BR102014004027A2 - caixa de marchas para um veículo automotor - Google Patents

Abstract

resumo caixa de marchas para um veículo automotor descreve-se aqui uma caixa (1) para um veículo automotor que inclui uma pluralidade de relações de marcha para a frente (i, ii, iii, iv, v, vi) e uma relação de marcha à ré (rm), a caixa de marchas (1) incluindo ainda: - um dispositivo de controle (6; 106; 206; 306; 406) configurado para controlar a seleção e o acoplamento da referida relação de marchas para a frente (i, ii, iii, iv, v, vi) e da referida relação de marcha à ré (rm); e - uma pluralidade de dispositivos de acoplamento (s1 / 2, s3 / 4, s5 / 6 mre) que pode ser controlada por meio do referido dispositivo de controle (6, 106, 206; 306; 406) para acoplar as relações de marchas para a frente (i, ii, iii, iv, v, vi) ou a relação de marcha à ré (rm) da caixa de marchas (1) que são associadas operativamente aos referidos dispositivos. a caixa de marchas (1) inclui um dispositivo de bloqueio (170; 270; 370; 470; 570), que é controlado eletricamente e configurado para impedir a atuação do dispositivo de acoplamento (s1/2) associado a uma relação de marchas para a frente predeterminada (i, ii), o referido dispositivo de bloqueio (170; 270; 370; 470; 570) configurado para ser acionado mediante uma velocidade limite de um veículo automotor em que a referida caixa de marchas (1) é instalada.

Description

CAIXA DE MARCHAS PARA UM VEÍCULO AUTOMOTOR

Campo da Invenção [0001] A presente invenção refere-se a uma caixa de marchas de um veículo automotor, em particular, do tipo que inclui uma pluralidade de relações de marcha para a frente e uma relação de marcha à ré, a caixa de marchas, incluindo ainda: - um dispositivo de controle configurado para controlar a seleção e o acoplamento das referidas relações de marcha para a frente e a referida pelo menos uma relação de marcha à ré; e - uma pluralidade de dispositivos de acoplamento que pode ser controlados por meio do referido dispositivo de controle para acoplar relações de marcha para a frente da caixa de marchas que estão operativamente associadas com os referidos dispositivos.

Estado da Técnica [0002] As figuras 1, 2, 2A, e 3 ilustram uma caixa de marchas operada manualmente de um tipo conhecido, proposto pela presente Requerente, bem como alguns detalhes dos componentes e/ ou conjuntos funcionais da mesma.

[0003] A caixa de marchas é designada como um todo pelo número de referência 1 e inclui um invólucro 2 fechado por uma placa terminal 4. Além disso, montado sobre o invólucro 2 está um dispositivo de controle 6 configurado para controlar a seleção e engate das relações de marcha para a frente e da relação de marcha à ré da caixa de marchas 1.

[0004] Com referência às figuras 1, 2 e 2A, a caixa de marchas 1 inclui um eixo primário PS montado rotativamente em torno de um eixo XP e dois eixos secundários SS1, SS2, montados rotativamente em torno dos respectivos eixos e XS1 XS2 paralelos um ao outro e ao eixo XP. Cada eixo PS, SS1, SS2 carrega um certo número de rodas de engrenagem que definem as diversas relações de marchas para frente e a relação de marcha à ré da caixa de marchas 1.

[0005] Como pode ser observado, cada relação de marchas para a frente é definida pelo acoplamento de um par de rodas de engrenagem, das quais uma está no eixo primário, enquanto que a outra está em um dos dois eixos secundários, onde, além disso, em cada par, uma das duas rodas de engrenagem é montada sem carga, enquanto a outra está ligada em rotação com o eixo correspondente.

[0006] No que diz respeito à marcha à ré, em caixas de marchas deste tipo geralmente uma terceira roda de engrenagem é utilizada montada sem carga num eixo paralelo aos eixos primário e secundário (aqui dois eixos secundários estão presentes) e tendo a função de transmissão e de inversão do movimento.

[0007] No caso em questão, uma primeira relação de marcha para a frente (primeira marcha, designada por I) é definida pelo acoplamento de uma roda de engrenagem 8, que está sobre o eixo primário PS e é ligada em rotação à mesma, e uma roda de engrenagem 10, montada sem carga no primeiro eixo secundário SS1.

[0008] Uma segunda relação de marcha para a frente (segunda marcha, designada por II) é definida pelo acoplamento de uma roda de engrenagem 12, que está sobre o eixo primário PS e é ligada em rotação à mesma, e uma roda de engrenagem 14, montada sem carga no eixo secundário SS1.

[0009] As rodas de engrenagem 10, 14 podem, alternativamente, ser ligadas em rotação ao eixo secundário SS1 por meio de um dispositivo de acoplamento, em particular, um sincronizador, designado pelo número de referência S1/2, que se desloca de forma axial por meio de uma forquilha F1/2 montada de forma deslizante num eixo 16 e que tem uma extremidade tipo forquilha designada por I/II.

[0010] Uma terceira relação de marcha para a frente (terceira marcha, designada por III) é definida pelo acoplamento de uma roda de engrenagem 18, que está sobre o eixo primário PS e é ligada em rotação à mesma, e uma roda de engrenagem 20, montada sem carga no eixo secundário SS2.

[0011] Uma quarta relação de marcha para a frente (quarta marcha, designada por IV) é definida pelo acoplamento de uma roda de engrenagem 22, que está sobre o eixo primário PS e é ligada em rotação à mesma, e uma roda de engrenagem 24, montada sem carga no eixo secundário SS2.

[0012] Cada uma das rodas de engrenagem 20, 24 podem, alternativamente, ser ligadas em rotação ao eixo secundário SS2 por meio de um segundo dispositivo de acoplamento, em particular, um sincronizador, deslocado de forma axial por meio de uma forquilha F3/4, montado de modo deslizante num eixo 26 e tendo, como a forquilha F1/2, uma extremidade tipo forquilha, aqui designada por III/IV.

[0013] Uma quinta relação de marcha para a frente (quinta marcha, designada por V) é definida por uma roda de engrenagem 28, ligada em rotação ao eixo primário PS e uma segunda roda de engrenagem 34 montada sem carga no eixo secundário SS1.

[0014] As rodas dentadas 30 e 34 podem, alternativamente, ser ligadas em rotação ao eixo secundário SS1 por meio de um terceiro dispositivo de acoplamento, em particular, um sincronizador, designado pelo número de referência S5/6. O sincronizador S5/6 é deslocado de forma axial por meio de uma forquilha F5/6 tendo uma extremidade tipo forquilha designada por V/VI, a qual é definida em paralelo e em uma forma alinhada em relação à extremidade tipo forquilha I/II.

[0015] Como pode ser observado, as relações de transmissão das várias marchas para a frente, destinadas a servir de relações entre a velocidade angular do eixo secundário (SS1 ou SS2) e a velocidade angular do eixo primário PS, aumentam procedendo da primeira marcha para a frente (I) para a sexta (VI) marcha para a frente. Desta maneira, correspondendo à primeira marcha para a frente está a primeira relação de marchas mais baixa, correspondente à segunda marcha para a frente está a segunda relação de marchas mais baixa, e assim por diante.

[0016] Finalmente, a relação de marchas inversa da caixa de marchas 1 é definida pelo acoplamento de uma roda de engrenagem 36 ligada em rotação ao eixo primário PS com uma roda de engrenagem 38 montada livremente rotativa sobre um eixo 40 e que, por sua vez, engrena com uma roda de engrenagem 42 montada sem carga no eixo secundário SS2.

