dell’albero secondario 36 in posizione complementare a quella delle camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59 ricavate sull’albero con camme 43 che attuano a scorrere radialmente i puntalini 52.

Questi puntalini 52, disposti traslabili entro le rispettive aperture radiali 51, sono mossi ad innalzarsi dalle rispettive camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, portate dall’albero con camme 43 in corrispondenza delle aperture 51. Come raffigurato nella forma esemplificativa delle figure, ciascun puntalino 52 presenta posteriormente una estensione 53 radiale, arrotondata, rivolta verso l’asse di rotazione dell’albero con camme 43. L’albero con camme 43 presenta un diametro esterno minore di quello interno all’albero secondario 36 di modo che può liberamente ruotare con le sue camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, dirette radiali verso l’esterno, entro una cavità interna dell’albero secondario 36. Quando una delle camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, portate dall’albero con camme 43 viene in contatto con una estensione 53 di un puntalino 52 determina la traslazione del puntalino stesso 52 nella apertura 51 con sollevamento verso l’esterno. In questo modo il puntalino 52 si impegna in una sede complementare 49 (o alloggiamento) ricavata nel rispettivo ingranaggio secondario della marcia interessata alla cambiata. Infatti ciascun ingranaggio secondario 37, 38, 39, 40, 41, 42 prevedendo almeno una sede 49 per accogliere un rispettivo puntalino 52 quando sollevato dalla rispettiva camma superficiale. Nell’esempio si nota che i puntalini 52, le aperture 51 e le estensioni 53, come pure le camme superficiali e le sedi 49 sono in numero di tre per ciascuna marcia e per ciascun ingranaggio secondario della marcia stessa.

E’ così che l'innesto dei vari rapporti, ovvero della marce, à ̈ ottenuto tramite l'innalzamento di puntalini 52 mossi con uno loro spostamento radiale attuato dalle camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, portate dall’albero con camme 43 che, come detto à ̈ coassiale all'albero secondario 36. I puntalini 52, le aperture 51, le estensioni 53 e le sedi 49 realizzano mezzi di impegno selettivo tra gli ingranaggi primari 30, 31, 32 di marce dispari e 33, 34, 35 di marce pari disposti sugli alberi primari 11, 12 e gli ingranaggi secondari 37, 38 e 39 di marce dispari e 40, 41 e 42 di marce pari, disposti sull'albero secondario 36, alla rotazione dell’albero con camme 43 rispetto all’albero secondario 36 comandata tramite l’attuatore 44.

E’ naturale che l’albero con camme 43 ruota insieme all'albero secondario 36, ma deve poter avere una rotazione in entrambi i sensi rispetto ad esso per generare l'alzata dei puntalini 52 della marcia desiderata e necessaria alla cambiata.

In tal modo, tramite lo spostamento assiale del mozzo 45, si ottiene l'innesto dei vari rapporti e come detto il movimento del mozzo 45 avviene tramite l’attuatore che può essere meccanico (come mostrato) oppure idraulico (figura 2) oppure elettrico (non mostrato). Le figure da 1 a 5 hanno illustrato le caratteristiche del cambio dell’invenzione in posizione folle nella forma di realizzazione abbinata ad una doppia frizione. Secondo la presente invenzione, si à ̈ pensato di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota citata, ove si prevedono rapporti innestati con manicotti scorrevoli e forcelle sposta-marce, eliminandoli così da poter avere una estrema rapidità nell'innesto delle marce.

Infatti, si à ̈ constatato nei cambi noti citati che un ostacolo ad una maggior rapidità di cambiata à ̈ rappresentato dal fatto che nel momento in cui si cambia un rapporto, si à ̈ costretti ad attraversare una posizione di "folle". Ciò deriva dal fatto che à ̈ non si può innestare il rapporto precedente o successivo fino a quando non si à ̈ liberato completamente il rapporto innestato. In caso contrario, infatti, si avrebbero contemporaneamente innestate due marce e la cosa comporterebbe la rottura, almeno, dei denti dell'ingranaggio.

