BR102016005330B1

BR102016005330B1 - unidade de roda de acionamento

Info

Publication number: BR102016005330B1
Application number: BR102016005330-7A
Authority: BR
Inventors: Douglas K. Brownell; Eric Vilar; Kyle K. Mckinzie; Reginald M. Bindl
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2020-10-13
Also published as: CN105972168B; CN105972168A; US9511661B2; DE102016203874A1; BR102016005330A2; DE102016203874B4; US20160263987A1

Abstract

“UNIDADE DE RODA DE ACIONAMENTO” Urna unidade de roda acionada inclui um motor elétrico acoplado a um conjunto de acionamento planetário de três estágios e duas velocidades e tem uma largura dimensionada para se deslocar entre fileiras de colheita. Um cubo de roda é suportado sobre uma superfície externa de um alojamento fixo por mancais de roda de grande diâmetro circundando tanto uma cavidade contendo motor e uma cavidade adjacente contendo primeiro e segundo estágios planetários. Encaixadas radialmente e circundando os dois estágios planetários estão duas embreagens de disco SAHR incluindo pistões engatando superfícies interna e externa de um membro de guia de pistão compacto. O portador planetário de terceiro estágio define uma tampa e é fixado a uma extremidade axialmente externa do cubo de roda. Uma engrenagem de anel de terceiro estágio tem um diâmetro externo aproximadamente igual àqueles dos mancais de roda e tem um diâmetro interno fixado ao alojamento por uma placa retentora de mancai de roda anular plana, que é fixada a uma extremidade do alojamento.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere a uma unidade de roda acionada incluindo um conjunto de acionamento por engrenagem planetária de duas velocidades, e mais especificamente se refere a uma tal unidade de roda acionada que inclui múltiplos estágios planetários de redução de velocidade e é particularmente adequada para uso sobre um pulverizador ou trator de colheita em fileira destinado a ser facilmente acionado entre fileiras de colheita tendo um espaçamento de cerca de 508 mm (20 polegadas) sem correr sobre a colheita.

Fundamentos

[002] Um arranjo de acionamento planetário é frequentemente usado em uma unidade de roda acionada de veículo para fornecer altas e baixas velocidades de operação assim como reduções escalonadas de velocidade efetuadas encaminhando a potência fornecida por motores da unidade de acionamento (hidrostática ou elétrica, por exemplo) através de múltiplos estágios de engrenagem planetária. Embora aqueles familiarizados com unidades de roda energizadas tenham há muito apreciado as severas limitações que tais projetos colocam, sobre o espaço disponível em que se deve localizar o motor de acionamento e componentes constituintes dos arranjos de engrenagens planetárias de tais unidades de roda, eles vão concordar que estas restrições de espaço são ainda mais severas quando as unidades de roda estão sendo usadas para acionar rodas de um trator de colheita em fileira destinado a ser acionado entre fileiras de colheita plantadas tão próximas quanto as 508 mm (20 polegadas) uma da outra e quando as unidades de roda são energizadas por um motor elétrico. Neste emprego particular de uma unidade de acionamento, é importante para a unidade de acionamento ser axialmente compacta, enquanto se mantém saída de torque desejada e confiabilidade em vista do tamanho cada vez maior de implementos sendo puxados ou carregados pelo trator. Portanto, o que é necessário é uma unidade de roda acionada especialmente projetada para uso com um trator de colheita em fileira a ser acionado entre fileiras de colheita espaçadas entre si de tão pouco quanto 508 mm (20 polegadas).

Sumário

[003] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma unidade de roda acionada de um trator de colheita em fileira, com a unidade de roda acionada compreendendo um conjunto de acionamento planetário de duas velocidades incluindo pelo menos dois estágios planetários localizados dentro de um alojamento fixo, com o alojamento fixo tendo uma superfície externa cilíndrica sobre que é montado um conjunto de mancai de suporte principal suportando um cubo de roda para rotação, com o conjunto de acionamento incluindo embreagens de fricção radialmente externa e interna localizadas radialmente dentro de um diâmetro do conjunto de mancai de suporte principal e sendo arranjadas de uma maneira compacta, radialmente encaixada de modo a ocupar um mínimo de largura axial.

[004] De acordo com um segundo aspecto da invenção, cada uma das embreagens de disco interna e externa acima mencionadas é uma embreagem de fricção hidraulicamente liberada aplicada por mola (SAHR) que inclui um pistão anular, e um suporte de pistão anular compacto e membro de guia fixado ao alojamento fixo e tendo superfícies radialmente externas engatadas pela embreagem de fricção SAHR externa e tendo superfícies radialmente internas engatadas pela embreagem de fricção SAHR interna.

[005] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, cada uma das embreagens de fricção anulares é em formato de L em seção transversal, com as pernas da embreagem de fricção SAHR radialmente externa cooperando com guia de pistão anular e membro de suporte para definir uma primeira cavidade anular para fluido de trabalho adaptada para receber seletivamente fluido pressurizado para desengatar a embreagem de fricção SAHR radialmente externa, e com as pernas da embreagem de fricção SAHR radialmente interna cooperando com a guia de pistão anular e membro de suporte para definir uma segundo cavidade anular para fluido de trabalho adaptada para receber seletivamente fluido pressurizado para desengatar a embreagem de fricção SAHR radialmente interna.