[0017] Um sincronizador SRM é montado sobre o eixo secundário SS2 e pode ser controlado por meio de uma forquilha SRM para ligar a roda de engrenagem 42 em rotação ao eixo SS2. A forquilha FRM inclui uma extremidade semelhante a garfo RM definida paralela e alinhada à extremidade tipo forquilha III/IV.

[0018] Cada um dos dois eixos secundários SS1 e SS2, por outro lado, termina com um pinhão (não visível) que engrena com o anel dentado de um diferencial DIFF, que pode rodar em torno de um eixo XD.

[0019] Como pode ser visto na figura 1, as extremidades semelhantes à forquilha das forquilhas F1/2, F3/4, F5/6, FRM são subdivididas em dois grupos, cada um disposto em lados opostos em relação ao eixo primário PS: um primeiro conjunto inclui o conjunto das extremidades do tipo forquilha I/II e V/VI, enquanto um segundo grupo inclui as extremidades semelhantes à forquilha RM e III/IV. Finalmente, deve ser notado que todas as extremidades tipo forquilha I/II e III/IV, V/VI e RM incluem uma ranhura principal A e uma ranhura secundária B, a função das quais irá se tornar mais clara na descrição a seguir.

[0020] Com referência às figuras 2, 2A e 3, o dispositivo de controle 6 compreende uma caixa 44, a qual está ligada ao invólucro 2, e montada de forma rotativa e axialmente móvel no interior do qual está um eixo de controle CS tendo um eixo principal (longitudinal) XCS.

[0021] O eixo de controle CS é ligado em rotação a uma primeira alavanca 46, que pode rodar em torno do eixo XCS e é configurado para controlar um movimento de rotação do eixo de controle CS.

[0022] O eixo de controle CS é, além disso, ligado operativamente a uma segunda alavanca 48, que pode rodar em torno de um eixo X48 ortogonal e incidente com relação ao eixo XCS e é configurado para controlar um movimento axial do eixo de controle CS ao longo do eixo XCS.

[0023] O eixo de controle CS inclui um primeiro dedo de acoplamento radial 50 e um segundo dedo de acoplamento radial 52, que são proporcionados na proximidade de extremidades axiais da caixa 44.

[0024] Em particular, o primeiro e segundo dedos de acoplamento radial 50, 52 são obtidos nos correspondentes casquilhos de acoplamento 54, 56 montados em e ligados em rotação ao eixo de controle CS. Além disso, montado no casquilho de acoplamento 54 está um elemento lamelar consistindo de numa placa geralmente fina em forma de U 58, que inclui um saddleback com perfil ondulado que compreende basicamente três calhas associadas a uma posição neutra (calha central V1) do dedo de acoplamento 50, a uma primeira posição de engate (primeira calha lateral, V2) do dedo 50, e uma segunda posição de engate (segunda calha lateral V3) do dedo 50. A manutenção de uma ou outra posição é assegurada por meio de um parafuso com esfera montada em molas, onde a esfera engata em cada uma das depressões da placa fina 58, fixando, assim, a posição angular do eixo de controle CS. Para obter uma imagem visual da presente descrição, pode ser feita momentaneamente referência à figura 8, na medida em que o ponto de vista da figura 3 não permite a visualização das informações acima mencionadas.

[0025] Uma vez que o dedo 52 está, além disso, radialmente alinhado com o dedo 50 e com ele rigidamente rotativo, as posições do dedo 50 correspondem às mesmas posições de funcionamento do dedo 52; consequentemente, a placa fina 58 fixa a posição de ambos os dedos de acoplamento.

[0026] Desde que, em vez disso, numa posição diametralmente oposta em relação ao dedo 52 no casquilho de acoplamento 56, está um pino (não visível na figura 3), que é móvel dentro de uma grade de seleção 60, que é feita como um conjunto de sulcos numa segunda placa fina 62 fixa para o invólucro 44. A grade de seleção 60 reproduz em vista plana superior a sequência dos planos de engajamento das diversas relações de marchas para a frente e da relação de marcha à ré da caixa de marchas 1.

[0027] O dispositivo de controle 6 é completado por uma lâmina deslizante 64, que é configurada para impedir o acoplamento simultâneo de mais do que uma relação de marchas para a frente, para garantir que somente as relações pertencentes ao plano de acoplamento selecionado podem ser acopladas.

[0028] Para este efeito, a lâmina deslizante 64 inclui dois sulcos 66, 68 definidos em posições correspondentes dos dedos de acoplamento 50, 52 e separados por trechos de altura completa da parede. A lâmina deslizante 64 translada rigidamente com o eixo de controle CS e é posicionada dentro da caixa 44, de modo que, quando esta última é acoplada ao invólucro 2, se aproxima para se acoplar dentro da sequência das ranhuras B (todas dispostas alinhadas umas com as outras) das extremidades do tipo forquilha I/II, III/IV, V/VI e RM. O eixo de controle CS é, em vez disso, posicionado de modo que os dedos de acoplamento 50, 52 correspondem aos sulcos A das extremidades do tipo forquilha I/II e III/IV, V/VI e RM, de modo que eles podem acoplar nela, quando necessário. Em particular, o dedo 50 é atribuído às extremidades do tipo forquilha I/II e V/VI, enquanto que o dedo 52 é atribuído às extremidades do tipo forquilha III/IV e RM. Para cada um dos dedos de acoplamento, a figura 3 mostra a associação acima referida por meio de uma vista superior plana esquemática falsa das extremidades tipo forquilha e linhas tracejadas e pontilhadas que identificam os planos de seleção. Em cada um dos dois esquemas, no caso em que o plano de seleção compreende uma extremidade tipo forquilha, que pode ser acionada por meio do dedo de acoplamento correspondente, a referência usada é a da própria extremidade tipo forquilha; no caso em que, em vez disso, o plano de seleção não inclui qualquer extremidade tipo forquilha, que pode ser acionada com o dedo de acoplamento correspondente, a referência é utilizada em suportes e corresponde às proporções que, em qualquer caso, pertencem ao plano de acoplamento. Deve ser notado que o dispositivo de controle 6 é projetado de tal maneira que, quando um dedo de acoplamento 50 ou 52 é acoplado em uma extremidade tipo forquilha, o outro dedo se encontra numa posição onde não existe qualquer extremidade tipo forquilha: para o referido fim, as extremidades do tipo forquilha I/II e V/VI, como de igual modo as extremidades do tipo forquilha III/IV e RM são separadas axialmente ao longo do eixo CS por uma quantidade pelo menos igual à espessura (dimensão axial ao longo do eixo CS) dos dedos 50, 52.

[0029] As extremidades do tipo forquilha I/II, III/IV, V/VI e RM podem ser movidas axialmente apenas quando as respectivas ranhuras B estão livres da lâmina 64, o que ocorre apenas quando um dos dedos de acoplamento 50, 52 é trazido para acoplamento em uma das ranhuras: apenas em posições correspondentes aos dedos de acoplamento 50, 52 é que a lâmina 64 têm ranhuras 66, 68, que desacoplam a lâmina 64 a partir da ranhura B da extremidade tipo forquilha selecionada, na medida em que as ranhuras 66, 68 definem espaços livres dentro do qual pode ocorrer a translação axial das extremidades tipo forquilha.

