BRPI0405406B1

BRPI0405406B1 - Disco de embreagem

Info

Publication number: BRPI0405406B1
Application number: BRPI0405406-7A
Authority: BR
Inventors: Fouad El Haddad Georges; Thimoteo Thiago; Marques Joel; Peres De Oliveira Leandro
Original assignee: ZF do Brasil LTDA. - Divisão ZF Sachs
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2018-01-23
Also published as: EP1831584B1; JP2008522110A; JP2012145222A; MX2007006496A; JP5385413B2; EP1831584A2; WO2006058403A8; WO2006058403A3; US20090166146A1; WO2006058403A2; BRPI0405406A; CN100564934C; AR055290A1; DE602005014812D1; CN101111693A; HK1117217A1

Abstract

"disco de embreagem e sistema de embreagem". a presente invenção refere-se a descreve-se um disco de embreagem, particularmente utilizado em um sistema de embreagem para realizar o acoplamento seletivo entre um motor e uma transmissão de um veículo automotor, compreendendo um primeiro disco de torção (2), associável ao motor, um segundo disco de retenção (3) rigidamente associado ao disco de torção (2) e um flange (4) associado aos primeiro e segundo discos (2,3) por meio de pelo menos um elemento resiliente de amortecimento (5) definindo um primeiro sistema de amortecimento de vibrações torsionais, um flange (4) estando associado, por meio de um segundo sistema de amortecimento de vibrações torsionais (7), a um cubo (6) associável à transmissão do veículo. o segundo sistema de amortecimento de vibrações torsionais (7) compreende pelo menos um elemento autocentrante de cubo (8) cooperante com o disco de torção (2), o qual um torque de atrito entre ambos e se autocentra quando o sistema (7) realiza o amortecimento das vibrações advindas do motor. também, a presente invenção refere-se a um sistema de embreagem, particularmente para realizar o acoplamento entre um motor e uma transmissão de um veículo automotor, compreendendo pelo menos um platô, pelo menos um rolamento, pelo menos um meio de acionamento de embreagem e o disco de embreagem (1) ora revelado. esse sistema pode ser disponibilizado em uma única embalagem de kit para reposição em veículos usados.

Description

(54) Título: DISCO DE EMBREAGEM (51) Int.CI.: F16D 13/38 (73) Titular(es): ZF DO BRASIL LTDA. - DIVISÃO ZF SACHS (72) Inventor(es): GEORGES FOUAD EL HADDAD; THIAGO THIMOTEO; JOEL MARQUES; LEANDRO PERES DE OLIVEIRA

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISCO DE EMBREAGEM.

A presente invenção refere-se a um disco de embreagem dotado de sistema diferenciado de amortecimento torsional, partieularmente idealizado para utilização em sistemas de embreagens para uso em veículos automotores, bem como se refere a um sistema de embreagem equipado com um disco de embreagem assim configurado.

Descricão do Estado da Técnica

São conhecidos do estado da técnica, discos de embreagem utilizados nos sistemas atuais de embreagem, denominados embreagem de diafragma.

O sistema de embreagem realiza a ligação seletiva entre o motor e o sistema de transmissão de um veículo automotor (câmbio, diferenciais, semi-eixos, etc.) e permite ao motorista obter uma transmissão progressiva de torque de um para o outro. O sistema de embreagem permite a colocação do veículo em movimento por meio de um acoplamento progressivo, com um certo deslizamento entre motor e sistema de transmissão e separa, quando desejado, os dois componentes, tornando independente a rotação de cada um deles, permitindo, assim, um engate preciso e fácil das marchas. Na indústria automobilística emprega-se, universal mente, a embreagem monodisco a seco, formada por um disco girável (recoberto por material de atrito em ambos os lados e encaixado ao eixo de entrada do câmbio por meio de um acoplamento entalhado), que se acopla ao volante do motor do veículo ou afim (elemento girante). Guando o sistema de embreagem está em situação normal de funcionamento, os dois elementos se juntam a um prato vinculado em sua rotação (platô) que, sob a ação de uma ou mais molas, exerce pressão sobre o disco conduzido, comprimido entre este e o volante. Guando, voluntariamente, real iza-se a separação entre disco e volante, o prato se desloca contra a ação da mola e é separado do disco. Este se torna totalmente independente do volante em sua rotação. As embreagens atuais são constituídas por apenas uma mola, do tipo diafragma.

O diafragma consiste numa mola cônica (devido ao seu formato, é mais conhecida por chapéu-chinês) com fendas que irradiam de seu centro (fendas concêntricas). A mola é montada quase plana, de maneira que, ao tentar readquirir a sua forma original, exerce uma pressão uniforme ao longo de suas bordas que estão sobre o platô. O anel de impulso que atua sobre o diafragma, fá-lo fletir, liberando o platô que tem a função de fixar o disco contra o volante do motor.

Esse sistema é o preferido na atualidade devido à necessidade de ocupar cada vez menos espaço no compartimento do motor (o platô com mola-diafragma tem espessura muito reduzida, fato muito importante nos veículos compactos) e possibilita o uso de componentes mecânicos de baixo peso, minimizando a resistência ao giro do motor, proporcionando menos perdas mecânicas.

