BR102012004615A2 - redutor mecânico de torque combinado com freio anti-retorno - Google Patents

Abstract

resumo. "redutor mecânico de torque combinado com freio anti- retorno" trata a presente patente de invenção de um redutor mecânico destinado a ser aplicado preferivelmente em cadeiras de rodas, visando reduzir o esforço do cadeirante em rampas e tendo também meios para evitar o recuo da cadeira de rodas. o invento também é aplicável a outros sistemas mecânicos - p. ex., elevador de cargas, varais domésticos e similares, enrolador de mangueira - onde o efeito multiplicador de torque do sistema acoplado com ao freio anti- retorno seja uma caracteristica desejável. o objetivo da presente patente é prover um mecanismo que permite a redução do esforço pelo cadeirante pela opção exercida pelo mesmo de alterar a rotação do aro de impulsão em relação à roda da cadeira, de forma a reduzir o esforço em rampas. outro objetivo da presente patente é integrar meios para evitar o recuo da cadeira de rodas quando é acionado o mecanismo de redução. outro objetivo é prover ergonomia da interface com o usuário, que possibilita comutar a relação de transmissão de 1:1 para 1:2, ou vice-versa, com apenas uma mão e de forma suave e rápida. outro objetivo é prover uma construção o mais leve possivel, compacta e com mínimo atrito intemo, quer por sua concepção mecânica como pelo material utilizado. aliado ao baixo peso, tanto o encaixe quanto o desencaixe do conjunto do mecanismo com a roda na cadeira é facilitado pela ergonomia da interface com o usuário, que possibilita executar essas operações com apenas uma mão. outro objetivo é obter um mecanismo que não necessite de manutenção preventiva.

Description

(54) Título: REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTIRETORNO (51) Int. Cl.: A61G 5/02; F16H 1/00 (73) Titular(es): MUELLER FLEX INDÚSTRIA E COMÉRCIO DE PLÁSTICOS E CABOS LTDA (72) Inventor(es): PAULO AFONSO RODI (85) Data do Início da Fase Nacional:

01/03/2012 (57) Resumo: RESUMO. REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ΑΝΤΙ- RETORNO Trata a presente patente de invenção de um redutor mecânico destinado a ser aplicado preferivelmente em cadeiras de rodas, visando reduzir o esforço do cadeirante em rampas e tendo também meios para evitar o recuo da cadeira de rodas. O invento também é aplicável a outros sistemas mecânicos - p. ex., elevador de cargas, varais domésticos e similares, enrolador de mangueira - onde o efeito multiplicador de torque do sistema acoplado com ao freio anti- retorno seja uma característica desejável. O objetivo da presente patente é prover um mecanismo que permite a redução do esforço pelo cadeirante pela opção exercida pelo mesmo de alterar a rotação do aro de impulsão em relação à roda da cadeira, de forma a reduzir o esforço em rampas. Outro objetivo da presente patente é integrar meios para evitar o recuo da cadeira de rodas quando é acionado o mecanismo de redução. Outro objetivo é prover ergonomia da interface com o usuário, que possibilita comutar a relação de transmissão de 1:1 para 1:2, ou vice-versa, com apenas uma mão e de forma suave e rápida. Outro objetiv(...)

1/5 “REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTIRETORNO”

Trata a presente patente de invenção de um redutor mecânico destinado a ser aplicado preferivelmente em cadeiras de rodas, visando reduzir o esforço do cadeirante em rampas e tendo também meios para evitar o recuo da cadeira de rodas. O invento também é aplicável a outros sistemas mecânicos - p. ex., elevador de cargas, varais domésticos e similares, enrolador de mangueira onde o efeito multiplicador de torque do sistema acoplado com ao freio antiretorno seja uma característica desejável.

Uma cadeira de rodas típica possui uma relação de 1:1 entre o giro proporcionado pelo cadeirante no aro de acionamento em relação à roda da cadeira, sendo tal relação mantida em qualquer condição de uso, o que ocasiona aumento considerável de esforço no caso de rampas.

Nestas situações, além do maior esforço há o problema do retorno da cadeira de rodas, ou seja, o cadeirante tem que fazer esforço para vencer a rampa ao mesmo tempo em que precisa evitar o recuo da cadeira de rodas.