[0030] Como é conhecido, durante o funcionamento, a caixa de marchas 1 é operada manualmente pelo condutor do veículo, no qual está instalada pelo deslocamento axial do eixo de controle CS através do balancim 48 - o que torna possível efetuar a manobra de seleção de marcha - e o eixo do controle é, ainda, deslocado sobre o eixo XCS que passa pela alavanca 46, de modo a trazer, uma vez que a manobra de seleção é através do acoplamento de um ou de outro equipamento dentro de um plano de acoplamento (a única exceção é a marcha à ré, o que, cuja caixa de marchas 1 está em um plano da acoplamento próprio como a marcha única) . A manobra de seleção de um dado plano de acoplamento consiste em trazer um dos dois dedos de acoplamento (50 para as marchas I, II e V, VI, 52 para as marchas III, IV e RM) para uma posição que corresponde à extremidade tipo forquilha da forquilha que atua o dispositivo de acoplamento correspondente (S1/2 e S5/6 para o dedo 50, S3/4 e SRM para o dedo 52) [0031] Os inventores notaram que caixas de marchas de comando manual podem ser facilmente sujeitas a danos irreparáveis (como também o motor do veículo) em consequência de manobras erradas de seleção e acoplamento das engrenagens, devido a uma distração momentânea ou a experiência inadequada do motorista. No caso em questão, os problemas mais graves que podem surgir nas manobras de redução de marcha, em que o acoplamento de uma relação de marchas que é demasiada baixa pode resultar na destruição da transmissão e do motor.

[0032] Como exemplo, os inventores notaram que uma manobra de redução de marcha iniciada com uma velocidade superior a 80 km/h, tendo como resultado o acoplamento errado da primeira ou segunda relação de marchas para a frente de uma vez, por exemplo, da quarta ou terceira relação de marchas para a frente, resultou na destruição imediata da embreagem devido à centrifugação das pastilhas de freio, bem como em danos irreparáveis no motor de combustão interna.

[0033] De fato, enquanto a lâmina deslizante 64 impede o acoplamento simultâneo de duas relações de marchas para a frente, não pode impedir o acoplamento de qualquer relação de marcha para a frente quando corretamente selecionada, que inclui também o caso no ponto em que os movimentos de seleção e acoplamentio têm sido precisos, mas tem envolvido uma relação de marchas para a frente que é absolutamente inadequada para a velocidade de avanço do veículo.

Objetivo da invenção [0034] O objetivo da invenção é sobrepor as desvantagens descritas anteriormente.

[0035] Em particular, o objetivo da invenção é proporcionar uma caixa de marchas de um veículo automotor no qual uma ação preventiva em relação ao acoplamento de relações de marcha para a frente, que seria susceptível de provocar danos à integridade estrutural do motor e da transmissão do veículo é realizada.

Sumário da invenção [0036] O objetivo da invenção é alcançado por uma caixa de marchas para veículos automotores que tem as características que formam o conteúdo de uma ou mais das reivindicações anexas, que formam uma parte integrante do ensinamento técnico aqui proporcionado em relação à invenção.

[0037] Em particular, o objetivo da invenção é alcançado por uma caixa de marchas para veículos automotores que têm todas as características mencionadas no início da presente descrição e caracterizado adicionalmente pelo fato de incluir um dispositivo de bloqueio controlado eletricamente configurado para impedir o funcionamento do dispositivo de acoplamento associado a uma relação de marchas predeterminada para a frente, em que o referido dispositivo de acoplamento é configurado para ser operado acima de um certo limiar de velocidade do veículo automotor no qual a caixa de marchas está instalada.

Breve descrição das figuras [0038] A invenção será agora descrita com referência às figuras em anexo, que são proporcionadas unicamente a título de exemplo não limitativo e em que: - A figura 1, descrita anteriormente, é uma vista em perspectiva externa de uma caixa de marchas de um tipo conhecido; - A figura 2, descrita anteriormente, é uma vista frontal de acordo com a seta II da figura 1, com alguns componentes removidos para uma maior clareza; - A figura 2A é uma vista em perspectiva de acordo com a seta II da figura 2 com outros componentes removidos para clareza de modo a mostrar a estrutura interna da caixa de marchas; - A figura 3, descrita anteriormente, é uma vista inferior de um dispositivo de controle de caixa de marchas das figuras anteriores; - A figura 4 é uma vista em corte transversal de acordo com o traçado IV-IV da figura 3, mas que se refere a um dispositivo de controle de uma caixa de marchas de acordo com uma primeira concretização da invenção; - As figuras 5 e 6 são vistas em perspectivas opostas de um componente indicado pela seta V na figura 4; - A figura 7 é uma vista correspondente daquela da figura 3 mas ilustrando um dispositivo de controle para uma caixa de marchas de acordo com uma segunda concretização da invenção; - A figura 8 é uma vista em perspectiva, com alguns componentes removidos para clareza, de uma parte indicada pela seta VIII na figura 7; - A figura 9 é uma vista em corte transversal parcial do dispositivo da figura 7 de acordo com o traçado IX-IX da figura 8 de controle; - A figura 10 é uma vista em corte transversal de uma porção de dispositivo de controle de uma caixa de marchas de acordo com uma terceira concretização da invenção; - A figura 11 é uma vista em corte transversal de acordo com o traçado XI-XI da figura 12, e que se refere a uma quarta concretização da invenção; - A figura 12 é uma vista em perspectiva em corte transversal de um dispositivo de controle de uma caixa de marchas de acordo com a quarta concretização da invenção; - A figura 13 é uma vista frontal correspondente à da figura 2, mas representando uma caixa de marchas de acordo com uma quinta concretização da invenção; e - A figura 14 é uma vista em perspectiva detalhada de acordo com a seta XIV da figura 13.

Descrição Detalhada de Concretizações da Invenção [0039] Com referência à figura 4, o número de referência 106 identifica um dispositivo de controle para uma caixa de marchas de acordo com uma primeira concretização da invenção. Os componentes idênticos aos descritos anteriormente são designados pelos mesmos números de referência.

[0040] O dispositivo de controle 106 inclui um dispositivo de bloqueio controlado eletricamente designado pelo número de referência 170. O dispositivo de bloqueio 170 inclui um primeiro atuador eletromagnético 172 e um segundo atuador eletromagnético 174, cada um incluindo um eletroímã configurado para deslocar um pino correspondente 176, 178 entre uma posição extraída, visível na figura 4, e uma posição retraída. Os pinos 176, 178 estão, normalmente, na posição retraída.

[0041] Os atuadores 172, 174 têm eixos X172, X174 em que os pinos 176, 178 são coaxiais.

[0042] Da mesma forma que faz parte do dispositivo de bloqueio 170 está uma placa fina 158, que está configurada substancialmente como uma variante da placa fina 58 descrita anteriormente. A placa fina 158 está equipada com o casquilho de acoplamento 54, de forma a transladar de forma rígida com isso. É, além disso, ligado em rotação com o casquilho 54.

[0043] Com a ajuda das figuras 5 e 6, a placa fina 158 é substancialmente um elemento lamelar em forma de U e inclui duas abas laterais em que uma primeira ranhura 160 e uma segunda ranhura 162 e um primeiro apêndice lateral 164 e um segundo apêndice lateral 166 são fornecidos. Os apêndices estendem-se além das abas laterais da placa fina 158. Cada apêndice 164, 166 é obtido por dupla dobra de projeções de metal, que - se desenvolvidos no plano - são substancialmente em forma de L ou em forma de T, e são integrados com as abas laterais da placa fina 158.