[006] De acordo com um quarto aspecto da invenção, as embreagens de fricção SAHR interna e externa estão em um arranjo anular circundando todo o primeiro estágio planetário e circundando o portador solar e planetário de segundo estágio e com um pacote de disco de embreagem externo sendo acoplado entre uma superfície anular externa da engrenagem de anel de segundo estágio e o alojamento fixo, e com um pacote de disco de embreagem interno sendo acoplado entre uma superfície anular interna da engrenagem de anel de segundo estágio e na superfície anular externa do portador planetário de segundo estágio.

[007] De acordo com um quinto aspecto da invenção, uma placa retentora anular plana é fixada de modo liberável a uma superfície anular de extremidade voltada axialmente para fora do alojamento fixo e engata e retém primeiro mancai do conjunto de mancai de suporte principal no lugar sobre o alojamento, a placa retentora tendo um diâmetro externo denteado engatado com, e fixando diretamente, uma engrenagem de anel de terceiro estágio ao alojamento fixo.

[008] De acordo com um sexto aspecto da presente invenção, um conjunto de vedação de face flutuante é localizado sobre a superfície cilíndrica externa do alojamento fixo em um lado oposto do conjunto de mancai de suporte principal em relação à retentora e, além de agir para vedar uma intervalo de folga existente em uma interface entre o cubo e o alojamento fixo, o conjunto de vedação de face está em engate de solicitação com um segundo mancai do arranjo de mancai de roda de suporte principal e age para reter o segundo mancai no lugar sobre o alojamento.

[009] De acordo com um sétimo aspecto da invenção, o arranjo de engrenagem planetária inclui três estágios com engrenagens solares de primeiro, segundo e terceiro estágios sendo localizadas em série em relação extremidade com extremidade entre si ao longo de um eixo geométrico de rotação da unidade de roda e com cada engrenagem solar sendo montada para rotação de uma engrenagem solar em relação a outra.

[0010] Estes e outros aspectos da invenção vão se tomar evidentes a partir de uma leitura da descrição que se segue junto com os desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] A Fig. 1 é uma vista explodida parcial mostrando uma unidade de acionamento de roda construída de acordo com os princípios da presente invenção.

[0012] A Fig. 2 é uma vista em corte vertical tomada através da unidade de roda de acionamento da Fig. 1.

[0013] A Fig. 3 é uma vista em perspectiva frontal esquerda da unidade de acionamento da Fig. 2, mas com o aro do pneu e alguns componentes de transmissão omitidos por clareza e com o motor elétrico e pacote de embreagem de disco de fricção de transmissão externo mostrado explodido.

[0014] A Fig. 4 é uma vista em perspectiva frontal da direita de componentes da unidade de acionamento mostrados na Fig. 3, mas com o motor elétrico omitido e com a placa retentora de mancai principal e portador planetário de terceiro estágio sendo incluída e mostrada explodida.

[0015] A Fig. 5 é uma vista ampliada de uma porção da estrutura mostrada na Fig. 4.

[0016] A Fig. 6 é uma vista em perspectiva frontal da esquerda ampliada dos componentes mostrados na Fig. 5.

Descrição Detalhada

[0017] Com referência agora às Figs. 1 e 2, é mostrada uma modalidade exemplificativa de uma unidade de roda de acionamento 10 incluindo um alojamento fixo 12, com uma seção de extremidade axialmente externa do alojamento tendo uma superfície cilíndrica radialmente externa 14 disposta concentricamente em relação a um eixo geométrico de rotação X. Um cubo de roda anular 16 é suportado sobre a superfície cilíndrica 14 para rotação em torno do eixo geométrico de rotação X por um conjunto de mancai de suporte de roda principal incluindo um par de mancais de empuxo de rolo axialmente espaçados 18.

[0018] Localizado em uma cavidade anular definida por, e estendendo-se entre, uma parede anular interna do aro 16 e uma parede anular externa 14 do alojamento fixo 12 é um conjunto de vedação de face anular de metal 20 que, como visto na Fig. 2, é localizado imediatamente à esquerda do mancai de empuxo de rolo da esquerda 18. O conjunto de vedação de face 20 é posicionado contra uma superfície esquerda do mancai de empuxo de esquerda 18 e mantém uma pista externa deste último posicionado contra um ressalto definido pela superfície interna do cubo de roda 16.

[0019] Um aro de roda 22 inclui uma placa de montagem anular, estendendo-se radialmente para dentro 24 unida em um ângulo reto com uma superfície interior do aro de roda 20 e respectivamente presa a uma pluralidade de raios projetados radialmente para fora 26 do cubo 16 por uma pluralidade de fixadores (não mostrados). Um pneu 28 é montado sobre o aro 20 e tem uma largura W de aproximadamente 425 mm (16,75 polegadas) que é adequada para se deslocar entre fileiras de plantas agrícolas, espaçadas tão estreitamente quanto 508 mm (20 polegadas) uma da outra, sem correr sobre as plantas.

