BR102017016699A2

BR102017016699A2 - Unidade de atuação (10) para controlar a posição angular de um elemento de controle e transmissão de veículo

Info

Publication number: BR102017016699A2
Application number: BR102017016699-6A
Authority: BR
Inventors: Scalici Giorgio
Original assignee: Oerlikon Graziano S.P.A.
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2018-02-27
Also published as: US20180038480A1; JP2018066470A; RU2017127785A; US10598280B2; CN107687515A; IT201600082166A1; CN107687515B; EP3279523A1; EP3279523B1

Abstract

unidade de atuação (10) para controlar a posição angular de um elemento de controle e transmissão de veículo a unidade de atuação (10) compreende um motor primário (18) e um mecanismo de transmissão (22, 24, 26, 28, 36, 38) para transmitir a um elemento de controle (12) o movimento gerado pelo motor primário (18). o mecanismo de transmissão (22, 24, 26, 28, 36, 38) compreende: um primeiro elemento rotativo de transmissão (24) conectado a um eixo de transmissão (20) do motor primário (18); um segundo elemento rotativo de transmissão (26) disposto para ser conectado de forma acionada para a rotação com o elemento de controle (12); um elemento de acoplamento (28) deslocável de forma seletiva entre uma posição de engate, na qual conecta os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) para a rotação um com o outro e, uma posição de desengate, na qual desconecta os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) um do outro; os primeiros meios elásticos (42) interpostos entre os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) para provocar a rotação do segundo elemento de transmissão (26) em relação ao primeiro elemento de transmissão (24) quando o elemento de acoplamento (28) estiver na posição de desengate; os segundos meios elásticos (36) que tendem a impulsionar elasticamente o elemento de acoplamento (28) em direção à posição de engate, de modo que o elemento de acoplamento (28) é mantido normalmente na posição de engate; e um dispositivo de atuação auxiliar (38) disposto para controlar o deslocamento do elemento de acoplamento (28) a partir da posição de engate e da posição de desengate, atuando contra os segundos meios elásticos (36).

Description

(54) Título: UNIDADE DE ATUAÇÃO (10) PARA CONTROLAR A POSIÇÃO ANGULAR DE UM ELEMENTO DE CONTROLE E TRANSMISSÃO DE VEÍCULO (51) Int. Cl.: F16H 1/26; F16H 59/40 (30) Prioridade Unionista: 04/08/2016 IT 102016000082166 (73) Titular(es): OERLIKON GRAZIANO S.P.A.

(72) Inventor(es): GIORGIO SCALICI (74) Procurador(es): ARIBONI, FABBRI E SCHMIDT SOCIEDADE DE ADVOGADOS (57) Resumo: UNIDADE DE ATUAÇÃO (10) PARA CONTROLAR A POSIÇÃO ANGULAR DE UM ELEMENTO DE CONTROLE E TRANSMISSÃO DE VEÍCULO A unidade de atuação (10) compreende um motor primário (18) e um mecanismo de transmissão (22, 24,

26, 28, 36, 38) para transmitir a um elemento de controle (12) o movimento gerado pelo motor primário (18). O mecanismo de transmissão (22, 24, 26, 28, 36, 38) compreende: um primeiro elemento rotativo de transmissão (24) conectado a um eixo de transmissão (20) do motor primário (18); um segundo elemento rotativo de transmissão (26) disposto para ser conectado de forma acionada para a rotação com o elemento de controle (12); um elemento de acoplamento (28) deslocável de forma seletiva entre uma posição de engate, na qual conecta os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) para a rotação um com o outro e, uma posição de desengate, na qual desconecta os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) um do outro; os primeiros meios elásticos (42) interpostos entre os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) para provocar a rotação do segundo elemento de transmissão (26) em relação ao pr(...)

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UNIDADE DE ATUAÇÃO (10) PARA CONTROLAR A POSIÇÃO ANGULAR DE UM ELEMENTO DE CONTROLE E TRANSMISSÃO DE VEÍCULO [001] A presente invenção se refere, em geral, a uma unidade de atuação para controlar a posição angular de um elemento de controle, em particular, um elemento de controle usado em uma transmissão de veículo, por exemplo, para controlar um dispositivo de bloqueio para bloquear a transmissão do veículo quando o veículo estiver estacionado (o chamado dispositivo de bloqueio de estacionamento, park-lock).

