BR102013000817B1

BR102013000817B1 - Sistema de transmissão graduável de múltiplas relações, e, método de configuração de um pacote de transmissão universalmente graduável

Info

Publication number: BR102013000817B1
Application number: BR102013000817-6A
Authority: BR
Inventors: Alfred S. Smemo; Kyle K. Mckinzie
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US20130196812A1; JP2013155871A; BR102013000817A2; DE102013201095A1; US9005071B2

Abstract

SISTEMA DE TRANSMISSÃO GRADUÁVEL DE MÚLTIPLAS RELAÇÕES, E, MÉTODO DE CONFIGURAÇÃO DE UM PACOTE DE TRANSMISSÃO UNIVERSALMENTE GRADUÁVEL A presente divulgação provê um sistema de transmissão graduável de múltiplas relações para múltiplas configurações de veículos. O sistema inclui uma entrada, disposta ao longo de um primeiro eixo, configurada para receber um torque a partir de um dispositivo de propulsão de velocidade variável, e uma saída, disposta ao longo de um segundo eixo e acoplada com a entrada. O sistema inclui ainda uma embreagem seletivamente encaixável, acoplada entre a entrada e a saída, e uma unidade planetária acoplada tanto com a entrada como a saída, sendo que a unidade planetária inclui pelo menos um trem de engrenagem planetário e um freio. O sistema é configurável com base em uma configuração de veículo específica, de forma que o primeiro eixo e o segundo eixo possam ficar coaxiais ou não coaxiais.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção diz respeito a uma transmissão para veículos de carga, e, em especial, a um arranjo flexível de uma transmissão planetária de múltiplas relações adaptável a diferentes formas e tamanhos de veículos de carga. Fundamentos da Invenção

[002] Os veículos de carga, especialmente os utilizados em aplicações na constmção e no florestamento, podem incluir motores com velocidade constante ou quase constante. Dependendo da aplicação desejada, a entrada do veículo (por exemplo, o mecanismo, o motor, etc.) pode incluir uma velocidade finita e faixas de torque. Estes veículos podem possuir uma pluralidade de diferentes configurações e instalações, que dependem da natureza do veículo. Entretanto, estes veículos também têm necessidade de múltiplas velocidades e múltiplos torques para alcançar as desejadas eficiências no uso do combustível e no desempenho. Desta forma, uma transmissão de múltiplas relações e cambiável, ou assemelhada, é requerida para aumentar o dispositivo de acionamento da transmissão e prover o espectro apropriado de velocidades do veículo em solo e dos esforços de tração, ao mesmo tempo em que otimiza a eficiência.

[003] Existindo um grande número de veículos de carga nas indústrias da construção e do florestamento, pode haver uma configuração única para cada veículo independentemente de se o dispositivo de acionamento da transmissão é elétrico, hidráulico, pneumático ou outras entradas conhecidas. Dependendo da aplicação, cada veículo pode ter requisitos para velocidades em solo particular e/ou, também, para os esforços de tração. Assim sendo, projetos individuais de transmissão são providos para cada configuração de veículo. Em outros termos, um projeto de transmissão pode funcionar para uma carregadeira de rodas, mas, não, para um selecionador a motor. Da mesma forma, um projeto de transmissão diferente pode funcionar para um selecionador a motor, mas, não, para uma carregadeira de rodas. Estes projetos podem possuir partes individuais, sejam grandes ou pequenas, que dependem do tamanho do veículo. Em muitos casos, as partes individuais diferem entre os diferentes projetos da transmissão.

[004] Existe, assim, a necessidade de prover uma transmissão de múltiplas relações graduável e flexível que possa ser adaptada a qualquer configuração de veículos já conhecida ou futura. E desejável prover uma transmissão que possa alcançar uma força de entrada e de saída na mesma extremidade, forças de entrada e de saída em diferentes extremidades, e um eixo de entrada que funcione axialmente ao longo do desenho para aplicações de tomada de força. É também desejável prover uma transmissão que possa ser acoplada a uma variedade de configurações de engrenagens/acionamentos para atender a quaisquer requisitos em um pacote veicular. A lógica utilizada em qualquer um dos desenhos dados pode ser utilizada independentemente do tamanho ou da configuração da máquina. Sumário

[005] Em um modo de realização exemplificativo da presente divulgação, é provido um sistema de transmissão graduável e de múltiplas relações, para múltiplas configurações de veículos. O sistema inclui uma entrada disposta ao longo de um primeiro eixo, configurada para receber um torque a paitir de um dispositivo de propulsão com velocidade variável, e uma saída disposta ao longo de um segundo eixo, e acoplada com a entrada. O sistema inclui ainda uma embreagem seletivamente encaixável e uma unidade planetária acoplada com a entrada e com a saída. A unidade planetária inclui pelo menos um trem de engrenagem planetário e um freio. O sistema é configurável com base em uma configuração de veículo específica, de forma que o primeiro eixo e o segundo eixo podem ficar coaxiais ou não coaxiais.

[006] Em um aspecto, o sistema pode incluir uma primeira árvore e uma segunda árvore, sendo a entrada acoplada com a primeira árvore e a saída acoplada com a segunda árvore, sendo que a segunda árvore é concêntrica com a primeira árvore. Em outro aspecto, a entrada é disposta no mesmo lado do sistema que é o da saída. Em outro aspecto, ainda, o sistema pode incluir um trem de redução de engrenagem, incluindo o trem de redução de engrenagem uma primeira engrenagem de saída, acoplada com a saída da unidade planetária, a segunda engrenagem de saída com a saída do sistema, e uma engrenagem ociosa acoplada entre as mesmas.

[007] A unidade planetária pode incluir um primeiro trem de engrenagem planetário incluindo uma primeira engrenagem sol, um primeiro portador, uma primeira coroa dentada; um segundo trem de engrenagem planetário incluindo uma segunda engrenagem sol, um segundo portador, e uma segunda coroa dentada; um primeiro freio acoplado com a primeira coroa dentada; e um segundo freio acoplado com a segunda coroa dentada. A entrada pode ser acoplada com a primeira engrenagem sol, com a segunda engrenagem sol, ou com a primeira coroa dentada. A saída pode ser acoplada com segundo portador.

