ITMI940705A1 - DRIVE PULLEY GROUP IN PEDAL VEHICLES WITH CONTINUOUS SPEED CHANGE WITH AUTOMATIC DEVICE TO FACILITATE STARTING - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale DESCRIPTION of the industrial invention
La presente invenzione si riferisce ad un gruppo puleggia motrice in veicoli a pedali con cambio continuo di velocità con dispositivo automatico per facilitare l'avviamento. The present invention refers to a driving pulley assembly in pedal vehicles with continuous speed change with automatic device to facilitate starting.
Il cambio continuo di velocità a pulegge espansibili a cinghia trapezoidale trova nei veicoli a due ruote di piccola cilindrata uno dei principali campi di applicazione. Questo soprattutto per ragioni di praticità di utilizzazione/ semplicità costruttiva ed economia di realizzazione. Continuous speed change with V-belt expandable pulleys finds one of the main fields of application in small-displacement two-wheeled vehicles. This above all for reasons of practicality of use / constructive simplicity and economy of realization.
Infatti il cambio espleta la sua funzione semplicemente variando i diametri di avvolgimento della cinghia sulle pulegge. In generale al gruppo puleggia motrice è associato un regolatore di giri realizzato con elementi volventi, in genere rulli, che vengono disposti tra una semipuleggia mobile ed un elemento di contrasto calettato sull'albero motore. Il gruppo puleggia condotta ad esempio può essere formato da due semipulegge ed una molla di contrasto in presenza anche di una frizione automatica centrifuga a secco. In fact, the gearbox performs its function simply by varying the diameters of the belt winding on the pulleys. In general, the driving pulley unit is associated with a speed regulator made with rolling elements, generally rollers, which are arranged between a movable half-pulley and a contrast element keyed onto the driving shaft. The driven pulley unit, for example, can be formed by two half-pulleys and a contrast spring in the presence of an automatic dry centrifugal clutch.
Inoltre sui veicoli a due ruote motorizzati, quali ad esempio i ciclomotori di tipo più economico, la presenza dei pedali assume ulteriori funzioni. Infatti, oltre alla funzione usuale di poggiapiedi e di elementi ausiliari di avanzamento a pedali del veicolo, i pedali vengono utilizzati per avviare il motore. In questo caso la trasmissione del moto dall'asse dei pedali alla ruota motrice avviene per mezzo della catena, mentre dall'asse ruota al motore vengono utilizzati gli stessi componenti progettati per la trasmissione di potenza, vale a dire il riduttore ad ingranaggi ed il variatore. Furthermore, on motorized two-wheeled vehicles, such as for example cheaper mopeds, the presence of pedals assumes additional functions. In fact, in addition to the usual function of foot rests and auxiliary elements for advancing the vehicle's pedals, the pedals are used to start the engine. In this case the transmission of motion from the pedal axis to the drive wheel takes place by means of the chain, while the same components designed for power transmission are used from the wheel axis to the motor, namely the gear reducer and the variator. .
Questo sistema di funzionamento, che ha i suoi vantaggi nella semplicità ed economia del sistema, impone vincoli di progettazione per la trasmissione automatica. Questo deriva dal fatto che, in fase di arresto del motore, la trasmissione si dispone spontaneamente in marcia corta con rapporto corto. Di conseguenza la scelta di un rapporto corto molto ridotto, combinato con uno sviluppo di pedalata ottimale, può rendere difficoltoso l'avviamento poiché tutto il sistema, in fase di avviamento, si trova a dover moltiplicare. This system of operation, which has its advantages in the simplicity and economy of the system, imposes design constraints on the automatic transmission. This derives from the fact that, when the engine is stopped, the transmission spontaneously moves into short gear with a short ratio. Consequently, the choice of a very reduced short ratio, combined with an optimal pedaling development, can make starting difficult because the whole system, in the starting phase, has to multiply.
Per tentare di dare una soluzione a questo problema e realizzare un sistema di avviamento con un carico accettabile sui pedali, si adotta un cambio con variazione di rapporto modesta. Inoltre si combina ad esso un rapporto di pedalata molto corto e sulla testa del motore viene montata una valvola di decompressione che è azionata in fase di avviamento. To try to give a solution to this problem and create a starting system with an acceptable load on the pedals, a gearbox with modest ratio variation is adopted. Furthermore, a very short pedaling ratio is combined with it and a decompression valve is mounted on the engine head which is activated during the starting phase.
