BR102013000615B1

BR102013000615B1 - dispositivo de mudança de marcha para veículos motorizados

Info

Publication number: BR102013000615B1
Application number: BR102013000615-7A
Authority: BR
Inventors: Marco Garabello; Gianluigi Pregnolato; Valter Pastorello; Andrea Piazza
Original assignee: C.R.F. Società Consortile Per Azioni
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2021-07-06
Also published as: EP2711588B1; CN103671900A; US20140076079A1; BR102013000615A2; CN103671900B; EP2711588A1; US8910770B2

Abstract

DISPOSITIVO PARA MUDANÇA DE MARCHA PARA VEÍCULOS MOTORIZADOS Um dispositivo para mudança de velocidade para um veículo motorizado tem um ele-mento de frenagem (L) para interromper a rotação do eixo primário (10) antes de en-gate da marcha a ré. O elemento de frenagem compreende uma alavanca (L) monta-da de maneira pivotante na caixa de engrenagens (2) do dispositivo de mudança de marcha ao redor de um eixo geométrico separada (A3) em relação aos eixos geomé-tricos centro (A1, A2) dos eixos primário e secundário (10, 20) do dispositivo de mu-dança de velocidade. A alavanca de frenagem (L) é controlada por um atuador aciona-do eletricamente por meio de um elemento empurrador (P) que é deslocado por dito atuador (E) em uma direção (t) substancialmente tangencial em relação ao eixo pri-mário (10), no sentindo de uma posição operacional na qual ele interpõe com uma ação como cunha entre a alavanca de frenagem (L) e uma parede de encontro fixa (F) de modo a comprimir o calço de freio (L1) contra uma parte cooperante (M) que é conectada em rotação com o eixo primário (10).

Description

[0001] A presente invenção é relativa a dispositivo de mudança de marcha para um veículo motorizado, do tipo que compreende:

[0002] pelo menos um eixo primário conectável ao eixo de acionamento do veículo motorizado por meio de um dispositivo embreagem,

[0003] pelo menos um eixo secundário que tem um pinhão de saída projetado para engrenar com a roda dentada de um diferencial,

[0004] uma pluralidade de pares de rodas dentadas correspondentes a uma pluralidade de marchas para a frente e pelo menos uma marcha a ré, onde uma roda dentada de cada par é rigidamente conectada em rotação com um de ditos eixos primário ou secundário, enquanto a outra é livremente rotativa sobre o outro de ditos eixos primário ou secundário,

[0005] uma pluralidade de dispositivos seletores de marcha para acoplar em rotação cada uma de ditas rodas livremente rotativas do eixo sobre qual ela está montada, dito dispositivo também compreendendo:

[0006] um elemento de frenagem para interromper a rotação de dito primeiro eixo primário antes de engate da primeira marcha, dito elemento de frenagem compreendendo uma alavanca montada de maneira pivotante sobre um eixo geométrico paralela à eixo geométrico do eixo primário e que carrega um calço de frenagem configurado para fazer contato com a superfície de uma parte cooperante que é conectada em rotação com o eixo primário, e

[0007] um dispositivo de controle para empurrar dita alavanca no sentido de uma posição de frenagem, na qual dito calço de frenagem faz contato com a superfície de dita parte cooperante.

[0008] O dispositivo de mudança de marcha que tem as características indicadas acima é conhecido do documento IT 1.267.446 B1. Neste dispositivo conhecido, a alavanca de frenagem é montada de maneira pivotante acima do eixo secundário das engrenagens, e é controlado por meio de uma transmissão mecânica conectada à alavanca de acionamento das engrenagens, que é controlada manualmente pelo condutor.

[0009] O objetivo da presente invenção é fornecer um dispositivo que tem as características indicadas no início da presente descrição, que tem uma estrutura simples e um custo baixo, e que pode ser facilmente adaptada, mesmo em um dispositivo de mudança de marcha originalmente projetado sem um dispositivo de frenagem deste tipo.

[00010] Outro objetivo da invenção é fornecer um dispositivo que seja reduzido em dimensões e eficiente e confiável em operação.