Secondo la presente invenzione, si permette l'innesto estremamente rapido, senza la presenza di forcelle e manicotti.

Nella disposizione folle della presente invenzione, illustrata in figura 1, si à ̈ visto che i due alberi primari 11, 12 che girano solidali e coassiali con i mozzi 27 e 28 delle due frizioni 13 e 14.

Si à ̈ anche visto che sul primo albero primario 11 sono montati e girano solidalmente ad esso gli ingranaggi primari delle marce dispari 30, 31 e 32. Sull'altro albero primario 12 sono montati e girano solidalmente ad esso gli ingranaggi primari 33, 34 e 35 delle marce pari.

Si prevede poi l'albero secondario 36, ove gli ingranaggi secondari 37, 38, 39, 40, 41 e 42 delle marce dispari e pari corrispondenti agli ingranaggi primari 30, 31, 32, 33, 34 e 35 dell'albero primario 11 girano coassiali e folli.

Si à ̈ visto inoltre che questo albero secondario 36 à ̈ cavo e porta internamente e coassialmente ad esso l'albero con camme 43. L’albero con camme 43 presenta camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, sotto forma di protuberanze arrotondate sporgenti radialmente, su piani paralleli e posti in corrispondenza della mezzeria degli ingranaggi secondari 37, 38, 39, 40, 41 e 42 delle marce dispari e pari posti sull'albero secondario 36 medesimo.

L'albero secondario 36 si à ̈ anche visto che dispone di aperture radiali 51, sotto forma di cave rettangolari, disposte radialmente in piani paralleli e posti in corrispondenza della mezzeria degli ingranaggi secondari 37, 38, 39, 40, 41 e 42 delle marce dispari e pari, ricavate sull'albero secondario 36 medesimo.

In queste aperture o cave 51 scorrono radialmente i puntalini 52, che sono corpi liberi di spostarsi radialmente nell'albero secondario 36 e che rendono solidale l'ingranaggio secondario, corrispondente alla marcia scelta, con l'albero secondario 36 stesso, permettendo la trasmissione del moto.

I puntalini 52 escono radialmente spinti dalle camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, e si trovano in posizione opportuna in base alla rotazione dell’albero con camme 43.

In posizione di riposo, il puntalino 52 à ̈ praticamente a filo della superficie esterna dell'albero secondario 36 e con la sua parte di contatto adiacente alla estensione 53 adiacente alla camma superficiale stessa. E’ quindi sufficiente una minima rotazione dell’albero con camme 43 per provocare il sollevamento e la fuoriuscita del puntalino 52 con impegno nella corrispettiva sede 49 del rispettivo ingranaggio secondario e innesto del rapporto voluto.

L’avere nelle medesima posizione i puntalini 52 degli ingranaggi secondari rispettivi alle marce precedente e successiva a quella innestata, consente in un tempo molto breve di ottenere il cambio di marcia.

Per fare questo, però, si verrebbe ad avere un innesto contemporaneo di due rapporti: la cosa à ̈ evitata grazie alla presenza della doppia frizione 13, 14. Infatti, grazie all’intervento mirato della doppia frizione 13, 14, gli ingranaggi primari relativi sull'albero primario 11 delle due marce, che potenzialmente sono oggetto di possibile innesto successivo, sono gestite dalla frizione disinnestata, che entra in azione nel momento in cui viene disinnestata la marcia precedente.

La presenza della doppia frizione 13, 14, in effetti, permette il funzionamento ottimale del cambio proposto e ne esalta le caratteristiche di rapidità.

Secondo la presente invenzione si supera l’inconveniente dell'innesto del rapporto non previsto dal "software", in quanto, la scelta del rapporto viene decisa al momento della precisa richiesta della guida, e la rapidità della cambiata, rende superfluo avere il rapporto già innestato, come accade nella tecnica nota. La figura 2 mostra, a titolo esemplificativo e non limitativo, uno dei possibili sistemi di gestione di un cambio secondo l’invenzione abbinato ad una doppia frizione.