[008] Em um aspecto relacionado, a unidade planetária pode incluir um primeiro trem de engrenagem planetário incluindo uma primeira engrenagem sol, um primeiro portador, e uma primeira coroa dentada, sendo a primeiro coroa dentada acoplada com o primeiro freio; um segundo trem de engrenagem planetário incluindo uma segunda engrenagem sol, um segundo portador, e uma segunda coroa dentada; um terceiro trem de engrenagem planetário incluindo uma terceira engrenagem sol, um terceiro portador e uma terceira coroa dentada; e um segundo freio acoplado com a segunda coroa dentada; e um terceiro freio acoplado com a terceira correia dentada. A entrada pode ser acoplada com a primeira coroa dentada, com a segunda engrenagem sol, ou com a terceira engrenagem sol; e a saída pode ser acoplada com o terceiro portador.

[009] Em outro modo de realização, é provido um sistema de transmissão de múltiplas relações e graduável, para diferentes configurações de veículos. O sistema pode incluir uma entrada disposta em um lado da entrada da transmissão; uma saída acoplada com a entrada e disposta em um lado de saída da transmissão; uma embreagem seletivamente encaixável acoplada entre a entrada e a saída; e uma unidade planetária acoplada com a entrada e a saída e incluindo um trem de engrenagem planetário e um freio. A embreagem seletivamente encaixável pode prover uma razão de 1:1 ao longo da transmissão. Em uma primeira configuração, o lado da entrada pode estar disposto oposto ao lado da saída. Em uma segunda configuração, o lado da entrada pode ser o mesmo que o lado da saída.

[0010] Na primeira configuração, a entrada pode ser colinear com a saída. Na segunda configuração, a entrada pode ser desviada da saída por uma distância. Em um aspecto, a entrada é acoplada com uma primeira árvore e a saída é acoplada com uma segunda árvore, sendo que a segunda árvore é concêntrica com a primeira árvore. Em outro aspecto, o sistema pode incluir um trem de redução de engrenagem, incluindo o trem de redução de engrenagem uma primeira engrenagem de saída, acoplada com a saída da unidade planetária, e uma segunda engrenagem de saída, acoplada com a saída do sistema. Uma terceira engrenagem pode ser acoplada entre a primeira engrenagem de saída e a segunda engrenagem de saída.

[0011] Em um aspecto adicional, a unidade planetária pode incluir um primeiro trem de engrenagem planetário incluindo uma primeira engrenagem sol, um primeiro portador, e uma segunda coroa dentada; um primeiro freio acoplado com a primeira coroa dentada, e um segundo freio acoplado com a segunda coroa dentada; sendo que a entrada é acoplada com a primeira engrenagem sol, com a segunda engrenagem sol, ou com a primeira coroa dentada; sendo ainda que a saída é acoplada com o segundo portador.

[0012] Em um aspecto relacionado, a unidade planetária pode incluir um primeiro trem de engrenagem planetário incluindo uma primeira engrenagem sol, um primeiro portador, e uma primeira coroa dentada, sendo a primeira engrenagem sol acoplada com o primeiro freio; um segundo trem de engrenagem planetário incluindo uma segunda engrenagem sol, um segundo portador, e uma segunda coroa dentada; um terceiro trem de engrenagem planetário incluindo uma terceira engrenagem sol; um terceiro portador, e uma terceira coroa dentada; e um segundo freio acoplado com a segunda coroa dentada e um terceiro freio acoplado com a terceira coroa dentada; sendo que a entrada é acoplada com a primeira engrenagem sol, com a primeira coroa dentada, com a segunda engrenagem sol, ou com a terceira engrenagem sol; sendo, ainda, que a saída é acoplada com o terceiro portador.

[0013] Em um modo de realização diferente, é provido um método para configuração de um pacote de transmissão universalmente graduável para um pacote de veículo particular. O método inclui a identificação de uma configuração de entrada e de saída do pacote de veículo; a determinação do número de razões de engrenagem desejado para um pacote de veículo particular; o arranjo da entrada da transmissão ao redor de um primeiro eixo, para acoplar com a entrada do veículo; o arranjo de uma saída da transmissão ao redor de um segundo eixo, para acoplar com a saída do veículo, sendo que o segundo eixo pode ser coaxial ou não coaxial com o primeiro eixo; e, o acoplamento de uma unidade planetária com a entrada e a saída da transmissão.

[0014] Em um aspecto deste modo de realização, o método pode incluir o acoplamento de um trem de redução de engrenagem entre a saída da transmissão e uma saída da unidade planetária. Em outro aspecto, o método pode incluir a produção de um tamanho e de um numero de dentes de cada engrenagem no trem de redução de engrenagem, para alcançar a distância redutora desejada entre o primeiro eixo e o segundo eixo. Em um aspecto adicional, o método inclui o acoplamento da entrada da transmissão com uma primeira árvore e da saída da transmissão com uma segunda árvore, de forma que a segunda árvore fique concêntrica com a primeira árvore. Neste modo de realização, as etapas do arranjo podem compreender a configuração da entrada e da saída da transmissão no mesmo lado da transmissão. O método pode ainda incluir o acoplamento da entrada da transmissão em uma unidade de tomada de força do pacote de veículo. Altemativamente, o método pode incluir o acoplamento da saída da transmissão com um eixo de roda do pacote de veículo. Breve Descrição dos Desenhos

[0015] Os aspectos da presente invenção acima mencionados e a maneira de obtê-los vão ficar mais claros e a própria invenção vai ser mais bem compreendida tendo por referência a descrição dos modos de realização da invenção a seguir, tomados em trem com os desenhos que a acompanham, nos quais: a Figura 1 é uma vista esquemática da configuração de uma transmissão capaz de alcançar três diferentes razões de engrenagem; a Figura 2 é uma vista esquemática da configuração de uma transmissão capaz de alcançar quatro diferentes razões de engrenagem; e a Figura 3 é uma vista esquemática ilustrando uma transmissão graduável e flexível com múltiplas configurações.