[0044] Desta forma, em cada apêndice, um primeiro estiramento designado pelas referências 164a, 166a, respectivamente, é definido, o qual é substancialmente em forma de L, para formar um L dobrando para trás para o invólucro de placa fina de cada uma das projeções de metal, de modo a conferir para cada um dos primeiros alongamentos uma orientação substancialmente alinhada com a superfície da própria placa fina.

[0045] Cada apêndice inclui, além disso, segundos alongamentos 164B, 166B, substancialmente ortogonais aos alongamentos 166A, 164A e incidentes no que se refere às abas laterais da placa fina 158, de modo a proporcionar substancialmente dois suportes.

[0046] Deste modo, com referência às figuras 5 e 6, os primeiros alongamentos 164A, 166A definem substancialmente superfícies de contraste para os pinos 176, 178, enquanto que os alongamentos 164B, 166B proporcionam um suporte adicional para os apêndices 164, 166 durante a interação com os pinos 176, 178.

[0047] Com referência novamente à figura 4, deve ser notado que cada um dos atuadores 172, 174 é fixado na caixa 106 (que, preferencialmente, pode ser moldada de modo a apresentar um par de flanges de fixação para os referidos atuadores) para que os eixos longitudinais X172, X174 dos atuadores 172, 174 e dos pinos 176, 178 estejam dispostos com uma orientação substancialmente transversal em relação aos eixos XCS e ao eixo de controle. A orientação dos eixos X172, X174 é, além disso, simétrica em relação a um eixo ortogonal ao eixo XCS e passando através de um plano médio do dedo de acoplamento 50.

[0048] A referência α indica o ângulo compreendido entre cada um dos eixos X172, X174 e o eixo Z50 e é de preferência o mesmo para os dois atuadores.

[0049] Mais uma vez com referência à figura 4, deve ser notado como a escolha do ângulo α afeta a geometria dos apêndices 164, 166: uma vez que a placa fina 158 é montada sobre o casquilho de acoplamento 54 por meio das ranhuras 160, 162, esta também é definida de forma simétrica em relação ao eixo Z50, de modo que a inclinação em relação ao eixo Z50 de cada um dos alongamentos 166A, 164A deve ser igual a α.

[0050] Além disso, visível na figura 4 está o botão ST descrito anteriormente, e também visíveis estão as calhas V1, V2, V3 na parte de trás da placa fina 158 (ver também a figura 6).

[0051] O funcionamento do dispositivo 106 é descrito na descrição a seguir.

[0052] Com referência à figura 4 e, além disso, com o auxílio da figura 3, quando o controlador controla um movimento axial do eixo de controle CS, que traz o dedo 50 para o plano de acoplamento das primeiras e segundas marchas (isto é, de forma mais geral, quando o eixo de controle CS é uma posição em que faz com que a seleção do plano de acoplamento das primeiras e segundas marchas para a frente), que corresponde exatamente à condição ilustrada na figura 3, também a placa fina 158, que se transladar rigidamente à medida que o casquilho de acoplamento 54 atinge uma posição axial de tal modo que os apêndices 164, 166 estão em posições correspondentes aos atuadores 172, 174.

[0053] Se o veículo está viajando a uma velocidade maior do que a velocidade limite - o que pode ser calculado para a primeira e segunda marchas (mas também para outras marchas para frente), levando em conta a proporção global de transmissão da cadeia cinemática que vai da caixa de marchas 1 até que as rodas motrizes do veículo, que passam naturalmente através do diferencial DIFF - uma unidade eletrônica de controle envia um sinal elétrico a um ou ambos os atuadores 172, 174, de modo a controlar a saída dos respectivos pinos 176, 178, que estão normalmente na posição retraída. Isto é porque, a fim de garantir o engate das marchas de uma maneira completamente idêntica ao que ocorre em um dispositivo de controle de um tipo conhecido, tal como a ilustrada na figura 3, os pinos 176, 178 devem estar normalmente na posição retraída.

[0054] A unidade de controle eletrônica acima referida pode ser tanto uma unidade de controle eletrônico do motor de combustão interna, ou uma unidade de controle eletrônico separada.

[0055] Com referência à figura 4, quando os pinos 176, 178 estão na posição extraída correspondente, entram em contato com os apêndices 166, 164, em particular de uma região do espaço compreendida entre eles e a parte de trás sela a placa fina 158, e com efeito evita a possibilidade de rotação do eixo de controle CS.

[0056] Uma vez que a placa fina 158 está ligada em rotação com o casquilho de acoplamento 54, se a rotação em torno do eixo XCS da placa fina 158 está bloqueada em um ou em ambos os sentidos de rotação dos pinos 176, 178, também a rotação do casquilho 54 e do eixo de controle CS é também bloqueada. O mesmo aplica-se, é claro, também ao casquilho 56 .

[0057] Desta forma, é possível evitar a atuação do sincronizador S1/2 e, portanto, o acoplamento das primeiras e segunda marchas.

[0058] Também é possível prever uma estratégia de controle que permite o bloqueio da rotação do dedo de acoplamento 50 apenas na direção que corresponde ao acoplamento da primeira marcha para a frente, para ser realizada, por exemplo, no caso em que a velocidade do veículo é maior do que um limite de segurança para o acoplamento da primeira marcha, mas é menor do que a velocidade limite de segurança para o acoplamento da segunda marcha.

[0059] Em geral, para cada acoplamento da relação de marcha para a frente que é impedido pelo dispositivo de bloqueio 170, pode ser associada (e, preferencialmente, está associado) uma velocidade limiar correspondente e distinta do veículo automotor. Por exemplo, para a primeira relação de marchas (I) a velocidade de limiar pode ser escolhida igual a 50 Km/h, enquanto que para a segunda relação de marchas (II) a velocidade de limiar pode ser escolhida igual a 80 Km/h. Deste modo, acima de 80 km/h ambos os atuadores 172, 174 são ativados pela unidade de controle eletrônico para controlar a saída de ambos os pinos 176, 178, enquanto que abaixo de 80 km/h só o atuador do pino de acoplamento, que bloqueia da primeira engrenagem, aqui o atuador 172 com o pino 176, é ativado. Se o veículo tem de ser arrefecido gradualmente a partir de velocidades superiores a 80 km/h, em seguida, é possível manter o acionamento apenas do atuador 172, o sinal para o atuador 174 cessa.

[0060] As estratégias de controle que visem, em qualquer caso de bloqueio de ambos os sentidos de rotação, para o acoplamento da primeira e da segunda engrenagem I e II são, em qualquer caso, mais conservadoras, e mais seguras.

[0061] Simultaneamente à entrada em ação dos atuadores 172, 174, é possível prever transformando os de uma luz de aviso e/ ou um sinal sonoro que avisa o motorista do perigo.

[0062] Referência será feita agora às figuras 7 a 9, que ilustram um dispositivo de controle 206 configurado para instalação numa caixa de marchas de acordo com uma segunda concretização da invenção. Todos os componentes idênticos aos descritos anteriormente são designados pelos mesmos números de referência já usados.

[0063] Em comparação com o dispositivo de controle 6, o dispositivo de controle 206 é diferente em relação à presença de um dispositivo de bloqueio 270 definido axialmente numa extremidade da caixa 44 de frente um para o qual as alavancas 46, 48 são articuladas.