Nell’esempio si prospetta la presenza di una centralina ECU 65 dotata di memoria e di relativo microprocessore. Inoltre, si prevedono almeno due ruote foniche 61, 60, montate coassialmente: una prima ruota fonica 61 à ̈ disposto in corrispondenza di una ruota conduttrice 77 e una seconda ruota fonica 60 in corrispondenza di un albero motore 78.

Queste ruote foniche 61 e 60 hanno il preciso scopo di rilevare tramite relativi sensori (pick-up) 76 e 75 rispettivamente la velocità del veicolo e i giri del motore.

Un potenziometro 62, ad esempio di tipo rotativo, rileva la posizione di una farfalla 63 di un corpo sfarfallato 64 o di un carburatore. Alternativamente, nel caso di ciclo diesel, à ̈ presente un sensore (non mostrato) che rileva la mandata di combustibile agli iniettori(anch’essi non mostrati). Il potenziometro 62, insieme al sensore o pick-up 75 della ruota fonica 60 coassiale all’albero motore 78, rilevano il “carico†sul motore. Questo “carico†rilevato del motore entra come Input nella centralina 65 come pure, entra in centralina come input, la velocità del veicolo, rilevata tramite il sensore o pick-up 76 della ruota fonica 61 coassiale alla ruota motrice 77.

La centralina 65, in base a dati immessi in memoria (cosiddetta “mappatura†), provvede a scegliere il rapporto più adatto durante il movimento del veicolo. Per fare ciò, in modo servoassistito, esiste un circuito idraulico costituito da una pompa olio 66, ad alta pressione e ad esempio del tipo ad ingranaggi, mossa dall’albero motore 78.

La centralina 65, tramite una elettrovalvola 67 ed un cilindro idraulico (che in questo caso funge da attuatore 44), decide, al momento opportuno, lo spostamento dell’attuatore 44 in uno dei due sensi della freccia 46, determinando lo spostamento del mozzo 45 che agisce sull’albero secondario 36. In tal modo viene innestato il rapporto scelto.

Un sensore di posizione 68 (ad esempio di tipo rotativo) tramite un rispettivo rilevatore o pick-up 79 rileva il rapporto innestato ed agisce in ingresso nella centralina 65, come segnale retroattivo. Sempre la centralina 65, precedentemente o sequenzialmente all’innesto dei rapporti, provvede, tramite elettrovalvole 70, 71 ad immettere o scaricare olio tramite i condotti 15 o 16 sul gruppo delle doppie frizioni 13, 14 secondo quanto in precedenza descritto. Vi à ̈ inoltre la possibilità di disattivare il funzionamento automatico gestito dalla centralina 65, tramite un selettore 72 e agire manualmente con due pulsanti 73, 74 (alternativamente per la salita delle marce e per la scalata delle marce). Si precisa che nell’esempio illustrato à ̈ stato descritto un tipo di gestione totalmente idraulico. Vi à ̈ alternativamente la possibilità di fare uso anche di attuatori meccanici od elettrici oppure di sistemi misti elettroidraulici o elettromeccanici.

La pressione dell’olio ,inoltre, aumentando con i giri del motore, provvede in modo quasi automatico, eventualmente con l’aiuto di valvole proporzionali, ad un graduale e progressivo innesto della frizione in fase di partenza.

Le figure 6 e 7 mostrano la collocazione delle parti del cambio secondo l’invenzione nella forma di realizzazione a doppia frizione nella posizione di “prima†marcia innestata sia in sezione longitudinale che in sezione trasversale.