[0016] Os números de referência correspondentes são utilizados para indicar as partes correspondentes ao longo das várias vistas. Descrição Detalhada

[0017] Os modos de realização da presente invenção abaixo descritos não pretendem ser exaustivos, nem limitar a invenção às formas precisas divulgadas na descrição detalhada a seguir. Ao contrário, os modos de realização foram escolhidos e descritos de forma que os especialistas na técnica possam apreciar e compreender os princípios e as práticas da presente invenção.

[0018] Nesta presente divulgação, os modos de realização a seguir provêm um sistema de transmissão flexível de graduável, que pode desejavelmente ser ajustado a qualquer veículo energizado, particularmente àqueles utilizados nas indústrias da construção e do florestamento (por exemplo, carregadoras de tração nas quatro rodas, niveladores motorizadas, arrastadoras de troncos etc.). O sistema é projetado de modo flexível, de forma que a entrada(s) e a saída(s) podem ser configuradas em múltiplos locais, com base em um projeto de um veículo particular. Por exemplo, em um veículo no qual é desejável que uma entrada e uma saída sejam dispostas no mesmo lado da transmissão, os modos de realização da presente divulgação podem ser projetados para alcançar esta funcionalidade. Altemativamente, é possível prover uma entrada e uma saída em lados opostos da transmissão. Para aplicações de tomada de força (PTO), o sistema de transmissão pode ser projetado de forma flexível, para incluir uma árvore contínua na qual uma primeira árvore fica concêntrica com uma segunda árvore. Aqui, a entrada da transmissão pode ser acoplada com uma das árvores e a saída com a outra. O sistema pode também ser empacotado com um trem de redução de engrenagem, de forma que a entrada e a saída fiquem dispostas ao longo de linhas centrais desviadas uma da outra por uma distância.

[0019] Os sistemas de transmissão da presente divulgação podem ser montados, em múltiplos tipos de engrenagens de transferência, ou configurações de acionadores da transmissão, para alcançar múltiplos pacotes de veículos. Desta forma, um primeiro veículo possuindo um conjunto de requisitos pode ser empacotado com um correspondente sistema da transmissão, ao passo que o sistema de transmissão pode ser empacotado de Petição 870210104576, de 11/11/2021, pág. 11/39 8/21 modo diferente, para atender aos requisitos de um segundo veículo.

[0020] O sistema pode também ser graduado para atender aos requisitos de pacotes de veículos de diferentes tamanhos. Um veículo de grandes proporções pode requerer uma distância maior entre a linha central da entrada e a linha central da saída, ao passo que um veículo menor pode requerer uma distância menor. O tamanho das engrenagens e o número de dentes é uma forma de configurar o sistema de transmissão para atender os requisitos de ambos.

[0021] Para alcançar as desejadas flexibilidade e capacidade de graduação, na presente divulgação, um layout do veículo é, primeiramente, acertado. Por exemplo, a configuração da entrada e da saída do veículo pode ser identificada para projetar as correspondentes entrada e saída da transmissão para atender estes requisitos. Pode, também, ser importante determinar o número de razões de engrenagem desejado para um veículo particular. Conforme mostrado na Figura 1, uma transmissão de razão três pode ser configurada com uma unidade planetária incluindo dois freios, dois trens de engrenagem planetários, e uma embreagem seletivamente encaixável. Altemativamente, na Figura 2, uma transmissão de razão quatro pode ser configurada com uma unidade planetária incluindo três freios, três trens de engrenagem planetários, e uma embreagem seletivamente encaixável. O layout dos trens de engrenagem planetários e da embreagem seletivamente encaixável pode ser detenninado para alcançar as desejadas razões de engrenagem. Por exemplo, em um modo de realização, pode ser desejável acoplar a entrada da transmissão e uma engrenagem sol, ao passo que em um modo de realização diferente, pode ser desejável acoplar a entrada da transmissão a uma coroa dentada.

[0022] A entrada da transmissão pode ser arranjada ao redor de um primeiro eixo para acoplar com a entrada do veículo. Da mesma fonna, a saída da transmissão pode ser arranjada ao redor de um segundo eixo para acoplar com a saída do veículo. O primeiro eixo e o segundo eixo podem ser coaxiais, isto é, o mesmo eixo. Em uma configuração com distância redutora, o primeiro eixo e o segundo eixo podem ser desviados um do outro. Por exemplo, pode ser desejável acoplar a saída da transmissão a uma engrenagem de pinhão chanfrada em espiral e em espiral para conexão com um diferencial. Esta configuração específica é mostrada na Figura 3. Com a capacidade de adaptar o sistema de transmissão a qualquer layout de veículo desejado, a presente divulgação é capaz de alcançar um sistema de transmissão que pode ser empacotado com quaisquer configurações de veículo conhecidas ou desconhecidas.

[0023] Com referência, agora, à Figura 1, é provido um modo de realização ilustrativo com uma configuração com três velocidades (isto é, um sistema de transmissão capaz alcançar três diferentes razões de engrenagem), que é flexível e adaptável a qualquer configuração de veículo. Neste modo de realização, a configuração da transmissão 100 pode incluir um a primeira I/O 102 e uma segunda I/O 104. Nesta divulgação, “I/O” se refere à entrada/saída. Aqui, uma entrada 102 pode ser configurada em um lado da transmissão e uma saída 104 pode ser configurada no lado oposto. Dependendo do layout do veículo, a entrada e a saída podem ser trocadas (isto é, a entrada 102 é disposta no lado direito da transmissão e a saída 104 no lado esquerdo). Para os propósitos da Figura 1, a entrada 102 vai ser descrita em relação ao lado esquerdo da configuração 100 e a saída 104 vai ser descrita em relação ao lado direito da configuração 100. A saída 104 pode ser utilizada como tomada de força (PTO) para prover a função auxiliar da máquina diretamente a partir da entrada da transmissão. Neste arranjo, o torque pode passar através da transmissão a partir da entrada 102 até a saída 104, ao longo de direção indicada pela seta 146.