[0020] A unidade de roda de acionamento 10 inclui um conjunto de acionamento energizado 30 localizado centralmente dentro de, e acoplado para acionar, o cubo 16. O conjunto de acionamento 30 inclui um motor elétrico 32 e um arranjo de engrenagem planetária de múltiplos estágios e duas velocidades 34.

[0021] De modo importante, o conjunto de acionamento 30 tem uma largura aproximadamente igual à largura W do pneu 26 de modo a não perturbar plantas cultivadas em fileiras à medida que o pneu 26 se desloca entre as fileiras de plantas.

[0022] Com referência também à Fig. 3, pode ser visto que o motor elétrico 32 inclui um alojamento substancialmente cilíndrico 36 tendo paredes de extremidade esquerda e direita circulares 38 e 40, respectivamente. Uma região de extremidade axialmente externa do alojamento do motor 36 é justamente recebido em uma cavidade cilíndrica abrindo-se axialmente para dentro, 42 formada no alojamento fixo 12 em relação concêntrica com o eixo geométrico de rotação X e incluindo uma parede de extremidade anular direita 44, com a parede de extremidade direita 40 do alojamento de motor 36 encostando na parede de extremidade da cavidade 44.

[0023] O motor 32 tem um eixo de saída 46 disposta ao longo do eixo geométrico X e rotativamente suportada dentro de, e projetando-se para um local para a direita da, parede de extremidade do alojamento de motor 40.

[0024] Três estágios de engrenagem planetária compreendem os múltiplos estágios do arranjo de engrenagem planetária 34 e são espaçados axialmente para a direita ao longo do eixo geométrico X começando na parede de extremidade do alojamento de motor 40. Uma engrenagem solar de primeiro estágio 48 é formada como uma parte integrante do eixo de saída do motor 46 e é engrenada com três engrenagens planetárias de primeiro estágio 50 (o mais claramente visíveis nas Figs. 4 e 5) que são, por sua vez, engrenadas com uma engrenagem de anel de primeiro estágio 52 tendo um flange vertical anular 54, com a engrenagem de anel 52 sendo presa contra rotação por um padrão circular de fixadores (não mostrados) estendendo-se através do flange 54 e para dentro de furos rosqueados conjugados providos na em parede de extremidade direita 40 do alojamento de motor 36. Um portador planetário de primeiro estágio 56 inclui três fusos 58 sobre que as três engrenagens planetárias do primeiro estágio 50 são respectivamente montadas para rotação.

[0025] Um eixo curto intermediário 60 tem uma extremidade esquerda recebida sobre uma extremidade direita de diâmetro reduzido do eixo de saída do motor 46 e pode rotar em relação ao eixo 46. O eixo 60 é extemamente estriado e uma região de extremidade esquerda destas estrias é engatada com uma superfície estriada radialmente interna do portador de primeiro estágio 56 de modo que rotação do portador 56 é transferida para o eixo 60. Também tendo uma conexão estriada com o eixo intermediário 60 é uma engrenagem solar de segundo estágio 62, que, como pode ser visto na Fig. 6, rota com o portador planetário 56 e é engrenada com quatro engrenagens planetárias de segundo estágio 64, que, por sua vez, são engrenadas com uma engrenagem de anel de segundo estágio 66. A engrenagem de anel de segundo estágio 66 é montada para rotação em relação ao alojamento fixo 12, mas é adaptada para ser seletivamente acoplada ou fixada ao alojamento, de uma maneira descrita abaixo, para variar a velocidade de acionamento do arranjo de engrenagem planetária 34.

[0026] Com referência também à Fig. 4, pode ser visto que movimento axialmente para fora da engrenagem de anel 66 é restringido por uma placa retentora anular plana 68 aparafusada em uma superfície de extremidade a mais externa anular voltada axialmente para fora 70 do alojamento fixo 12 por uma pluralidade de parafusos de montagem 72, a placa retentora 68 tendo uma região radialmente externa engatada com uma superfície externa do mancai principal axialmente externo 18 e tendo um porção escalonada radialmente interna captando um anel de guia 74 entre a placa retentora 68 e um ressalto definido por um degrau formado sobre uma circunferência externa da engrenagem de anel de segundo estágio 66 em uma região axialmente externa da engrenagem de anel. Movimento axial para dentro da engrenagem de anel 66 é restringido por um calço ou disco de guia anular 76 frouxamente ensanduichado entre uma superfície voltada axialmente para dentro da engrenagem de anel de segundo estágio 66 e uma superfície voltada axialmente para fora de um membro de guia de pistão 78 de embreagem anular. O membro de guia de pistão 78 inclui uma nervura de montagem anular projetado axialmente para dentro 80 tendo uma superfície anular voltada axialmente para dentro engatada com a superfície anular voltada axialmente para fora de uma nervura de montagem projetada axialmente para fora 82 do alojamento fixo 12, com o membro de guia 78 sendo fixado aos fusos do alojamento 12 por um padrão circular de parafusos de montagem 83 projetando-se através de furos providos na nervura de montagem do membro de guia 80 e atarraxados em furos rosqueados alinhados providos na nervura de montagem de alojamento 82.