O documento brasileiro Pl 9602996-0 revela um disco de embreagem dotado de um duplo sistema de amortecimento torsional composto basicamente por chapas de cobertura, um flange do cubo e um cubo, revestimentos de fricção, amortecedores de torção principais e amortecedores de torção de marcha em vazio (pré-amortecimento).

Na operação de marcha em vazio do motor, as chapas de cobertura, o flange do cubo e a mola de torção do amortecedor de torção principal se movimentam com relação ao cubo na direção circunferencial apenas dentro de uma folga de torção existente da endentação entre o flange do cubo e o cubo. Nesta situação, somente o amortecedor de torção de marcha em vazio é solicitado por meio de suas molas de torção. Estas molas são solicitadas através de duas placas de cobertura ligadas com o flange do cubo, sobre o disco do cubo, ligado com o cubo, Esta solicitação faz com que um dispositivo de fricção elementar entre em funcionamento gerando atrito entre seus componentes.

O dispositivo consiste em um anel de mancai, um disco de cubo, um cubo, um anel distanciador e uma mola ondulada. Um primeiro local de fricção é gerado entre um ressalto amoldado no anel de mancai, dirigido para o disco de cubo. Um segundo local de fricção é gerado entre o cubo e a mola ondulada através do anel distanciador. Há ainda um dispositivo de fricção de carga de marcha em vazio, onde seu acionamento ocorre, primeiramente, entre o anel de fricção e a placa de cobertura, gerando fricção, e posteriormente entre o anel de fricção e o flange do cubo, também gerando fricção. São previstos, ainda, dois locais de fricção previstos por um lado, entre a chapa de cobertura do amortecedor de torção principal e a placa de cobertura adjacente ao amortecedor de torção de marcha em vazio e, por outro lado, entre um anel angulado e revestimentos de fricção.

Este disco de embreagem apresenta o inconveniente de possuir muitos componentes e uma série de regiões de fricção/contato entre eies, tornando-o um projeto de alta complexibilidade, de difícil execução e com um custo de produção não tão reduzido quanto seria desejável.

O documento brasileiro Pl 9705610-3 revela um disco de embreagem dotado de um sistema de dupla absorção torsional composto por um primeiro amortecedor 2 e um segundo amortecedor 3 ou amortecedor principal.

A parte de entrada do fluxo de torque do disco de embreagem 1, representa simultaneamente a parte de entrada do amortecedor principal 3, e está formada por um disco de arrasto 5, bem como por um contradisco 7.

A parte de saída do fluxo de torque do segundo amortecedor 3 é formada por um flange 8, que apresenta uma dentadura interna 9 que se engata em uma dentadura externa 10 de um cubo 11 que forma a parte de saída do disco de embreagem 1. A região de atuação do primeiro amortecedor 2 é definida pela folga das faces dos dentes 8a e 8b do flange 8.

A parte de entrada do fluxo de torque do primeiro amortecedor 2 é formada por um componente 18 unido à prova de torção com o flange 8. Radialmente por dentro do componente 18 está alojado um outro componente 20, que forma a parte de saída do fluxo de torque do primeiro amortecedor 2 e está unido à prova de torção com o cubo 11.0 componente 18 está em contato de fricção direto com o disco 5 e serve para produção de um amortecimento de fricção para o segundo amortecedor 3. Com uma torção relativa dos discos 5 e 7 em relação ao flange 8, um amortecimento de fricção é igualmente produzido por um anel de fricção 30 e por uma mola de disco 29, sendo este amortecimento conjugado ao segundo amortecedor 3.

O disco 5 atua conjuntamente com um anel de fricção 32, que está previsto axialmente entre esse disco 5 e a dentadura externa 10 do cubo 11.0 anel de fricção 32 é solicitado axialmente contra o disco 5 por um acumulador de força na forma de uma mola de disco 37. O acumulador de força 37 esfá ajustado em relação a um acumulador de força 29 de tal modo que ele produz uma força axial menor do que o acumulador de força 29, garantindo que o componente 18 permaneça em engate de fricção com o disco 5.

No lado dentado afastado do anel de fricção 32 é previsto um outro acumulador de força na forma de uma mola de disco 39, que está apertada axialmente entre o disco 7 e o cubo 11. A mola de disco 39 está unida à prova de torção com o disco 7 e se apóia, eventualmente sob intercalação de um anel de fricção 40, em um ressalto axial do cubo 11.

Analogamente ao documento acima, este disco de embreagem também apresenta o inconveniente de possuir muitos componentes e uma série de regiões de fricção/contato entre eles, tornando-o um projeto de alta complexibilidade, de difícil execução e com um custo de produção não tão reduzido quanto seria desejável.

O documento WO 00/39481 revela um disco de embreagem dotado de um amortecedor de torção, sendo o amortecedor de torção interposto entre um disco de fricção e a árvore de manivelas para absorver as vibrações e as oscilações advindas do motor.

O amortecedor de vibrações compreende um amortecedor principal 10 interposto entre um disco de fricção 12 e um flange anular 14 montado em um cubo 16, sendo o cubo 16 solidário rotacionalmente à árvore de manivelas, e um pré-amortecedor 20 agindo entre o flange 14 e o cubo 16.