Nella figura 6 si illustra in sezione longitudinale la frizione marce dispari 13 innestata e la frizione marce pari 14 disinnestata. Questo in quanto nel solo condotto 15 à ̈ stato immesso olio in pressione che ha provocato lo spostamento dello spingi-disco 18. Lo spingi-disco 18, tramite la pressione dell'olio, si sposta nella camera 17 e provoca una spinta assiale su una delle due serie di dischi conduttori 21 e condotti 25 permettendo, tramite l'attrito, il trasferimento della coppia motrice all’albero primario 11 con innesto e attivazione della frizione marce dispari 13.

In questa situazione i tre puntalini 52 relativi all'innesto dell'ingranaggio secondario 37 di “prima†marcia sull'albero secondario 36 sono stati sospinti all’esterno delle loro tre aperture 51 dalla interazione delle tre camme superficiali 54 dell’albero con camme 43 che si impegnano con le estensioni 53.

Questo avviene grazie all’azione dell’attuatore 44 che agendo sul mozzo 45 lo sposta assialmente di quel tanto da determinare la rotazione dell’albero secondario 36. Tale rotazione si ricorda à ̈ dovuta alla interazione tra le scanalature 29 e i rullini 50.

Il sollevamento dei puntalini 52 ne promuove l’impegno nelle sedi relative 49 dell’ingranaggio secondario 37 che à ̈ così reso solidale all’albero secondario 36 e riceve il moto dall’ingranaggio primario 30 disposto sull’albero primario 11 attivato a ruotare dalla frizione marce dispari 13. E’ chiaro che tali puntalini 52, innestati nelle sedi 49, sono tenuti in posizione dalle camme superficiali 54 di “prima†marcia.

E’ naturale che in questo caso si abbia, però, una sola marcia pronta al successivo potenziale innesto, cioà ̈ la "seconda" marcia. Infatti la "prima" marcia, in quanto tale, non presenta una marcia precedente.

La figura 8 mostra in sezione come ciò sia reso possibile. Infatti si rileva come i puntalini 52 dell'ingranaggio secondario 40 di “seconda†marcia previsti nelle rispettive sedi 51 dell’albero secondario 36 siano pronti ad essere innalzati con un minimo di rotazione dell’albero con camme 43. Infatti, le camme superficiali 57 dell’albero con camme 43 sono accostate alle estensioni 53 dei puntalini 52 disposti nelle sedi 51 dell’albero secondario 36 in corrispondenza dell’ingranaggio secondario 40 di “seconda†marcia.

La figura 9 mostra in sezione longitudinale la frizione marce pari 13 disinnestata e la frizione marce pari 14 innestata. Questo in quanto olio in pressione à ̈ stato immesso nel condotto 16 e ciò ha provocato lo spostamento dello spingi-disco 20. Lo spingi-disco 20, tramite la pressione dell'olio, si sposta nella camera 19 e provoca una spinta assiale sulle due serie di dischi conduttori 22 e condotti 26 permettendo, tramite l'attrito, il trasferimento della coppia motrice all’albero primario 12 con innesto e attivazione della frizione marce pari 14.

Di conseguenza, i tre puntalini 52 relativi all'innesto dell'ingranaggio secondario 40 di “seconda†marcia sull'albero secondario 36, che si era visto essere pronti per essere innalzati, sono sospinti all’esterno delle loro tre aperture 51 dalla interazione delle tre camme superficiali 57 dell’albero con camme 43 che si impegnano con le estensioni 53.

Questo avviene grazie all’azione dell’attuatore 44 che agendo sul mozzo 45 lo sposta assialmente di quel tanto da determinare la necessaria rotazione dell’albero secondario 36. Anche in questo caso la rotazione à ̈ dovuta alla interazione tra le scanalature 29 e i rullini 50.

Il sollevamento dei puntalini 52 ne promuove l’impegno nelle sedi relative 49 dell’ingranaggio secondario 40 di “seconda marcia†che à ̈ così reso solidale all’albero secondario 36 e riceve il moto dall’ingranaggio primario 33 di “seconda†marcia disposto sull’albero primario 12 attivato a ruotare dalla frizione marce pari 14. E’ chiaro che tali puntalini 52, innestati nelle sedi 49, sono tenuti in posizione dalle camme superficiali 57 di “seconda†marcia.