[0024] A saída da transmissão pode ser desviada e definida ao longo da direção identificada pela seta 140. Aqui, um trem de redução de engrenagem 142 pode ser incorporado ao projeto, de forma que a linha central da saída (por exemplo, definida ao longo da seta 140) fica desviada da linha central da entrada pela distância redutora 144. Uma conexão de transmissão (não mostrado) pode ser montado na saída 140 para transferir o torque para um eixo de roda. Conforme descrito abaixo, uma primeira engrenagem de saída 134 é acoplada com a engrenagem de saída da unidade planetária. Com um trem de redução de engrenagem, uma primeira engrenagem de saída 134 é acoplada com uma segunda engrenagem de saída 138, com uma engrenagem ociosa opcional 138, disposta entre as mesmas. Em outra configuração, saídas e engrenagens ociosas adicionais podem ser acopladas entre a primeira engrenagem de saída 134 e a segunda engrenagem de saída 138. A segunda engrenagem de saída 138 pode, então, ser acoplada com uma conexão de transmissão, um eixo de roda, uma PTO, ou com outros componentes desejados.

[0025] A distância redutora 144 pode também ser customizada para uma configuração de veículo específica. Para uma distância redutora menor, o tamanho da primeira engrenagem de saída 134, da engrenagem ociosa 136 e da segunda engrenagem de saída 138 pode ser dimensionado menor para reduzir a distância 144. Para uma distância redutora maior 144, entretanto, a primeira engrenagem de saída 134, a engrenagem ociosa 136 e a segunda engrenagem de saída 138 podem ser dimensionadas maiores (por exemplo, diâmetros maiores, mais dentes de engrenagem, etc.) para alcançar uma distância redutora maior 144.

[0026] Conforme mostrado ainda na Figura 1, a saída do trem redutora de engrenagem 140 pode prover uma saída, seja para o lado esquerdo, seja para o lado direito, conforme mostrado pela seta. Isto pode ser de novo customizado para veículos particulares, que podem precisar de uma saída tanto do lado esquerdo quanto do lado direito do trem de redução de engrenagem 142.

[0027] Conforme mencionado, a Figura 1 é um modo de realização ilustrativo de um sistema de transmissão flexível e graduável que pode alcançar três diferentes razões de engrenagem. Para tanto, uma unidade planetária é disposta entre a entrada e a saída da transmissão. Na Figura 1, a unidade planetária pode ser acoplada com uma saída 132, que pode também ser a mesma saída da transmissão de quando não é requerido nenhum trem de redução de engrenagem. A unidade planetária inclui um primeiro trem de engrenagem planetário 112 e um segundo trem de engrenagem planetário 122. O primeiro trem de engrenagem planetário 112 inclui uma primeira engrenagem sol 114, um primeiro portadorl29 possuindo uma pluralidade engrenagens de pinhão 116, e uma primeira coroa dentada 118. Da mesma fonna, o segundo trem de engrenagem planetário 122 inclui uma segunda engrenagem sol 124, um segundo portador 130 possuindo uma pluralidade de engrenagens de pinhão 126 e uma segunda coroa dentada 128. A unidade planetária também inclui um primeiro freio 106 e um segundo freio 108. Uma embreagem seletivamente encaixável, Cl, é configurado entre o primeiro e o segundo trens de engrenagem planetários. Neste modo de realização, a entrada 102 inclui uma árvore 110 ao longo da qual o torque é transferido através do sistema de transmissão 100. A primeira engrenagem sol 114 e a segunda engrenagem sol 124 podem ser acopladas (por exemplo, chavetadas) com a árvore 110. Em um sistema de transmissão “direto-contínuo”, a entrada 102 e a saída 132 são dispostas na mesma linha axial central, que na Figura 1 é definida ao longo da árvore 110.

[0028] Neste modo de realização particular, a primeira razão de engrenagem pode ser alcançada aplicando-se ou mantendo-se o segundo freio 108. Com isto, o segundo freio 108 pode manter a segunda cora dentada 128 sem rotação. Conforme mostrado, a segunda coroa dentada 128 e o primeiro portador 120 são acoplados uma com o outro. Em outros termos, a saída do primeiro portador 120 é transferida para a segunda coroa dentada 128. Entretanto, com a primeira coroa dentada 128 e o primeiro portador 120 mantidos pelo segundo freio 108, um esquema planetário simples para redução do torque é alcançado. O torque de entrada, a partir da entrada 102, passa através da segunda engrenagem sol 124 e é gerado pelo segundo portador 130. O segundo portador 130, que pode ser designado como portador de saída, pode ser acoplado com a primeira engrenagem de saída 134 por meio de uma conexão de saída 132 (por exemplo, uma árvore, chaveta etc.), quando um trem de redução de engrenagem 142 for necessário. Como os especialistas na técnica podem compreender, a razão de engrenagem pode ser arranjada com base no número de dentes de engrenagem da segunda engrenagem sol 124 e da segunda coroa dentada 128, e, desta forma, um requisito particular para a saída do torque, em uma primeira razão de engrenagem, pode ser alcançado. A saída 132 pode também ser diretamente montada em um eixo de roda de acionamento, quando o trem de redução de engrenagem não for requerido.

[0029] Uma segunda razão de engrenagem, que provê um torque de saída mais baixo do que o da primeira razão de engrenagem, é alcançada mantendo-se o primeiro freio 106. Com isto, o primeiro freio 106 mantém ou trava a primeira coroa dentada 118 sem girar. Nesta razão de engrenagem, um esquema de divisão do torque é alcançado, uma vez que uma porção do torque da entrada do torque da entrada 102 passa através do primeiro trem de engrenagem planetário 112, e a porção remanescente da entrada do torque passa através do segundo trem de engrenagem planetário 122. Em especial, a primeira porção do torque de entrada passa através da primeira engrenagem sol 114 e para fora do primeiro portador 120. A quantidade de saída do torque do primeiro portador 120, é transferida para a segunda coroa dentada 120, por meio de uma conexão sólida entre os mesmos. A segunda porção, da porção remanescente da entrada do torque, é recebida pela segunda engrenagem sol 124. O segundo portador 130, novamente, gera o torque para a primeira engrenagem de saída 134, nesta segunda razão de engrenagem. A segunda razão de engrenagem, de modo similar ao da primeira razão de engrenagem, pode ser configurada com base no número de dentes de engrenagem em cada uma das engrenagens do primeiro e do segundo trens de engrenagem planetários.