As molas 26 do pré-amortecedor 20 são recebidas em alojamentos na forma de incisuras abertas radialmente de um lado, que é delimitado, de uma parte, pelos dentes internos de um anel anular 36 solidário em rotação do flange 14 e, de outra parte, pelos dentes externos de um anel 38 que serve de apoio e orientação para o disco 32 sobre o qual é fixado o disco de fricção 12.

Quando a rotação transmitida do motor para a embreagem aumenta, as molas 26 do pré-amortecedor são comprimidas até que os dentes 22 do flange 14 se apoiem sobre os dentes externos 24 do cubo 16 que então é vinculado em rotação ao flange 14, as vibrações e as oscilações do motor são absorvidas pelas molas 28 do amortecedor principal até que estas molas sejam comprimidas ao máximo, o flange 14 passa a ser então ligado em rotação aos discos de orientação 32 e 34 e o disco de fricção 12.

De maneira iguaimente conhecida, um disco plano de fricção 40 é associado ao flange 14 para amenizar os choques de seus dentes 22 sobre os dentes 24 do cubo 16, provocados pelo aumento da rotação transmitida para a embreagem. Este disco 40, que é interposto entre o flange Meo pré-amortecedor 20, é aplicado sobre o flange 14 por um disco elástico 44.

De maneira já conhecida, o anel anular 36 é apertado axíalmente entre o flange anular 14 e o disco 32 de orientação do disco 12, pelo intermediário de um disco de fricção 58 e de um disco 60 interposto entre o flange anular 14 e o outro disco de orientação 32.

Um outro disco de fricção 62 associado a um outro disco 64 está previsto entre o segundo disco de orientação 34 e uma face de extremidade do cubo 16, e os discos 62, 64 são cercados pelos discos 58,60.

O cubo 16 é o elemento de saída do amortecedor de torção, do qual o elemento de entrada é o disco 12 equipado de revestimentos de fricção. Em alternativa, o disco 12 ou um prolongamento do disco de orientação 32 pode ser fixado diretamente sobre o volante do motor.

O anel 38 do pré-amortecedor engrena com os dentes 24 do cubo 16 graças às extremidades axiais que se estendem em chanfros definidos pelos dentes 24, cujo diâmetro externo é igual ao do anel 38 e às suas extremidades axiais.

Do mesmo modo, este disco de embreagem também apresenta o inconveniente de possuir muitos componentes e uma série de regiões de fricção/contato entre eles, tornando-o um projeto de alta complexibilidade, de difícil execução e com um custo de produção mais elevado do que a concretização da presente invenção.

O documento francês FR 2.787,845 também revela um disco de embreagem dotado de um amortecedor de torção composto de um préamortecedor e um amortecedor principal.

O pré-amortecedor 28 é interposto entre um fiange anular 18 e um cubo 12, e compreende órgãos elásticos à ação circunferencial, como molas helicoidais 30 de fraca rigidez, que são destinadas para absorver as vibrações ou oscilações entre o fiange 18 e o cubo 12 dentro do regime de marcha lenta do motor à combustão interna. O pré-amortecedor 28 compreende um compartimento anular externo 32 que é feito de material plástico moldável, e um outro compartimento anular interno 34 também em plástico moldável ou em material de fricção, cujas superfícies cilíndricas em vista comportam dentes radiais que delimitam incisuras para alojamento de molas 30.

O compartimento externo 32 é solidário em rotação ao fiange anular 18 através de extremidades axiais 36 formadas em projeções sobre a sua periferia externa, sendo recebidas em orifícios correspondentes do fiange 18, o compartimento interno 34 solidário em rotação do cubo 12, graças a dentes radiais 38 formados em projeção sobre a superfície interna do compartimento 34 que se encaixam nos dentes radiais 40 da superfície externa do cubo 12.

Discos de fricção 48 e 50 são interpostos entre um segundo disco de orientação 20 e uma superfície radial do cubo 12, e entre o disco de orientação 20 e o fiange anular 18, respectivamente, o disco 48 sendo solidário em rotação ao disco de orientação 20 e é pressionado sobre o cubo 12 por um disco elástico 52, o outro disco 50 sendo solidário em rotação ao segundo disco de orientação 20 e é pressionado sobre o fiange anular 18 por um disco elástico 54. A fricção do disco 48 sobre o cubo 12 contribui para o amortecimento das vibrações absorvidas pelo pré-amortecedor 28, e a fricção do disco 50 sobre o fiange anular 18 contribui para o amortecimento das vibrações e oscilações absorvidas pelo amortecedor principal.

À medida que a rotação aumenta, os órgãos elásticos 30 do préamortecedor 28 são comprimidos e um anel 56 gira com o fiange anular 18 e os discos de orientação 16 e 20 em relação ao cubo 12 até que os seus dentes 62 venham a encontrar os dentes 40 do cubo 12. Neste momento, os dentes 46 do flange anular 18 ainda estão afastados dos dentes 44 do cubo, sendo a folga circunferência! entre estes dentes superior à folga circunferência! entre os dentes 62 e 40.

Quando a rotação aumenta ainda mais, os órgãos elásticos 30 do pré-amortecedor 28 são comprimidos a um nível maior, o anei 56 permanece imobilizado em rotação em relação ao cubo 12, e o conjunto formado pelos discos de orientação 16 e 20 e o flange anular 18 gira em relação ao cubo 12 até que os dentes 46 do flange anular 18 encontrem os dentes 44 do cubo 12. Este contato entre os dentes contudo, é travado e amortecido pela fricção do anel 56 sobre o primeiro disco de orientação 16.