La figura 10 mostra le interazioni sopra esposte, tali che l’ingranaggio primario 33 di “seconda†marcia sia in impegno operativo con l’ingranaggio secondario 40 di “seconda†marcia reso solidale all’albero secondario 36 nel modo appena descritto.

In questa situazione inoltre il cambio della presente invenzione presenta la “prima†e la “terza†marcia pronte ad innestarsi con un minimo di rotazione dell’albero con camme 43 e le figure 11 e 12 mostrano in sezione questa situazione.

I puntalini 52 di “prima†marcia dell'ingranaggio secondario 37 di “prima†marcia previsti nelle rispettive sedi 51 dell’albero secondario 36 sono pronti ad essere innalzati con un minimo di rotazione dell’albero con camme 43. Le camme superficiali 54 dell’albero con camme 43 sono accostate lateralmente alle estensioni 53 dei puntalini 52 disposti nelle sedi 51 dell’albero secondario 36 in corrispondenza dell’ingranaggio secondario 37 di “prima†marcia.

Nel medesimo modo, con tale rotazione, l’albero con camme 43 si à ̈ disposto in modo che i puntalini 52 di “terza†marcia dell'ingranaggio secondario 38 di “terza†marcia previsti nelle rispettive sedi 51 dell’albero secondario 36 sono pronti ad essere innalzati con un minimo di rotazione dell’albero con camme 43. Le camme superficiali 55 dell’albero con camme 43 sono accostate lateralmente alle estensioni 53 dei puntalini 52 disposti nelle sedi 51 dell’albero secondario 36 sulla mezzeria in corrispondenza dell’ingranaggio secondario 38 di “terza†marcia.

Si hanno così due marce pronte all'innesto e cioà ̈ la "prima" e la "terza".

Le stesse considerazioni possono ripetersi per le ulteriori marce.

In questo tipo di disposizione illustrata e descritta in precedenza, cioà ̈ nei cambi dell’invenzione con doppia frizione (detti cambi Dual Clutch), si sfruttano le due frizioni coassiali.

Le figure da 13 a 21 mostrano una seconda forma di realizzazione del cambio dell’invenzione in cui ad esso viene abbinata una sola frizione. Per semplicità, nella descrizione che segue, si utilizzeranno per quanto possibile i medesimi numeri di riferimento.

Il cambio dell’invenzione in questa forma di realizzazione prevede un solo albero primario 12 che reca solidale una rispettiva frizione 14, coassiale all’albero primario 12, collocata in corrispondenza di una estremità dello stesso. La frizione 14 à ̈ attuabile anch’essa tramite un condotto dell’olio 16, ricavato assialmente e radialmente nell’albero primario 12. L’olio, con un percorso in parte assiale in parte radiale nel condotto 16 giunge in una camera 19 nella quale à ̈ disposto un rispettivo piatto spingi-disco 20. Il piatto spingi-disco 20 à ̈ fatto muovere assialmente dalla pressione dell’olio in arrivo dal canale 16 e comandano la compattazione di una serie di dischi conduttori 22, solidali ad una campana esterna 23, coassiale e solidale a sua volta ad un ingranaggio di trasmissione 24. Questo ingranaggio di trasmissione 24 riceve il moto di rotazione da un pignone (non mostrato) che à ̈ solidale e coassiale con l’albero motore 78 (figura 14). In tal modo, il moto del gruppo termico arriva alla trasmissione. Una serie di dischi condotti 26, atti a collaborare con la serie di dischi conduttori 22, à ̈ vincolata a un mozzo 28 a sua volta vincolato all’albero primario 12. L'invio dell'olio nel canale 16 provoca lo spostamento dello spingi-disco 18 o 20 che determina una spinta assiale sulle serie di dischi conduttori e condotti 22, 26 permettendo, tramite l'attrito, il trasferimento della coppia motrice nell’albero primario 12.