Quando però vengono richieste maggiori prestazioni in termini di spunto, di accelerazione e di ripresa, vengono progettate trasmissioni con variazione di rapporto importante (range > 2). In tal modo il sistema prospettato in precedenza non può essere adottato e devono essere ad esempio impiegati sistemi quali l’avviamento elettrico, poco adatti ad un cicolomotore e decisamente più costosi. However, when greater performance is required in terms of starting, acceleration and pick-up, transmissions are designed with significant ratio variations (range> 2). In this way, the system outlined above cannot be adopted and systems such as electric starters must be used, for example, which are unsuitable for a moped and much more expensive.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo puleggia motrice in veicoli a pedali con cambio continuo di velocità che sia dotato di un dispositivo automatico per facilitare l'avviamento che possa essere utilizzato con maggiore facilità e con sforzo ridotto al minimo, pur essendo di costruzione semplice e relativamente poco costosa. The purpose of the present invention is that of realizing a driving pulley assembly in pedal vehicles with continuous speed change which is equipped with an automatic device to facilitate starting which can be used more easily and with minimal effort, while being of simple and relatively inexpensive construction.
Questo scopo secondo la presente invenzione viene raggiunto realizzando un gruppo puleggia motrice in veicoli a pedali con cambio contìnuo di velocità con dispositivo automatico per facilitare l'avviamento in cui detta puleggia motrice comprende una coppia di semipulegge alloggiate su un albero, la prima assialmente fissa e la seconda assialmente mobile rispetto alla prima, essendo tra dette due semipulegge posizionata una cinghia di trasmissione che si impegna su pareti affacciate di dette due semipulegge le quali a secondo della loro distanza reciproca determinano la marcia corta o la marcia lunga, essendo previsto associato a detto gruppo puleggia motrice un regolatore della posizione della marcia costituito da un elemento di contrasto associato a detta seconda semipuleggia mobile tramite elementi volventi inseriti in rispettivi alloggiamenti e radialmente mobili, caratterizzato dal fatto che a detto elemento di contrasto sono vincolate e radialmente oscillabili masse centrifughe che associate ad un elemento elastico interagiscono con detti elementi volventi ai bassi regimi determinando la disposizione di dette semipulegge in posizione di massimo avvicinamento in marcia lunga . This object according to the present invention is achieved by realizing a driving pulley assembly in pedal vehicles with continuous speed change with automatic device to facilitate starting in which said driving pulley comprises a pair of half-pulleys housed on a shaft, the first axially fixed and the second axially movable with respect to the first, a transmission belt being positioned between said two half-pulleys which engages on facing walls of said two half-pulleys which, according to their mutual distance, determine the short gear or the long gear, being provided associated with said driving pulley unit a gear position regulator consisting of a contrast element associated with said second movable half-pulley by means of rolling elements inserted in respective housings and radially movable, characterized in that centrifugal masses are constrained and radially oscillatable to said contrast element which and associated with an elastic element interact with said rolling elements at low speeds, determining the arrangement of said half-pulleys in the position of maximum approach in long gear.
Un gruppo dotato di tale dispositivo permette di poter mantenere un sistema di avviamento a pedali anche con trasmissioni automatiche con range di funzionamento più ampi e quindi con maggiori prestazioni. Questo in quanto realizza un rapporto di trasmissione più morbido con sforzo ridotto sui pedali. A unit equipped with this device makes it possible to maintain a pedal starting system even with automatic transmissions with wider operating ranges and therefore with greater performance. This is because it achieves a softer gear ratio with reduced effort on the pedals.
Le caratteristiche ed i vantaggi di un gruppo puleggia motrice in veicoli a pedali con cambio continuo di velocità con dispositivo automatico per facilitare l'avviamento secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali: The characteristics and advantages of a driving pulley assembly in pedal vehicles with continuous speed change with automatic device to facilitate starting according to the present invention will become more evident from the following description, which is exemplary and not limiting, referring to the attached schematic drawings in which :
la figura 1 è una vista in sezione di un gruppo puleggia motrice in veicoli a pedali con cambio continuo di velocità con dispositivo automatico per facilitare l'avviamento secondo la presente invenzione in una prima posizione di arresto del motore secondo la traccia I-I di figura 2, Figure 1 is a sectional view of a driving pulley assembly in pedal vehicles with continuous speed change with automatic device to facilitate starting according to the present invention in a first stopping position of the engine according to the trace I-I of Figure 2,
la figura 2 è una sezione secondo la traccia II-II di figura 1 con un rullo di contrasto e con una massa parzialmente sezionata, Figure 2 is a section along the line II-II of Figure 1 with a contrast roller and with a partially sectioned mass,
la figura 3 è una vista in sezione simile a quella di figura 1 in una seconda posizione con il motore funzionante, Figure 3 is a sectional view similar to that of Figure 1 in a second position with the engine running,
la figura 4 è una sezione di un particolare secondo la traccia IV-IV di figura 2 in cui è mostrato il fissaggio tramite un disco dei perni attorno ai quali oscillano le masse centrifughe, Figure 4 is a section of a detail along the line IV-IV of Figure 2 which shows the fixing by means of a disc of the pins around which the centrifugal masses oscillate,
la figura 5 è un particolare in sezione tracciata similmente alle figure 1 e 3 in cui viene illustrata una seconda realizzazione di parte del gruppo puleggia motrice con dispositivo secondo l'invenzione, e figure 5 is a detail in section drawn similarly to figures 1 and 3 in which a second embodiment of part of the drive pulley assembly with device according to the invention is illustrated, and
le figure 6 e 7 sono viste in pianta dall'alto e dal basso dei due elementi del regolatore. Figures 6 and 7 are top and bottom plan views of the two elements of the regulator.