[0030] Uma terceira razão de engrenagem, que provê menos torque de saída do que o da primeira razão de engrenagem e o da segunda razão de engrenagem pode ser alcançada, aplicando-se uma embreagem seletivamente encaixável Cl. Os freios e as embreagens podem ser controlados eletronicamente, hidraulicamente, pneumaticamente, ou por quaisquer outros meios conhecidos. Quando a embreagem Cl é aplicado, a árvore 110 é “engatada” com a segunda coroa dentada 128; de forma que um torque reativo é transferido para a segunda coroa dentada 128. Aqui, o torque de entrada passa através da segunda engrenagem sol 124 e é gerado através do segundo portador 130. Há aproximadamente uma entrada de torque zero passando através do trem de engrenagem planetário, de forma que a terceira razão de engrenagem pode ser de aproximadamente 1:1. Desta forma, em um exemplo não limitante, a primeira razão de engrenagem pode ser de aproximadamente 5:1 e a terceira razão de engrenagem pode ser de aproximadamente 1:1. Estas diferentes razões são providas apenas como exemplos não pretendem criar limites. Por certo, as razões podem ser ajustadas com a modificação do tamanho e do número de dentes da engrenagem, de qualquer uma das engrenagens na unidade planetária.

[0031] Conforme descrito acima, é possível ter uma entrada do sistema e uma saída do sistema dispostas ao longo do mesmo eixo, mas, no mesmo lado da transmissão. Nesta configuração uma árvore de saída 132 fica concêntrica com uma árvore de entrada 110. Se o número de referência 104 representa a entrada da transmissão e 132 representa a saída da transmissão, o torque de entrada a partir de um motor, de um impulsionador primário, ou de outro dispositivo de propulsão de velocidade variável, passa através da árvore de entrada 110 e, dependendo da razão de engrenagem, o torque passa através da unidade planetária, conforme descrito acima. O torque de saída é transferido a partir do segundo portador 130 através de uma conexão integral da árvore de saída 132. A primeira engrenagem de saída 134 pode ser chavetada ou integralmente acoplada com a árvore de saída 132, para transferir o torque de saída para uma conexão de transmissão, ou para outra conexão de saída, por meio de um trem de redução de engrenagem 142. Nesta configuração específica, a árvore de saída 134 pode incluir uma passagem oca ao longo da sua linha central, de forma que a árvore de entrada 110 possa passar através da mesma. A árvore de entrada 110 e a árvore de saída 134 são coaxiais neste arranjo.

[0032] Pode, ainda, ser desejável prover uma razão de engrenagem adicional para o sistema de transmissão. Na Figura 2, um sistema de transmissão de razão de transmissão quatro 200 é ilustrado. Neste modo de realização uma primeira I/O 202 é mostrada no lado esquerdo do sistema 200, e uma segunda I/O 204 é mostrada no lado direito. A primeira e a segunda I/Os podem ser ou uma entrada ou uma saída do sistema 200. De modo similar ao modo de realização com três velocidades 100, da Figura 1, o sistema de quatro velocidades 200 pode também incluir um trem de redução de engrenagem 260, no qual uma saída 256 do sistema 200 é disposta desviada da linha central da entrada. Na Figura 1, a primeira e a segunda I/Os são axialmente dispostas ao redor de uma linha central definida ao longo da árvore 212. A saída do trem de redução de engrenagem 256 pode ser desviada desta linha central de entrada por uma distância redutora 258. Para alcançar este desvio, o trem de redução de engrenagem pode incluir uma primeira engrenagem de saída 250, uma engrenagem ociosa 252, e uma segunda engrenagem de saída 254. Conforme mostrado pelas setas da Figura 2, a saída do trem de redução de engrenagem 256 pode prover uma saída para cada lado do sistema (por exemplo, do lado esquerdo ou direito do trem de redução de engrenagem 260). Em um caso, pode ser desejável acoplar um conexão de transmissão (não mostrado) em um ou em ambos os lados da saída 256. São possíveis outras alternativas, dependendo dos requisitos particulares do veículo.

[0033] Em um modo de realização, a primeira I/O 202 pode ser uma entrada e a segunda I/O 204 pode ser uma saída (por exemplo, para uma PTO (unidade de acionamento)) para o sistema 200. Aqui a entrada 202 e a saída 204 são coaxiais e dispostas ao longo da mesma linha central. O sistema de transmissão 200 é aqui denominado “transmissão direta contínua” uma vez que a entrada pode ser arranjada a partir de qualquer dos lados da transmissão. Em um modo de realização diferente, a primeira I/O 202 pode ser a saída para a aplicação do PTO e a segunda I/O pode ser a entrada. Altemativamente, a entrada e a saída podem ser dispostas no mesmo lado do sistema de transmissão, pela incorporação de uma árvore de saída oca externa 262 concêntrica com a árvore de entrada interna 212.

[0034] O sistema de transmissão 200, na Figura 2, pode alcançar quatro diferentes razões de engrenagem pelo fato de ter uma unidade planetária disposta entre a entrada e a saída do sistema. A unidade planetária pode incluir um primeiro trem de engrenagem planetário 214, um segundo trem de engrenagem planetário 228 e um terceiro trem de engrenagem planetário 238. A unidade planetária pode ainda incluir um primeiro freio 206, um segundo freio 208 e um terceiro freio 210. A unidade planetária pode ainda incluir uma saída 262 que, em alguns modos de realização, é também a saída da transmissão (por exemplo, quando não há trem de redução de engrenagem). O primeiro trem de engrenagem planetário 214 inclui uma primeira engrenagem sol 216, um primeiro portador 226 possuindo uma pluralidade de engrenagens de pinhão 218, e uma primeira coroa dentada 220. O segundo trem de engrenagem planetário 228 inclui uma segunda engrenagem sol 230, um segundo portador 236, possuindo uma pluralidade de engrenagens de pinhão 232, e uma segunda coroa dentada 234. Da mesma forma, o terceiro trem de engrenagem planetário inclui uma terceira engrenagem sol 240, um terceiro portador 246, possuindo uma pluralidade de engrenagens de pinhão 242, e uma terceira coroa dentada 244. A unidade planetária pode também incluir uma embreagem seletivamente encaixável Cl.

