ITRM20100253A1 - Cambio a doppia frizione - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
"CAMBIO A DOPPIA FRIZIONE"
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un cambio a doppia frizione.
ARTE ANTERIORE
La domanda di brevetto EP2008425750 descrive un cambio a doppia frizione comprendente: due alberi primari; un albero secondario; una pluralità di coppie di ingranaggi, ciascuna delle quali accoppia meccanicamente un albero primario all'albero secondario, definisce una rispettiva marcia e comprende un ingranaggio primario montato sull'albero primario ed un ingranaggio secondario che è montato sull'albero secondario ed ingrana permanentemente con l'ingranaggio primario stesso; una pluralità di sincronizzatori, ciascuno dei quali è montato coassiale ad un albero, è accoppiato ad un ingranaggio di almeno una coppia di ingranaggi, ed è atto a venire attuato per innestare l'ingranaggio all'albero; una pluralità di forcelle, le quali attuano i sincronizzatori, sono montate mobili, e sono provviste di corrispondenti naselli; un singolo albero di comando montato girevole attorno ad un asse longitudinale ed assialmente scorrevole lungo l'asse longitudinale stesso; ed un singolo attuatore marce collegato all'albero di comando per ruotare l'albero di comando attorno all'asse longitudinale e per spostare assialmente l'albero di comando lungo l'asse longitudinale. L'albero di comando supporta solo un dito che è atto ad impegnare un nasello alla volta per imprimere uno spostamento alla corrispondente forcella; inoltre, i naselli sono disposti allineati parallelamente all'asse longitudinale dell'albero di comando e sono tra loro distanziati di una distanza superiore alla dimensione del dito in modo tale da permettere il passaggio del dito tra due naselli affiancati.
Il cambio a doppia frizione descritto nella domanda di brevetto EP2008425750 presenta numerosi vantaggi, in quanto è semplice, economico e compatto e richiede l'utilizzo di un solo attuatore marce che è in grado di attuatore in modo efficiente ed efficace tutte le forcelle. Tuttavia, nel cambio a doppia frizione descritto nella domanda di brevetto EP2008425750 il dito portato dall'albero di comando deve compiere delle traiettorie relativamente lunghe ed articolate per spostarsi tra due forcelle e di conseguenza il tempo richiesto per spostare il dito portato dall'albero di comando tra due forcelle è abbastanza lungo.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è di fornire un cambio a doppia frizione, il quale sia privo degli inconvenienti sopra descritti e, in particolare, sia di facile ed economica realizzazione e sia leggero, compatto ed affidabile.
Secondo la presente invenzione viene fornito un cambio a doppia frizione secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
• la figura 1 è una vista schematica e con parti asportate per chiarezza di un cambio a doppia frizione realizzato in accordo con la presente invenzione;
• la figura 2 è una vista prospettica, schematica, e con parti asportate per chiarezza di una forcella di un sincronizzatore del cambio a doppia frizione della figura 1;
• la figura 3 è una vista in pianta, schematiche e con l'asportazione di particolari per chiarezza di una serie di piastre provviste di rispettive dita del cambio a doppia frizione della figura 1; e
• le figure 4-8 sono viste prospettiche, schematiche e con l'asportazione di particolari per chiarezza di alcuni movimenti compiuti da una forchetta mobile del cambio a doppia frizione della figura 1 per innestare in successione due diverse marce.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicata nel suo complesso una trasmissione manuale automatica per un veicolo (non illustrato) spinto da un motore 2 a combustione interna, il quale è provvisto di un albero 3 motore .
La trasmissione 1 manuale automatica comprende un cambio 4 a doppia frizione servoassistito, il quale è provvisto di una coppia di alberi 5 primari tra loro coassiali, indipendenti ed inseriti uno all'interno dell'altro. Inoltre, il cambio 4 a doppia frizione comprende due frizioni 6 coassiali e disposte in parallelo, ciascuna delle quali è atta a collegare un rispettivo albero 5 primario all'albero 3 motore del motore 2 a combustione interna. Il cambio 4 a doppia frizione comprende un singolo albero 7 secondario collegato ad un differenziale (non illustrato) che trasmette il moto alle ruote motrici (non illustrate).