[00011] Tendo em vista alcançar estes objetivos, a invenção é relativa a um dispositivo de mudança de marcha para veículos motorizados que tem a todas as características que foram indicadas no início da presente descrição, e ainda caracterizada pelo fato de dita alavanca de frenagem ser montada de maneira pivotante na estrutura suporte do dispositivo de mudança de marcha ao redor de um eixo geométrico separada em relação aos eixos geométricos de ditos eixos primário e secundário, e por dito dispositivo de atuação compreender:

[00012] um atuador acionado eletricamente, e

[00013] um elemento empurrador que é deslocado por meio de dito atuador acionado eletricamente, de acordo com uma direção substancialmente tangencial em relação ao eixo primário, no sentido de uma posição operacional na qual ele interpõe com uma ação de cunha entre a alavanca de frenagem e uma parede de encontro fixa, de modo a comprimir o calço de freio contra dita parte cooperante com ele.

[00014] O atuador acionado eletricamente é preferivelmente um eletroímã que é automaticamente acionado por um tempo predeterminado por meio da unidade de controle eletrônico quando ela detecta a intenção do condutor de deslocar para a marcha a ré. Isto pode ser conseguido por meio de um sensor associado com a alavanca de acionamento das engrenagens ou as próprias engrenagens, configurado para detectar quando uma manobra preparatória é realizada para engate da marcha a ré, por exemplo, o alinhamento da alavanca de controle com a posição de engate da marcha a ré, ou o levantamento do anel que em algumas aplicações é montado na alavanca de controle de marcha para possibilitar o engate da marcha a ré. Onde possível, o dispositivo sensor configurado para possibilitar a ativação do atuador de alavanca de frenagem é o mesmo que aquele já arranjado no veículo motorizado para ativação da comutação nas luzes de reversão (de marcha).

[00015] De acordo com outra característica da modalidade preferida da presente invenção, a alavanca de frenagem anteriormente mencionada é arranjada com sua extremidade carregando o calço de frenagem localizada circunferencialmente à jusante do eixo geométrico de oscilação da alavanca com referência à direção de rotação do eixo primário das engrenagens. Consequentemente a direção de rotação da alavanca de frenagem na fase de ativação é concordante com a direção de rotação do eixo primário, o que facilita a ativação da alavanca de frenagem.

[00016] Outras características e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da descrição que segue com referência aos desenhos anexos fornecidos puramente à guisa de exemplo não limitativo, nos quais:

[00017] A figura 1 é um diagrama de um exemplo de uma modalidade de um dispositivo de mudança de marcha para um veículo motorizado ao qual a presente invenção é aplicável,

[00018] A figura 2A é uma vista em corte de uma forma concreta de uma modalidade do dispositivo da figura 1,

[00019] A figura 2B é uma vista em corte, em perspectiva, do interior da caixa de engrenagens da figura 2A com a alavanca de frenagem montada dentro dela,

[00020] As figuras 3, 4 são vistas frontais da alavanca de frenagem, respectivamente na posição de repouso inativa e na posição de frenagem operacional,

[00021] A figura 5 é uma vista em perspectiva de um exemplo de uma modalidade da alavanca de frenagem,

[00022] A figura 6 é uma vista em perspectiva de uma placa batente utilizada no dispositivo de acordo com a invenção,

[00023] A figura 7 ilustra a placa da figura 6 na condição montada,

[00024] A figura 8 é uma vista em perspectiva de uma mola de retorno associada com a alavanca de frenagem,

[00025] A figura 9 é uma vista em perspectiva de um eletroímã utilizado como um atuador da alavanca de frenagem.

[00026] A figura 10 é uma vista em corte que mostra a interposição do rolete controlado pelo atuador eletromagnético entre a alavanca de frenagem e a placa batente, e

[00027] As figuras 11, 12, são vistas correspondentes àquelas das figuras 3, 4, que se referem a uma variante.

[00028] Com referência à figura 1, o número 1 indica como um todo um exemplo de engrenagens às quais a presente invenção é aplicável. A figura mostra engrenagens do tipo convencional com um eixo primário único 10 e um eixo secundário único 20, porém é evidente que a invenção é também aplicável a qualquer outro tipo de engrenagens do tipo transversal com dois ou mais eixos secundários e quaisquer engrenagens do tipo longitudinal que têm eixos primários conectados a um ou mais eixos intermediários e com o eixo secundário sendo coaxial à eixo geométrico do motor de combustão.

[00029] De acordo com a técnica convencional, o eixo primário 10 e o eixo secundário 20, (cujas linhas de centro estão indicadas por A1 e A2) são montados de maneira rotativa em uma caixa de engrenagens (marchas) 2 por meio de mancais de rolos 3. Na figura 1 o dispositivo embreagem para conectar o eixo primário 10 ao eixo acionador do veículo motorizado não está visível. O eixo secundário 20 carrega um pinhão de saída U que engrena com a roda coroa de um diferencial D que transmite o movimento para as rodas W.