L’albero primario 11 reca ingranaggi primari 30, 31, 32 di marce dispari (prima, terza e quinta) e ingranaggi primari 33, 34, 35 di marce pari (seconda, quarta e sesta).

A questo punto, come per l’esempio precedente di figure 1-12, si prevede un albero secondario 36, disposto parallelo all’albero primario 12, che reca tutta le serie di ingranaggi secondari 37, 38 e 39 di marce dispari e 40, 41 e 42 di marce pari, attivabili in impegno con i rispettivi ingranaggi primari 30, 31, 32 di marce dispari e 33, 34, 35 di marce pari dell’albero primario 12 tramite l’albero con camme 43.

L’albero con camme 43 secondo l’invenzione à ̈ disposto come nella forma di realizzazione di figure 1-13.

Si deve osservare che le camme superficiali 54, 55, 56, 57, 58, 59, almeno una per ciascuna marcia dispari e pari, sono sempre disposte angolarmente sfalsate tra loro ad elica. In questo esempio delle figure 13-21 sono angolarmente sfalsate l’una dall’altra di un angolo α, nell’esempio di 30°. Questa disposizione permette che le camme di una marcia sola alla volta possano essere portate in corrispondenza di uno degli ingranaggi secondari 37, 38 e 39 di marce dispari e 40, 41 e 42 di marce pari, disposti sull'albero secondario 36. Si ribadisce che anche in questo caso sia l’albero con camme 43 che l’albero secondario 36 sono rotanti coassialmente.

La figura 14 mostra, a titolo esemplificativo e non limitativo, un possibile sistema di gestione di un cambio dell’invenzione abbinato a una singola frizione, che principalmente agisce sia in fase di partenza, che per una usuale “cambiata†.

Le figure 15 e 16 mostrano la collocazione delle parti del cambio secondo l’invenzione nella forma di realizzazione a singola frizione nella posizione di “prima†marcia innestata sia in sezione longitudinale che in sezione trasversale.

Nella figura 15 si illustra in sezione longitudinale la frizione 14 innestata in quanto nel condotto 16 à ̈ stato immesso olio in pressione che ha provocato lo spostamento dello spingi-disco 20 e la conseguente spinta assiale sulle due serie di dischi conduttori 22 e condotti 26. E’ così che l'attrito permette il trasferimento della coppia motrice all’albero primario 12. Anche in questa situazione i tre puntalini 52 relativi all'innesto dell'ingranaggio secondario 37 di “prima†marcia sull'albero secondario 36 sono stati sospinti all’esterno delle loro tre aperture 51 dalla interazione delle tre camme superficiali 54 dell’albero con camme 43 che si impegnano con le estensioni 53.

Questo avviene grazie all’azione dell’attuatore 44 che agendo sul mozzo 45 lo sposta assialmente di quel tanto da determinare la rotazione dell’albero secondario 36. Tale rotazione si ricorda à ̈ dovuta alla interazione tra le scanalature 29 e i rullini 50.

Il sollevamento dei puntalini 52 ne promuove l’impegno nelle sedi relative 49 dell’ingranaggio secondario 37 che à ̈ così reso solidale all’albero secondario 36 e riceve il moto dall’ingranaggio primario 30 disposto sull’albero primario 12 attivato a ruotare dalla frizione 14. E’ chiaro che tali puntalini 52, innestati nelle sedi 49, sono tenuti in posizione dalle camme superficiali 54 di “prima†marcia.

E’ naturale che in questo caso si abbia, però, una sola marcia pronta al successivo potenziale innesto, cioà ̈ la "seconda" marcia. Infatti la "prima" marcia, in quanto tale, non presenta una marcia precedente.