Il cambio 4 a doppia frizione illustrato nella figura allegata presenta sei marce avanti indicate con numeri romani (prima marcia I, seconda marcia II, terza marcia III, quarta marcia IV, quinta marcia V e sesta marcia VI) ed una retromarcia (indicata con la lettera R). Ciascun albero 5 primario e l'albero 7 secondario sono tra loro meccanicamente accoppiati mediante una pluralità di coppie di ingranaggi, ciascuna delle quali definisce una rispettiva marcia e comprende un ingranaggio 8 primario montato sull'albero 5 primario ed un ingranaggio 9 secondario montato sull'albero 7 secondario. Per permettere il corretto funzionamento del cambio 4 a doppia frizione, tutte le marce dispari (prima marcia I, terza marcia III, quinta marcia V) sono accoppiate ad uno stesso albero 5a primario, mentre tutte le marce pari (seconda marcia II, quarta marcia IV, e sesta marcia VI) sono accoppiate all'altro albero 5b primario.
Ciascun ingranaggio 8 primario è calettato ad un rispettivo albero 5 primario per ruotare sempre in modo solidale con l'albero 5 primario stesso ed ingrana in modo permanente con il rispettivo ingranaggio 9 secondario; invece, ciascun ingranaggio 9 secondario è montato folle sull'albero 7 secondario. Inoltre, il cambio 4 a doppia frizione comprende quattro sincronizzatori 10, ciascuno dei quali è montato coassiale all'albero 7 secondario, è disposto tra due ingranaggi 9 secondari (con l'eccezione del sincronizzatore 10 della quinta marcia V che è disposto di fianco ad un unico ingranaggio 9 secondario), ed è atto a venire attuato per innestare alternativamente i due rispettivi ingranaggi 9 secondari all'albero 7 secondario (cioè per rendere alternativamente i due rispettivi ingranaggi 9 secondari angolarmente solidali all'albero 7 secondario) . In altre parole, ciascun sincronizzatore 10 comprende un manicotto di guida che può venire spostato in un verso per innestare un ingranaggio 9 secondario all'albero 7 secondario, oppure può venire spostato nell'altro verso per innestare l'altro ingranaggio 9 secondario all'albero 7 secondario (con l'eccezione del sincronizzatore 10 della quinta marcia V che innesta un unico ingranaggio 9 secondario all'albero 7 secondario).
Ciascun sincronizzatore 10 è disposto tra due ingranaggi 9 secondari (con l'eccezione del sincronizzatore 10 della quinta marcia V che è disposto di fianco ad un unico ingranaggio 9 secondario) e viene attuato da una rispettiva forcella 11 che si sposta assialmente lungo l'albero 7 secondario nelle due direzioni per spostare il manicotto di guida del sincronizzatore 10 tra due posizione di innesto, in ciascuna delle quali il sincronizzatore 10 innesta un rispettivo ingranaggio 9 secondario, ed una posizione di folle intermedia, nella quale il sincronizzatore 10 non innesta nessuno dei due ingranaggi 9 secondari (come detto in precedenza, il sincronizzatore 10 della quinta marcia V presenta una sola posizione di innesto). Inoltre, ciascuna forcella 11 viene attuata da una forchetta 12 (meglio illustrata nella figura 2) che presenta una forma a "V" (o una equivalente forma ad "U") e viene movimentata da un albero 13 di comando di un singolo attuatore 14 marce comune; l'attuatore 14 marce imprime all'albero 13 di comando un movimento di traslazione assiale (cioè parallelo ad un asse 15 centrale dell'albero 13 di comando) ed un movimento di rotazione attorno all'asse 15 centrale dell'albero 13 di comando. E' importante osservare che l'albero 13 di comando è provvisto di una sola forchetta 12 che comanda tutte le forcelle 11; questa soluzione costruttiva permette di semplificare sia la costruzione, sia il controllo del cambio 4 a doppia frizione.