[002] Uma unidade de atuação de acordo com o preâmbulo da reivindicação independente 1 é conhecida, por exemplo, a partir do documento de patente WO 02/21022 A1. Este documento descreve uma unidade de atuação para uma transmissão de veículo compreendendo um elemento de controle, em particular, um eixo de transmissão, um motor primário, em particular, um motor elétrico, um mecanismo de transmissão que é interposto entre o motor primário e o elemento de controle para transmitir ao elemento de controle o movimento gerado pelo motor primário e compreende dois elementos de transmissão dispostos para engatar um com o outro, uma mola para manter os dois elementos de transmissão normalmente desengatados um do outro e, um eletroímã para mover um dos elementos de transmissão em direção ao outro para o engate com o mesmo. Tal solução conhecida é afetada pelo problema de que, em caso de interrupção na fonte de energia elétrica, os dois elementos de transmissão são automaticamente desengatados um do outro em virtude da força elástica gerada pela mola. No caso da aplicação da unidade de atuação para controlar o dispositivo de bloqueio de estacionamento de um veículo, isso significa que, no caso de interrupção na fonte de energia elétrica, o veículo é bloqueado automaticamente na condição estacionada, mesmo que isso seja desnecessário e/ou indesejado.

[003] Um objetivo da presente invenção é o de fornecer uma unidade de atuação do tipo identificado acima que é dotada de uma função de segurança tal que, em caso de emergência, por exemplo, no caso de falha ou não operação do motor primário, o elemento de controle é movido para uma posição angular predefinida e que não é afetado pela deficiência do estado da arte descrito acima.

[004] Este e outros objetivos são totalmente alcançados de acordo com a presente

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2/8 invenção em virtude de uma unidade de atuação que apresenta as características definidas na reivindicação independente 1.

[005] As formas de realização vantajosas da invenção formam o objeto das reivindicações dependentes, cujo conteúdo pretende formar uma parte integral e integrante da descrição a seguir.

[006] Em suma, a invenção baseia-se na idéia de fornecer uma unidade de atuação na qual o mecanismo de transmissão compreende:

- um primeiro elemento rotativo de transmissão disposto para ser acionado em rotação pelo motor primário,

- um segundo elemento rotativo de transmissão conectado de forma acionada para a rotação com o elemento de controle,

- um elemento de acoplamento deslocável de forma seletiva entre uma posição de engate, na qual conecta os primeiro e segundo elementos de transmissão para a rotação um com o outro e, uma posição de desengate, na qual desconecta os primeiro e segundo elementos de transmissão um do outro,

- os primeiros meios elásticos interpostos entre o primeiro e o segundo elementos de transmissão para provocar a rotação relativa do segundo elemento de transmissão em relação ao primeiro elemento de transmissão quando o elemento de acoplamento estiver na posição de desengate,

- os segundos meios elásticos tendem a impulsionar elasticamente o elemento de acoplamento para a posição de engate, de modo que o elemento de acoplamento seja mantido normalmente na posição de engate, e

- um dispositivo de atuação auxiliar disposto para controlar o deslocamento do elemento de acoplamento a partir da posição de engate, na qual é normalmente mantida pelos segundos meios elásticos, para a posição de desengate.

[007] Em caso de emergência, por exemplo, em caso de falha ou não operação do motor primário, o dispositivo de atuação auxiliar é controlado para deslocar o elemento de acoplamento para a posição de desengate para desengatar o primeiro e o segundo elementos de transmissão um do outro. Com o elemento de acoplamento na posição de desengate, o segundo elemento de transmissão, que é conectado de forma acionada para