[00030] Ainda de acordo com a técnica convencional, as engrenagens compreendem uma pluralidade de pares de rodas de engrenagem que correspondem a uma pluralidade de marchas para frente e pelo menos uma marcha a ré, onde as rodas de cada par são, cada uma, rigidamente conectadas em rotação com um de ditos eixos primário e secundário, enquanto a outra é livremente rotativa sobre o outro de ditos eixos primário e secundário. No caso do exemplo ilustrado, a roda I para a primeira marcha, a roda II para segunda marcha, a roda V para a quinta marcha, a roda VI para a sexta marcha são conectadas em rotação ao eixo primário 10 e engrenam com rodas montadas livremente rotativas sobre o eixo secundário 20. As rodas III e IV para as terceira e quarta marchas são conectadas em rotação ao eixo secundário 20 e engrenam com rodas montadas livremente rotativas sobre o eixo principal 10. De acordo com a técnica convencional, dispositivos sincronizadores para seleção de marcha são fornecidos para acoplar em rotação cada uma de ditas rodas livremente rotativas com o eixo sobre o qual ela está montada. No exemplo mostrado, um dispositivo de seleção S1/2 associado com eixo secundário 20 possibilita a seleção da primeira e segunda marchas enquanto dispositivos seletores S3/4, S5/6 associados com o eixo primário 10 possibilitam a seleção da terceira marcha e quarta marcha, bem como a quinta marcha e a sexta marcha.

[00031] O eixo primário 10 é também associado com uma roda R para engate da marcha a ré que engrena com uma roda (não mostrado) montada de maneira rotativa sobre um terceiro eixo (não mostrado) das engrenagens, que é associado com um dispositivo de seleção (não visível nos desenhos) que não tem capacidade de sincronização, de modo que o engate da marcha a ré pode ser ruidoso se o eixo primário 10 estiver girando.

[00032] Para solucionar este problema, as engrenagens de acordo com a invenção são equipadas com um dispositivo para frear a rotação do eixo primário 10, que intervém antes do engate da marcha a ré.

[00033] O dispositivo de acordo com a invenção compreende uma alavanca de frenagem L montada de maneira pivotante diretamente dentro da caixa de engrenagens 2 do dispositivo ao redor de um eixo geométrico A3 paralela aos eixos geométricos A1 e A2 do eixo primário e do eixo secundário do dispositivo de mudança de marcha. A alavanca L tem uma extremidade L1 que define um calço de frenagem com uma superfície côncava L10 que tem um coeficiente de atrito elevado, projetada para entrar em contato com a superfície exterior M1 de uma luva M que faz parte do dispositivo seletor S3/4 da terceira e quarta marchas. De acordo com a técnica precedente, a luva M é conectada em rotação com o eixo primário, porém é axialmente deslizante em relação a ele, de modo a assumir uma posição extrema para engate da terceira marcha, uma posição extrema oposta para o engate da quarta marcha, e uma posição neutra intermediária entre estas posições extremas.

[00034] Com referência às figuras 3, 4, a direção de rotação R do eixo primário é horária. Como pode ser visto, a alavanca de frenagem L é arranjada de tal maneira de modo que a sua extremidade L1 que atua como um calço de frenagem é localizada à jusante em relação à eixo geométrico de oscilação A3 com referência à direção de rotação R do eixo primário. Graças a este arranjo, a direção de oscilação da alavanca L quando ela é empurrada para a posição de frenagem é concordante com a direção de rotação R do eixo primário, o que facilita a ativação da alavanca de frenagem.

[00035] A superfície de frenagem L10 pode ser produzida em uma única peça com a alavanca L, caso em que esta última é feita de qualquer material adequado, ou pode ser definida por um revestimento conseguido, por exemplo, por borrifamento sobre o corpo da alavanca L.

[00036] A alavanca de frenagem L é empurrada partir de uma posição de repouso inoperante (figura 3) para sua posição de frenagem ativa por meio de um elemento empurrador P que é deslocado por meio de um atuador eletromagnético E de acordo com uma direção substancialmente tangencial t em relação ao eixo primário 10.

[00037] No caso do exemplo ilustrado, o elemento empurrador é constituído por um o rolete livremente rotativo montado entre os ramos de uma extremidade em garfo E1 de uma haste E2 controlado pelo atuador eletromagnético E (ver figura 9).

[00038] O rolete empurrador P é interposto com ação de cunha entre uma trilha L2 formada na superfície exterior da alavanca L e uma placa de aço F fixada à caixa de engrenagens.

