BRPI0615015A2 - dispositivo para o acionamento de uma embreagem de mola de diafragma para veìculos automotores - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA O ACIONAMENTO DE UMA EMBREAGEM DE MOLA DE DIAFRAGMA PARA VEìCULOS AUTOMOTORES. A presente invenção refere-se a um dispositivo de acionamento de uma embreagem de mola de diafragma (20) para veículos automotores, por meio de um acionamento de ajuste (24) pneumático, hidráulico ou elétrico, compreendendo um regulador ligado à frente do acionamento de ajuste (24), cuja grandeza do controle de saída controla o acionamento de ajuste(24). A fim de compensar a grandeza não linear da força de desengate típica para a mola de diafragma através do trajeto de desengate é empregado um regulador, cujo traçado da curva característica é projetado de tal modo que, esse trajeto da força de desengate não linear é compensado, pelo menos, aproximadamente, através de um controle do acionamento de ajuste (24) ajustado de modo correspondente, de tal modo que ele permanece, em essência, igual através do trajeto de desengate.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITI-VO PARA O ACIONAMENTO DE UMA EMBREAGEM DE MOLA DE DIA-FRAGMA PARA VEÍCULOS AUTOMOTORES".

A presente invenção refere-se a um dispositivo para o aciona-mento de uma embreagem de mola de diafragma para veículos automotoresde acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 1.

Embreagens de mola de diafragma são empregadas muitas ve-zes como embreagens de partida em conexão com caixas de câmbio auto-máticas em veículos automotores. Neste caso, uma mola de diafragma ser-ve para fornecer aquela pressão de compressão, com a qual os discos decompressão e os discos de embreagem equipados com revestimentos deatrito podem ser colocados em contato de atrito entre si. A fim de desenga-tar a embreagem, o disco de compressão precisa ser levantado do disco deembreagem coordenado, razão pela qual a mola de diafragma que solicita odisco de compressão precisa ser ajustada em relação à força de compres-são aplicada por ela. Na prática, os órgãos de desengate da embreagem,movimentados por um acionamento de ajuste, agarram na mola de diafrag-ma através de um braço de alavanca apropriado, de tal modo que, a forçade desengate a ser aplicada pelos órgãos de desengate da embreagem é,em todo caso, menor que a força de compressão aplicada pela mola de dia-fragma.

O acionamento de ajuste é controlado por um regulador ligadoantes, o qual fornece as grandezas de controle para o acionamento de ajus-te. Aqui não será entrado em detalhes sobre a diferença entre embreagenssecas de disco único e embreagens secas de vários discos, bem como, en-tre embreagens extraídas e comprimidas, uma vez que, o princípio de fun-cionamento em todos estes tipos de sistemas de embreagem é o mesmo e,as desvantagens, a serem descritas a seguir, ligadas com isto, surgem demodo semelhante. Como acionamentos de ajuste são considerados basi-camente acionamentos pneumáticos, hidráulicos ou elétricos, mesmo quena técnica de veículos sejam empregados predominantemente os aciona-mentos de ajuste pneumáticos ou hidráulicos.Uma desvantagem fundamental de molas de diafragma em co-nexão com embreagens de veículos é a sua característica de força de de-sengate bastante não linear, isto é, o percurso da força de desengate atra-vés do trajeto de desengate. Esta característica de força de desengate écaracterizada pelo fato de que, percursos muito íngremes, nos quais a forçade desengate se altera bastante com um trajeto de desengate predetermi-nado, se alternam com percursos planos, nos quais, através de um grandetrajeto de desengate, em essência, não surge nenhuma alteração de força.

De acordo com esta característica de força de desengate nãolinear, a força de desengate é dependente do trajeto de desengate. Estaforça de desengate não linear conduz ao fato de que, o reforço do trajeto sealtera em função do trajeto de desengate ou da posição de desengate dosórgãos de desengate e do acionamento de ajuste. Sob o termo "reforço dotrajeto" é designada a reação do trajeto de regulagem a uma grandeza deajuste predeterminada do acionamento de ajuste. O trajeto de regulagemabrange, por exemplo, molas de diafragma, mancais de desengate, garfosde desengate e atuadores. Esta reação do trajeto de regulagem a umagrandeza de ajuste predeterminada é, portanto, variável em função da posi-ção.