L'attuatore 14 marce può essere elettrico ad esempio del tipo di quello descritto nella domanda di brevetto EP2116745A1 qui incorporata per riferimento, oppure l'attuatore 14 marce può essere idraulico.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, ciascuna forcella 11 è portata da una asta 16, la quale è montata assialmente scorrevole in una direzione perpendicolare all'asse 15 centrale dell'albero 13 di comando per permette alla forcella 11 stessa di spostarsi assialmente lungo l'albero 7 secondario nelle due direzioni. A ciascuna asta 16 è solidale una piastra 17 che supporta un dito 18 che può venire impegnato dalla forchetta 12 per spingere la piastra 17, e quindi l'asta 16, assialmente nelle due direzioni. Dalla figura 2, appare evidente che il movimento di traslazione assiale lungo l'asse 15 centrale dell'albero 13 di comando permette di allineare la forchetta 12 con un determinato dito 18 e quindi permette di scegliere il rango delle marce, mentre il movimento di rotazione attorno all'asse 15 centrale dell'albero 13 di comando permette di spostare una corrispondente forcella 11 e quindi permette di innestare o disinnestare una marcia del rango correntemente selezionato.
A ciascuna forcella 11 è associato un dispositivo 19 di ritegno, il quale è ad esempio meccanicamente accoppiato all'asta 16, è realizzato con la nota architettura mollabiglia, ed è atto a mantenere la forcella 11 nella posizione corrente con una forza di ritegno costante e predeterminata. La funzione di ciascun dispositivo 19 di ritegno è di mantenere la forcella 11 nella posizione corrente evitando movimenti casuali, incontrollati ed indesiderati della forcella 11 stessa; ovviamente, secondo le modalità descritte in seguito, l'albero 13 di comando è in grado di applicare a ciascuna forcella 11 una forza motrice sufficientemente superiore alla forza di ritegno generata dal rispettivo dispositivo 19 di ritegno per garantire lo spostamento desiderata della forcella 11 stessa.
Secondo quanto illustrato nella figura 3, le quattro dita 18 sono disposte allineate parallelamente all'asse 15 centrale dell'albero 13 di comando e sono tra loro preferibilmente equispaziate in modo tale da permettere alla forchetta 12 di impegnare solo un dito 18 alla volta (cioè di allinearsi con un solo un dito 18 alla volta in modo tale che la rotazione della forchetta 12 porti la forchetta 12 a spingere su un solo un dito 18 alla volta).
La trasmissione 1 servoassistita comprende una unità 20 di controllo (illustrata schematicamente nella figura 1), la quale pilota l'attuatore 14 marce per innestare/disinnestare le marce e pilota gli attuatori frizione (non illustrati) che comandano l'apertura e la chiusura delle due frizioni 6.
Viene di seguito descritto il funzionamento del cambio 4 a doppia frizione con riferimento alle figure 4-7; in particolare, viene descritta la modalità di innesto della prima marcia I (figure 4-5) a partire da una condizione di folle e la successiva modalità di innesto della seconda marcia II (figure 6-8).