Se a rotação for aumentada ainda mais, o flange anular 18, o cubo 12 e o anel 56 são solidários em rotação, os dentes 46 do flange 18 encontram os dentes 44 do cubo, e os dentes 62 do anel 56, por sua vez, encontram os dentes 40 do cubo. As oscilações e vibrações de transmissão então, são absorvidas pelos órgãos elásticos do amortecedor principal, interpostos entre os discos de orientação 16 e 20 e o flange anular 18, e amortecidos por fricção do disco 50 sobre o flange 18 e o compartimento 32 sobre o disco de orientação 16.

As saliências 42 formadas entre os dentes 40 e 44 do cubo 12, bem como a saliência 60 formada sobre o cubo 12 entre a sua parte de extremidade cilíndrica 58 e os dentes 40, permite posicionar axialmente o compartimento interno 34 do pré-amortecedor 28 e o anel 56 sobre o cubo 12.

A desvantagem deste sistema de amortecimento está no fato do disco de embreagem possuir muitos componentes e uma série de regiões de fricção/contato entre eles, tornando-o um projeto de alta complexibilidade, de difícil execução e com um custo de produção mais elevado do que a concretização da presente invenção.

Objetivos da Invenção

A presente invenção tem como objetivo prover um disco de embreagem dotado de um duplo mecanismo de amortecimento de vibrações que propicie a correta pré-absorção das vibrações torsionais geradas pelo motor e que apresente maior simplicidade, eficiência e durabilidade do que os discos de embreagem atualmente conhecidos, além de apresentar um custo de fabricação reduzido.

Adicionalmente, é um objetivo da presente invenção prover um sistema de embreagem dotado do disco de embreagem objetivado.

Breve Descrição da Invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados por um disco de embreagem, particularmente utilizado em um sistema de embreagem para realizar o acoplamento seletivo entre um motor e uma transmissão de um veículo automotor, compreendendo um primeiro disco de torção, associável ao motor, um segundo disco de retenção rigidamente associado ao disco de torção e um flange associado aos primeiro e segundo discos por meio de pelo menos um elemento resiliente de amortecimento definindo um primeiro sistema de amortecimento de vibrações torsionais, o flange estando associado, por meio de um segundo sistema de amortecimento de vibrações torsionais, a um cubo. O segundo sistema de amortecimento de vibrações torsionais compreende pelo menos dois elementos resilientes de préamortecimento e pelo menos um elemento autocentrante de cubo, o qual possui pelo menos duas segundas cavidades para associação dos elementos resilientes de pré-amortecimento. O elemento autocentrante é ligado diretamente ao flange por meio dos elementos resilientes de préamortecimento

Também, os objetivos da presente invenção são alcançados por um sistema de embreagem, particularmente para realizar o acoplamento entre um motor e uma transmissão de um veículo automotor, compreendendo pelo menos um platô, pelo menos um rolamento, pelo menos um sistema de acionamento de embreagem e um disco de embreagem conforme definido acima.

A presente invenção refere-se a um disco de embreagem que, entre outras vantagens:

. apresenta um eficiente sistema para pré-amortecimento de vi9 brações torsionais, reduzindo consideravelmente a transferência de vibrações do motor para a transmissão do veículo, reduzindo o ruído de funcionamento do sistema de transmissão e colaborando para um aumento em sua vida útil; e . possui poucos componentes em seu sistema de préamortecimento de vibrações torsionais em comparação com os discos de embreagem atuais, redundando em uma maior facilidade de fabricação e, portanto, em um custo final de venda mais reduzido, o que aumenta a sua chance de penetração junto ao mercado consumidor.

Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

Figura 1 - é uma vista anterior do disco de embreagem objeto da presente invenção;

Figura 2 - é uma primeira vista em corte do disco ilustrado na figura 1;

Figura 3 - é uma segunda vista em corte do disco ilustrado na figura 1

Figura 4 - é uma primeira vista em corte em detalhe do disco ilustrado na figura 1;

Figura 5 - é uma segunda vista em corte em detaíhe do disco ilustrado na figura 1;

Figura 6 - é uma vista parcial do flange e do sistema de préamortecimento torsional do disco ilustrado na figura 1;

Figura 7 - é uma terceira vista em corte em detalhe do disco ilustrado na figura 1;

Figura 8 - é uma vista parcial do anel autocentrante do disco ilustrado na figura 1;

Figura 9 - é uma vista parcial do anel autocentrante do disco ilustrado na figura 1 quando associado com o cubo do disco;

Figura 10 - corresponde a duas situações de interação do flange com o cubo do disco ilustrado na figura 1, mediante aplicação de torques em direções opostas;

Figura 11 - é uma quarta vista em corte em detalhe do disco ilustrado na figura 1; e

Figura 12 - é uma quinta vista em corte em detalhe do disco ilustrado na figura 1;

Descrição Detalhada das Figuras

De acordo com uma concretização preferencial e como pode ser visto a partir da figura 1, a presente invenção refere-se a um disco de embreagem 1, particularmente para ser utilizado em um sistema de embreagem para realizar o acoplamento seletivo entre um motor e uma transmissão de um veículo automotor (não ilustrados), bem como a um sistema de embreagem dotado do disco ora idealizado. O disco de embreagem 1 é idealizado para ser utilizado em sistemas de embreagem denominados monodisco a seco.

