BRPI0700693B1

BRPI0700693B1 - servo para uma mudança de engrenagem

Info

Publication number: BRPI0700693B1
Application number: BRPI0700693A
Authority: BR
Inventors: Marcello Lorenzoni; Nerio Mengoli; Stefano Giorgini
Original assignee: Magneti Marelli Powertrain S.P.A.
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2020-04-07
Also published as: EP1821006A1; EP1821006B1; US20070266820A1; CN101025228A; BRPI0700693A; CN101025228B; US7520209B2

Abstract

servo para uma mudança de engrenagem, onde, aqui é descrito, um servo-mecanismo (1) para uma caixa-de-mudança de engrenagem provida de um eixo (2) de controle; o servo (1) tem: um primeiro atuador (5), o qual desloca o eixo (2) de controle axialmente ao longo de um seu eixo (3) central, e é diretamente acoplado ao eixo de controle (2): e um segundo atuador (6), o qual se submete a um came (12) engastado por um pino (11) que se projeta do eixo de controle (2) fixado angularmente a um quadro (4) fixo para provocar uma rotação do eixo (2) de controle sobre seu eixo (3) central durante o deslocamento axial; é provido de um elemento tubular cilíndrico (13), o qual é co-axial com o eixo (2) de controle, recebe dentro de si uma porção de extremidade do eixo (2) de controle, suporta o came (12), e é empurrado axialmente pelo segundo atuador (6) contra o quadro fixo (4).

Description

SERVO PARA UMA MUDANÇA DE ENGRENAGEM [001] A presente invenção refere-se a um servo-mecanismo para uma caixa-demudança de engrenagem.

[002] Existe um uso generalizado crescente de caixas de câmbio servo-assistidas, as quais são estruturalmente similares a uma caixa de câmbio manual de um tipo tradicional, salvo o fato de que o pedal da embreagem e a alavanca de câmbio operados pelo condutor são substituídos pelos correspondentes servos elétricos ou hidráulicos. Usando uma caixa de mudanças manual servo-assistida, o motorista somente tem que endereçar a ordem para passar para uma engrenagem mais alta, ou também, para uma marcha mais baixa a uma unidade de controle de transmissão, e a unidade de controle de transmissão conduz autonomamente a mudança de engrenagem pela atuação tanto sobre o motor como sobre os servos-mecanismos associados à embreagem e à caixa de câmbio.

[003] Uma ordem para a troca de engrenagem pode ser gerada manualmente, ou seja, seguindo um comando acionado pelo condutor, ou também, automaticamente, ou seja, independentemente da ação do condutor. Quando a ordem para executar a mudança de engrenagem é gerada, a unidade de controle de transmissão aciona o servo da embreagem para abrir a embreagem de modo a separar um eixo primário da caixa de mudanças, mecanicamente, de um eixo do motor. Ao mesmo tempo, a unidade de controle da transmissão atua sobre a unidade de controle do motor para reduzir temporariamente o torque de acionamento suprido pelo motor.

[004] Uma vez a unidade de controle da transmissão ter verificado a abertura da embreagem, ela aciona o servo da mudança de engrenagem para desengatar a engrenagem engastada no momento. Quando a unidade de controle da transmissão verificou o desengate da engrenagem, ela aciona o servo da mudança de engrenagem para deslocar o eixo de controle da mudança de engrenagem de modo a possibilitar o engaste da nova engrenagem. Uma vez a unidade de controle de transmissão ter verificado que o eixo de controle da mudança de marcha atingiu a posição desejada, ela aciona o servo da caixa de mudanças para engastar a nova engrenagem.

[005] Finalmente, quando a unidade de controle de transmissão já verificou o engaste da nova engrenagem, ela aciona o servo da embreagem para fechar a

Petição 870190102718, de 11/10/2019, pág. 11/23

2/6 embreagem de modo a submeter o eixo primário da caixa de câmbio com o eixo do motor fixado em ângulo um com o outro. Ao mesmo tempo, a unidade de controle da transmissão atua sobre a unidade de controle do motor para restaurar o torque de acionamento suprido pelo motor.

[006] Geralmente, o servo da mudança de engrenagem e de um tipo hidráulico e atua sobre um eixo de controle da caixa de câmbio para imprimir sobre o eixo de controle tanto um deslocamento axial, ou seja, ao longo de um eixo central, para selecionar a faixa das engrenagens, como uma rotação sobre o eixo central, para engastar e desengastar as engrenagens individuais. Conseqüentemente, o servo da caixa de câmbio compreende um primeiro atuador hidráulico, acoplado mecanicamente ao eixo de controle para deslocamento axial do eixo de controle, em um segundo atuador hidráulico, acoplado mecanicamente ao eixo de controle para girar o eixo de controle.