Algumas soluções técnicas para reduzir o esforço do cadeirante estão previstas em alguns documentos, tais como o US 2006/0073936, PCT/AU2006/000187, US 6805371, e os documentos brasileiros PI0703651-5, C10703651-5 e PI0803563-6, que possuem diferentes construções para atingir o objetivo de reduzir o esforço do cadeirante e no caso da última referência obter um meio de evitar o recuo da cadeira de rodas.

Estas soluções apresentam problemas técnicos e também inerentes ao uso pelo cadeirante, ou seja, sistemas complexos, que resultam em conjuntos de alto custo e peso e em alguns casos exigem manutenção que dificulta seu uso.

No caso do dispositivo para evitar o recuo, sua inclusão como meio independente além do custo maior, aumenta ainda mais o peso do conjunto.

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O objetivo da presente patente é prover um mecanismo que permite a redução do esforço pelo cadeirante pela opção exercida pelo mesmo de alterar a rotação do aro de impulsão em relação à roda da cadeira, de forma a reduzir o esforço em rampas.

Outro objetivo da presente patente é integrar meios para evitar o recuo da cadeira de rodas quando é acionado o mecanismo de redução.

Outro objetivo é prover ergonomia da interface com o usuário, que possibilita comutar a relação de transmissão de 1:1 para 1:2, ou vice-versa, com apenas uma mão e de forma suave e rápida.

Outro objetivo é prover uma construção o mais leve possível, compacta e com mínimo atrito interno, quer por sua concepção mecânica como pelo material utilizado. Aliado ao baixo peso, tanto o encaixe quanto o desencaixe do conjunto do mecanismo com a roda na cadeira é facilitado pela ergonomia da interface com o usuário, que possibilita executar essas operações com apenas uma mão.

Outro objetivo é obter um mecanismo que não necessite de manutenção preventiva.

Outro objetivo é obter um mecanismo cuja concepção resulte em um mecanismo de baixo custo. Este objetivo é conseguido por meio da construção da maioria dos componentes em termoplásticos para injeção.

Um objetivo final é permitir o acoplamento do conjunto de roda com redutor e anti-retorno na cadeira de rodas utilizando meios de acoplamento já utilizados nas mesmas.

Para maior compreensão os desenhos anexos a ilustram, sendo que a:

Figura 1 - Mostra uma vista em perspectiva de uma roda para cadeira de rodas objetivo da presente patente.

Figura 2 - Mostra uma vista anterior da roda da figura 1. Figura 3 - Mostra uma vista frontal da roda da figura 1. Figura 4 - Mostra uma vista posterior da roda da figura 1.

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Figura 5 - Vista típica de corte A-A da figura 2.

Figura 5.1 - Vista de detalhes do mecanismo em posição de engate 1:2 (Corte A-A, Fig. 2).

Figura 5.2 - Vista de detalhes (Corte B-B, girado de 90D, Fig. 2).

Figura 5.3 - Detalhe da rampa interna do aro de impulsão (1) (Corte C-C,

Fig. 2).

Figura 5.4 - Vista de detalhes do mecanismo em posição de engate 1:1 (Corte A-A, Fig. 2).

Figura 6.1 - Vista explodida das molas e esferas do anel trava.

Figura 6.2 - Vista explodida das molas e esferas do anel trava.

Figura 7 - Arranjo contrutivo em forma “X” dos rolamentos do mancai compacto da roda.

Figura 8.1 - Ferramenta posicionada para desmontagem da roda.

Figura 8.2 - Detalhe em corte da ferramenta com detalhe da geometria da clipsagem de montagem.

De acordo com os desenhos anexos e em seus pormenores o redutor, conforme visto nas figuras 5, 5.1 e 5.2, é mostrado em corte do conjunto montado na posição de engrenamento reduzido (1:2).

As figuras 6.1 e 6.2 mostram vistas explodidas dos detalhes mecânicos do redutor.

O acionamento pelo cadeirante do aro de impulsão (1) movimenta a coroa externa (2) a qual está engrenada por pinhões (3) na segunda coroa interna (4).