Con riferimento ai disegni, viene illustrato schematicamente un gruppo puleggia motrice in veicoli a pedali con cambio continuo di velocità con dispositivo automatico per facilitare l'avviamento secondo la presente invenzione. With reference to the drawings, a driving pulley assembly is schematically illustrated in pedal vehicles with continuous speed change with automatic device to facilitate starting according to the present invention.
E' possibile osservare come il dispositivo automatico venga inserito sul gruppo puleggia motrice secondo l'invenzione e determini in fase di arresto del motore lo spostamento delle semipulegge nella posizione di marcia lunga, vale a dire con avvicinamento reciproco massimo tra le due semipulegge costituenti il gruppo puleggia motrice. It is possible to observe how the automatic device is inserted on the driving pulley unit according to the invention and determines, when the engine is stopped, the movement of the half-pulleys in the long running position, i.e. with maximum reciprocal approach between the two half-pulleys constituting the unit driving pulley.
In particolare nei disegni è rilevabile come il gruppo puleggia motrice con dispositivo venga disposto su una estensione 11 dell’albero motore, non mostrato. Il gruppo puleggia motrice comprende una coppia di semipulegge 12 e 13 alloggiate la prima 12 assialmente fissa e la seconda assialmente mobile secondo l'asse dell'estensione 11 dell'albero rispetto alla prima semipuleggia 12. Tra le due semipulegge 12 e 13 viene posizionata una cinghia di trasmissione 14 che si impegna sulle pareti affacciate delle semipulegge 12 e 13 le quali a secondo della loro distanza reciproca determinano la marcia corta o la marcia lunga. In particular, in the drawings it can be seen how the drive pulley unit with device is arranged on an extension 11 of the crankshaft, not shown. The drive pulley assembly comprises a pair of half-pulleys 12 and 13 housed the first 12 axially fixed and the second axially movable according to the axis of the extension 11 of the shaft with respect to the first half-pulley 12. Between the two half-pulleys 12 and 13 a transmission belt 14 which engages on the facing walls of the half-pulleys 12 and 13 which, according to their mutual distance, determine the short gear or the long gear.
L'estensione 11 dell'albero è esternamente dentata in 15 e su questa dentatura viene collocata una bussola 16 trattenuta da una porzione a dado 17, con relativa rondella, centralmente ricavata in un elemento a razze di contrasto 18 facente parte del regolatore della trasmissione. Questo elemento di contrasto 18 è collegato alla semipuleggia 13 tramite una serie di elementi volventi, quali rulli 24, che si dispongono entro una serie di alloggiamenti ricavati sugli elementi affacciati. Infatti vengono ricavati alloggiamenti o cavità 19 sulla semipuleggia 13 e alloggiamenti o cavità complementari 37 sull'elemento di contrasto 18. Essendo la semipuleggia 13 e l'elemento di contrasto 18 vincolati radialmente dai rulli 24 interposti si ha una migliorata trasmissione di coppia, essendo inoltre l'elemento di contrasto 18 calettato sull'estensione dell'albero 11. The extension 11 of the shaft is externally toothed at 15 and on this toothing is placed a bush 16 held by a nut portion 17, with relative washer, centrally formed in a contrasting spoke element 18 forming part of the transmission regulator. This contrast element 18 is connected to the half-pulley 13 by means of a series of rolling elements, such as rollers 24, which are arranged within a series of housings obtained on the facing elements. In fact, housings or cavities 19 are obtained on the half-pulley 13 and complementary housings or cavities 37 on the contrast element 18. Since the half-pulley 13 and the contrast element 18 are radially constrained by the interposed rollers 24, there is an improved torque transmission, since the contrast element 18 keyed on the shaft extension 11.