[00039] Para reduzir atrito ainda mais, o elemento empurrador pode ser constituído por dois agentes roletes P1 e P2, um em contato com a alavanca L, e o outro com a placa F, respectivamente (figuras 11, 12).

[00040] No caso do exemplo ilustrado (ver figuras 6, 7) a placa F que atua como um encontro para o elemento empurrador P (ou P1, P2) apresenta uma orelha F1 com um pino F2 para montagem pivotante sobre a caixa de engrenagens ao redor de um eixo F3 (ver figuras 3, 4). Novamente com referência às figuras 6, 7, a placa F também tem outra orelha F4 em sua extremidade oposta, para o engate de um parafuso F5 que é aparafusado em um furo da caixa de engrenagens para travar a placa F em posição, em relação à caixa de engrenagens.

[00041] Uma mola de retorno S é também associada com a alavanca L, tendendo a retornar a alavanca L no sentido da posição de repouso inoperante. No caso do exemplo da modalidade ilustrada aqui, a mola de retorno S é constituída por uma tira metálica que tem uma extremidade S1 ancorada à caixa de engrenagens por meio do mesmo parafuso F5 que trava a placa S. A extremidade oposta da mola S tem uma aresta dobrada S2 que engata em um assento L20 da alavanca L.

[00042] Com referência à figura 4, quando o eletroímã E está ativado, a haste E2 empurra o rolete P para baixo entre a alavanca L e a placa F, que tem superfícies planas voltadas uma para a outra e convergentes uma no sentido da outra. Portanto, ela produz uma ação de cunha do rolete P que empurra o calço L1 contra a superfície M1 da luva M conectada em rotação com o eixo primário. O eixo primário é assim rapidamente trazido para uma parada, desde que ele esteja ainda girando.

[00043] Quando o eletroímã é desenergizado a mola de retorno S é prevista retornar a alavanca L para sua posição de repouso inoperante. No exemplo ilustrado aqui, o eletroímã é arranjado para ser automaticamente ativado pela unidade de controle eletrônico quando ela recebe um sinal indicativo da intenção do condutor para mudar para marcha a ré. Este sinal pode ser gerado por um sensor arranjado para detectar quando a alavanca de controle das marchas, que é manobrada pelo condutor, é trazida para uma posição preliminar de engate da marcha a ré, isto é, quando a alavanca é alinhada na posição de engate da marcha a ré ou em casos nos quais tal solução é fornecida quando um anel montado de maneira deslizante sobre a alavanca de controle das marchas é levantado para possibilitar o engate da marcha a ré. Onde possível, detectar a intenção de mudar para marcha a ré pelo condutor, é executado utilizando o dispositivo sensor já arranjado para ativação da comutação das luzes de inversão (de marcha).

[00044] No lugar do atuador eletromagnético é possível fornecer qualquer outro tipo de atuador acionado eletricamente, tal como, por exemplo, um motor elétrico associado com um grupo redutor e sistema parafuso e porca, ou mesmo um atuador que inclui elemento que consiste de uma liga com memória de forma que é aquecida e contrai quando corrente elétrica corre através dela.

[00045] Também é possível fornecer, como no caso do exemplo ilustrado, um atuador elétrico de atuação única, com uma mola de retorno para retornar a alavanca de frenagem para sua posição de repouso ao final de ativação ou, alternativamente, um atuador elétrico de atuação dupla pode ser fornecido, o qual controla o movimento da alavanca de frenagem em ambas, na fase de ativação e na fase de desativação.

[00046] Como é evidente da descrição acima, o dispositivo de acordo com a invenção tem uma estrutura simples, é de custo baixo e não volumoso, o qual pode também ser facilmente adaptado em um dispositivo de mudança de marcha projetado originalmente sem qualquer tipo de dispositivo de frenagem.

[00047] Como pode ser visto, graças ao dispositivo de acordo com a invenção, é possível garantir o engate da marcha correta em uma maneira simples sem o ruído de engate da marcha a ré, incluindo engrenagens nas quais o dispositivo de seleção da marcha a ré é desprovido de dispositivo de sincronização.

[00048] Naturalmente, sem prejuízo para o princípio da invenção, os detalhes de construção e as modalidades podem variar amplamente em relação àqueles descritos e ilustrados puramente à guisa de exemplo, sem com isto se afastar do escopo da presente invenção.