Os pinos (5), que são os mancais dos pinhões (3), impulsionam o conjunto do cubo de roda formado pelos semi-cubos (7) e (8), unidas por parafusos e porcas ao pneu. A velocidade de giro dos pinos (5) é a metade daquela imprimida pelo cadeirante, devido à cinemática da transmissão, pois a coroa interna (4) encontra-se neste caso travada pelas esferas (23) ao mancai (9) por meio do anel de trava (10). O mancai (9) encontra-se permanentemente

4/5 travado ao giro pelo chassi da cadeira. A catraca (11), em permanente engrenamento com o semi-cubo (8), permite apenas o giro livre em um sentido de movimento da roda, pois a mesma é travada ao mancai (9) por meio do anel interno da catraca (13) e das esferas (23). Portanto, o deslocamento do sentido oposto é impossibilitado pelo mecanismo interno da catraca (11).

Com o sistema em redução 1:2 o giro no sentido inverso só é possível por meio da atuação do aro de impulsão (1) pelo cadeirante. Ao acionar o aro (1) no sentido inverso, rampas internas neste impulsionam o tubo de destravamento da catraca (12), liberando as esferas (21) que retêm o giro do anel interno da catraca (13). A mola (14) mantém um esforço no sentido de retornar o tubo (12). O cadeirante ao liberar o aro de impulsão (1) ou mesmo retomar o movimento para frente da cadeira faz o tubo (12) voltar a expulsar as esferas (21) de travamento do anel interno da catraca (13), pela ação da mola (14). No momento oportuno de alinhamento, essas esferas (21) engatam-se novamente nos canais do anel interno da catraca (13), travando-a novamente ao mancai (9).

Girando-se aproximadamente 15° o manipulo (15), recua-se o flange de comando (16) o que libera o movimento do anel de trava (10), impulsionado pelas molas (17) alojadas em rebaixos na face da coroa interna (4), preferivelmente em número de quatro. No momento oportuno de alinhamento, o anel de trava (10) engata as coroas (2) e (4) por meio de dentes de engrenamento internos próprios, tornando solidário o conjunto dessas duas coroas. O movimento do aro de Impulsão (1) aciona, portanto, as coroas (2) e (4) que giram com a mesma velocidade angular, arrastando nesta mesma velocidade os pinos (5) dos pinhões. Desta forma o mecanismo permanece engrenado com relação de transmissão direta 1:1. Também nesta situação o tubo de destravamento da catraca (12) é deslocado pelo flange de comando (16), liberando as esferas (21) e o anel interno da catraca (13), o que possibilita o giro no sentido reverso de bloqueio da catraca (11), tanto no acionamento

5/5 voluntário do cadeirante através do aro de impulsão (1) quanto sob ação da gravidade em planos inclinados. Ou seja, quando a relação de engrenamento é 1:1 o freio anti-retorno não é atuante.

Com a presente montagem o conjunto redutor com freio anti-retorno aplicado em cadeira de rodas permite variar a relação de giro entre o aro de impulsão e a roda da cadeira entre 1:1 e 1:2, o que favorece a subida de rampas, ao mesmo tempo em que quando engrenado na relação 1:2 o freio anti-retorno permanece atuando, evitando o retorno não desejado da cadeira de rodas.

A construção combinada do conjunto, tal como descrita resulta em um equipamento de baixo custo e peso, que permite sua fácil colocação e remoção de uma cadeira de rodas, por meio de um sistema de engate rápido integrado ao mancai (9) e atuado pelo botão (18).

O sistema é concebido para ser inviolável por desmontagem fora do fabricante ou pessoa não autorizada, pois a montagem final do conjunto é feita pela clipsagem do manipulo (15) sobre a coroa externa (2), sendo necessária uma ferramenta de desmontagem (24) especialmente construída para esse fim.