[0035] Para ilustrar o fluxo da força através da unidade planetária, a entrada do sistema vai ser designada como primeira I/O 202, e o sistema pode possuir uma opção de saída do PTO, a partir de segunda I/O 204. A entrada 202 é acoplada com a árvore 212, conforme mostrado. Em uma primeira razão de engrenagem, o torque de entrada é recebido pela entrada do sistema 202 e transferido para a árvore 212. O terceiro freio 210 é mantido e uma embreagem seletivamente encaixável é aplicada para alcançar esta primeira razão de engrenagem. Desta forma, com o terceiro freio 210 mantido, a terceira coroa dentada 244 é também mantida pelo freio. Neste modo de realização, a terceira coroa dentada 244 é acoplada com o segundo portador 236, que é acoplado com o primeiro portador 226. O torque de entrada é, portanto, transferido por meio da embreagem C1 aplicada, e é recebido pela terceira engrenagem sol 240. Sem que qualquer torque passe através do primeiro trem de engrenagem planetário 214, ou do segundo trem de engrenagem planetário 228, um esquema simples de redução planetária á alcançado na primeira razão de engrenagem. A terceira engrenagem sol 240 recebe o torque de entrada, e o torque é gerado por meio do terceiro portador 246.

[0036] Uma segunda razão de engrenagem, que provê um torque de saída menor do que o da primeira razão de engrenagem é alcançado mantendo-se o segundo freio 208 e aplicando a embreagem seletivamente encaixável Cl. O segundo freio 208 mantém a segunda coroa dentada 234, e da mesma forma que a da segunda razão de engrenagem, no modo de realização de três velocidades da Figura 1, um esquema de divisão de torque é alcançado. Com o Claplicado, uma primeira porção do torque de entrada passa, a partir da entrada do sistema 202, para a segunda engrenagem sol 230, e uma segunda porção é transferida para a terceira engrenagem sol 240. A primeira porção recebida pela segunda engrenagem sol 230 é gerada pelo segundo portador 236. O segundo portador 236 é acoplado com a terceira coroa dentada 244, de forma que o torque transferido a partir do segundo portador 236 é recebido pela terceira coroa dentada 244. O torque, recebido pela terceira coroa dentada 244 e a terceira engrenagem sol 240 é então gerado pelo terceiro portador 246, para a saída do sistema 262. A saída 262 e o terceiro portador 246 podem ser acoplados com a primeira engrenagem de saída 250, que pode ser integralmente acoplada ou chavetada com o terceiro portador 246 ou com a saída 262. Altemativamente, o terceiro portador 246 pode ser acoplado com, ou ser parte de, um eixo de saída 262 com o qual a primeira engrenagem de saída 250 é acoplada.

[0037] Uma terceira razão de engrenagem, que é menor do que a primeira razão de engrenagem é alcançada mantendo-se o primeiro freio 206 e aplicando-se uma embreagem seletivamente acoplada Cl. A primeira coroa dentada 220 é acoplada com a entrada do sistema 202 por meio da conexão 222. Além disto, a terceira engrenagem sol 240 é também acoplada com a entrada do sistema 202 por meio da embreagem aplicada Cl, e desta forma, uma divisão do torque em duas vias é alcançada com a terceira razão de engrenagem. A primeira engrenagem sol 216 é aterrada por meio do primeiro freio 206. O primeiro portador 226 é acoplado com o segundo portador 236 por meio de uma conexão sólida (por exemplo, uma árvore, chaveta, etc.) e desta forma a saída do torque do primeiro portador 226 é recebida pelo segundo portador 236. Conforme descrito acima, o segundo portador 236 gera o torque para a terceira coroa dentada 244. Desta fonna, o torque recebido pela terceira engrenagem sol 240 e a terceira coroa dentada 244 é gerado através do terceiro portador 246.

[0038] Uma quarta razão de engrenagem, que é menor do que a primeira razão de engrenagem, a segunda razão de engrenagem e a terceira razão de engrenagem pode ser alcançada mantendo-se o primeiro freio 206 e o segundo freio 208. Com isto, a entrada 202 é acoplada com a primeira coroa dentada 220. Desta forma, o torque passa através da primeira coroa dentada 220 e encontra reação na primeira engrenagem sol 216, que é acoplada pelo primeiro freio 206. O torque é, então, gerado por meio do primeiro portador 226. O torque de saída, a partir do primeiro portador 226 é, então, transferido e recebido pelo segundo portador 236. Com o segundo freio 208 travado, a segunda roda dentada 234 é também mantida. O torque recebido pelo segundo portador 226 é, então, gerado para a segunda engrenagem sol 230 e para a terceira roda dentada 244. A segunda engrenagem sol 230 transfere o torque para a terceira engrenagem sol 240; e o torque recebido pela terceira coroa dentada 244 (por meio do segundo portador 236) e pela terceira engrenagem sol 240 (por meio da segunda engrenagem sol 230) é gerado por meio do terceiro portador 246. O efeito são os torques se contrapondo, o que reduz o torque de saída total do sistema 200. Em outros termos, a divisão do torque tem efeito entre o segundo trem de engrenagem planetário 228 e o terceiro trem de engrenagem planetário 238, para produzir a quarta razão de engrenagem.

[0039] Desta forma, em um exemplo não limitante, uma primeira razão de engrenagem pode ser de aproximadamente 5:1, uma segunda razão de engrenagem pode ser de aproximadamente 2,5:1, uma terceira razão de engrenagem pode ser de aproximadamente 1,3:1 e uma quarta razão de engrenagem pode ser de aproximadamente 0,90:1. Estas diferentes razões são providas apenas a título de exemplos e não pretendem criar limites. Por certo, as razões podem ser ajustadas pela modificação do tamanho e do número dos dentes de engrenagem, de cada uma das engrenagens da unidade planetária.

[0040] Na Figura 3 é mostrada uma configuração exemplificativa da transmissão modulada 300. Este é um dos vários diferentes pacotes nos quais a transmissão pode ser arranjada para um veículo particular. Nesta configuração 300, a entrada 302 pode ser montada em um motor, um impulsionador primário, um mecanismo ou em outro dispositivo de propulsão de velocidade variável. A entrada 302 pode também ser acoplada com uma extremidade de uma primeira árvore 314, e uma saída PTO 301 pode ser acoplada com a extremidade oposta. Com isto, o torque recebido pela entrada 302 pode ser utilizado para o acionamento de saída da PTO 304.