Nella figura 4 è illustrata una condizione di folle, in cui nessuna marcia è inserita e le due frizioni 6 sono aperte (cioè l'albero 3 motore è scollegato da entrambi gli alberi 5 primari). Per innestare la prima marcia I è necessario spostare la forcella 11 che è collegata al dito 18a portato dalla piastra 17a e comanda il sincronizzatore IOa atto ad innestare la prima marcia I e la terza marcia III. L'attuatore 14 marce trasla assialmente l'albero 13 di comando lungo l'asse 15 in modo da portare la forchetta 12 ad allinearsi con il dito 18a come illustrato nella figura 4. Una volta che la forchetta 12 è allineata con il dito 18a, l'attuatore 14 marce ruota l'albero 13 di comando (e quindi la forchetta 12 solidale all'albero 13 di comando) attorno all'asse 15 per spingere il dito 18a (quindi la piastra 17a, la forcella Ila ed il sincronizzatore IOa) nel verso necessario ad innestare la prima marcia I come illustrato nella figura 5; se fosse stato necessario innestare la terza marcia III (oppure disinnestare la prima marcia I), allora l'attuatore 14 marce avrebbe ruotato l'albero 13 di comando (quindi la forchetta 12) nel verso opposto. Come detto in precedenza, nello spostare il dito 18a (quindi la piastra 17a, la forcella Ila ed il sincronizzatore IOa) l'attuatore 14 marce deve vincere la coppia di ritegno generata dal corrispondente dispositivo 19 di ritegno.
Una volta inserita nel modo sopra descritto la prima marcia I, la frizione 6a può venire chiusa per trasmette il moto dall'albero 3 motore alle ruote motrici (non illustrate) con il rapporto di trasmissione della prima marcia I. Inoltre, una volta inserita nel modo sopra descritto la prima marcia I, l'attuatore 14 marce può innestare anche la seconda marcia II spostando il dito 18c la piastra 17c (quindi la piastra 17c, la forcella Ile ed il sincronizzatore 10c).
Per innestare la seconda marcia II, l'attuatore 14 marce ruota l'albero 13 di comando senza compiere alcuna traslazione assiale in modo da portare la forchetta 12 a disimpegnare il dito 18a come illustrato nella figura 6; questa operazione non comporta il disinserimento della prima marcia I grazie alla coppia di ritegno esercitata dal dispositivo 19 di ritegno che impedisce alla piastra 17a (quindi alla forcella Ila ed al sincronizzatore IOa) di compiere spostamenti se non sotto la spinta dell'attuatore 14 marce. Una volta che la forchetta 12 è stato disimpegnata dal dito 18a, l'attuatore 14 marce trasla assialmente l'albero 13 di comando per allineare la forchetta 12 al dito 18c come illustrato nella figura 7. Una volta che la forchetta 12 dell'albero 13 di comando è allineata con il dito 18c, l'attuatore 14 marce ruota l'albero 13 di comando attorno all'asse 15 per traslare il dito 18c (quindi la piastra 17c, la forcella Ile, ed il sincronizzatore 10c) nel verso necessario ad innestare la seconda marcia II come illustrato nella figura 8; se fosse stato necessario innestare la quarta marcia IV (oppure disinnestare la seconda marcia II), allora l'attuatore 14 marce avrebbe ruotato l'albero 13 di comando (quindi la forchetta 12) nel verso opposto. Come detto in precedenza, nel ruotare la piastra 17c, l'attuatore 14 marce deve vincere la coppia di ritegno generata dal corrispondente dispositivo 19 di ritegno.
Una volta inserita nel modo sopra descritto la seconda marcia II, la frizione 6b può venire chiusa e contemporaneamente la frizione 6a deve venire aperta per trasmette il moto dall'albero 3 motore alle ruote motrici (non illustrate) con il rapporto di trasmissione della seconda marcia II. Inoltre, una volta inserita nel modo sopra descritto la seconda marcia II, l'attuatore 14 marce agisce per disinnestare la prima marcia I e quindi innestare la terza marcia III ruotando il dito 18a (quindi la piastra 17a, la forcella Ila, ed il sincronizzatore IOa) e così via.
Secondo una possibile forma di attuazione, in condizioni di attesa se è presente una marcia che trasmette il moto la forchetta 12 viene appoggiata (cioè disposta a contatto) al dito 18 corrispondente alla marcia che trasmette il moto per prevenire il disinnesto accidentale ed involontario della marcia stessa. In altre parole, una volta che la forchetta 12 è stato movimentata per innestare la marcia corrente che trasmette il moto e per innestare la prossima marcia (determinata mediante un algoritmo di predizione) , la forchetta 12 stessa viene appoggiata al dito 18 corrispondente alla marcia che trasmette il moto in modo da impedire uno spostamento accidentale ed involontario del dito 18 che determinerebbe un disinnesto accidentale ed involontario della marcia stessa.