O sistema de embreagem possibilita a equalização, de maneira progressiva, entre a rotação do vírabrequím de um motor de combustão interna (que via de regra apresenta uma rotação mínima de funcionamento não inferior a cerca de 400 rpm - rotações por minuto) e as rodas de um veículo, através do sistema de transmissão (caixa de câmbio, diferencial, semieixos, etc.).

Para tanto, é provido um disco de embreagem ligado diretamente ao eixo piloto da caixa de câmbio e acoplável ao volante do motor, que é uma peça circular ligada ao virabrequim e que rotaciona solidário a ele.

Via de regra, o disco é mantido de encontro ao volante do motor por meio de uma mola do tipo diafragma, ou então por uma pluralidade de molas helicoidais, sendo esta última uma solução ultrapassada e em desuso.

Desta forma, a situação normal de funcionamento do sistema de embreagem mantém motor e câmbio conectados mecanicamente. A pressão exercida pela mola de diafragma faz com que a força de atrito entre vo11 lante e disco seja suficiente para transmissão de torque entre ambos. A fim de definir a força de atrito necessária e suficiente entre ambos, o disco possui a superfície de atrito com o volante revestida em um material com rugosidade/coeficiente de atrito conhecido, como por exemplo placas de material sinterizado.

Quando for necessário desvincular a rotação do motor da rotação do sistema de transmissão (por exemplo quando o veículo está parado, com o motor em funcionamento e a transmissão engrenada), faz-se necessário afastar o disco de embreagem 1 do volante do motor, o que, via de regra, é realizado mediante o acionamento de um pedal denominado pedal da embreagem.

Da mesma maneira, é necessário acoplar disco e volante quando o veículo começa a ser colocado em movimento após o engate de uma marcha na caixa de câmbio. A fim de evitar trancos, o acoplamento entre disco e volante, nestas situações, deve ser progressivo, significando que a rotação do motor e da transmissão devem ser igualadas paulatinamente, o que aumenta o conforto de utilização do veículo e a durabilidade dos componentes do sistema de transmissão.

O pedal da embreagem, ao ser acionado por meio de cabo ou de um circuito hidráulico, movimenta um garfo de acionamento que sobrepuja a força exercida pela mola de diafragma e realiza a mencionada separação. O sistema continua neste estado até que o pedal seja liberado, e a mola de diafragma volta a posicionar o disco de encontro ao volante do motor.

Modernamente, foram desenvolvidos sistemas automáticos microprocessados de acionamento do sistema de embreagem, que substituem o pedal por circuitos hidráulicos ou elétricos que realizam o acoplamento e o desacoplamento entre disco e volante. De todo modo, à exceção da maneira de acionamento, o sistema de embreagem propriamente dito não apresenta modificações sensíveis em relação àqueles de acionamento manual.

Devido ao fato de o acoplamento e o desacoplamento entre disco e platô ser controlado mediante o acionamento de um pedal ou afim, diz12 se que os sistemas de embreagem realizam o acoplamento seletivo entre motor e câmbio de um veículo.

Tendo sido explicado o funcionamento do sistema de embreagem monodisco a seco em sua essência, cumpre então iniciar a descrição pormenorizada do disco de embreagem 1 objeto da presente invenção.

O disco de embreagem 1 apresenta um formato substancialmente circular e compreende primeiro e segundo sistemas de amortecimento de vibrações, para atenuar as vibrações torsionais geradas pelo motor na transmissão.

Construtivamente, o disco 1 compreende um primeiro disco de torção 2 e um segundo disco de retenção 3, ambos montados substancialmente paralela e axialmente, unidos ou associados rigidamente por meio de pelo menos dois pinos distanciadores 9, dispostos substancialmente ortogonalmente, de maneira que é delimitado entre eles um espaçamento axial predefinido. Via de regra, esses pinos 9 são rebitados, mas podem ser fixados por outros meios, se conveniente.

O espaço localizado entre ambos os discos de torção e de retenção 2,3 é ocupado por um flange 4, também substancialmente circular, paralela e concêntrica a eles.

São providos ainda pelo menos dois, mas preferencialmente quatro, elementos resilientes de amortecimento 5, preferencialmente na forma de molas helicoidais, posicionadas radialmente em relação aos três componentes acima, conectando-os entre si. O posicionamento (preferencial mas não obrigatório) exato das quatro molas 5 pode ser visualizado nas figuras 1 a 3, e eias são defasadas de 90° entre si. As molas helicoidais 5 possibilitam que o disco de torção 2 e o disco de retenção 3 se movimentem angularmente em relação ao flange 4, mediante sua compressão, o que possibilita a absorção de vibrações torsionais. Estes elementos configuram o primeiro sistema de amortecimento de vibrações torsionais. Evidentemente, a quantidade de molas helicoidais 5 pode variar em função de conveniências/necessidades de projeto.