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Claims (9)

1. REIVINDICAÇÕES.

   1, -“REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTI-RETORNO” caracterizado pelo fato de que o aro de impulsão (1) movimenta a coroa externa (2) que está engrenada por pinhões (3), preferivelmente em número de três, na segunda coroa interna (4), sendo que os pinos (5) que são os mancais dos pinhões (3) impulsionam o conjunto do cubo de roda formado pelos semi-cubos (7) e (8), unidas por parafusos e porcas ao pneu e a dita coroa interna (4) encontra-se travada ao mancai (9) por meio do anel de trava (10) e pelas esferas (23), preferivelmente em número de duas.
2. 2, - “REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato do mancai (9) encontrar-se permanentemente travado ao giro pelo chassi da cadeira, com a catraca (11) em permanente engrenamento com o semi-cubo (8).
3. 3, -“REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 2, quando é acionada a redução 1:2, o giro no sentido inverso só é possível por meio da atuação do aro de impulsão (1) pelo cadeirante em seu sentido inverso de marcha, caracterizado pelo fato de que o aro (1) tem rampas internas que atuam como carne e impulsionam o tubo de destravamento da catraca (12), liberando as esferas (23) que retêm o giro do anel interno da catraca (13) e a mola (14) mantém um esforço no sentido de retornar o tubo (12), possibilitando o retravamento do anel interno da catraca (13) ao mancai (9) pelas esferas (23).
4. 4, - “REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 3, quando é acionada a redução 1:1 pelo giro do manipulo (15), o giro da roda no sentido inverso de marcha é sempre possível, seja pela atuação do aro de impulsão (1) pelo

   2/3 cadeirante em seu sentido inverso de marcha ou por ação da força gravitacionál presente em situação de subida de rampa, caracterizado pelo fato de que o tubo de destravamento da catraca (12) permanece liberando as esferas (23) que retêm o giro do anel interno da catraca (13) e a mola (14) mantém um esforço no sentido de retornar o tubo (12).
5. 5.-“REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO

   ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 4, o acionamento do engate 1:1 pelo giro do manipulo (15) libera o anel trava (10) para o giro sobre o mancai (9) caracterizado pelo fato do recolhimento das esferas (22) e o resultante acoplamento da coroa interna (4) à coroa externa (2) pela ação das molas (17).
6. 6,-“REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO

   ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 5, o rápido e suave acoplamento do engate 1:1 pelo giro do manipulo (15) é caracterizado pelo fato do anel trava (10) permanecer em constante acoplamento à coroa interna (4) e, que sob ação das molas (17), é levado ao acoplamento com a coroa externa (2) através da construção de dentes paralelos, externos no anel trava (10) e internos nas coroas (2) e (4), preferivelmente em número de 48 dentes, mantendo-as solidárias no movimento de giro.
7. 7.- “REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 6, quando é acionado o engate 1:1 pelo giro do manipulo (15), o giro da roda em ambos sentidos de movimento pela atuação do aro de impulsão (1) é realizado com baixíssimo atrito mecânico caracterizado pelo fato da utilização de rolamentos (25) e (26) padrões de mercado, preferivelmente pela associação de dois pares e dispostos em montagem compacta em forma de “X”, o que permite, em conjunto com os pinhões (3) e pinos (5), estáticos relativamente ao giro solidário das coroas (2) e (4), alta eficiência de transmissão de torque e baixa

   3/3 resistência de rolamento do conjunto do cubo de roda formado pelos semicubos (7) e (8).
8. 8. -“REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 1, é carcterizado pelo fato de

   5 ser montado a partir de dois semi-cubos (7) e (8) idênticos e justapostos face a face, permitido pelo seu defasamento angular relativo preferivelmente de 60 graus, parafusados na região central e ao longo da sua periferia, formando uma caixa solidária fechada e estruturada, que aloja o mecanismo do redutor e simultaneamente compõe a roda para montagem do pneu e da sua câmara de

   10 enchimento de ar.
9. 9, -“REDUTOR MECÂNICO DE TORQUE COMBINADO COM FREIO ANTI-RETORNO” de acordo com a reivindicação 8, é carcterizado pelo fato de ser inviolável por desmontagem fora do fabricante ou pessoa não autorizada, pois a montagem final do conjunto é feita pela clipsagem do manipulo (15)

   15 sobre a coroa externa (2), caracterizada pelo fato de ser necessária uma ferramenta de desmontagem (24), constituída pelo corpo (24a), embolo (24b) e parafuso (24c), capaz de promover a expansão dos clips da coroa externa (2) através do giro do parafuso (24c), cuja extremidade atua diretamente sobre o embolo 24b, o qual expande as garras do corpo (24a) forçando a expansão dos

   20 clips da coroa externa (2) e simultaneamente engatando-se no manipulo (15) para a sua posterior desmontagem.

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