[0064] O dispositivo de bloqueio 270 inclui um primeiro atuador 272 e um segundo atuador 274, e um casquilho adicional 276 posicionado numa extremidade do eixo de controle CS, substancialmente adjacente ao casquilho de acoplamento 54.

[0065] Deve ser notado que também visível na figura 7 está a placa fina 58, a qual é idêntica àquela do dispositivo de controle 6. Cada um dos atuadores 272, 274 é de um tipo eletromagnético e está configurado para o movimento de um respectivo pino 278, 280, numa direção axial, entre uma posição extraída, e uma posição retraída.

[0066] Os atuadores 272, 274 têm eixos longitudinais X272, X274, que são paralelos um ao outro e aos eixos XCS. Uma vez que os pinos 278, 280 compartilham os eixos X272, X274, eles também, por conseguinte, têm os seus eixos paralelos aos eixos XCS.

[0067] Com referência à figura 8, o casquilho 276 inclui uma aba radial 282 definida em uma posição diametralmente oposta em relação ao dedo de acoplamento radial 50. O casquilho 276 está ligado em rotação com o eixo de controle CS e rigidamente translado em uma direção axial com o mesmo. Como pode ser visto a partir da figura 8, a largura da aba radial 282 está dimensionada de modo a ser substancialmente igual (mas de tolerâncias funcionais) à diferença entre a distância centro-a-centro dos pinos 278, 280 e o diâmetro de um deles de tal forma que é definido exatamente entre as superfícies laterais dos próprios pinos.

[0068] A operação do dispositivo de controle 206 é descrita conforme a seguir.

[0069] Com referência às figuras 7 a 9, em que o controlador controla o movimento axial da eixo de controle CS, que traz o dedo 50 para uma posição correspondente ao plano de acoplamento das primeira e segunda marchas (isto é, mais em geral, quando o eixo de controle CS está numa posição que faz com que a seleção do plano de acoplamento das primeiras e segundas marchas para a frente), de uma posição que pode ser derivada a partir da figura 7 através da representação esquemática dos planos de acoplamento e das extremidades tipo forquilha (semelhante àquelas da figura 3), o casquilho 276 translada axialmente com o casquilho 54 e move-se para uma posição representada por uma linha contínua nas figuras 8 e 9.

[0070] Para este fim, deve-se salientar que as figuras 8 e 9 ilustram a posição acima referida, com uma linha sólida e designa pelo número de referência sem suportes, enquanto que as outras posições de funcionamento são representadas por uma linha tracejada e pontilhada dupla e são designadas pelo número de referência entre parênteses, em conformidade com a notação já anteriormente utilizada.

[0071] Quando a velocidade do veículo em que a caixa de marchas 1, compreendendo o dispositivo instalado 206 excede um valor limite considerado seguro para o acoplamento da primeira e/ ou segunda marchas para a frente, uma unidade eletrônica de controle envia um sinal elétrico para os atuadores 272, 274 para controlar a saída dos pinos 278, 280 (um deles ou ambos, dependendo das condições já mencionadas anteriormente), os quais estão normalmente na posição retraída pelas razões já explicadas.

[0072] A saída dos pinos 278, 280, portanto, traz os mesmo em posições em que estão em lados opostos em relação à aba radial 282 e em contato com eles (com leve jogo, para compensar a cadeia cinemática de tolerâncias). A aba 282 é, portanto, impedida de rodar num sentido ou no outro. Isso também evita a rotação do eixo de controle CS e, consequentemente, o acionamento do sincronizador S1/2, tornando-se, assim, impossível completar a manobra de acoplamento das primeiras ou segundas marchas.

[0073] O envio do sinal de acionamento elétrico para os atuadores 272, 274 pode ser acompanhado, como já mencionado, ligando uma luz de aviso e/ ou um sinal sonoro para avisar o condutor da condição de perigo.

[0074] Deve, além disso, ser notado, com referência às figuras 8 e 9, que o dispositivo de bloqueio 270 é também um suporte extremamente válido, assim como o dispositivo de bloqueio 170, para impedir o engate acidental da marcha ré, no caso em que o veículo está avançando qualquer velocidade diferente de zero.

[0075] Na verdade, com referência para a posição representada por uma linha tracejada e um duplo pontilhado e associada à referência RM entre parêntesis, o casquilho 276 pode assumir uma posição extrema, o que é ainda transladado numa direção axial em relação a uma correspondente seleção do plano de acoplamento das primeira e segunda marchas quando o eixo de controle CS é deslocado axialmente para conseguir o acoplamento do dedo de acoplamento 52 dentro da extremidade tipo forquilha RM, como pode ser visto na figura 7. Neste caso, é possível ativar os atuadores 272, 274 para o controle de saída dos pinos quando surgem as duas condições seguintes: - velocidade do veículo diferente de 0 km/h, e - ativação de um sensor de acoplamento de marcha ré RM_S, visível no caso 44 na figura 9, que é normalmente utilizado para ligar as luzes de ré.

[0076] Se os atuadores 272, 274 estão equipados com um eletroímã do tipo proporcional, seria mesmo possível enviar um primeiro sinal de tensão, com uma primeira amplitude, em concomitância com uma manobra de inversão de seleção de engrenagem, de modo a controlar a saída dos pinos 278, 280 em um valor menor do que o do curso máximo correspondente (o qual, ao invés, ser controlado por um segundo sinal de tensão, com uma segunda amplitude maior do que a primeira amplitude), o qual é necessário para a prevenção, em vez de acoplamento da primeira e segunda marchas.

[0077] Com referência à figura 10, uma terceira concretização do dispositivo de controle 206 é designada pelo número de referência 306. Todos os componentes idênticos aos descritos anteriormente são designados pelos mesmos números de referência já usados.

[0078] O dispositivo de controle 306 é diferente dos dispositivos 6, 106 e 206 no que diz respeito à conformação do eixo de controle CS, que neste caso é designado pela referência CS' (o eixo principal é designado por XCS'). O eixo de controle CS' é idêntico ao eixo de controle CS, exceto na extremidade localizada numa posição correspondente ao casquilho de acoplamento 52. Nesta extremidade é, de fato, proporcionado um furo axial cego 3060, alojado dentro do qual está um elemento elástico 3061 - preferencialmente uma mola helicoidal de grande expansão axial - além disso, compreendendo uma porção achatada 3062.

[0079] Instalado na porção achatada 3062, e, consequentemente, fixo em rotação em relação ao eixo de controle CS', está um casquilho oco 3063 que tem uma aba radial 3064 substancialmente semelhante à aba radial 282.

[0080] O casquilho 3063 é fechado numa extremidade por uma tampa 3065, forçada no interior da cavidade do casquilho 3064, de modo a estar permanentemente ligada ao mesmo e que tem uma projeção em que a mola 3061 ajusta-se. No lado oposto, a tampa 3065 é, além disso, provida de um recesso esférico 3066 configurado para o encaixe de forma com um parafuso sem cabeça 3067 com cabeça esférica inserida e bloqueada dentro da caixa 44.

[0081] O dispositivo de controle 306 é completado com um dispositivo de bloqueio 370 similar ao dispositivo de bloqueio 270, incluindo, por conseguinte, dois atuadores eletromagnéticos 372, 374 configurados para mover os respectivos pinos 378, 380 entre uma posição extraída, e uma posição retraída. Os pinos 378, 380 estão, normalmente, na posição retraída. Os atuadores 372, 374 têm eixos X372, X374, que são paralelos um ao outro e ao eixo XCS. Uma vez que os pinos 378, 380 compartilham os eixos X372, X374, eles também têm o seu eixo paralelo ao eixo XCS'.