[007] Nos primeiros servo-mecanismos produzidos, os dois atuadores hidráulicos eram tanto acoplados diretamente ao eixo de controle como atuados sobre o eixo de controle independentemente um do outro. Entretanto, dita solução construtiva é complicada e custosa. Por esta razão, uma configuração alternativa foi proposta, na qual o primeiro atuador hidráulico está diretamente acoplado ao eixo de controle para deslocar o eixo de controle axialmente, enquanto o segundo atuador hidráulico está acoplado a um came engastado por um pino fixado no eixo de controle de modo a submeter o came fixado em ângulo a um quadro fixo. Quando o came é fixado em ângulo ao quadro fixo, então o deslocamento axial do eixo de controle força o eixo de controle executar uma rotação como resultado do acoplamento mecânico entre o pino e o came, ou seja, quando o came não está posto em ângulo no quadro fixo, então o deslocamento axial do eixo de controle trás uma rotação do came e não do eixo de controle. Em servos do tipo acima descrito, o segundo atuador hidráulico atua sobe um freio mecânico, o qual é fixado no quadro fixo e é deslocado linearmente para engastar uma superfície externa de um domo, definido no qual está o came.

[008] Entretanto, também a solução construtiva acima é relativamente complicada.

[009] A patente DE 10 033 807 descreve um dispositivo de mudança para uma roda de engrenagem de um câmbio de engrenagem. O dispositivo de mudança tem um

Petição 870190102718, de 11/10/2019, pág. 12/23

3/6 alojamento, um eixo de mudança, uma luva de seleção, elementos de engaste de freio, um elemento atuador de freio, e um elemento atuador; o elemento atuador de freio que é fixo em relação à luva de seleção está em contato com uma superfície anular radial concêntrica da luva de seleção e o eixo geométrico do freio é co-axial com o eixo central da luva de seleção.

[0010] O alvo da presente invenção é o de prover um servo para uma mudança de engrenagem que seja livre das desvantagens acima descritas e, em particular, que seja fácil e barato para ser produzido e que seja muito compacto.

[0011] De acordo com a presente invenção, um servo é provido para uma mudança de engrenagem de acordo com o que é escrito nas reivindicações anexas.

[0012] A presente invenção será agora descrita com referência nas folhas de desenhos anexadas, as quais ilustram um exemplo não limitativo de sua configuração, e nas quais:

- a Figura 1 é uma vista esquemática de secção transversal, com partes removidas por razões de clareza, de um servo construído de acordo com a presente invenção;

- a Figura 2 é uma vista em uma escala ampliada de um primeiro atuador hidráulico do servo da figura 1; e

- a Figura 3 é uma vista em uma escala ampliada de um segundo atuador hidráulico do servo da figura 1.

[0013] Na figura 1, o numeral de referência (1) designa como um todo um servomecanismo para uma caixa-de-mudança de marcha, a qual é provida de um eixo de controle (2). O servo (1) atua sobre o eixo de controle (2) da caixa de marchas para imprimir no eixo (2) de controle tanto um deslocamento axial, ou seja, ao longo de um eixo (3) central, para selecionar a faixa das engrenagens, e uma rotação sobre o eixo (3) central, para engastar e desengastar as engrenagens individuais. O servo (1) da mudança de engrenagem compreende um quadro (4) fixo, o qual é atravessado pelo eixo de controle (2), e suporta um primeiro atuador hidráulico (5), acoplado mecanicamente ao eixo de controle (2) para deslocar axialmente o eixo de controle (2), e um segundo atuador hidráulico (6), acoplado mecanicamente ao eixo de controle (2) para girar o eixo de controle (2) sobre o eixo central (3).

Petição 870190102718, de 11/10/2019, pág. 13/23

4/6 [0014] De acordo com o que é mostrado na figura 2, o primeiro atuador (5) é ajustado em uma posição correspondendo a uma porção intermediária do eixo de controle (2) e tem duas câmaras (7), as quais são alternadamente preenchidas com um fluido pressurizado para deslocar o eixo de controle (2) axialmente nas duas direções sob o controle de um par de válvulas solenóides (não mostradas). Em particular, as duas câmaras (7) são atravessadas pelo eixo de controle (2), são ajustadas em série ao longo do eixo de controle (2), e são separadas uma da outra por um flange (8), a qual é fixada no eixo de controle (2) e define um pistão do primeiro atuador hidráulico (5). O flange (8) compreende uma cavidade (9) anular central, a qual recebe uma gaxeta de selagem (10) anular.