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3/8 a rotação com o elemento de controle, rotaciona em relação ao primeiro elemento de transmissão como resultado da ação elástica dos primeiros meios elásticos até atingir uma posição angular pré-definida. No caso da unidade de atuação ser usada em uma transmissão de veículo, a dita posição angular pré-definida do elemento de controle pode corresponder a um certo modo de operação da transmissão, por exemplo, o modo neutro ou o modo de estacionamento. A este respeito, a unidade de atuação pode vantajosamente ser associada a um dispositivo de bloqueio para bloquear a transmissão quando o veículo estiver estacionado (daqui em diante, simplesmente chamado de dispositivo de bloqueio de estacionamento) a fim de ativar automaticamente o dispositivo de bloqueio de estacionamento no caso de emergência, por exemplo, em caso de falha ou não operação (devido, por exemplo, a um nível muito baixo de carga da bateria ou a uma falha no sistema elétrico do veículo) do motor primário.

[008] Uma vez que o elemento de acoplamento é normalmente mantido, pelos segundos meios elásticos, na posição de engate (de tal modo que os primeiro e segundo elementos de transmissão são normalmente conectados para a rotação um com o outro) e, o deslocamento do elemento de acoplamento a partir da posição de engate para a posição de desengate deve ser controlado pelo dispositivo de atuação auxiliar, o movimento do elemento de controle para a posição angular pré-definida não ocorre automaticamente em caso de emergência, mas deve ser autorizado por uma unidade eletrônica de controle que gerencia a operação da unidade de atuação, no caso do dispositivo de atuação auxiliar ser um motor, por exemplo, um motor elétrico, ou pelo usuário, no caso do dispositivo auxiliar de atuação ser um dispositivo manual. Portanto, é possível evitar que um evento que não seja considerado como uma emergência (por exemplo, uma interrupção muito curta na fonte de energia elétrica) possa levar à ativação do modo de segurança da unidade de atuação, ou seja, ao movimento do elemento de controle para a posição angular prédefinida, contrariamente ao estado da arte. No caso, por exemplo, a unidade de atuação é destinada a controlar um dispositivo de bloqueio de estacionamento do veículo, a ativação do modo de segurança da unidade de atuação pode, portanto, ser sujeita a uma série de verificações preliminares (incluindo, por exemplo, verificar a velocidade de condução do veículo), de tal modo que o movimento do elemento de controle para a posição angular

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4/8 pré-definida (neste caso, a posição angular correspondente ao modo de estacionamento) ocorre se e, somente se, todas as verificações preliminares tiverem sido concluídas com sucesso.

[009] Outras características e vantagens da presente invenção irão se tornar evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, dada puramente a título de exemplo não limitativo com referência aos desenhos anexos, nos quais:

- a figura 1 é uma vista em perspectiva de uma unidade de atuação de acordo com uma forma de realização da presente invenção, associada a um dispositivo de bloqueio de estacionamento de um veículo automotivo;

- as figuras 2 e 3 são vistas explodidas, de diferentes pontos de vista, da unidade de atuação da figura 1; e

- a figura 4 é uma vista em elevação lateral da unidade de atuação da figura 1.

[0010] Com referência aos desenhos, uma unidade de atuação de acordo com uma forma de realização da presente invenção é indicada em geral como 10.

[0011] A unidade de atuação 10 é disposta para controlar a posição angular de um elemento de controle 12 (em particular, mas não necessariamente, um elemento de controle de uma transmissão de veículo) em torno de um eixo de rotação x. Na forma de realização de exemplo mostrada nos desenhos, o elemento de controle 12 é um eixo mecânico que rotaciona em torno do eixo de rotação x e que suporta uma roda dentada 14. Entretanto, a invenção não é limitada ao caso de um elemento de controle feito como um eixo mecânico, o elemento de controle pode ser qualquer outro tipo de elemento rotativo. Além disso, na forma de realização de exemplo proposta, o elemento de controle 12 destina-se a controlar um dispositivo de bloqueio de estacionamento, indicado em geral como 16, mas poderia evidentemente ser utilizado para controlar qualquer outro dispositivo, não necessariamente um dispositivo montado em uma transmissão de veículo. O dispositivo 16 não será descrito em detalhes aqui, tanto devido a ser de um tipo por si conhecido quanto devido a não ser parte da presente invenção.