Il cambio 4 a doppia frizione sopra descritto presenta numerosi vantaggi, in quanto è semplice, economico e compatto e richiede l'utilizzo di un solo attuatore 14 marce che è in grado di attuatore in modo efficiente ed efficace tutte le forcelle 11. Inoltre, la forchetta 12 portata dall'albero 13 di comando si può spostare tra due diverse dita 18 compiendo unicamente una traiettoria rettilinea che costituisce il più breve percorso possibile tra le due dita 18 stesse; in questo modo, il tempo richiesto per spostare la forchetta 12 portata dall'albero 13 di comando tra due dita 18 è ridotto al minimo indispensabile .
Claims (5)
- RIVENDICAZIONI 1) Cambio (4) a doppia frizione comprendente: due alberi (5) primari; almeno un albero (7) secondario; una pluralità di coppie di ingranaggi (8, 9), ciascuna delle quali accoppia meccanicamente un albero (5) primario all'albero (7) secondario, definisce una rispettiva marcia e comprende un ingranaggio (8) primario montato sull'albero (5) primario ed un ingranaggio (9) secondario che è montato sull'albero (7) secondario ed ingrana permanentemente con l'ingranaggio (8) primario stesso; una pluralità di sincronizzatori (10), ciascuno dei quali è montato coassiale ad un albero (5; 7), è accoppiato ad un ingranaggio (10; 11) di almeno una coppia di ingranaggi, ed è atto a venire attuato per innestare l'ingranaggio (10; 11) all'albero (5; 7); una pluralità di forcelle (11), le quali attuano i sincronizzatori (10) e sono montate mobili; un singolo albero (13) di comando montato girevole attorno ad un asse (15) centrale ed assialmente scorrevole lungo l'asse (15) centrale stesso; ed un singolo attuatore (14) marce collegato all'albero (13) di comando per ruotare l'albero (13) di comando attorno all'asse (15) centrale e per spostare assialmente l'albero (13) di comando lungo l'asse (15) centrale; il cambio (4) a doppia frizione è caratterizzato dal fatto che: ciascuna forcella (11) è provvista di un proprio dito (18) che sporge a sbalzo da una piastra (17) solidale alla forcella (11) stessa; e l'albero (13) di comando supporta una singola forchetta (12) che presenta una forma a "V" ed è atta ad impegnare un dito (18) alla volta per imprimere uno spostamento alla corrispondente forcella (11).
- 2) Cambio (4) a doppia frizione secondo la rivendicazione 1 in cui le dita (18) sono disposte allineate parallelamente all'asse (15) centrale dell'albero (13) di comando.
- 3) Cambio (4) a doppia frizione secondo la rivendicazione 1 o 2 e comprendente per ciascuna forcella (11) un corrispondente dispositivo (19) di ritegno, il quale è atto a mantenere la forcella (11) nella posizione corrente con una forza di ritegno costante e predeterminata; l'albero (13) di comando è in grado di applicare a ciascuna forcella (11) una forza motrice sufficientemente superiore alla forza di ritegno generata dal rispettivo dispositivo (19) di ritegno per garantire lo spostamento desiderata della forcella (11) stessa.
- 4) Cambio (4) a doppia frizione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui ciascuna forcella (11) è portata da una asta (16), la quale è montata assialmente scorrevole e supporta la corrispondente piastra (17) portante il dito (18).
- 5) Cambio (4) a doppia frizione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui in condizioni di attesa se è presenta una marcia che trasmette il moto la forchetta (12) viene appoggiata al dito (18) corrispondente alla marcia che trasmette il moto per prevenire il disinnesto accidentale ed involontario della marcia stessa.
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2010
- 2010-05-17 IT IT000253A patent/ITRM20100253A1/it unknown
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