O disco de torção 2 possui ainda uma região de extremidade 10 cujo diâmetro é superior ao diâmetro do disco de retenção 3 e do flange 4 e que é dotada de um revestimento de coeficiente de atrito conhecido. É esta região de extremidade 10, doravante denominada região de acoplamento, que efetivamente entra em contato com o volante do motor e recebe o torque por este produzido.

Uma vez que o disco 1 está associado ao volante do motor, o torque é transmitido a partir da região de acoplamento 10 para o conjunto dos discos de torção 2 e retenção 3, e, por conseqüência, para o flange 4, através das molas heíicoidais 5. Este primeiro sistema de amortecimento de vibrações possui características de rigidez e amortecimento especificadas de maneira que o acionamento (compressão) das molas 5 ocorre sempre que o veículo está em movimento, ou ao menos com o motor em alta rotação.

A fim de que possa transmitir torque à transmissão do veículo, o flange 4 está associado a um cubo 6, que é dotado de uma abertura cilíndrica passante concêntrica 60 que, por meio de entalhados/chavetas, é fixada ao eixo piloto da caixa de câmbio. O cubo 6 possui ainda uma pluralidade de projeções dentadas 61 radiais cujo funcionamento será mais bem descrito adiante.

Para que seja associável ao cubo 6, o flange 4 possui um orifício passante substancialmente central.

Uma vez que o disco de torção 2 e o disco de retenção 3 são ligados entre si e ligados ao flange 4 por meio das molas heíicoidais 5, e considerando que o flange 4 é ligado ao cubo 6, evidentemente pode-se dizer que ambos os discos 2,3 também estão ligados ao cubo 6, indiretamente, por meio do primeiro sistema de amortecimento.

O segundo sistema de amortecimento provido no disco 1, denominado sistema de pré-amortecimento 7, compreende um conjunto de elementos resilientes de pré-amortecimento na forma preferencial de molas heíicoidais 70 de pré-amortecimento (preferencialmente duas ou quatro molas, muito embora este número possa variar se necessário ou desejável) e um elemento autocentrante de cubo 8, preferencialmente na forma de um anel autocentrante. As molas 70 são montadas em respectivas primeiras cavidades 40 situadas no flange 4 e respectivas segundas cavidades análogas 80 previstas no anel autocentrante 8, que estão alinhadas (vide figuras 1,2, 6, 8 e 9). Evidentemente, os elementos resilientes podem assumir outra configuração que não de molas helicoidais.

O sistema de pré-amortecimento de vibrações torsionais 7 possui características de rigidez e amortecimento tais que o acionamento das molas 70 ocorre durante todo o funcionamento do motor, ou seja, individualmente quando o veículo encontra-se em marcha lenta (motor funcionando em baixa rotação, transmissão não engrenada e disco 1 acoplado ao volante) e juntamente com o primeiro sistema de amortecimento nas demais condições de uso.

O anel autocentrante 8 tem um formato substancialmente troncônico e apresenta projeções radiais a partir de seu perímetro externo, onde estão localizadas as segundas cavidades 80. As cavidades 80 são posicionadas de forma a minimizar o desbalanceamento radial em rotação do disco da embreagem. De maneira preferencial, o anel autocentrante 8 tem 4 projeções radiais defasadas de 90° entre si, cada uma das quais contendo a respectiva segunda cavidade 80, mas é evidente que a quantidade de projeções e/ou a defasagem entre elas pode variar se necessário ou desejável, variando por conseqüência a quantidade de cavidades 80. A posição das molas 70 é tal que meio perímetro da superfície ortogonal do eixo de acionamento do sistema 7 se encontra em contato com o flange 4 e a outra metade do mesmo perímetro está em contato com a respectiva cavidade 80 do anel autocentrante 8 na qual ela está situada. Portanto, pode-se dizer que o anel autocentrante 8 está diretamente ligado ao flange 4 por meio de pelo menos duas molas 70.

Como o anel 8 contém as cavidades 80 que retêm as molas 70, consegue-se eliminar a necessidade da utilização de anéis auxiliares de atrito para interligar o anel 8 com o flange 4, anéis esses existentes nos discos de embreagem do estado da técnica. Isto faz com que o disco de embreagem da presente invenção seja mais simples e mais barato do que os discos de embreagem atuais, uma vez que ocorrerá a redução de componentes.

Ademais, os anéis centrantes dos discos de embreagem atuais (estado da técnica), quando existentes, não possuem cavidades próprias, de maneira que nesses discos há a necessidade da existência de componentes acondícionadores de molas associados ao anel e ao flange, aumentando a custo de fabricação e a complexidade do sistema de pré-amortecimento desses discos.

Conforme pode ser claramente visto nas figuras 2, 3, 5, 7,11 e 12, o anel autocentrante 8 é montado paralela e adjacentemente ao flange 4, entre ela e o disco de torção 2.

Se todas as segundas cavidades 80 apresentarem o mesmo comprimento, não permitindo folga axial entre as molas 70 e as suas paredes laterais, todas as molas 70 serão comprimidas simultaneamente a partir da movimentação do flange 4. Neste caso, o sistema 7 apresentará apenas um estágio de rigidez.