[0012] A unidade de atuação 10 compreende, em primeiro lugar, um motor primário 18, feito, de preferência, como um motor elétrico, que apresenta um eixo de transmissão 20 sobre o qual é montado um pinhão 22. A unidade de atuação 10 compreende ainda um

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5/8 mecanismo de transmissão interposto entre o motor primário 18 e o elemento de controle 12 para transmitir o movimento rotativo gerado pelo motor primário 18 para o elemento de controle 12.

[0013] O mecanismo de transmissão compreende um primeiro elemento rotativo de transmissão 24 disposto para ser acionado em rotação pelo eixo de transmissão 20 do motor primário 18 e um segundo elemento rotativo de transmissão 26 conectado de forma acionada para a rotação com o elemento de controle 12.

[0014] De preferência, o primeiro elemento rotativo de transmissão 24 é conectado de modo permanente para a rotação com o eixo de transmissão 20 do motor primário 18. De acordo com a forma de realização mostrada nos desenhos, o primeiro elemento de transmissão 24 é uma roda dentada (e, por esta razão, o primeiro elemento de transmissão 24 será referido deste ponto em diante como roda dentada 24) que engata com o pinhão 22. A roda dentada 24 pode engrenar diretamente com o pinhão 22, como na forma de realização proposta, ou, alternativa mente, pode ser prevista uma ou mais rodas dentadas intermediárias entre o pinhão 22 e a roda dentada 24, que são adequadamente dimensionadas dependendo da relação de transmissão desejada entre o pinhão 22 e a roda dentada 24.

[0015] De acordo com a forma de realização ilustrada nos desenhos, o segundo elemento de transmissão 26 é um eixo mecânico (e, por esta razão, o segundo elemento de transmissão 26 será referido deste ponto em diante como eixo 26), de preferência, disposto coaxialmente ao elemento de controle 12. A roda dentada 24 é montada de forma a mover-se livremente sobre o eixo 26.

[0016] A unidade de atuação 10 compreende ainda uma luva de engate 28 que é montada no eixo 26 de modo a ser conectada de forma acionada para a rotação com o dito eixo, mas passível de deslizar axialmente em relação ao dito eixo. A luva de engate 28 compreende uma flange 30, que apresenta um orifício 32, disposta para ser engatada por um pino 34 que se projeta axialmente a partir da face da roda dentada 24 voltada de frente para a luva de engate 28. A luva de engate 28 é impulsionada elasticamente por uma mola 36 em direção à roda dentada 24, de tal modo que o orifício 32 da luva de engate 28 é normalmente engatado pelo pino 34 da roda dentada 24 e, assim, a luva de

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6/8 engate 28 é acoplada para a rotação com a roda dentada 24. À medida que a luva de engate 28 é conectada de forma acionada para a rotação com o eixo 26, conforme explicado acima, nesta condição, a roda dentada 24 e o eixo 26 são conectados de forma acionada para a rotação um com o outro através da luva de engate 28.

[0017] A unidade de atuação 10 compreende ainda um dispositivo de atuação auxiliar 38 disposto para controlar o deslocamento axial da luva de engate 28 a partir da posição de engate para a posição de desengate, em cuja posição de desengate o pino 34 da roda dentada 24 é desengatado do orifício 32 da luva de engate 28 e, portanto, a roda dentada 24 e o eixo 26 são livres para girar um em relação ao outro.

[0018] O dispositivo de atuação auxiliar 38 pode ser um motor (por exemplo, um motor elétrico) ou um dispositivo de atuação manual a ser controlado direta ou indiretamente pelo usuário (por exemplo, através de um cabo). O dispositivo de atuação auxiliar 38 atua sobre a luva de engate 28, por exemplo, um garfo 40, conforme mostrado em particular na figura 4.

[0019] No caso do dispositivo de atuação auxiiiar 38 ser feito como um motor, pode indiferentemente ser um motor linear, tal como, por exemplo, um solenóide linear (como na forma de realização mostrada nos desenhos), ou um motor rotativo, de preferência, um motor elétrico e, neste segundo caso, pode ser dotado de um mecanismo de conversão de movimento (por exemplo, um mecanismo de porca e parafuso) para converter o movimento rotativo gerado pelo motor em um movimento de translação do garfo 40 ou, de ao menos uma porção do garfo 40. Alternativamente, o dispositivo de atuação auxiliar 38 também pode ser configurado para controlar diretamente a luva de engate, portanto, sem a necessidade de uma garfo ou qualquer outro elemento de atuação interposto entre o dispositivo de atuação auxiliar 38 e a luva de engate 28.