Quando este fato não é levado em conta - por exemplo, duranteo projeto do regulador - então, nas áreas com pouco reforço do trajeto, istoleva a um comportamento de regulagem muito inerte (os tempos para atingira posição teórica tornam-se muito longos), ou o regulador tende a oscilar empontos com alto reforço do trajeto.

Diante desta fundamentação, cabe à invenção a tarefa de criarum dispositivo para o acionamento de uma embreagem de mola de diafrag-ma para veículos automotores, no qual o reforço do trajeto seja, pelo menos,aproximadamente igual ao longo de todo o trajeto de desengate, e possuaum valor, no qual o comportamento de regulagem não tenda nem a ser iner-te e nem a oscilações.

A solução desta tarefa resulta das características da reivindica-ção principal, enquanto que execuções vantajosas e aperfeiçoamentos dainvenção podem ser depreendidos das reivindicações subordinadas.

A invenção se baseia no reconhecimento que, o reforço do traje-to, portanto, a reação do trajeto de regulagem a uma grandeza de ajuste,certamente, por um lado, depende da respectiva força de desengate em umdeterminado ponto do trajeto de desengate, porém, por outro lado, tambémé dependente da grandeza de ajuste que atua neste ponto do acionamentode ajuste, de tal modo que, deve ser possível influenciar ou selecionar, comcondução de meta, o reforço do trajeto através de uma modificação corres-pondente da força de ajuste no sentido da tarefa mencionada acima.

Portanto, a invenção se baseia em um dispositivo para o acio-namento de uma embreagem de mola de diafragma para veículos por meiode um acionamento de ajuste pneumático, hidráulico ou elétrico, que com-preende um regulador ligado à frente do acionamento de ajuste, cuja gran-deza do controle de saída controla o acionamento de ajuste.

Neste caso, para a solução da tarefa mencionada acima estáprevisto que, seja empregado um regulador, cujo traçado da curva caracte-rística (grandeza do controle de saída versus valor teórico de entrada) é pro-jetado de tal modo que, o trajeto da força de desengate não linear próprio damola de diafragma (força de desengate versus trajeto de desengate) é com-pensado, de tal modo que, o reforço do trajeto permanece, pelo menos, a-proximadamente, o mesmo, e o comportamento de regulagem não tendenem a ser inerte e nem a oscilações.

Uma vez que tecnicamente é possível projetar reguladores, detal modo que, estes tenham um traçado da curva característica desejado,deste modo existe a possibilidade, por um lado, através da sobreposição dacaracterística da força de desengate da mola de diafragma e, por outro lado,através de uma curva característica apropriada do regulador, de compensaro traçado não linear da característica da força de desengate e proporcionarao reforço do trajeto as propriedades desejadas.

Como já foi mencionado anteriormente, em geral, os dispositivospara o acionamento de uma embreagem de mola de diafragma são equipa-dos com acionamentos de ajuste pneumáticos ou hidráulicos, os quais sãocontrolados através de disposições de válvula de entrada e de saída. Nocaso de um dispositivo deste tipo, de acordo com uma forma de execuçãopreferida da invenção está previsto que, o regulador seja projetado de talmodo que, em função da posição de desengate da embreagem ele fornece,respectivamente, às disposições de válvula do acionamento de ajuste umagrandeza de controle correspondente à curva característica predeterminada.

Por isto, a grandeza de controle do regulador e, com isto, agrandeza de ajuste do acionamento de ajuste controlado pelo regulador éobtida, de tal modo que, o reforço do trajeto resultante disto permanece, pe-lo menos, aproximadamente igual ao longo de todo o trajeto de desengate epossui a grandeza desejada.

No caso de um dispositivo com um acionamento de ajustepneumático ou hidráulico, que é controlado através de disposições de válvu-la de entrada e de saída controladas, a fim de criar uma área maior possívelpara a vazão de fluido já é conhecido empregar disposições de válvula comduas ou mais válvulas dispostas paralelas, controladas individualmente, quepara um aumento das vazões de fluido são conectadas em estágios. A fimde evitar uma alteração com salto da vazão de fluido e, com isto, da grande-za de ajuste do dispositivo de ajuste nos pontos de reversão, de acordo comuma outra execução da invenção está previsto que, durante a conexão e adesconexão das válvulas individuais de uma disposição de válvula, as válvu-las respectivamente ativas, isto é, suas vazões, são controladas por meio deuma curva característica do regulador projetada de modo correspondente,de tal modo que, o reforço do trajeto resultante disso não se altera no pontode reversão.