Nell'elemento di contrasto 18, in corrispondenza delle cavità 37, vengono collocate passanti in aperture 36 dell'elemento di contrasto medesimo masse centrifughe 20. Le masse 20 possono oscillare attorno a perni 21 collocati entro relative sedi 10 ricavate inferiormente all'elemento di contrasto 18 lateralmente alle aperture 36. Questi perni 21 sono mantenuti in posizione da un elemento a disco 22 tramite ad esempio una serie di tre viti 23 posizionabili solidali all'elemento di contrasto 18. In the contrast element 18, in correspondence with the cavities 37, centrifugal masses 20 are placed through openings 36 of the contrast element itself. The masses 20 can oscillate around pins 21 located in relative seats 10 obtained below the contrast element 18 laterally to the openings 36. These pins 21 are kept in position by a disk element 22 by means of for example a series of three screws 23 which can be positioned integral with the contrast element 18.
Tra le masse centrifughe 20 e porzioni arrotondate 35 sulla superficie interna della semipuleggia sagomata 13 rivolta verso ciascuna cavità 19 vengono introdotti come detto i rulli 24, che si inseriscono parzialmente anche negli alloggiamenti 37, determinando una interazione reciproca tra le parti. Infatti le masse 20 sono sagomate a forma di S, sono collocate entro le aperture passanti 36 ricavate nell'elemento dì contrasto 18. Ciascuna delle masse ha una prima estremità 25 che può inserirsi senza contatto in una relativa sede 26 ricavata nel nucleo centrale della semipuleggia 13. Una seconda estremità 27 invece realizza la massa vera e propria che in rotazione si porta radialmente verso l'esterno oscillando entro un elemento di contenimento a campana 28. Quest'ultimo elemento 28 viene posto solidale all'estremità dell'estensione 11 ed ivi bloccato tramite un dado 29 su una parte filettata 30. Le aperture passanti 36 sono sagomate per permettere il movimento delle masse durante la loro oscillazione da una posizione all'altra e viceversa. Le battute di finecorsa delle masse 20 sono realizzate rispettivamente dall'elemento di contenimento a campana 28 o dai rulli 24 che sono spinti dalle masse a contatto della porzione cilindrica interna 38 di finecorsa della semipuleggia 13. Rollers 24 are introduced between the centrifugal weights 20 and rounded portions 35 on the internal surface of the shaped half-pulley 13 facing each cavity 19, which are also partially inserted in the housings 37, causing mutual interaction between the parts. In fact, the masses 20 are S-shaped, they are located within the through openings 36 obtained in the contrast element 18. Each of the masses has a first end 25 which can be inserted without contact into a relative seat 26 obtained in the central core of the half-pulley. 13. A second end 27 instead forms the actual mass which in rotation moves radially outwards, oscillating within a bell-shaped containment element 28. This last element 28 is placed integral with the end of the extension 11 and therein locked by means of a nut 29 on a threaded part 30. The through openings 36 are shaped to allow the movement of the masses during their oscillation from one position to another and vice versa. The end stops of the masses 20 are made respectively by the bell-shaped containment element 28 or by the rollers 24 which are pushed by the masses in contact with the internal cylindrical end-of-stroke portion 38 of the half-pulley 13.
Tra l'elemento di contenimento a campana 28 e la parte posteriore della prima estremità 25 delle masse 20 viene posta una molla 31 con interposto uno scodellino 32. Sullo scodellino 32 agiscono anche una serie di elementi di contrasto 33, quali rulli o sfere, alloggiati o disposti ruotabili sulle masse 20 che favoriscono lo spostamento tra le parti eliminando possibili impuntamenti ed usure. Between the bell containing element 28 and the rear part of the first end 25 of the masses 20 a spring 31 is placed with a cup 32 interposed. A series of contrast elements 33, such as rollers or spheres, also act on the cup 32 or arranged rotatably on the masses 20 which favor the movement between the parts, eliminating possible jamming and wear.
Per facilitare il montaggio in un gruppo puleggia motrice del dispositivo secondo l'invenzione, il gruppo regolatore comprendente essenzialmente le masse 20, i perni 21, i rulli di contrasto 33 e l'elemento di contrasto 18 vengono preassemblati tramite il relativo disco 22 e le viti 23. To facilitate assembly in a driving pulley assembly of the device according to the invention, the regulator assembly essentially comprising the masses 20, the pins 21, the contrast rollers 33 and the contrast element 18 are pre-assembled by means of the relative disk 22 and the screws 23.