[0082] A diferença em relação ao dispositivo de bloqueio 270 encontra-se no fato de que, dadas as mesmas dimensões dos atuadores, o percurso máximo dos pinos poderá ser mais contido, por razões que serão descritas em detalhes brevemente.

[0083] A operação do dispositivo de controle 306 é descrita na descrição a seguir.

[0084] Com referência à figura 10, representada na base da ilustração estão três linhas verticais que correspondem à posição do dedo de acoplamento 50, quando o eixo de controle CS' é transferido para os planos de acoplamento da terceira marcha (III) e quarta marcha (IV), a primeira marcha (I) e segunda marcha (II), e a marcha ré. A posição ilustrada, como surge também a partir da notação usada e em conformidade com a anterior, é a correspondente ao plano de acoplamento das terceira e quarta marchas.

[0085] O conjunto de elementos adicionais na extremidade do eixo CS' foi projetado pelos inventores de modo a reduzir o percurso dos pinos deslocados pelos atuadores 372, 374. O propósito disto é, em última análise, impedir que, no caso de aplicações em que o dispositivo de controle tem dimensões tais que exigem um longo percurso dos pinos, que se corre o risco de distorção permanente e deformação dos pinos (com possíveis danos para os próprios atuadores) no caso do condutor ser particularmente insistente na realização através da manobra de acoplamento da primeira e segunda marchas, não obstante, à ação preventiva do dispositivo de bloqueio.

[0086] Graças ao dispositivo de controle 306, é possível, por assim dizer, "antecipar" a entrada em ação do dispositivo de bloqueio 370 no que diz respeito ao que acontece no dispositivo de controle 206.

[0087] Em mais detalhes, quando o controlador controla um deslocamento axial do eixo de controle CS' que leva o dedo 50 para uma posição correspondente ao plano de acoplamento da primeira e segunda marchas (isto é, mais em geral, quando o eixo de controle CS está em uma posição que faz a seleção do plano de acoplamento da primeira e segunda marchas para a frente) , o casquilho 3063 translada rigidamente numa direção axial com o eixo de controle CS" sem variar a sua distância axial em relação ao casquilho 54, que é mantida através do elemento elástico 3061.

[0088] A distância axial entre o dedo 50 e a aba radial 3064 é, além disso, escolhida de tal maneira que, quando o dedo 50 está na posição correspondente ao plano de acoplamento da primeira e segunda marchas, a tampa 3065 com o recesso 3066, chega a se apoiar sobre a cabeça do parafuso sem cabeça 3067, que funciona como o elemento de contraste.

[0089] O perito na técnica, portanto, não terá qualquer dificuldade em apreciar que nesta posição a aba radial 3064 é extremamente estreita (o contato adequado é impedido pelo parafuso sem cabeça 3067) para a parede da caixa 44, em que os pinos 378, 380 estão situados, o que, consequentemente, é possível bloquear a rotação do eixo de controle CS (impedindo assim o acionamento do sincronizador S1/2 e, portanto, o acoplamento da primeira e/ ou segunda marchas) com um percurso axial reduzido.

[0090] Apesar do acoplamento da marcha ré ser uma operação obtida através de outro dedo de acoplamento 52, que envolve, em todo o caso, um outro movimento axial da eixo de controle CS e o dedo 50, o qual irá, por conseguinte, ocupar a posição designada pela referência RM entre colchetes e associado a uma linha tracejada e pontilhada.

[0091] O casquilho 3063 permanece em cima do parafuso sem cabeça 3067, mas nesta altura é o eixo de controle CS', que desliza axialmente no interior do casquilho 3063 criando uma compressão axial da mola 3061, que reduz até o desaparecimento da distância axial entre os casquilhos 3063 e 54.

[0092] Deve ser notado que numa concretização, como a que está ilustrada na figura 10, é possível prever um recesso 540 com um diâmetro igual ao diâmetro externo do casquilho 3063 para que haja também uma interpenetração parcial dos dois casquilhos. Isto, obviamente, é ligado às dimensões específicas do dispositivo de controle 306, que são, por sua vez, condicionadas pela geometria da caixa de marchas. Em outras concretizações, é possível simplesmente prever qualquer um contato axial ou uma abordagem sem contato entre os dois casquilhos 3063 e 54.

[0093] A diferença em relação à solução que constitui o objeto das figuras 7 a 9, por conseguinte, está no fato de que não é permitido um movimento axial relativo entre o elemento que determina fisicamente o bloqueio da rotação do eixo de controle CS' (isto é, o casquilho 3063) e o eixo de controle CS' em si.

[0094] Deve ser notado que, com a disposição das extremidades do tipo forquilha aqui ilustradas, não é possível alcançar o resultado acima, com uma solução rígida do tipo ilustrado nas figuras 7 a 9, na medida em que, se o casquilho 276 é instalado numa posição mais próxima da parede da caixa (como ocorre no dispositivo de controle 306), o percurso requerido dos pinos 278, 280 que, de fato é reduzido, mas à custa da impossibilidade de engatar a marcha ré.

[0095] Na verdade, o percurso axial adicional da eixo de controle CS necessário para trazer o dedo de acoplamento 52 para a extremidade tipo forquilha RM não poderia ser coberto na medida em que o casquilho 276 estaria já suportando em cima da parede da caixa 44, assim impedindo qualquer movimento axial da eixo de controle.

[0096] As figuras 11 e 12 ilustram uma quarta concretização da invenção. O dispositivo de controle é designado nessas figuras pelo número de referência 406 e todos os componentes idênticos aos descritos anteriormente são designados pelos mesmos números de referência.

[0097] O dispositivo de controle 406 inclui um dispositivo de bloqueio 470, por sua vez, incluindo um primeiro atuador eletromagnético 472 e um segundo atuador eletromagnético 474. Cada atuador 472, 472 inclui um eletroímã configurado para o movimento de um pino correspondente 478, 480 entre uma posição extraída e uma posição retraída. Os pinos 478, 480 estão, normalmente, na posição retraída.

[0098] Os atuadores 472, 474 têm eixos X472, X474 ao qual os pinos 478, 480 são coaxiais.

[0099] Deve ser notado que os atuadores 472, 474 estão dispostos de uma maneira semelhante aos atuadores 172, 174 do dispositivo 170: cada um dos atuadores 472, 474 é fixado na caixa 44 (que, preferencialmente, pode ser moldada de modo a apresentar um par de flanges de fixação para os referidos atuadores), de modo que os eixos longitudinais X472, X474 dos atuadores 472, 474 e dos pinos 478 e 480 são dispostos com orientação substancialmente transversal em relação aos eixos XCS e ao eixo de controle. A orientação dos eixos X472, X474 é, além disso, simétrica em relação ao eixo Z50.

[0100] A referência α' indica o ângulo compreendido entre cada um dos eixos X472, X474 e o eixo Z50 e é, de preferência, o mesmo para os dois atuadores. O ângulo α' pode ser maior do que, menor do que, ou igual ao ângulo α, dependendo do esquema do dispositivo de controle e da caixa de marchas.

[0101] Fazendo parte do dispositivo de bloqueio 470 está também um casquilho 4060 montado no eixo de controle CS numa posição intermediária entre os casquilhos 54, 56 e ligado em rotação ao eixo CS em si.