De acordo com uma execução construtiva preferida da invençãoestá previsto que, cada disposição de válvula compreenda uma primeira vál-vula com um diâmetro de anteparo maior, e uma segunda válvula com umdiâmetro de anteparo menor, sendo que, acima de uma grandeza de contro-le predeterminada do regulador, as duas válvulas estão ativas, e abaixodessa grandeza de controle somente a segunda válvula está ativa. O valorpelo qual o controle da válvula precisa ser alterado no ponto de reversãopode ser calculado dos parâmetros físicos da válvula (diâmetro do anteparo,etc.)· Pelo fato que, em grandezas de controle pequenas (abaixo da grande-za especificada de controle do regulador) somente a válvula com o diâmetrode anteparo menor é controlada, é possível um posicionamento, em essên-cia, mais exato sem influenciar de modo negativo a sincronia do regulador.

De acordo com uma outra execução construtiva preferida dainvenção, além disso, está previsto que, as válvulas de uma disposição deválvula sejam, respectivamente, válvulas de duas posições com freqüênciade pulso controlável. De acordo com isto, a vazão das válvulas é controladanão através da alteração da seção transversal de passagem da válvula, masatravés do número de ciclos de abertura e fechamento por unidade de tem-po. Em uma montagem construtiva simples e um manuseio de técnica decontrole mais simples, as válvulas deste tipo apresentam uma alta seguran-ça de funcionamento e exatidão de funcionamento.

O reforço do trajeto do sistema resultante também pode ser in-fluenciado por uma pressão de alimentação variável da disposição de válvu-la de entrada. Em um caso desses, de acordo com uma outra execução dainvenção está previsto que, o traçado da curva característica do reguladorseja projetado de tal modo que, uma pressão de alimentação, variável atra-vés do trajeto de desengate da embreagem da disposição de válvula de en-trada seja compensada, do mesmo modo, no sentido de um reforço do traje-to que permanece igual, portanto, a grandeza de controle do regulador émodificada independente da pressão de alimentação.

De acordo com uma outra execução da invenção, a curva carac-terística para a compensação da não linearidade da mola de diafragma tam-bém pode atuar diretamente sobre os parâmetros do regulador e alterar es-ses parâmetros no sentido de um reforço do trajeto que permanece igual aolongo do trajeto de desengate da embreagem.

A invenção pode continuar a ser esclarecida com o auxílio deum exemplo de execução. Para isto está anexado um desenho à descrição.Neste desenho é mostrado

figura 1 uma embreagem de mola de diafragma tradicional paraveículos no estado engatado,

figura 2 uma embreagem de mola de diafragma da figura 1 noestado desengatado,

figura 3 um diagrama de uma curva característica da força dedesengate para uma embreagem de mola de diafragma de acordo com asfiguras 1 e 2, bem como,

figura 4 de modo esquemático, o diagrama de ligações de umdispositivo para o acionamento de uma embreagem de mola de diafragmapor meio de um acionamento de ajuste pneumático.

A figura 1 mostra, em um corte longitudinal, uma embreagem demola de diafragma 2 com uma montagem tradicional. A embreagem de molade diafragma 2 abrange um volante 4, ligado com o eixo de manivelas 3,que suporta uma mola de diafragma 8 através de um componente de liga-ção 6 em forma de cesto. A mola de diafragma 8 é executada aproximada-mente em forma de anel circular. Em sua circunferência externa ela estáligada com o componente de ligação 6. A partir da circunferência externa,radialmente para dentro, na mola de diafragma 8 está fixado um anel decompressão 10 que, na posição engatada da embreagem representada nafigura 1, encosta em um disco de embreagem 12 e comprime este disco novolante 4, e produz um contato de atrito entre o anel de compressão 10 liga-do com o volante 4 e o disco de embreagem 12. O disco de embreagem 12está firmemente ligado com um eixo de entrada da caixa de câmbio 14, detal modo que, na posição engatada da embreagem 2, representada na figura1, o eixo de entrada da caixa de câmbio 14 está ligado, podendo girar, como eixo de manivelas 3.