[0020] No caso do dispositivo de atuação auxiliar 38 ser feito como um motor, o dispositivo auxiliar de atuação 38, bem como o motor primário 18, é controlado por uma unidade eletrônica de controle (não mostrada) que gerencia e supervisiona a operação da unidade de atuação 10.

[0021] A unidade de atuação 10 compreende ainda os meios elásticos, separados da mola 36, interpostos entre a roda dentada 24 e o eixo 26 para provocar uma rotação relativa do

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7/8 eixo 26 em relação à roda dentada 24 quando a luva de engate 28 estiver na posição de desengate. Os ditos meios elásticos são formados, por exemplo, por uma mola précarregada 42, que apresenta uma extremidade conectada à roda dentada 24 e a extremidade oposta conectada ao eixo 26. De acordo com a forma de realização mostrada nos desenhos, a mola 42 é uma mola espiral plana com uma secção transversal retangular e é, de preferência, acomodada no interior da roda dentada 24.

[0022] O funcionamento da unidade de atuação 10 descrita acima será descrito agora de forma abreviada, com referência particular ao caso de um dispositivo de atuação auxiliar feito como um motor.

[0023] Em condições normais de operação, a luva de engate 28 é mantida pela mola 36 na posição de engate, na qual é conectada de forma acionada para a rotação com a roda dentada 24 graças ao engate do pino 34 da roda dentada 24 no orifício 32 da luva de engate 28. Nessa condição, portanto, o movimento rotativo em qualquer direção gerada pelo motor primário é transmitido para o eixo 26 e, portanto, para o elemento de controle 12, através do pinhão 22, roda dentada 24 e luva de engate 28. Quando, em caso de emergência, o dispositivo de atuação auxiliar 38 for ativado pela unidade eletrônica de controle, por exemplo - no caso da unidade de atuação 10 ser usada na transmissão de um veículo - devido a falha no sistema elétrico ou devido a um baixo nível de carga da bateria, o dispositivo de atuação auxiliar 38 faz com que a luva de engate 28 deslize a partir da posição de engate para a posição de desengate. Conseqüentemente, o eixo 26 e, assim, o elemento de controle 12, se tornam livres para rotacionar em relação à roda dentada 24, uma vez que não estão mais acoplados à dita roda através da luva de engate 28. Portanto, como resultado da pré-carga da mola 42 interposta entre a roda dentada 24 e o eixo 26, a roda dentada 24 e o eixo 26 rotacionam um em relação ao outro.

[0024] De preferência, são associados meios de extremidade de parada com a roda dentada 24 para evitar a rotação da roda dentada 24 para além de um determinado limite, de modo que a energia elástica armazenada na mola 42 assegura que o eixo 26 e, assim, o elemento de controle 12, possam rotacionar até uma determinada posição final correspondente à dita posição angular pré-definida.

[0025] A unidade de atuação 10 pode então ser facilmente trazida de volta para a posição

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8/8 de operação normal carregando a mola 42 e trazendo a luva de engate 28 de volta para a posição de engate na qual é acoplada com a roda dentada 24 por meio do engate do pino 34 no orifício 32. Tal operação pode ser realizada através do controle adequado do motor primário 18.

[0026] Naturalmente, o princípio da invenção permanecendo inalterado, as formas de realização e os detalhes de construção podem variar amplamente em relação aos descritos e ilustrados aqui puramente a título de exemplo não limitativo, sem se afastar do escopo da invenção conforme definido nas reivindicações acompanhantes.