La figura 17 mostra in sezione come ciò sia reso possibile. Infatti si rileva come i puntalini 52 dell'ingranaggio secondario 40 di “seconda†marcia previsti nelle rispettive sedi 51 dell’albero secondario 36 siano pronti ad essere innalzati con una rotazione dell’albero con camme 43. Infatti, le camme superficiali 57 dell’albero con camme 43,tramite rotazione dello stesso, agiranno sulle estensioni 53 dei puntalini 52 disposti nelle sedi 51 dell’albero secondario 36 in corrispondenza dell’ingranaggio secondario 40 di “seconda†marcia.

Le successive marce sono innestate semplicemente dalla attivazione dall’azione dell’attuatore 44 che agendo sul mozzo 45 lo sposta assialmente di quel tanto da determinare la rotazione dell’albero con camme 43 e determinare la disattivazione dei puntalini 52 della “prima†marcia e la attivazione dei puntalini 52 della “seconda†marcia. La stessa attivazione avviene per ogni ulteriore marcia grazie alla opportuna attivazione dell’attuatore 44, che anche in questo caso può essere oltre che meccanico, anche idraulico o elettrico.

Nell’esempio mostrato di singola frizione per avere un innesto privo di impuntamenti ed essere sicuri che si innesti una singola marcia, lo sfasamento angolare delle camme sull’albero con camme 43 dovrebbe essere maggiore rispetto a quello in precedenza mostrato per il caso di coppia frizione.

Si à ̈ così visto che in un cambio secondo la presente invenzione si hanno notevoli vantaggi e si risolvono i problemi dell’arte precedente citati.

In primo luogo si realizza una maggior semplicità costruttiva. Infatti, se da un lato à ̈ vero che deve essere costruito il descritto "albero con camme" 43, à ̈ altrettanto vero dall’altro lato che non esistono le forcelle, le aste di scorrimento, i manicotti scorrevoli, le sedi e gli innesti sugli ingranaggi, il tamburo "desmodromico" per lo spostamento delle forcelle, e altri elementi con grande semplificazione totale.

In secondo luogo, si ha una maggior scorrevolezza del gruppo. Infatti, le forcelle dei gruppi noti, per esigenza di realizzazione, non hanno mai una perfetta ortogonalità rispetto all'asse degli alberi e quindi creano inevitabilmente una perdita per attrito di strisciamento tra le pareti laterali e la sede dei manicotti scorrevoli corrispondenti. L’abbattimento drastico degli attriti si risolve in un maggior rendimento del gruppo cambio.

In terzo luogo, si realizza una estrema compattezza assiale del gruppo cambio e frizione grazie alla previsione di un “albero con camme†come descritto. Infatti gli innesti dei manicotti scorrevoli e degli ingranaggi corrispondenti nei gruppi noti creano un ingombro assiale. Al contrario, la presente invenzione, pur prevedendo una singola o "doppia frizione" (che in modo inevitabile aumentano l'ingombro assiale del gruppo "cambio e frizione") riduce tale ingombro.

E’ così conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione.

Naturalmente, le forme della struttura per la realizzazione di un cambio a ingombro ridotto dell’invenzione possono essere diverse da quelle mostrate a solo titolo di esempio non limitativo nei disegni, come pure diversi possono essere i materiali e le modalità di assemblaggio.