[0027] Um portador planetário de segundo estágio 84 é provido com fusos 86 sobre os quais as engrenagens planetárias 64 são respectivamente montadas para rotação. Além disso, o portador 84 tem uma porção axialmente externa interiormente denteada engrenada com uma região axialmente interna de dentes de uma engrenagem solar de terceiro estágio 88 formada como uma parte integrante de um eixo de saída curto tendo extremidades axialmente interna e externa respectivamente suportadas para rotação na extremidade direita do eixo intermediário 60 e em uma placa ou parede de extremidade circular definida por um portador planetário de terceiro estágio 90 e sendo presa, por um arranjo circular de parafusos (não mostrados) a uma superfície anular voltada axialmente para fora 92 do cubo de montagem de roda 16 localizada radialmente para fora dos mancais principais 18. A engrenagem solar de terceiro estágio 88 é engrenada com três engrenagens planetárias de terceiro estágio 94, que são respectivamente montadas para rotação em torno de três fusos 96 do portador planetário 90. As engrenagens planetárias 94 são engrenadas com uma engrenagem de anel de terceiro estágio 98, com uma região axialmente interna 100 de cada um dos dentes da engrenagem de anel 98 sendo modificada e respectivamente engatada com dentes 102 (ver Fig. 4) formados sobre uma circunferência radialmente externa da placa retentora 68 de modo a impedir rotação relativa entre a engrenagem de anel 98 e o alojamento fixo 12.

[0028] Montadas no alojamento 12 em relação circundante com todo o primeiro estágio planetário e em um local para cooperar com a engrenagem de anel de segundo estágio 66 e portador 84, são encaixadas, embreagens de disco radialmente interna e externa hidraulicamente liberadas aplicadas por mola (SAHR) 104 e 106, respectivamente.

[0029] A embreagem externa 104 inclui um pacote de disco anular 108 localizado em uma seção de grande diâmetro de uma cavidade cilíndrica anular, de diâmetro escalonado 110 (ver Fig. 6) provida no alojamento do fuso 12 imediatamente axialmente para dentro, ou imediatamente para a esquerda, da placa retentora 68. O pacote de disco 108 é localizado radialmente para fora da engrenagem de anel de segundo estágio 66 e inclui primeiro e segundo conjuntos de placas de fricção intercaladas. O primeiro conjunto de placas de fricção é fixo contra rotação e para esta finalidade tem um perímetro externo incluindo linguetas semicirculares radialmente projetadas, espaçadas igualmente uma da outra e montadas para se deslocar axialmente em fendas de formato complementar, axialmente estendidas 109 providas em uma seção de grande diâmetro de uma cavidade de diâmetro escalonado 110 do alojamento fixo 12. O segundo conjunto de placas de fricção é montado para rotação com a engrenagem de anel de segundo estágio 66 e para esta finalidade cada uma tem uma superfície anular denteada, radialmente interna, engatada para deslizamento ao longo de dentes conjugados 67 formados axialmente ao longo de um diâmetro externo da engrenagem de anel de segundo estágio 66.

[0030] Como pode ser visto melhor na Fig. 6, a embreagem externa 104 inclui adicionalmente um pistão de embreagem externa anular 112 que tem formato de L em seção transversal com uma perna longa do L estendendo-se axialmente e tendo superfícies cilíndricas externa e interna 114 e 116, respectivamente, com a superfície externa 114 sendo montada para deslizar axialmente dentro de uma seção de menor diâmetro da cavidade de diâmetro escalonado 110, e com a superfície interna 116 sendo montada para deslizar axialmente ao longo de uma superfície cilíndrica externa 118 do membro de guia de pistão da embreagem 78. Uma perna curta do L estende-se radialmente para dentro a partir da perna longa do L e define uma superfície cilíndrica interna relativamente estreita 120 montada para deslizar axialmente ao longo de uma superfície cilíndrica radialmente externa 122 da nervura de montagem 80 do membro de guia 78. O membro de guia de pistão 78 e o pistão 112 cooperam para definir uma cavidade anular para fluido de trabalho 124 que se expande e contrai respectivamente com movimento para a esquerda e para a direita do pistão 112, como visto na Fig. 2. Um primeiro anel de vedação 126 é montada em uma ranhura anular provida na superfície cilíndrica externa 116 do membro de guia de pistão 84 e um segundo anel de vedação 128 é provido na superfície cilíndrica interna 118 da perna curta do L do pistão 112. O primeiro e o segundo anéis de vedação 126 e 128 agem assim para impedir que fluido sob pressão vaze aa partir da cavidade para fluido de trabalho 124 ao longo das respectivas interfaces entre a superfície interna do pistão 116 e a superfície externa do membro de guia 118 e entre a superfície interna do pistão 120 e a superfície externa do membro de guia 122.

[0031] A embreagem de disco externa 104, como mostrada na Fig. 2, está em uma condição desengatada em que a pressão do fluido na cavidade 124 age contra a perna radialmente estendida do pistão de embreagem externa 112 de modo a reter o pistão para esquerda contra a força de solicitação de um grupo circular de molas de compressão espirais 130 localizadas em uma cavidade anular para mola 132 formada no alojamento de fuso 12 adjacente a uma extremidade esquerda do pistão de embreagem externa anular 112. Nessa condição, o primeiro e segundo conjuntos intercalados de placas de fricção de do pacote de disco 108 não são pressionados um contra o outro. Assim, a engrenagem de anel de segundo estágio 72 é livre para rotar em qualquer momento em que a engrenagem solar de segundo estágio 68 é acionada. Pelo suprimento de fluido sob pressão sendo desconectado da cavidade para fluido de trabalho 124, as molas de compressão carregadas 130 vão se estender axialmente e agir para deslocar o pistão 112 axialmente para fora de modo a pressionar o primeiro e o segundo conjuntos de placas de fricção do pacote de disco anular externo 108 juntos, deste modo resultando na engrenagem de anel de segundo estágio 66 ser fixada, e impedida de rotar em relação, ao alojamento de fuso 12.