[0015] De acordo com o que é mostrado na figura 3, o segundo atuador hidráulico (6) é ajustado em uma posição correspondendo a uma extremidade do eixo de controle (2) provida de um pino (11), o qual se projeta radialmente desde o eixo de controle (2) e engasta um came (12) conduzido por um elemento tubular cilíndrico (13) co-axial com o eixo de controle (2). O came (12), que é o elemento tubular (13) conduzindo o came (12), é normalmente livre para girar sobre o eixo (3) central sem qualquer restrição, e o segundo atuador hidráulico (6) submete o came (12), que é o elemento tubular (13) conduzindo o came (12), fixado em ângulo no quadro fixo (4) para provocar a rotação do eixo de controle (2) sobre seu próprio eixo central (3) durante o deslocamento axial do eixo de controle (2). Em outras palavras, quando o segundo atuador hidráulico (6) é desativado, ou seja, quando o came (12) está livre para girar com relação ao quadro fixo (4), o deslocamento axial do eixo de controle (2) provoca uma rotação do came (12) sobre o eixo central (3), e o eixo de controle (2) não executa qualquer rotação sobre o eixo central (3). Ao contrário, quando o segundo atuador hidráulico (6) é ativado, ou seja, quando o came (12) está fixado em ângulo ao quadro fixo (4), o deslocamento axial do eixo de controle (2) força o eixo de controle (2) a girar sobre o eixo central (3) sob o arrasto do came (12).

[0016] O elemento tubular (13) recebe dentro de si uma porção de extremidade do eixo de controle (2) e é empurrado axialmente pelo segundo atuador (6) contra o quadro fixo (4) de modo a bloquear o elemento tubular (13) em ângulo contra o quadro fixo (4).

Petição 870190102718, de 11/10/2019, pág. 14/23

5/6

O segundo atuador (6) tem uma câmara (14), a qual é preenchida com um fluido pressurizado para deslocar o elemento tubular (13) axialmente sob o controle de uma válvula solenóide (não mostrada). A câmara (14) é definida entre um domo interno (15), o qual compartilha o eixo central (3), é móvel axialmente, circunda parcialmente o elemento tubular (13), e descansa contra o elemento tubular (13), e um domo externo (16), o qual é fixado no quadro fixo (4), compartilha o eixo central (3) e circunda parcialmente o domo interno (15).

[0017] O elemento tubular (13) tem um flange (17), o qual em um lado constitui um elemento de descanso para o domo interno (15) e no outro lado é pressionada contra o quadro fixo (4) de modo a submeter o elemento tubular (13) fixado em ângulo ao quadro fixo (4). Ajustado entre o flange (17) e o quadro fixo (14) está um corpo elástico (18) , em particular uma arruela Bellevile, a qual tende a manter a flange (17) do elemento tubular (13) afastado, ou a uma distância, do quadro fixo (4). O flange (17) tem um formato cônico e é empurrado pelo segundo atuador hidráulico contra um assento cônico (19) , o qual tem um formato complementar àquele do flange (17) e é conduzido pelo quadro fixo (4).

[0018] De acordo com uma configuração preferida, o quadro fixo (4) é feito com um primeiro material e compreende um enxerto (20) de contraste, o qual é feito com um segundo material diferente do primeiro material, é ajustado em uma posição correspondendo à área de contraste do flange (17) do elemento tubular (13), e define o assento cônico (19). O enxerto de contaste (20) é feito com um segundo material que apresenta um alto coeficiente de atrito contra o flange (17) do elemento tubular (13) para garantir uma grande força de aperto entre o elemento tubular (13) e o quadro (17). Adicionalmente, o enxerto de contraste (20) está conectado mecanicamente ao quadro fixo (4) por meio de um pino de fixação (21).

[0019] Para evitar qualquer vazamento do fluido usado pelo segundo atuador hidráulico (6), são providas uma gaxeta de selagem (22) anular que assenta ao redor do domo externo (16), uma gaxeta de selagem (23) anular que assenta ao redor do domo interno (15), e uma gaxeta de selagem (24) anular que assenta ao redor do eixo de controle (2).