Entretanto, existe a possibilidade de as segundas cavidades 80 apresentarem duas medidas de comprimento, sendo que um primeiro par de cavidades diametralmente opostas (defasadas de 180° entre si) apresenta uma primeira medida de comprimento e um segundo par de cavidades diametralmente opostas apresenta uma segunda medida de comprimento, diferente da primeira (vide fig. 9).

Nesta segunda situação, há uma folga predeterminada entre as superfícies axiais das molas 70 montadas e as respectivas cavidades do anel autocentrante 8, de maneira que, primeiramente, são acionadas as molas 70 montadas sobre as cavidades menores e, após um certo deslocamento angular, as molas 70 montadas sobre as cavidades maiores, o que caracteriza um sistema 7 com duplo estágio de rigidez (primeiro estágio com rigidez equivalente às duas molas 70 posicionadas nas cavidades menores e segundo estágio com rigidez equivalente à somatória das quatro molas 70).

O anel autocentrante 8 possui um orifício passante 81 substan16 cialmente cilíndrico e central, para possibilitar o seu posicionamento no entorno (ao redor do) cubo 6, e, no entorno desse orifício, é provida uma pluralidade de rebaixos 82, dispostos adjacentemente entre si. Esses rebaixos são cooperantes com as projeções dentadas 61 do cubo 6. A área apresentada por cada rebaixo 82 é substancialmente equivalente à área de cada projeção 61, de maneira que ambos os componentes estejam conectados entre si sem folga (vide figura 7). Ademais, o anel autocentrante 8 é cooperante com o cubo 6 de maneira que, uma vez montados no disco de embreagem 1, não existe folga ou movimentação axial do anel 8 em relação ao cubo 6, isto é, movimentando-se axialmente o cubo 6 na direção do disco de torção 2 também ocorre a movimentação axial correspondente do anel autocentrante 8 em direção ao disco 2.

Quando o flange 4 gira, em torno do eixo geométrico longitudinal do cubo 6, irá atuar sobre as molas 70, as quais transmitirão movimento para o anel autocentrante 8.

O torque é transmitido então do anel autocentrante 8 para o cubo 6 através da cooperação entre os rebaixos 82 e as projeções dentadas 61. Para que o torque seja transmitido, é necessário que a resistência imposta pelas molas 70 seja vencida.

O flange 4 também possui, no entorno de seu orifício passante central, rebaixos 41 para cooperação com as projeções dentadas 61 do cubo, a fim de realizar o seu acoplamento com o cubo (vide fig. 10). Estes rebaixos não precisam necessariamente possuir as mesmas medidas dos rebaixos do anel autocentrante 8. A área apresentada por cada rebaixo 41 é superior à área de cada projeção dentada 61 de maneira que o flange 4 pode apresentar uma movimentação livre em relação ao cubo 6, limitada por dois pontos extremos de cada rebaixo 41 (vide figura 10).

De acordo com a posição angular relativa entre as cavidades no flange 4 para as molas de amortecimento principal 5 e as cavidades para as molas de pré-amortecimento 70, pode-se definir o ângulo de atuação do préamortecimento nos sentidos de rotação horário e anti-horário do disco de embreagem, já que a posição angular relativa entre as cavidades do flange a as suas projeções dentadas estão predefinidas.

Conforme mencionado anteriormente, o anel autocentrante 8 tem um formato substancialmente troncônico, e a superfície cônica por ele definida é voltada para o disco de torção 2, sendo cooperante com uma superfície também cônica 20 neste prevista. Esta situação pode ser claramente vista nas figuras 5, 7,11 e 12 e a característica autocentrante do anel 8 ocorre justamente porque o contato entre a sua superfície cônica e a respectiva superfície cônica do disco de torção 2 possibilita a compensação de desalinhamentos entre o eixo de rotação do volante do motor e o eixo de rotação do eixo piloto da caixa de câmbio.

Entre o fiange 4 e o disco de retenção 3 (portanto posicionado de maneira oposta à do anel 8), é provido um anel resiliente ondulado, uma mola prato ou qualquer outro elemento resiliente 71 funcional, montado sobre o cubo 6, pressionando-o na direção do disco de torção 2. A concretização preferencial do disco 1 possui um anel resiliente ondulado 71 e prevê um anel de contato 72 entre ele e o cubo 6, a fim de maximizar a pressão que ele exerce contra o cubo 6 e de evitar que ele escape de sua posição correta de funcionamento.

Conforme já mencionado, o anel autocentrante 8 é cooperante com o cubo 6 de maneira que, movimentando-se axialmente o cubo 6 na direção do disco de torção 2, também ocorre a movimentação axial correspondente do anel autocentrante 8 em direção ao disco de torção 2, garantindo o contato entre a superfície cônica do autocentrante 8 e a superfície cônica 20 do disco 2.

Portanto, obtém-se um torque de atrito na superfície cônica, que varia em função da força exercida pelo anel resiliente 71 e do coeficiente de atrito dos materiais do anel autocentrante 8 e do disco de torção 2. Este torque de atrito ocorre sempre que há movimento relativo entre o anel autocentrante 8 e o disco de torção 2 (vide fig. 12). Da mesma forma, ocorre um torque de atrito secundário entre o anel resiliente 71 e o anel de contato 72 do cubo 6.