[0041] Esta configuração 300 também inclui uma segunda árvore 322 desviada da primeira árvore 314. Um trem de redução de engrenagem 332 acopla a primeira árvore 314 e a segunda árvore 322 uma com a outra. O trem de redução de engrenagem 322 pode incluir uma primeira engrenagem 316, acoplada com a primeira árvore 314, e uma segunda engrenagem 320, acoplada com a segunda árvore 322. Uma engrenagem ociosa 318 pode ser disposta entre as mesmas para completar o trem de redução de engrenagem 332. Se a primeira árvore 314 definir uma primeira linha central e a segunda árvore 322 definir uma segunda linha central, o trem de redução de engrenagem define uma distância ali entre os mesmos, denominada distância redutora 334, ou distância de desvio. Esta distância 334 pode ser ajustada, e configurada em qualquer valor desejado, projetando-se o tamanho e o número dos dentes da engrenagem da primeira e da segunda engrenagem 316, 320, e da engrenagem ociosa 318.

[0042] Em uma extremidade da segunda árvore 322 está a segunda saída de PTO 310. Nesta configuração, a primeira saída de PTO 304 e a segunda saída de PTO 310 são desviadas uma da outra pela distância redutora 334. Na extremidade oposta da segunda árvore 322 está uma unidade planetária 308. A unidade planetária 308 pode incluir os mesmos componentes mostrados e descritos nas Figuras 1 e 2. Nomeadamente, a unidade planetária 308 pode incluir pelo menos um freio, trem de engrenagem planetário, e uma embreagem seletivamente encaixável. O torque pode também ser passado ao longo da unidade planetária e utilizado para o acionamento de saída da PTO na posição 306. Uma terceira árvore 324 pode ser acoplada com a saída de PTO 306 e com a unidade planetária 308. O torque pode também ser gerado, a partir da unidade planetária 308, para uma terceira engrenagem 326, que é acoplada com a unidade planetária 308 por meio da árvore 336 ou de outra conexão.

[0043] A terceira engrenagem 326 pode ser acoplada ou chavetada com uma quarta engrenagem 328. A quarta engrenagem 328 pode ser acoplada com uma árvore 330 ou com outra conexão na extremidade da mesma. Outra saída 312 é acoplada na extremidade oposta da árvore 330. A saída 312 pode ser acoplada com uma engrenagem de pinhão chanfrada em espiral, por exemplo, que pode ser afixada a um diferencial. Altemativamente, a saída 312 pode ser montada diretamente ou indiretamente em um eixo de roda do acionamento da transmissão.

[0044] O modo de realização da Figura 3 é apenas um dos vários diferentes modos de realização que podem ser empacotados para um veículo particular. Dependendo dos requisitos do veículo, por exemplo, das razões de transmissão, das saídas de PTO, dos requisitos de desempenho, etc., o layout do sistema de transmissão pode ser customizado para quaisquer conjuntos de requisitos, incluindo o projeto o tamanho e o número de dentes das engrenagens incorporadas ao projeto. O sistema pode ser um sistema de lado único de entrada/saída, um sistema direto contínuo, ou um sistema que inclui um trem de redução de engrenagem. Consequentemente, vários veículos das indústrias de construção e das indústrias de florestamento, e veículos que não são das mesmas, podem ser impactados com aquele sistema de transmissão que é projetado para atender às necessidades de desempenho e de eficiência do veículo.

[0045] Embora modos de realização exemplificativos, incorporando os princípios da presente invenção, tenham sido acima divulgados, a presente invenção não está limitada aos modos de realização divulgados. Ao contrário, este pedido de registro pretende cobrir quaisquer variantes, utilizações ou adaptações da invenção que utilizem os seus princípios gerais. Além do mais, este pedido de registro pretende cobrir os desvios da presente divulgação que estejam dentro da prática costumeira e conhecida na técnica a qual esta invenção pertence, e que caiam dentro dos limites das reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema de transmissão graduável de múltiplas relações, para múltiplas configurações de veículos, compreendendo: uma entrada (102) disposta ao longo de um primeiro eixo que é configurado para receber torque a partir de um dispositivo de propulsão com velocidade variável; uma saída (104) disposta ao longo de um segundo eixo e que é acoplada à entrada (102); uma embreagem seletivamente encaixável (Cl) acoplada entre a entrada (102) e a saída (104); e uma unidade planetária (112, 122, 214, 228, 238) acoplada à entrada (102) e à saída (104), a unidade planetária (112, 122, 214, 228, 238) incluindo um freio (106, 108) e um primeiro trem de engrenagem planetário (112) que inclui uma primeira engrenagem sol (114), um primeiro portador (120), e uma primeira coroa dentada (118), a primeira engrenagem sol (114) acoplada solidamente à primeira coroa dentada (118); caracterizado pelo fato de que: o sistema é configurável com base em uma configuração de veículo específica de tal fonna que o primeiro eixo e o segundo eixo possam ser coaxiais ou não coaxiais; em que adicionalmente a entrada (102) fica disposta no mesmo lado do sistema que a saída (104).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um trem de redução de engrenagem (142), o referido trem de redução de engrenagem incluindo pelo menos uma primeira engrenagem de saída (134) acoplada à saída da unidade planetária (112, 122), e uma segunda engrenagem de saída (138) acoplada à saída do sistema.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a unidade planetária compreende: o primeiro trem de engrenagem planetário (112) incluindo a primeira engrenagem sol (114), o primeiro portador (120), e a primeira coroa dentada (118), a primeira engrenagem sol (114) acoplada solidamente à primeira coroa dentada (118), e a primeira engrenagem sol (114) sendo acoplada a um primeiro freio (106); um segundo trem de engrenagem planetário (122) incluindo uma segunda engrenagem sol (124), um segundo portador (130), e uma segunda coroa dentada (128); um terceiro trem de engrenagem planetário (238) incluindo uma terceira engrenagem sol (240), um terceiro portador (246), e uma terceira coroa dentada (244); e um segundo freio (108) acoplado à segunda coroa dentada (128), e um terceiro freio (210) acoplado à terceira coroa dentada (244); caracterizado pelo fato de que: a entrada (102) é acoplada à primeira engrenagem sol (114), à primeira coroa dentada (118), à segunda engrenagem sol (124) ou à terceira engrenagem sol (240); e, a saída (104) é acoplada ao terceiro portador (246).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a unidade planetária compreende: o primeiro trem de engrenagem planetário (112) incluindo a primeira engrenagem sol (114), o primeiro portador (120), e a primeira coroa dentada (118); um segundo trem de engrenagem planetário (122) incluindo uma segunda engrenagem sol (124), um segundo portador (130), e uma segunda coroa dentada (128); um terceiro trem de engrenagem planetário (238) incluindo uma terceira engrenagem sol (240), um terceiro portador (246), e uma terceira coroa dentada (244); um primeiro freio (106) acoplado à primeira coroa dentada (118); um segundo freio (108) acoplado à segunda coroa dentada (128); um terceiro freio (210) acoplado à terceira coroa dentada (244); caracterizado pelo fato de que: a terceira coroa dentada (244) é solidamente acoplada tanto ao segundo portador (130) como ao primeiro portador (120) e a saída (104) é acoplada ao terceiro portador (246).