[0032] A embreagem de disco interna 106 é construída de uma maneira similar à embreagem de disco externa 104 e inclui um pacote de disco anular 134 localizado entre um diâmetro interno da engrenagem de anel de segundo estágio 66 e uma superfície anular externa 136 do portador planetário de segundo estágio 84. O pacote de disco 134 inclui um primeiro conjunto de placas de fricção intercaladas com um segundo conjunto de placas de fricção. O primeiro conjunto de placas de fricção é montado para rotação com a engrenagem de anel de segundo estágio 66 e para esta finalidade cada uma destas placas inclui um diâmetro externo denteado recebido para deslizar axialmente ao longo de dentes conjugados providos no diâmetro interno da engrenagem de anel de segundo estágio 66. O segundo conjunto de placas de fricção é montado para rotar com o portador planetário de segundo estágio 84 e para esta finalidade cada uma destas placas tem um diâmetro externo denteado recebido para deslizar axialmente ao longo de uma superfície anular externa denteada 136 do portador planetário de segundo estágio 84.

[0033] Como pode ser visto ser na Fig. 5, um mancai de empuxo anular 137 tendo uma construção de anel plana tem uma porção axialmente interna localizada em um degrau anular provida em um local radialmente interno do membro de guia de pistão 78, o mancai 137 tendo uma face axialmente externa localizada além de uma placa de fricção axialmente interna do pacote de disco de embreagem interno 134.

[0034] Com referência mais uma vez às Figs. 2, 5 e 6, pode ser visto que a embreagem de disco interna 106 inclui adicionalmente um pistão de embreagem anular 138 que tem formato de L em seção transversal com uma perna longa do L estendendo-se axialmente e tendo superfícies cilíndricas externa e interna 140 e 142, respectivamente, com a superfície externa 140 sendo montada para deslizar axialmente ao longo de um diâmetro interno do membro de guia de pistão 78 e com a superfície interna 142 sendo montada para deslizar axialmente ao longo de uma superfície cilíndrica externa da engrenagem de anel de primeiro estágio 52. Uma perna curta do L estende-se radialmente para fora a partir da perna longa do L e define uma superfície cilíndrica externa relativamente estreita 146 montada para deslizar axialmente ao longo de uma superfície cilíndrica radialmente interna da nervura de montagem 80 do membro de guia de pistão 78. O membro de guia de pistão 78 e o pistão 138 cooperam para definir uma cavidade anular para fluido de trabalho 148 (Fig. 5) que se expande e contrai respectivamente com movimento para a esquerda e para a direita do pistão 138, como visto nas Figs. 1 e 5. Um primeiro anel de vedação 150 é montado em uma ranhura anular provida em uma superfície cilíndrica interna do membro de guia de pistão 78 e um segundo anel de vedação 152 é provido na superfície cilíndrica externa 146 da perna curta do L do pistão 138 para impedir que fluido sob pressão vaze a partir da cavidade para fluido de trabalho 148 ao longo das interfaces respectivamente entre a superfície interna pistão 142 e membro de guia superfície interna 142 e entre a superfície externa do pistão 146 e superfície interna da nervura de montagem 80 do membro de guia 78.

[0035] A embreagem de disco interna 106 é mostrada em uma condição desengatada na Fig. 2 em que o pistão de embreagem 138 é retido afastado para a esquerda a partir do mancai de empuxo 137 e contra a força de solicitação de um grupo circular de molas de compressão espirais 154 localizadas em uma cavidade para mola anular 156 formada em parte por uma porção anular da parede do alojamento de fusos 44 localizada radialmente para dentro da nervura de montagem 82 e em parte pelo flange anular 54 da engrenagem de anel de primeiro estágio 52. Nesta condição, o primeiro e o segundo conjuntos intercalados de placas de fricção do pacote de disco 134 não são pressionados pata engate um com o outro para estabelecer uma conexão de acionamento entre o portador planetário de segundo estágio 84 e a engrenagem de anel de segundo estágio 66. Assim, a engrenagem de anel de segundo estágio 66 é livre para ser rotada pelas engrenagens planetárias de segundo estágio 64 em qualquer momento em que a engrenagem solar de segundo estágio 62 é acionada. Pelo suprimento de fluido sob pressão sendo desconectado da cavidade para fluido de trabalho 124, as molas de compressão carregadas 130 vão se estender axialmente e agir para pressionar o pistão de embreagem interno 138 axialmente para fora de modo a fazer o mancai de empuxo 137 pressionar o primeiro e o segundo conjuntos de placas de fricção do pacote de disco anular interno 134 junto de modo a estabelecer uma conexão de acionamento entre o portador planetário de segundo estágio 84 e a engrenagem de anel de segundo estágio 66.