A mola de diafragma 8 possui uma abertura central 16, atravésda qual se encaixa um órgão de desengate 18, ligado com um acionamentode ajuste não representado, que serve para desengatar a embreagem, co-mo mostrado por meio da figura 2.

A figura 2 mostra a embreagem de mola de diafragma 2 no es-tado desengatado. O órgão de desengate 18 foi deslocado para a direita emtorno do trajeto de desengate a, e com isto, levou junto a mola de diafragma8, bem como, o anel de compressão 10 ligado com ela, de tal modo que,não existe mais nenhum contato de atrito entre o anel de compressão 10 e odisco de embreagem 12, a embreagem 2 está, portanto, desengatada.

A fim de deslocar o órgão de desengate 18 da posição represen-tada na figura 1 para a posição representada na figura 2, é aplicada umaforça de desengate F por um acionamento de ajuste não representado.

A figura 3 mostra o traçado da força de desengate F versus otrajeto de desengate a, e ele corresponde - da esquerda para a direita - aomovimento do órgão de desengate 18 durante o engate da embreagem 2.De acordo com o traçado, o ponto P1 corresponde ao estado representadona figura 1, portanto, ao estado engatado, no qual o órgão de desengate 18não transmite nenhuma força sobre a mola de diafragma 8, enquanto que oponto P2 da curva de desenvolvimento k corresponde ao estado da figura 2,no qual o órgão de desengate 18 tem que aplicar uma grande força de de-sengate.

A curva de desenvolvimento k é visivelmente bastante não line-ar, como é típico para molas de diafragma. Sem uma compensação apropri-ada, uma curva de desenvolvimento deste tipo tem como conseqüência que,o reforço do trajeto, portanto, a reação do trajeto de regulagem a uma gran-deza de ajuste do acionamento de ajuste que permanece igual, se altera aolongo do trajeto de desengate como foi exposto em detalhes anteriormente.

Uma compensação no sentido de um reforço do trajeto quepermanece igual ao longo do trajeto de desengate ocorre através de um re-gulador ligado à frente do acionamento de ajuste.

A figura 4 mostra, de modo esquemático, uma embreagem demola de diafragma 20 com uma mola de diafragma 22 que pode ser aciona-da através de um acionamento de ajuste pneumático 24, como já foi escla-recido por meio das figuras 1 e 2. O acionamento de ajuste pneumático 24 écontrolado através de uma disposição de válvula de entrada 26 controlável ede uma disposição de válvula de saída 28 controlável.

A disposição de válvula de entrada 26 abrange duas válvulas deduas posições 30 e 32, cuja freqüência de abertura e fechamento pode sercontrolada. A válvula 30 tem uma seção transversal de anteparo menor e aválvula 32 tem uma seção transversal de anteparo maior.

De modo análogo, a disposição de válvula 28 abrange duas vál-vulas de duas posições 34 e 36, sendo que, a válvula 34 tem uma seçãotransversal de anteparo menor e a válvula 36 tem uma seção transversal deanteparo maior.

A disposição de válvula de entrada 26 está ligada com uma fon-te de ar comprimido 38, que fornece o ar de alimentação necessário para aregulagem do acionamento de ajuste pneumático 24 com uma determinadapressão de alimentação.

Como já foi explicado anteriormente, para o desengate da em-breagem de mola de diafragma 20, o acionamento de ajuste 24 é deslocadocontra a força da mola de diafragma 22, isto é, o cilindro do acionamento deajuste 24 é alimentado com ar comprimido através da disposição de válvulade entrada 26. Quando a grandeza de controle do regulador estiver acimade um limite especificado, as duas válvulas 30, 32 são controladas. Se agrandeza de controle do regulador estiver abaixo deste limite, então somen-te a válvula 30 é controlada com a seção transversal de anteparo menor.