[0102] O casquilho 4060 é substancialmente em forma de gota; ou seja, que inclui um cubo circular e um braço simples ou duplo designado pelo número de referência 4061, que carrega um pino 4062 em que um rolo 4063 está montado de forma a rodar livremente. Como pode ser visto a partir da figura 11, o diâmetro do rolo 4063 é escolhido de tal maneira que, quando os pinos 478, 480 estão na posição completamente extraída com relação aos atuadores 472, 474, podem vir a ocupar uma posição entre os próprios pinos (no máximo pode ser tangencial à mesma).

[0103] A operação do dispositivo de controle 406 é descrita na descrição a seguir.

[0104] Quando o motorista do veículo no qual a caixa de marchas 1 está instalada controla um avanço axial do eixo de controle CS, como para trazer o dedo 50 para uma posição correspondente à extremidade tipo forquilha I/II, o casquilho 4060 translada rigidamente com o eixo CS e é trazido para uma posição que corresponde aos dois atuadores 472, 474.

[0105] Quando a velocidade do veículo é superior a um valor limiar para o acoplamento seguro da primeira e/ ou da segunda marchas para a frente (já discutidas anteriormente), uma unidade de controle eletrônico que tem a tarefa de controlar os atuadores 472, 474 envia um comando para a saída dos pinos 478, 480 por meio de um sinal elétrico. Os pinos 478, 480 definem-se em lados opostos em relação ao rolo 4063, como pode ser visto na figura 11.

[0106] Uma vez que o casquilho 4060 está ligado em rotação com o eixo de controle CS, a saída dos pinos e o seu contato com o rolo 4063 (em lados opostos do mesmo) impedem a rotação do eixo de controle CS em ambas as posições de acoplamento para acoplamento da primeira e da segunda marcha para a frente correspondentes e, consequentemente, o acionamento do sincronizador S1/2, forçando o eixo de controle a permanecer numa posição neutra, que corresponde a um estado inativo da caixa de marchas 1.

[0107] Também neste caso, é possível ativar em simultâneo um aviso acústico e/ ou uma luz de aviso para avisar ao condutor do perigo.

[0108] No caso da necessidade de controlar a retração dos pinos 478, 480, a presença do rolo 4063 facilita esta operação. Assumindo-se que o rolo 4063 está substancialmente em contato com apenas um pino, devido à presença de reprodução funcional menor que impede a tangência do mesmo com os dois pinos em simultâneo, na interface entre o rolo e o pino, desenvolve-se um estado de atrito de rolamento que favorece o desacoplamento em comparação, por exemplo, para o estado de atrito de deslizamento, que se desenvolve na interface entre os apêndices 164, 166 e os pinos 176, 178 do dispositivo de controle 106.

[0109] Finalmente, com referência às figuras 13 e 14, uma quinta concretização da caixa de marchas de acordo com a invenção é aqui ilustrada, que difere de todas as concretizações até agora apresentadas na utilização do dispositivo de controle 6, tal como a caixa de marchas 1 de um tipo conhecido, e, além disso, diferente da caixa de marchas 1 de um tipo conhecido, devido à presença de um dispositivo de bloqueio 570 fixo ao invólucro 2 e atuação, não sobre o dispositivo de controle 6, mas diretamente sobre o garfo F1/2.

[0110] Com referência à figura 13, o dispositivo de bloqueio 570 inclui um par de atuadores eletromagnéticos 572, 574, que são configurados para o movimento numa direção axial de pinos correspondentes 578, 580 que dividem os eixos longitudinais dos atuadores X572, X574. Os pinos são móveis entre uma posição retraída e uma posição extraída (normal, repouso).

[0111] Como pode ser visto na figura 13, os atuadores eletromagnéticos 572, 574 possuem um flange para o invólucro 2 da caixa de marchas, na proximidade do garfo F1/2, e, em particular, de modo que os respectivos eixos longitudinais são incidentes sobre a própria forquilha.

[0112] Com referência à figura 14, a fim de cooperar com os atuadores 572, 574, o garfo F1/2 é fornecido com uma aba 5700 que tem um desenvolvimento orientado de acordo com um vetor paralelo aos eixos X572, X574 e de modo a pertencer a um plano que passa através dos referidos eixos.

[0113] O comprimento da guia 5700 é escolhido de tal maneira que, quando os pinos 578, 580 estão na posição extraída, isto é compreendido entre eles e tangencial à mesma (mas para tolerâncias funcionais). Para este efeito, o comprimento da aba 5700 é escolhido de modo a ser igual à distância centro-a-centro entre os pinos 578, 580 reduzida pelo diâmetro de um deles.

[0114] A operação do dispositivo de bloqueio 570 é descrita na descrição a seguir.

[0115] Com referência à figura 14, no caso em que o veículo no qual a caixa de marchas 1 está instalada está viajando acima de um limiar de velocidade para o acoplamento das primeiras e segundas marchas e o condutor, em todo o caso, controla seleção do plano de acoplamento das referidas engrenagens, uma unidade eletrônica de controle envia um sinal elétrico para os atuadores 572, 574, assim, controlando a saída dos pinos 578, 580.

[0116] O último, definindo-se em lados opostos em relação à aba 5700, travam o deslizamento na direção axial da forquilha F1/2 no eixo 16, o que impede a atuação do sincronizador S1/2 e, assim, o engate da primeira e segunda marchas para a frente.

[0117] Também neste caso, é possível associar o evento para ligar uma luz de aviso e/ ou um sinal sonoro que avisa o motorista do perigo.

[0118] Deve ser notado que nesta concretização não é necessário para o eixo de controle CS do dispositivo de controle 6 estar numa posição que corresponde à seleção do plano de acoplamento das primeiras e segundas marchas na medida em que o bloqueio do garfo F1/2 pode ocorrer também quando o veículo está viajando a uma velocidade maior do que a velocidade limiar e outra marcha é engrenada. Isto é porque a ação do dispositivo de bloqueio 570 desenvolve-se na forquilha F1/2 e não sobre o dispositivo de controle 6.

[0119] A ação do dispositivo de bloqueio pode assim ser de um tipo preventivo (e esta é a concretização preferida para conseguir este propósito) e seria simplesmente acrescentada à ação de bloqueio já exercida pela lâmina 64.

[0120] Naturalmente, os detalhes de construção e as concretizações podem variar amplamente em relação ao que foi descrito e ilustrado aqui, sem nos afastarmos do escopo da presente invenção, tal como definido nas reivindicações anexas.

[0121] Por exemplo, é possível prever que as variantes das soluções aqui ilustradas, em que o dispositivo de bloqueio inclui apenas um atuador eletromagnético, e é, consequentemente, capaz de impedir o acoplamento de apenas uma relação de marcha predeterminada para a frente, por exemplo, a primeira marcha.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Caixa de marchas (1) para um veículo automotor, incluindo uma pluralidade de relações de marchas para a frente (I, II, III, IV, V, VI) e uma relação de marcha à ré (RM), a caixa de marcha (1) incluindo ainda: - um dispositivo de controle (6; 106; 206; 306; 406) configurado para controlar a seleção e o acoplamento da referida relação de marcha para a frente (I, II, III, IV, V, VI) e da referida relação de marcha à ré (RM); e - uma pluralidade de dispositivos de acoplamento (S1/2, S3/4, S5/6, SRM) que pode ser controlado por meio do referido dispositivo de controle (6, 106, 206; 306; 406) para acoplar as relações de marcha para a frente (I, II, III, IV, V, VI) ou relação de marcha à ré (RM) da caixa de marchas (1) que são associados operativamente aos referidos dispositivos, a caixa de marchas (1) caracterizada pelo fato de que inclui um dispositivo de bloqueio (170; 270; 370; 470; 570), que é controlado eletricamente e configurado para impedir a atuação do dispositivo de acoplamento (S1/2) associado a uma relação de marcha para a frente predeterminada (I, II), o referido dispositivo de bloqueio (170; 270; 370; 470; 570) configurado para ser acionado por cima de uma velocidade limite de um veículo automotor em que a referida caixa de marchas (1) é instalada.

2. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a referida relação de marcha para a frente predeterminada é uma primeira relação de marchas (I).

3. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a referida relação de marcha para a frente predeterminada é uma segunda relação de marchas (II).

4. Caixa de marchas, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de bloqueio (170; 270; 370; 470; 570) inclui, pelo menos, um atuador (172, 174; 272, 274; 372, 374; 472, 474; 572, 574) configurado para deslocar um pino (176, 178; 278, 280; 378, 380; 478, 480; 578, 580) entre uma posição extraída, e uma posição retraída.

5. Caixa de marchas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de controle (6; 106; 206; 306; 406) inclui uma caixa (44) fixa a um invólucro (2) da referida caixa (1) e um eixo de controle (CS, CS') montado de modo rotativo e axialmente móvel no interior da referida caixa (44), em que o referido eixo de controle (CS; CS') inclui um primeiro dedo de acoplamento radial (50) e um segundo dedo de acoplamento radial (52) para controlar dispositivos correspondentes (S1/2, S3/4, S5/6, SRM) para o acoplamento das relações de marchas para a frente (I, II, III, IV, V, VI) e da relação de marcha à ré (RM).

6. Caixa de marchas, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de bloqueio (170) inclui um elemento lamelar geralmente em forma de U (158) montado sobre um casquilho de acoplamento (54), que, por sua vez é montado no dito eixo de controle (CS) e está conectado em rotação ao mesmo, o referido elemento lamelar (158) incluindo um primeiro apêndice (164) e um segundo apêndice (166) localizados em lados opostos do mesmo, o referido dispositivo de bloqueio (170), incluindo os dois atuadores eletromagnéticos (172, 174) fixados à referida caixa (44) e cujos pinos (176, 178), quando o eixo de controle (CS) está em uma posição em que faz com que a seleção do plano de acoplamento da referida relação de marchas para a frente predeterminada (I, II) seja configurada para entrar em contato com os referidos apêndices (164, 166), nas respectivas posições extraídas de modo a impedir a rotação do referido eixo de controle (CS) e acoplamento da referida relação de marchas para a frente predeterminada (I, II).

7. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de bloqueio (470) inclui um casquilho (4060) montado no dito eixo de controle (CS) de uma posição intermediária entre os referidos primeiro e segundo dispositivos de acoplamento (50, 52), em que o referido casquilho (4060) suporta rotativamente um rolo (4063), o referido dispositivo de bloqueio (470), incluindo dois atuadores eletromagnéticos (472, 474) fixos à dita caixa (44) e cujos pinos (478, 480), quando o eixo de controle (CS) está numa posição que faz com que a seleção do plano de acoplamento da dita relação de marchas para a frente predeterminada (I, II), seja configurada para entrar em contato com o referido rolo (4063), em lados opostos do mesmo, de modo a impedir a rotação do referido eixo de controle (CS) e acoplamento da referida relação de marchas para a frente predeterminada (I, II) .

8. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que os referidos atuadores eletromagnéticos (172, 174; 472, 474) estão posicionados em relação à dita caixa (44) de modo a que os pinos respectivos (176, 178; 478, 480) têm uma orientação substancialmente transversal em relação a um eixo principal (XCS) do dito eixo de controle (CS).

9. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de bloqueio (270) inclui ainda um casquilho (276) fixo a uma extremidade do referido eixo de controle (CS) e adjacente ao referido primeiro dedo de acoplamento radial (50), o referido outro casquilho (276) inclui ainda uma aba radial (282), o referido dispositivo de bloqueio (270) inclui ainda dois atuadores eletromagnéticos (272, 274) fixos à dita caixa (44) e cujos pinos (278, 280), quando o eixo de controle (CS) está numa posição que faz com que a seleção do plano de acoplamento da referida relação de marchas para a frente predeterminada (I, II) seja configurada para entrar em contato com a referida aba (282), impedindo, assim, a rotação do eixo de controle (CS) e acoplamento da referida relação de marchas para a frente predeterminada (I, II) .

10. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que os referidos atuadores eletromagnéticos (272, 274) estão posicionados em relação à dita caixa (44) de modo a que os pinos respectivos (278, 280) têm o seu eixo paralelo a um eixo principal (XCS) do eixo de controle (CS) e de modo que os pinos estão dispostos em lados opostos em relação ao eixo de controle (CS).

11. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de bloqueio (570) inclui um primeiro atuador eletromagnético (572) e um segundo atuador eletromagnético (574) fixos a um invólucro(2) da caixa de marchas (1) numa posição que corresponde a um elemento (F1/2) para o acionamento do dispositivo (S1/2) para acoplamento da dita relação de marchas para a frente predeterminada (I, II), em que os pinos (578, 580) de cada um dos ditos atuadores eletromagnéticos (572, 574) estão configurados para entrar em contato com uma aba (5700) proporcionada no referido elemento de acionamento (F1/2) do referido dispositivo de acoplamento (S1/2).

12. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de bloqueio (370) inclui ainda um casquilho (3060), ligado em rotação ao referido eixo de controle (CS') e axialmente móvel em relação ao mesmo, o referido outro casquilho (3060) sendo combatido no movimento axial do eixo de controle (CS') por um elemento elástico (3061), o referido dispositivo de bloqueio (370) incluindo ainda dois atuadores eletromagnéticos (372, 374) fixos à dita caixa (44).

13. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que, quando o eixo de controle (CS) está uma posição em que faz com que a seleção do plano de acoplamento da dita relação de marchas para a frente predeterminada (I, II), o referido outro casquilho (3060) se apoia sobre um elemento de contraste (3067) fixo a uma parede da caixa do referido dispositivo de controle, o referido casquilho (3060), além disso, tendo uma aba radial (3064), configurado para entrar em contato com os pinos (378, 380) dos atuadores eletromagnéticos (372, 374) do referido dispositivo de bloqueio (370), quando os pinos se encontram na posição extraída.

14. Caixa de marchas (1), de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que, quando o eixo de controle é deslocado axialmente para uma posição que faz com que a seleção do plano de engate da referida relação de marchas inversa, o dito eixo de controle (CS') desliza axialmente em relação ao referido outro casquilho (3060) , reduzindo, assim, a distância axial do mesmo em relação ao casquilho de acoplamento (54) que carrega dito primeiro dedo de acoplamento radial (50), o referido método sendo obtido por compressão do referido elemento elástico (3061) .

15. Caixa de marchas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que, para cada relação de marchas para a frente predeterminada (I, II), das quais o dispositivo de bloqueio (170; 270; 370; 470; 570) é configurado para impedir o acoplamento, uma velocidade limiar correspondente e distinta do referido veículo automotor está associada.