Petição 870190102718, de 11/10/2019, pág. 15/23

6/6 [0020] O segundo atuador (6) acima descrito apresenta numerosas vantagens, tanto quanto é simples, barato e compacto, requerendo o uso de somente uma válvula solenóide.

Claims

Reivindicações

1. Servo (1) para uma mudança de engrenagem, provido de um eixo de controle (2), o servo (1) compreendendo:

- um primeiro atuador (5), o qual desloca o eixo (2) de controle axialmente ao longo de um seu eixo (3) central e está diretamente acoplado ao eixo de controle (2); e

- um segundo atuador (6), o qual se submete a um came (12) engastado por um pino (11) que se projeta do eixo de controle (2) fixado em ângulo a um quadro (4) fixo para provocar uma rotação do eixo (2) de controle sobre seu eixo (3) central durante o deslocamento axial; e

- um elemento tubular cilíndrico (13), o qual é co-axial com o eixo (2) de controle, recebe dentro de si uma porção de extremidade do eixo (2) de controle, suporta o came (12), e é empurrado axialmente pelo segundo atuador (6) contra o quadro fixo (4), sendo que segundo atuador (6) é um atuador hidráulico e apresenta uma segunda câmara (14), que é preenchida com um fluído pressurizado para o deslocamento do elemento tubular (13) axialmente;

o servo (1) sendo caracterizado por:

a) o elemento tubular (13) apresentar uma segunda flange (17), que se projeta radialmente do elemento tubular (13) e é pressionada contra o quadro fixo (4) de modo a submeter o elemento tubular (13) fixado em ângulo ao quadro fixo (4); e

b) a segunda câmara (14) é definida entre um domo interno (15), o qual é móvel axialmente, circunda parcialmente o elemento tubular (13), e assenta contra a segunda flange (17), e um domo externo fixo (16), o qual é fixado ao quadro fixo (4) e aloja parcialmente dentro de si o domo interno (15).
2. Servo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro atuador (5) é um atuador hidráulico e apresenta duas primeiras câmaras (7), as quais são alternadamente preenchidas com um fluido pressurizado para deslocar o eixo de controle (2) axialmente nas duas direções.
3. Servo (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o primeiro atuador (5) ser ajustado em uma posição correspondendo a uma porção intermediária do eixo (2) de controle; e as duas primeiras câmaras (7) serem atravessadas pelo eixo (2) de

Petição 870190102718, de 11/10/2019, pág. 17/23

2/3 controle, serem ajustadas em série ao longo do eixo (2) de controle, e serem separadas uma da outra por uma primeira flange (8), a qual é fixada no eixo (2) de controle e define um pistão do primeiro atuador (5).
4. Servo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o elemento tubular (13) apresentar uma porção cônica que é empurrada por meio da ação do segundo atuador (6) conta a sede cônica (10), a qual apresenta um formato complementar ao da porção cônica do elemento tubular (13) e é suportado pelo quadro fixo (4).
5. Servo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por um corpo elástico (18) ser colocado entre o segundo flange (17) e o quadro fixo (4).
6. Servo (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o corpo elástico (18) ser uma arruela Belleville.
7. Servo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o segundo flange (17) apresentar um formato cônico e ser empurrado pelo segundo atuador (6) contra uma sede cônica (19), a qual apresenta um formato complementar ao do segundo flange (17) e ser suportado pelo quadro fixo (4).
8. Servo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o quadro fixo (4) ser feito de um primeiro material e compreender um enxerto (20) de contraste, o qual é feito de um segundo material diferente do primeiro material e ser ajustado em uma posição que corresponde à área de contraste do elemento tubular (13).
9. Servo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por:

- o segundo flange apresentar um lado superior que constitui um elemento de assentamento para o domo interno móvel (15), um lado inferior que é oposto ao lado superior, e uma superfície lateral que é interposta entre os primeiro lado e o sendo lado e é pressionada contra o quadro fixo (4) de modo e submeter o elemento tubular (13) fixado em ângulo ao quadro fixo (4);

- a superfície lateral do segundo flange (17) interposta entre o lado superior e o lado inferior apresenta um formato cônico e é empurrada por meio do atuador (6) conta a sede cônica (19), que apresenta um formato complementar ao da superfície lateral do segundo

Petição 870190102718, de 11/10/2019, pág. 18/23

3/3 flange (17) e é suportada pelo quadro fixo (4).
10. Servo (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por entre o lado inferior do segundo flange (17) e o quadro fixo (4) estar presente um corpo elástico (18) que tende a manter o segundo flange (17) do elemento tubular (13) afastado do quadro fixo (4).