Claims

1. Dispositivo de mudança de marcha para veículos motorizados, compreendendo: pelo menos um eixo primário (10) conectável ao eixo de acionamento do veículo motorizado por meio de um dispositivo embreagem, pelo menos um eixo secundário (20) que tem um pinhão de saída (U) para engrenar com a roda dentada de um diferencial (D), uma pluralidade de pares de rodas dentadas que correspondem a uma pluralidade de marchas a frente e pelo menos uma marcha a ré, na qual uma roda dentada (I, II, III, IV, V, VI) de cada par é rigidamente conectada em rotação com um de dito eixos primário (10) ou secundário (20) enquanto a outra é livremente rotativa sobre o outro de ditos eixos primário ou secundário, uma pluralidade de dispositivos seletores de marcha (S1/2, S3/4, S5/6) para acoplar em rotação cada uma de ditas rodas livremente rotativas com o eixo sobre o qual ela está montada, dito dispositivo também compreendendo: um elemento de frenagem (L) para interromper a rotação de dito primeiro eixo primário antes de engate da primeira marcha, dito elemento de frenagem (L) compreendendo uma alavanca montada de maneira pivotante sobre um eixo geométrico (A3) paralelo ao eixo geométrico do eixo primário e que carrega um calço de frenagem (L1) configurado para fazer contato com a superfície (M1) de uma parte cooperante (M) que é conectada em rotação com o eixo primário, e meios de atuação para empurrar a dita alavanca (L) em direção a uma posição de frenagem e no qual dito calço de frenagem (L1) faz contato com a superfície (M1) de dita parte cooperante (M), caracterizado pelo fato de dita alavanca de frenagem (L) ser montada de maneira pivotante sobre a estrutura de suporte (2) do dispositivo de mudança de marcha ao redor de um eixo geométrico separado (A3) em relação aos eixos geométricos (A1, A2) de ditos eixos primário e secundário (10, 20), e em que o dito dispositivo de atuação compreende: um atuador acionado eletricamente (E), e um elemento empurrador (P) que é móvel por dito atuador acionado eletricamente (E) ao longo de uma direção substancialmente tangencial (t) em relação ao eixo primário (10) em direção a uma posição operacional na qual ele interpõe com uma ação tipo cunha entre a alavanca de frenagem (L) e uma parede de encontro fixa (F) de modo a comprimir o calço de frenagem (L1) contra dita parte cooperante (M).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dita alavanca de frenagem (L) ser disposta com uma extremidade definindo dito calço de frenagem (L) à jusante de dito eixo geométrico de oscilação pivotante (A3) da alavanca de frenagem com referência à direção de rotação (R) de dito eixo primário (10), de modo que a oscilação de dita alavanca de frenagem (L) durante a sua ativação ocorre em uma direção concordante com a direção de rotação (R) do eixo primário.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito atuador acionado eletricamente (E) ser um eletroímã operável para empurrar uma haste (E2), cuja extremidade carrega dito elemento empurrador (P) entre as superfícies cooperantes (L2, F) de dita alavanca de frenagem (L) e dita parede de encontro fixa (F).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de dito elemento empurrador (P) ser constituído por um rolete livremente rotativo montado na extremidade da haste (E2).

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de dito elemento empurrador (P) ser constituído por dois roletes livremente rotativos montados na extremidade da haste (E2) e configurados para engatar a dita alavanca de frenagem (L) e dita superfície de encontro (F), respectivamente.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito atuador (P) acionado eletricamente ser de um tipo de ação única e dito dispositivo ainda compreender meios elásticos (S) para retornar a alavanca de frenagem (L) em direção a sua posição de repouso inoperante.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito atuador eletricamente acionado ser de um tipo de ação dupla, isto é, ser configurado para controlar a oscilação de dita alavanca de frenagem (L) em ambas, na fase de ativação e na fase de desativação.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de controle eletrônica é configurada para fazer com que o dito atuador elétrico seja ativado automaticamente por um tempo determinado quando unidade de controle eletrônico detecta a intenção do condutor de engatar a marcha a ré.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o dito dispositivo compreender meio sensor para intenção do condutor para engatar a marcha a ré, o dito meio sensor sendo associado com a alavanca de controle do dispositivo de mudança de marcha que é acionada manualmente pelo condutor ou por um elemento do dispositivo de mudança de marcha conectado a ela.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de dito meio sensor ser o mesmo utilizado para ligar as luzes traseiras para indicar uma ré.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dita alavanca de frenagem (L) ter uma porção extrema que define dito calço de frenagem (L1) que tem uma superfície côncava que tem uma curvatura correspondente à dita superfície (M1) de dita parte cooperante (M).