[0036] Devido às embreagens 104 e 106 agirem para acoplar seletivamente a engrenagem de anel de segundo estágio 66 com o alojamento fixo 12 com todas as engrenagens de anel dos três estágios sendo assim acopladas ao alojamento fixo, o arranjo de engrenagem planetária 34 vai operar sem recircular perdas de potência como é o caso quando uma engrenagem de anel libera as rodas. Um benefício operacional correlato de significância é o fato que devido às embreagens interna e externa 104 e 106 funcionarem para se rotar sobre e para fora do segundo estágio do arranjo planetário de três estágios, em oposição a rotar sobre e para fora do planetário de primeiro estágio, por exemplo, altas velocidades da embreagem e da solar vão correr na faixa inferior, aproveitando assim a velocidade máxima do motor elétrico 32.

[0037] Também de significância é o fato de que as embreagens interna e externa 104 e 106 são encaixadas radialmente e que o membro de guia de pistão 78 compreende uma parte de vedação que é comum a ambas embreagens para permitir que operações de usinagem complexas sejam realizadas sobre esta parte robusta menor, ao invés de sobre duas partes ou sobre um grande alojamento.

[0038] Tendo descrito uma ou mais modalidades exemplificativas, vai se tomar evidente que várias modificações podem ser feitas sem sair do escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Unidade de roda de acionamento (10) para uso com um veículo destinado para operação em que um par das unidades de roda de acionamento (10) é acionado entre fileiras de plantas separadas umas das outras por uma distância predeterminada tão estreita quanto 508 mm (20 polegadas), com as unidades de roda (10) incluindo um aro circular (22) carregando um pneu rotativo (28) em torno de um eixo geométrico de rotação central e tendo uma largura axial que não excede a distância predeterminada, a unidade de roda de acionamento (10) caracterizadapelo fato de que compreende: um alojamento fixo (12) localizado ao longo do eixo geométrico de rotação central e tendo um arranjo de superfície cilíndrica externa configurado para, e carregando, um par de mancais de empuxo de rolo (18) em alinhamento axial um com o outro ao longo do eixo geométrico de rotação, o alojamento (12) incluindo adicionalmente um arranjo de cavidade interna configurado para, e recebendo, um motor de acionamento (32) tendo um eixo de saída localizado ao longo do eixo geométrico de rotação central e acoplada a um primeiro estágio de um arranjo de engrenagem planetária de três estágios e duas velocidades; um cubo de montagem de roda (16) sendo suportado para rotação em torno da superfície cilíndrica externa do alojamento fixo (12) pelo par de mancais de empuxo de rolo (18) e o arranjo de engrenagem planetária tendo um portador planetário de terceiro estágio (90) montado no cubo (16) e servindo como uma tampa para o cubo (16) e para o arranjo de transmissão planetária; o par de mancais de empuxo de rolo (18) sendo de um grande diâmetro relativo e circundando os primeiro e segundo estágios do arranjo de transmissão planetária; e o motor de acionamento (32) incluindo um alojamento (36) com uma distância axial entre uma superfície axialmente interna do alojamento e uma superfície axialmente externa do cubo sendo igual à largura axial do pneu (28).

2. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o par de mancais de empuxo de rolo (18) também circunda embreagens de disco interna e externa radialmente encaixadas hidraulicamente (106, 104) operáveis tendo respectivamente pacotes de disco externo e interno, com o pacote de disco externo sendo acoplado entre o alojamento fixo (12) e uma circunferência externa de uma engrenagem de anel de segundo estágio e sendo seletivamente engatado para fixar uma engrenagem de anel de segundo estágio ao alojamento fixo, e com o pacote de disco interno sendo acoplado entre uma circunferência interna da engrenagem de anel de segundo estágio e uma circunferência externa do portador planetário de primeiro estágio e sendo seletivamente engatado para fixar a engrenagem de anel de segundo estágio para rotação com o portador planetário de primeiro estágio.

3. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que cada uma das embreagens de disco hidráulicas interna e externa (106, 104) é uma embreagem hidraulicamente liberada, aplicada por mola.

4. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as embreagens de disco hidraulicamente operáveis externa e interna (104, 106) incluem respectivamente pistões hidráulicos anulares, externo e interno; um membro de guia de pistão anular (78) sendo localizado entre os pistões hidráulicos externo e interno e sendo fixado ao alojamento fixo (12); o membro de guia de pistão anular (78) incluindo uma superfície radialmente externa engatada com o pistão hidráulico externo e agindo para guiar o pistão hidráulico externo à medida que ele se desloca axialmente para efetuar seletivamente engate do pacote de disco externo, e o membro de guia de pistão anular (78) incluindo uma superfície radialmente interna engatada com o pistão hidráulico interno e agindo para guiar o pistão hidráulico interno à medida que ele se desloca axialmente para efetuar seletivamente engate do pacote de disco interno.

5. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizadapelo fato de que o membro de guia de pistão (78) tem uma nervura de montagem anular (80) em uma extremidade definindo primeiras regiões de superfície radialmente externa e interna, e o membro de guia de pistão (78) incluindo adicionalmente segundas regiões de superfície radialmente externa e interna escalonada respectivamente radialmente para fora e radialmente para dentro a partir das primeiras regiões de superfície radialmente externa e interna, e em que cada um dos pistões hidráulicos externo e interno inclui uma primeira perna axialmente estendida e uma segunda perna radialmente estendida definindo deste modo uma seção transversal em formato de L, com a primeira perna do pistão externo tendo uma superfície interna estendendo-se paralela a, e estando em engate de deslizamento com, a segunda região superfície radialmente externa do membro de guia de pistão (78), e com a segunda perna do pistão hidráulico externo tendo uma extremidade engatada de modo deslizável com a primeira região radialmente externa do membro de guia de pistão (78), pelo que uma cavidade de fluido de trabalho anular externa é formada entre o pistão hidráulico externo e o membro de guia de pistão (78), e com a primeira perna do pistão interno estendendo-se paralela a, e estando em engate de deslizamento com, a segunda região de superfície radialmente interna do membro de guia de pistão (78) e com a segunda perna do pistão interno tendo uma extremidade em engate de deslizamento com a primeira região radialmente interna ao membro de guia de pistão, pelo que uma cavidade de fluido de trabalho anular interna é formada entre o pistão hidráulico interno e o membro de guia de pistão (78).

6. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o alojamento fixo (12) tem uma superfície de extremidade anular plana axialmente a mais externa; uma placa retentora (68) anular sendo fixada contra a superfície de extremidade anular plana do alojamento e estendendo-se radialmente além de um dentre o par de mancais de empuxo de rolo (18) de modo a retê-lo no lugar sobre o alojamento fixo (12).

7. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a placa retentora (68) anular tem um perímetro externo denteado; e uma engrenagem de anel de terceiro estágio tendo uma região interior axialmente interna provida com dentes engatados com aqueles da placa retentora (68), pelo que a engrenagem de anel de terceiro estágio é fixada ao alojamento fixo (12) pela placa retentora (68).

8. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o alojamento fixo (12) tem uma superfície de extremidade anular plana axialmente a mais externa; uma placa retentora (68) anular sendo fixada contra a superfície de extremidade anular plana do alojamento e estendendo-se radialmente além de um dentre o par de mancais de empuxo de rolo (18) de modo a retê-lo no lugar sobre o alojamento fixo (12); e o pacote de disco externo estando localizado imediatamente axialmente para dentro da placa retentora (68) anular.

9. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a placa retentora (68) anular inclui uma região de extremidade anular radialmente interna provida com um degrau definindo um ressalto anular disposto em oposição axial a um ressalto localizado sobre a engrenagem de anel de segundo estágio, pelo que a placa retentora (68) serve para impedir movimento axial para fora do pacote de disco externo em relação à engrenagem de anel de segundo estágio.

10. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o alojamento fixo (12) tem uma superfície de extremidade anular plana axialmente a mais externa; uma placa retentora (68) anular plana sendo fixada contra a superfície anular plana do alojamento e estendendo-se radialmente além de um dentre o par de mancais de empuxo de rolo (18) de modo a retê-lo no lugar sobre o alojamento fixo (12); e em que a engrenagem de anel de segundo estágio é localizada entre, e é axialmente capturada pelo membro de guia de pistão (78) e a placa retentora (68) anular.

11. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que uma engrenagem de anel de terceiro estágio (98) superpõe axialmente e circunda uma porção de uma pista interna do um dentre o par de mancais de empuxo de rolo (18) e uma porção da engrenagem solar de segundo estágio (62), portador planetário de segundo estágio (84) e engrenagens planetárias; e a placa retentora (68) anular tendo uma periferia externa denteada engatada com dentes conjugados provida sobre a engrenagem de anel de terceiro estágio (98) de modo a segurá-la no alojamento fixo (12).