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Claims

Reivindicações

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VOU

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1. UNIDADE DE ATUAÇÃO (10) PARA CONTROLAR A POSIÇÃO ANGULAR DE UM ELEMENTO DE CONTROLE (12), compreendendo um motor primário (18) e um mecanismo de transmissão (22, 24, 26, 28, 36, 38) para transmitir ao elemento de controle (12) o movimento gerado pelo motor primário (18), sendo que o mecanismo de transmissão (22, 24, 26, 28, 36, 38) compreende:

- um primeiro elemento rotativo de transmissão (24) disposto para ser acionado em rotação pelo motor primário (18),

- um segundo elemento rotativo de transmissão (26) disposto para ser conectado de forma acionada para a rotação com o elemento de controle (12),

- um elemento de acoplamento (28) deslocável de forma seletiva entre uma posição de engate, na qual conecta os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) para a rotação um com o outro e, uma posição de desengate, na qual desconecta os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) um do outro,

- um dispositivo de atuação auxiiiar (38) disposto para controlar o deslocamento do elemento de acoplamento (28) entre a posição de engate e a posição de desengate, e

- os primeiros meios elásticos (42) interpostos entre os primeiro e segundo elementos de transmissão (24, 26) para provocar a rotação do segundo elemento de transmissão (26) em relação ao primeiro elemento de transmissão (24) quando o elemento de acoplamento (28) estiver na posição de desengate, caracterizada por o mecanismo de transmissão (22, 24, 26, 28, 36, 38) compreende ainda os segundos meios elásticos (36) que tendem a impulsionar elasticamente o elemento de acoplamento (28) em direção à posição de engate, de modo que o elemento de acoplamento (28) é mantido normalmente na posição de engate e o dispositivo de atuação auxiliar (38), quando ativado, controla o deslocamento do elemento de acoplamento (28) a partir da posição de engate para a posição de desengate, atuando contra os ditos segundos meios elásticos (36).

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2/3 (24) é montado de forma a mover-se livremente.

3. UNIDADE DE ATUAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por o elemento de acoplamento (28) ser uma luva montada no segundo elemento de transmissão (26) de modo a ser conectada de forma acionada para a rotação com o segundo elemento de transmissão (26), mas passível de deslizar axialmente em relação ao segundo elemento de transmissão (26) entre a posição de engate e a posição de desengate e, sendo que o elemento de acoplamento (28) e o primeiro elemento de transmissão (24) são dotados dos respectivos meios de engate (32, 34) dispostos para engatar um com o outro quando o elemento de acoplamento (28) estiver na posição de engate.

4. UNIDADE DE ATUAÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por os ditos segundos meios elásticos (36) compreendem uma mola que tende a impulsionar o elemento de acoplamento (28) em direção ao primeiro elemento de transmissão (24) para acoplar o elemento de acoplamento (28) para a rotação com o primeiro elemento de transmissão (24).

5. UNIDADE DE ATUAÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o primeiro elemento de transmissão (24) ser conectado de forma permanente a um eixo de transmissão (20) do motor primário (18).

6. UNIDADE DE ATUAÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por os ditos primeiros meios elásticos (42) compreenderem uma mola pré-carregada, que é conectada em uma primeira extremidade da mesma ao primeiro elemento de transmissão (24) e na outra extremidade da mesma ao segundo elemento de transmissão (26).

7. UNIDADE DE ATUAÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o dispositivo auxiliar de atuação (38) ser um motor, de preferência, um motor elétrico.

8. UNIDADE DE ATUAÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada por o dispositivo de atuação auxiliar (38) ser um dispositivo de atuação passível de ser operado manualmente, disposto para ser operado direta ou indiretamente por um usuário.

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9. TRANSMISSÃO DE VEÍCULO compreendendo um dispositivo de bloqueio de estacionamento (16) para bloquear a transmissão quando o veículo estiver estacionado, um elemento rotativo de controle (12) para controlar o dispositivo de bloqueio de estacionamento (16) e uma unidade de atuação (10) de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações anteriores, caracterizada por a dita unidade de atuação (10) ser disposta para controlar a posição angular de dito elemento de controle (12).

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2. UNIDADE DE ATUAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro elemento de transmissão (24) ser uma roda dentada e o segundo elemento de transmissão (26) é um eixo mecânico sobre o qual o primeiro elemento de transmissão

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