La figura 5 mostra una realizzazione alternativa in cui sono eliminati i rulli o le sfere di contrasto 33 e la parte inferiore della prima estremità 25 della massa 20 agisce direttamente sullo scodellino 32. Figure 5 shows an alternative embodiment in which the opposing rollers or balls 33 are eliminated and the lower part of the first end 25 of the mass 20 acts directly on the cup 32.
Come nel caso precedente i rulli 24 sono trattenuti negli alloggiamenti 19 e 37 della semipuleggia mobile 13 e dell'elemento di contrasto 18 e scorrono lungo superfici inclinate 34 ricavate sul fondo degli alloggiamenti 37 dell'elemento di contrasto 18. As in the previous case, the rollers 24 are retained in the housings 19 and 37 of the mobile half-pulley 13 and of the contrast element 18 and slide along inclined surfaces 34 formed on the bottom of the housings 37 of the contrast element 18.
Si comprende cosi facilmente come il gruppo puleggia motrice con dispositivo automatico secondo l'invenzione nella fase di arresto del motore determini la collocazione delle semipulegge 12 e 13 in posizione di marcia lunga, vale a dire con le semipulegge in posizione di massimo avvicinamento. Infatti le masse 20 spinte dalla molla 31 e dallo scodellino 32 spostano i rulli 24 del regolatore verso l'esterno entro gli alloggiamenti 19 e rispettivamente 37 scorrendo sulle superfici inclinate 34. It is thus easily understood how the driving pulley assembly with automatic device according to the invention in the engine stopping phase determines the positioning of the half-pulleys 12 and 13 in the long running position, that is to say with the half-pulleys in the position of maximum approach. In fact, the masses 20 pushed by the spring 31 and the cup 32 move the rollers 24 of the regulator outwards within the housings 19 and respectively 37 sliding on the inclined surfaces 34.
In fase di avviamento, con l'aumentare dei giri del motore, le masse 20 per effetto della forza centrifuga oscillano attorno ai perni 21 e la loro seconda estremità 27 si dirige radialmente verso l'esterno. In tal modo viene conseguentemente compressa la molla 31 sino a che le seconde estremità 27 delle masse si arrestano contro l'elemento di contenimento a campana 28. Si ha così una disposizione di marcia corta ed il dispositivo automatico per facilitare l'avviamento in veicoli a pedali con cambio continuo di velocità secondo l'invenzione, entrando in funzione a numero di giri relativamente basso, non interferisce sul modo di funzionare del regolatore di trasmissione a cui è correlato. Naturalmente con l'aumentare dei giri i rulli 24 risalgono le superfici inclinate 34 e si realizza una disposizione di marcia lunga appropriata. During the starting phase, as the engine revolutions increase, the masses 20, due to the centrifugal force, oscillate around the pins 21 and their second end 27 is directed radially outwards. In this way the spring 31 is consequently compressed until the second ends 27 of the masses stop against the bell-shaped containment element 28. There is thus a short running arrangement and the automatic device to facilitate starting in vehicles with pedals with continuous change of speed according to the invention, starting at a relatively low number of revolutions, does not interfere with the operation of the transmission regulator to which it is related. Naturally, as the revolutions increase, the rollers 24 rise up the inclined surfaces 34 and an appropriate long gear arrangement is achieved.
Utilizzando un gruppo puleggia motrice in veicoli a pedali con cambio continuo di velocità con dispositivo automatico per facilitare l'avviamento secondo la presente invenzione è possibile utilizzare un rapporto di trasmissione ottimale per il pedalamento, con sviluppo della pedalata adeguato al veicolo. By using a driving pulley assembly in pedal vehicles with continuous speed change with automatic device to facilitate starting according to the present invention, it is possible to use an optimal gear ratio for pedaling, with pedaling development suitable for the vehicle.
Vantaggiosamente si può eliminare la valvola od il dispositivo di decompressione sulla testa con indubbi vantaggi. Si permette infatti una maggior semplicità costruttiva ed un miglioramento delle prestazioni e del rendimento del motore, in quanto la candela di accensione può essere posizionata senza condizionamenti derivanti dalla costruzione. Advantageously, the valve or the decompression device on the head can be eliminated with undoubted advantages. In fact, a greater constructive simplicity is allowed and an improvement in the performance and efficiency of the engine, as the spark plug can be positioned without any conditioning deriving from the construction.
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