O torque de atrito, que varia em função também da intensidade da movimentação rotacional relativa entre anel autocentrante 8 e disco de torção 2, limita a movimentação do anel autocentrante 8 (e portanto do cubo 6) proporcionada pelas molas 70, funcionando como um amortecedor. Com isto, a amplitude da movimentação ocasionada pela contração/distensão das molas 70 durante a absorção das vibrações torsionais é absorvida por esse torque de atrito, e a transmissão do veículo recebe pouca ou nenhuma vibração torsional oriunda do virabrequím do motor.

Altemativamente, o anel autocentrante 8 pode ter uma geometria tal que possibilite a movimentação de um anel de atrito em relação a outro componente que não o disco de torção 2. Adicionaimente, se, e somente se, esse movimento relativo ocorrer durante o segundo estágio do pré-amortecimento (caso o sistema de pré-amortecimento seja configurado desta maneira, o que já foi descrito anteriormente) em qualquer sentido de rotação, haverá a ocorrência de um torque de atrito adicional, que será somado ao torque de atrito do primeiro estágio. Então, é produzido um torque de atrito diferenciado entre o primeiro e o segundo estágio do pré-amortecimento, denominado torque de atrito do segundo estágio de pré-amortecimento.

Uma outra variação configurativa do disco de embreagem 1 ora revelado compreende um sistema de pré-amortecimento com pulo de atrito, no qual o anel autocentrante 8 movimenta o anel de atrito em direção a um outro componente, por um determinado ângulo, gerando um torque de atrito adicional. O sistema se comporta da mesma maneira até alcançar o ângulo máximo de pré-amortecimento. Em seguida, se girado no sentido oposto, o anel de atrito não tem movimento relativo até um ângulo predeterminado, e portanto o torque de atrito é menor do que o observado anteriormente. Em sentido oposto, há o mesmo comportamento.

É ainda uma invenção nova e inventiva um sistema de embreagem, particularmente para realizar o acoplamento entre um motor e uma transmissão de um veículo automotor, compreendendo pelo menos um platô, pelo menos um rolamento e pelo menos um meio de acionamento de embreagem, caracterizado pelo fato de que compreende um disco de em19 breagem conforme definido anteriormente.

Este sistema pode ser disponibilizado em uma única embalagem, na forma de um kit para reposição em veículos usados.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Disco de embreagem, particularmente utilizado em um sistema de embreagem para realizar o acoplamento seletivo entre um motor e uma transmissão de um veículo automotor, compreendendo um primeiro disco de torção (2), associável ao motor, um segundo disco de retenção (3) rigidamente associado ao disco de torção (2) e um flange (4) associado aos primeiro e segundo discos (2,3) por meio de pelo menos um elemento resiliente de amortecimento (5) definindo um primeiro sistema de amortecimento de vibrações torsionais, o flange (4) estando associado, por meio de um segundo sistema de amortecimento de vibrações torsionais (7) a um cubo (6) associável à transmissão do veículo, o segundo sistema de amortecimento de vibrações torsionais (7) compreendendo pelo menos dois elementos resilientes de pré-amortecimento (70) e pelo menos um elemento autocentrante de cubo (8), o disco (1) sendo caracterizado pelo fato de que o elemento autocentrante de cubo (8) possui pelo menos duas segundas cavidades (80) para associação dos elementos resilientes de pré-amortecimento (70), o elemento resiliente de pré-amortecimento (70) realizando diretamente a ligação entre o flange (4) e o anel (8).
2. Disco de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo sistema de amortecimento de vibrações torsionais (7) é um sistema de pré-amortecimento constituído por pelo menos dois elementos resilientes de pré-amortecimento (70) na forma de molas helicoidais de pré-amortecimento situadas em respectivas primeiras cavidades (40) do flange e em respectivas segundas cavidades (80) do elemento autocentrante de cubo (8).
3. Disco de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o elemento autocentrante de cubo (8) é um anel autocentrante.
4. Disco de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o anel autocentrante (8) possui um formato substancialmente troncônico e compreende um orifício passante (81) substancialmente central para seu posicionamento no entorno do cubo (6).
5. Disco de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o anel autocentrante (8) compreende uma pluralidade de rebaixos (82) dispostos adjacentemente entre si no entorno do orifício passante (81).
6. Disco de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende quatro segundas cavidades (80), posicionadas substancialmente defasadas de 90°entre si, sendo q ue duas cavidades (80) defasadas de 180° possuem uma primeira medida de co mprimento e as outras duas cavidades possuem uma segunda medida de comprimento, diferente da primeira.
7. Disco de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que compreende quatro molas de pré-amortecimento (70), posicionadas no interior das segundas cavidades (80).
8. Disco de acordo com a reivindicação 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o disco de torção (2) apresenta uma região substancialmente troncônica (20) cooperante com o anel autocentrante (8), o anel (8) sendo pressionado contra a região (20) por meio de um elemento resiliente (71).
9. Disco de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende quatro elementos resilientes de amortecimento (5) na forma de molas helicoidais dispostas defasadas de 90°entre si.
10. Disco de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que possibilita a produção de um torque de atrito diferenciado entre o primeiro e o segundo estágio do pré-amortecimento.
11. Disco de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de pré-amortecimento com pulo de atrito.

/

1/3 /

5 2 4 ⁰ 6 ⁷ /