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o terceiro freio (210) trava a terceira coroa dentada (244), o segundo portador (130), e o primeiro portador (120).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma primeira árvore (314) e uma segunda árvore (322), a entrada sendo acoplada à primeira árvore (314) e a unidade planetária (112, 122, 214, 228, 238) sendo acoplada tanto à primeira árvore (314) como à segunda árvore (322), em que a segunda árvore (322) é concêntrica com a primeira árvore (314).

7. Sistema de transmissão graduável de múltiplas relações, para diferentes configurações de veículos, compreendendo: uma entrada (202) disposta em um lado de entrada da transmissão; uma saída (204) acoplada à entrada (202) e disposta em um lado de saída da transmissão; uma árvore (212) com uma primeira conexão de entrada/saída no lado de saída da transmissão e uma segunda conexão de entrada/saída disposta em oposição ao lado de saída da transmissão; uma embreagem seletivamente encaixável (Cl) acoplada entre a entrada (202) e a saída (204); e uma unidade planetária (112, 122, 214, 228, 238) acoplada à entrada (202) e à saída (204), e que inclui um trem de engrenagem planetário (214, 228, 238) e um freio (206, 208, 210); caracterizado pelo fato de que: em uma primeira configuração, a segunda conexão de entrada/ saída é a entrada (202) e a entrada (202) é colinear com a saída (204), e lado da entrada fica disposto em oposição ao lado da saída; e em uma segunda configuração, a primeira conexão de entrada/ saída é a entrada (202) e a entrada (202) é desviada da saída (204) por uma distância, onde o lado da entrada é o mesmo do lado da saída.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um trem de redução de engrenagem (256), o trem de redução da engrenagem incluindo uma primeira engrenagem de saída (250) acoplada à saída da unidade planetária (214, 228, 238), e uma segunda engrenagem de saída (254) acoplada à saída do sistema.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma terceira engrenagem (326), acoplada entre a primeira engrenagem de saída (250) e a segunda engrenagem de saída (254).

10. Sistema de acordo com a reivindicação 7, em que a unidade planetária compreende: um primeiro trem de engrenagem planetário (214), incluindo uma primeira engrenagem sol (216), um primeiro portador (226), e uma primeira coroa dentada (220), a primeira engrenagem sol (216) sendo acoplada a um primeiro freio (206); um segundo trem de engrenagem planetário (228), incluindo uma segunda engrenagem sol (230), um segundo portador (236), e uma segunda coroa dentada (234); um terceiro trem de engrenagem planetário (238), incluindo uma terceira engrenagem sol (240), um terceiro portador (246), e uma terceira coroa dentada (244); e um segundo freio (208) acoplado à segunda coroa dentada (234) e um terceiro freio (210) acoplado à terceira coroa dentada (244); caracterizado pelo fato de que a terceira engrenagem sol (240) é solidamente acoplada à segunda engrenagem sol (230), e a embreagem (Cl) acopla a primeira coroa dentada (220) tanto à segunda como à terceira engrenagens sol (230, 240); e, em que a saída (204) é acoplada ao terceiro portador (246).

11. Sistema de acordo com a reivindicação 7, em que a unidade planetária compreende: um primeiro trem de engrenagem planetário (214) incluindo uma primeira engrenagem sol (216), um primeiro portador (226), e uma primeira coroa dentada (220), um terceiro trem de engrenagem planetário (238) incluindo uma terceira engrenagem sol (240), um terceiro portador (246), e uma terceira coroa dentada (244); um primeiro freio (206) acoplado à primeira coroa dentada (220); e um terceiro freio (210) acoplado à terceira coroa dentada (244); caracterizado pelo fato de que: a entrada (202) é solidamente acoplada à primeira coroa dentada (220) e a entrada (202) é acoplada à terceira engrenagem sol (240) via uma embreagem; e em que a saída (204) é acoplada ao terceiro portador (246).

12. Método de configuração (300) de um pacote de transmissão universalmente graduável para um pacote de veículo particular, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: identificar uma configuração de entrada e de saída do pacote de veículo; determinar o número de razões de engrenagem desejadas para o pacote de veículo particular; arranjar uma entrada de transmissão ao redor de um primeiro eixo para acoplar com a entrada do veículo, a entrada de transmissão tendo um primeiro acoplamento de entrada em um primeiro lado da transmissão e um segundo acoplamento de entrada em um segundo lado oposto ao primeiro lado; arranjar uma saída de transmissão ao redor de um segundo eixo para acoplar com a saída do veículo, onde o segundo eixo pode ser coaxial ou não coaxial com o primeiro eixo; acoplar uma unidade planetária (112, 122, 214, 228, 238) à entrada e à saída de transmissão; e, acoplar um trem de redução de engrenagem (142, 256) entre a saída de transmissão e uma saída da unidade planetária.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente graduar o tamanho e número de dentes de cada engrenagem no trem de redução de engrenagem (142, 256) para alcançar uma distância redutora desejada entre o primeiro eixo e o segundo eixo.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a saída de transmissão estar no primeiro lado e o primeiro acoplamento de entrada receber um torque da entrada do veículo.