Para que, nesta fase, o reforço do trajeto não se altere aos sal-tos, a grandeza de controle a válvula, no caso em questão a freqüência daválvula da válvula 30 é modificada de acordo com a vazão da válvula 32 su-primida, de tal modo que, a vazão se conecte continuamente à vazão obtidaanteriormente com as duas válvulas. O valor, em torno do qual o controle daválvula precisa ser alterado durante a reversão pode ser calculado dos pa-râmetros físicos da válvula (diâmetro do anteparo, etc.).

Pelo fato de que, no caso de grandezas de controle pequenas(grandeza de controle abaixo do limite especificado), somente a válvula comdiâmetro de anteparo pequeno é controlada, é possibilitado um posiciona-mento, em essência, mais exato sem influenciar de modo negativo a sincro-nia do regulador.

Para o engate da embreagem de mola de diafragma 20 o arcomprimido que se encontra no cilindro do acionamento de ajuste pneumáti-co 24 é esvaziado de modo controlado, do mesmo modo, através da dispo-sição de válvula de saída 28.

LISTAGEM DE REFERÊNCIA

2 embreagem de mola de diafragma, embreagem 3 eixo de manivelas 4 volante 6 componente de ligação 9 mola de diafragma 10 anel de compressão 12 disco de embreagem 14 eixo de entrada da caixa de câmbio 16 abertura central 18 órgão de desengate 20 embreagem de mola de diafragma 22 mola de diafragma 24 acionamento de ajuste pneumático 26 disposição de válvula de entrada 28 disposição de válvula de saída 30 válvula de duas posições 32 válvula de duas posições 34 válvula de duas posições 36 válvula de duas posições 38 fonte de ar comprimido a trajeto de desengate F força de desengate k curva de desenvolvimento P1 ponto em k P2 ponto em k

Claims (7)

1. Dispositivo para o acionamento de uma embreagem de molade diafragma (2) para veículos automotores, por meio de um acionamentode ajuste pneumático, hidráulico ou elétrico, compreendendo um reguladorligado à frente do acionamento de ajuste, cuja grandeza do controle de saí-da controla o acionamento de ajuste, caracterizado pelo fato de que, é em-pregado um regulador, cujo traçado da curva característica (grandeza docontrole de saída versus valor teórico de entrada) é projetado de tal modoque o trajeto (k) da força de desengate (F) não linear próprio da mola de dia-fragma (8) (força de desengate versus trajeto de desengate) é compensado,pelo menos, aproximadamente, através de um controle do acionamento deajuste ajustado de modo correspondente.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, com um aciona-mento de ajuste pneumático ou hidráulico, que é controlado através de dis-posições de válvula de entrada e de saída controladas, caracterizado pelofato de que, o regulador é projetado de tal modo que, em função da posiçãode desengate da embreagem (2) ele fornece, respectivamente, às disposi-ções de válvula (26, 28) do acionamento de ajuste (24) uma grandeza decontrole correspondente à curva característica predeterminada.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, no qual as dis-posições de válvula apresentam duas ou mais válvulas dispostas paralelas,controláveis individualmente, caracterizado pelo fato de que, durante a co-nexão e a desconexão das válvulas (30, 32; 34, 36) individuais de uma dis-posição de válvula (26; 28) as válvulas respectivamente ativas são controla-das de tal modo que, o reforço do trajeto resultante disso não se altera noponto de reversão.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que, cada disposição de válvula (28; 30) compreende uma pri-meira válvula (32; 36) com uma seção transversal de anteparo maior e umasegunda válvula (30; 34) com uma seção transversal de anteparo menor,sendo que, acima de uma grandeza de controle predeterminada do regula-dor, as duas válvulas (30, 32; 34, 36) estão ativas, e abaixo dessa grandezade controle somente a segunda válvula (30; 34) está ativa.

5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações de 2 a 4,caracterizado pelo fato de que, as válvulas (30, 32; 34, 36) são, respectiva-mente, válvulas de duas posições com freqüência de abertura e de fecha-mento controlável.

6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações de 2 a 5,caracterizado pelo fato de que, o traçado da curva característica do regula-dor é projetado de tal modo que, uma pressão de alimentação variável atra-vés do trajeto de desengate da embreagem (20) da disposição de válvula deentrada (26) é compensada no sentido de um reforço do trajeto que perma-nece igual.

7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações de 2 a 6,caracterizado pelo fato de que, a curva característica do regulador atua dire-tamente sobre os parâmetros do regulador.