12. Unidade de roda de acionamento, caracterizada pelo fato de que compreende: um alojamento fixo (12); uma unidade de potência montada dentro de uma região axialmente interna de uma cavidade no alojamento fixo (12) e tendo um eixo de saída estendendo-se axialmente para fora ao longo de um eixo geométrico de rotação; um cubo de roda (16) incluindo uma abertura central recebendo uma superfície externa cilíndrica do alojamento fixo (12) e sendo montado para rotação em torno do eixo geométrico por primeiro e segundo mancais de empuxo de rolo (18) espaçados axialmente um do outro ao longo de, e tendo pistas internas fixadas à superfície externa cilíndrica do alojamento fixo (12), e tendo pistas externas localizadas na abertura central do cubo (16), com a pista interna do segundo mancai de empuxo de rolo sendo localizado em uma extremidade externa axial extrema do alojamento (12), e com o cubo (16) incluindo uma tampa removível presa em uma superfície axialmente externa do cubo (16); um aro (22) carregando um pneu (28) e sendo fixado para rotação com o cubo (16), com o pneu (28) circundando a unidade de potência e cubo (16) e tendo uma dimensão de largura aproximadamente igual a uma distância entre uma superfície axial interna da unidade de potência e uma superfície axialmente externa de cubo (16) que é localizada axialmente para dentro da superfície axialmente externa do cubo (16); uma placa retentora (68) plana sendo fixada à extremidade axialmente externa extrema do alojamento (12) e estando em engate com a pista interna do segundo mancai de empuxo de rolo; um arranjo de engrenagem planetária de três estágios e duas velocidades sendo localizado em uma região axialmente externa da cavidade estendendo-se axialmente a partir da unidade de potência para, e incluindo, o cubo (16), com o cubo (16) definindo um portador planetário de terceiro estágio (90); o eixo de saída da unidade de potência tendo uma engrenagem solar de primeiro estágio fixada a ela, um portador planetário de primeiro estágio (56) carregando engrenagens planetárias de primeiro estágio engrenadas com a engrenagem solar de primeiro estágio e com uma engrenagem de anel de primeiro estágio, com a engrenagem de anel de primeiro estágio sendo fixada ao alojamento fixo (12); o portador de primeiro estágio (56) definindo um eixo intermediário (60) localizada ao longo do eixo geométrico de rotação imediatamente em uma extremidade axialmente externa do eixo de saída da unidade de potência; uma engrenagem solar de segundo estágio sendo fixada para rotação com o eixo intermediário (60); um portador planetário de segundo estágio (84) carregando engrenagens planetárias de segundo estágio engrenadas com a engrenagem solar de segundo estágio e uma engrenagem de anel de segundo estágio, com as engrenagens planetárias de segundo estágio sendo localizadas coplanares com a placa retentora (68); um eixo de saída do arranjo de engrenagem planetária sendo localizado imediatamente axialmente para fora do eixo intermediário (60); uma engrenagem solar de terceiro estágio sendo montada para rotação com este eixo de saída nomeada por último; o portador planetário de terceiro estágio (90) carregando engrenagens planetárias de terceiro estágio engrenadas com a engrenagem solar de terceiro estágio e engrenadas com uma engrenagem de anel de terceiro estágio circundando parcialmente a pista interna do segundo mancai de empuxo de rolo e circundando e sendo acoplada a uma superfície externa da placa retentora com a engrenagem de anel de terceiro estágio sendo assim fixada ao alojamento fixo (12); e embreagens de disco hidraulicamente (104, 106) operadas radialmente externa e interna tendo respectivamente pacotes de disco externo e interno localizados sobre lados interno e externo opostos da engrenagem de anel de segundo estágio, com o pacote de disco externo sendo acoplado entre uma superfície anular externa da engrenagem de anel de segundo estágio e o alojamento em um local imediatamente axialmente para dentro da placa retentora (68), e com o pacote de disco interno sendo acoplado entre uma superfície anular interna da engrenagem de anel de segundo estágio e uma superfície anular externa do portador de primeiro estágio (56).

13. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 12, caracterizadapelo fato de que inclui adicionalmente um membro de guia de pistão (78) anular preso ao alojamento fixo (12) e incluindo superfícies radialmente externa e interna escalonadas; a embreagem de disco radialmente externa incluindo um pistão tendo uma superfície interna escalonada em engate vedado com, e cooperando com, a superfície radialmente externa escalonada do membro de guia de pistão (78) anular de modo a definir um cavidade externa para fluido sob pressão para receber seletivamente fluido pressurizado para efetuar operação da embreagem de disco externa (104); e a embreagem de disco radialmente interna (106) incluindo um pistão de embreagem interno tendo uma superfície radialmente externa escalonada em engate vedado com, e cooperando com a superfície radialmente interna escalonada do membro de guia (78) de modo a definir uma cavidade interna para fluido sob pressão para receber seletivamente fluido pressurizado para efetuar operação da embreagem de disco interna (106).

14. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 13, caracterizadapelo fato de que cada uma das embreagens de disco interna e externa (104, 106) é uma embreagem de disco hidraulicamente liberada, aplicada por mola.

15. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 13, caracterizadapelo fato de que o membro de guia de pistão (78) inclui uma nervura de montagem anular (80) projetando-se axialmente para fora a partir dos pacotes de disco interno e externo; e a nervura de montagem anular tendo superfícies radialmente externa e interna definindo respectivamente uma porção das superfícies radialmente externa e interna escalonadas.

16. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizadapelo fato de que cada uma das embreagens de disco interna e externa (106, 104) é uma embreagem hidraulicamente liberada, aplicada por mola; o alojamento fixo (12) tendo uma nervura anular (80) projetando-se axialmente para e engatando a nervura anular do membro de guia de pistão (78); e as embreagens externa e interna (104, 106) incluindo respectivamente grupos anulares radialmente externo e interno de molas de compressão espirais localizadas sobre lados opostos da nervura anular do alojamento fixo (12) e sendo comprimidas entre o alojamento fixo (12) e os pistões externo e interno, pelo que a introdução de fluido sob pressão na cavidade externa vai desengatar a embreagem externa (104) e a introdução de fluido sob pressão na cavidade interna vai desengatar a embreagem interna (106).

17. Unidade de roda de acionamento de acordo com a reivindicação 12, caracterizadapelo fato de que o pneu (28) da unidade de roda de acionamento tem uma largura axial de entre 406,4 e 531,8 mm (16 e 17 polegadas) e é adaptado para se deslocar entre fileiras de colheita adjacentes espaçadas de 508 mm (20 polegadas) uma da outra.