L’ambito di tutela del trovato à ̈ pertanto delimitato dalle rivendicazioni allegate.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Cambio a ingombro ridotto comprendente almeno un albero primario (12) recante ingranaggi primari (30, 31, 32) di marce dispari e ingranaggi primari (33, 34, 35) di marce pari, un albero secondario (36) parallelo a detto almeno un albero primario (12) che reca ingranaggi secondari (37, 38, 39) di marce dispari e ingranaggi secondari (40, 41, 42) di marce pari attivabili in impegno con i rispettivi ingranaggi primari di marce dispari e pari (30, 31, 32, 33, 34, 35) di detto almeno un albero primario (12) tramite un albero con camme (43) coassiale a detto albero secondario (36), recante camme superficiali (54, 55, 56, 57, 58, 59), disposte distanziate assialmente tra loro e angolarmente sfalsate ad elica l’una dall’altra di un angolo α, tali da poter essere portate una sola alla volta in corrispondenza di detti ingranaggi secondari (37, 38, 39, 40, 41, 42) disposti su detto albero secondario (36) alla rotazione di detto albero con camme (43) rispetto a detto albero secondario (36), essendo previsti mezzi di rotazione (29, 50) di detto albero con camme (43) rispetto a detto albero secondario (36) e mezzi di impegno (51, 52, 53, 49) selettivo tra detti ingranaggi primari (30, 31, 32, 33, 34, 35) e detti ingranaggi secondari (37, 38, 39, 40, 41, 42) alla rotazione di detto albero con camme (43) rispetto a detto albero secondario (36) comandata tramite un attuatore (44).
2. 2) Cambio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rotazione di detto albero con camme (43) rispetto a detto albero secondario (36) sono rispettivamente almeno una scanalatura elicoidale (29) ricavata in detto albero secondario (36) in cui si impegna scorrevole almeno un rullino (50) fissato radialmente in una estensione (45) di detto attuatore (44).
3. 3) Cambio secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto attuatore (44) si estende in un mozzo (45) che ad una sua estremità presenta esternamente un profilo scanalato maschio (47) per impegnarsi con un complementare profilo scanalato femmina (48) ricavato interno e coassiale ad una estremità dell’albero con camme (43).
4. 4) Cambio secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di impegno (51, 52, 53, 49) selettivo tra detti ingranaggi primari (30, 31, 32, 33, 34, 35) e detti ingranaggi secondari (37, 38, 39, 40, 41, 42) sono costituiti da puntalini (52) disposti scorrevoli in aperture (51), ricavate angolarmente sfalsate tra loro ad elica in pareti laterali cave di detto albero secondario (36) in posizione complementare a quella di dette camme superficiali (54, 55, 56, 57, 58, 59) di detto albero con camme (43) dalle quali sono attuate a scorrere radialmente, ciascun ingranaggio secondario (37, 38, 39, 40, 41, 42) prevedendo almeno una sede (49) per accogliere un rispettivo puntalino (52) quando sollevato.
5. 5) Cambio secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti puntalini (52) presenta posteriormente una estensione (53) radiale, arrotondata, rivolta verso un asse di rotazione dell’albero con camme (43) per entrare in contatto con dette camme superficiali (54, 55, 56, 57, 58, 59) di detto albero con camme (43).
6. 6) Cambio secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto albero con camme (43) presenta un diametro esterno minore di quello interno all’albero secondario (36) di modo che può liberamente ruotare con le sue camme superficiali (54, 55, 56, 57, 58, 59), dirette radiali verso l’esterno, entro una cavità interna dell’albero secondario (36).
7. 7) Cambio secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dette camme superficiali (54, 55, 56, 57, 58, 59) sono in numero di tre per ciascun ingranaggio secondario (37, 38, 39, 40, 41, 42) che a sua volta prevede almeno tre sedi (49) per accogliere rispettivi puntalini (52) quando sollevati, dette camme, sedi e puntalini essendo collocate in piani paralleli e posti in corrispondenza della mezzeria degli ingranaggi secondari (37, 38, 39, 40, 41 e 42) delle marce dispari e pari.
8. 8) Cambio secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto almeno un albero primario (12) reca solidale una frizione (14) coassiale attivabile tramite un rispettivo gruppo di comando (65, 73, 74).
9. 9) Cambio secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto almeno un albero primario à ̈ costituito da una coppia di alberi primari (11, 12) coassiali, ciascuno recante solidale una rispettiva frizione (13, 14) coassiale, attuabile in modo indipendente, in cui un primo albero primario (11) reca ingranaggi primari (30, 31, 32) di marce dispari ed un secondo albero primario (12) reca ingranaggi primari (33, 34, 35) di marce pari.