BRPI0700694B1 - Atuador hidráulico para um servo de uma mudança de engrenagem, e correspondente método de fabricação - Google Patents
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Abstract
atuador hidráulico para um servo de uma mudança de engrenagem, e correspondente método de fabricação, onde, aqui é descrito, um atuador hidráulico (5) para um servo-mecanismo de uma caixa-de-mudança de engrenagem provida de um eixo (2) de controle; o atuador hidráulico (5) desloca o eixo (2) de controle axialmente ao longo de um seu eixo (3) central, é ajustado em uma posição correspondendo a uma porção intermediária do eixo (2) de controle, e tem duas câmaras (7), as quais são alternadamente preenchidas com um fluido pressurizado, são atravessadas pelo eixo (2) de controle, e são separadas uma da outra por uma flange (8), a qual é fixada sobre o eixo (2) de controle e define um pistão do atuador hidráulico (5); o eixo (2) de controle tem ao menos uma fileira de assentos (11), a qual é uniformemente distribuída ao longo de uma circunferência e ao redor do eixo central (3) do eixo (2) de controle; e a flange (8) tem ao menos uma aba lateral (12), a qual é ajustada acima da fileira de assentos (11) e é deformada em uma posição correspondendo a cada assento (11) para engastar o assento (11) - (fig. 1).
Description
A presente invenção refere-se a um atuador hidráulico para um servo-mecanismo de uma caixa-de-mudança de engrenagem, e a um correspondente método de fabricação.
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 sâo 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.
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.
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 primário atingiu a posição desejada com relação ao eixo secundário, ela aciona o servo da caixa de mudanças para engastar a nova engrenagem.
Finalmente, quando a unidade de controle de transmissão já verificou o engaste da nova engrenagem, ela aciona o servo da embreagem para fechar a embreagem de modo a submeter o eixo primário da caixa de câmbio e o eixo do motor fixados angularmente 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.
Geralmente, o servo da mudança de engrenagem é 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 de simetria, para selecionar a faixa das engrenagens, como uma rotação sobre o eixo de simetria, 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, e um segundo atuador hidráulico, acoplado mecanicamente ao eixo de controle para girar o eixo de controle.
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. Entretanto, dita solução construtiva é complicada; por dita 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 carne engastado por um pino fixado no eixo de controle de modo a submeter o carne fixado angularmente a um quadro fixo. Quando o carne é fixado angularmente 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 carne, ou seja, quando o carne não está posto angularmente no quadro fixo, então o deslocamento axial do eixo de controle trás uma rotação do carne e não do eixo de controle.
Foi proposto ajustar o primeiro atuador hidráulico ao redor de uma porção intermediária do eixo de controle. Nesta solução, o primeiro atuador hidráulico tem duas câmaras, as quais são alternadamente preenchidas com um fluido pressurizado para deslocar o eixo de controle axialmente nas duas direções, são atravessadas pelo eixo de controle, são ajustadas em série ao longo do eixo de controle, e são separadas uma da outra por uma flange, a qual é fixada no eixo de controle e define um pistão do atuador hidráulico. Em atuadores hidráulicos conhecidos, a flange é monolítica com o eixo de controle, e é obtida pela fresagem do eixo de controle, o que acarreta uma remoção de material. Entretanto, dita usinagem é particularmente demorada e custosa, tanto como, desde uma peça bruta, mais de 50 % do material deve ser removido para obter-se o eixo de controle acabado e de um modo integrado à flange.
O alvo da presente invenção é o de prover um atuador hidráulico para um servo de uma mudança de engrenagem, e um correspondente método de fabricação, o qual seja livre das desvantagens acima descritas e, em particular, que seja simples e barato para ser provido.
De acordo com a presente invenção, um atuador hidráulico para um servo de uma mudança de engrenagem e um correspondente método de fabricação são providos de acordo com o que é escrito nas reivindicações anexas.
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 atuador hidráulico do servo da fig. 1; - a Figura 3 é uma vista em uma escala ampliada de um detalhe do atuador hidráulico da fig. 2; e - a Figura 4 é uma vista em perspectiva explodida de mais um detalhe do atuador hidráulico da fig. 2,
Na fig. 1, o numeral de referência (1) designa como um todo um servo-mecanismo 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).
De acordo com o que é mostrado na fig. 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 uma flange (8), a qual é fixada no eixo de controle (2) e define um pistão do primeiro atuador hidráulico (5). A flange (8) compreende uma cavidade (9) anular central, a qual recebe uma gaxeta de selagem (10) anular.
De acordo com o que é mostrado nas fig. 3 e 4, a flange (8) é independente do eixo (2) de controle e é fixada sobre o eixo (2) de controle. Para prover uma conexão mecânica suficientemente fixa entre a flange (8) e o eixo (2) de controle, o eixo (2) de controle compreende duas fileiras de assentos (11), os quais são uniformemente distribuídos ao longo de respectivas circunferências e sobre o eixo (3) central do eixo de controle (2), e a flange (8) compreende um par de abas laterais (12), cada uma das quais é ajustada acima de uma fileira de assentos (11) e sofre deformação em uma posição correspondendo a cada assento (11) para engastar o assento (11). Em particular, as duas abas laterais (12) da flange (8) são dispostas sobre lados opostos da flange (8) em uma posição correspondendo à respectiva fileira de assentos (11).
Preferentemente, cada assento (11) tem uma secção transversal triangular (ou seja, um formato cônico) e cada aba lateral (12) tem entalhes (13) dispostos paralelos ao eixo central (3) do eixo de controle (2); a função dos entalhes (13) é a de facilitar a deformação de cada aba lateral (12) evitando qualquer rachadura, ou, em qualquer caso, dano à aba lateral (12).
De acordo com uma configuração preferida, o eixo de controle (2) é feito com um primeiro material, e a flange (8) é feita com um segundo material diferente do primeiro material, e mais maleável do que o primeiro material. Por exemplo, o primeiro material poderia ser aço, e o segundo material poderia ser alumínio. Usando dois materiais diferentes para prover o eixo de controle (2) e a flange (8), é possível garantir uma alta resistência mecânica do conjunto, e ao mesmo tempo simplificar a construção do conjunto.
De acordo com uma configuração preferida, cada aba lateral (12) tem uma espessura medida em uma direção perpendicular ao eixo central (3) do eixo de controle (2) compreendida entre 0,5 e 1,0mm e tem um comprimento medido em uma direção paralela ao eixo central (3) do eixo de controle (2) compreendido entre 0,5 e 1,0mm.
De acordo com uma configuração diferente (não mostrada), a flange (8) compreende uma única aba (12), e o eixo de controle (2) tem uma única fileira de assentos (11).
Pelo que foi afirmado acima, é claro que, para prover o conjunto formado pelo eixo de controle (2) e pela flange (8), o eixo de controle (2) é inicialmente feito separadamente da flange (8), e a flange (8) é feita separadamente do eixo (2) de controle, e é provido com as duas abas laterais (12). Em seguida, sobre o eixo de controle (2), as duas fileiras de assentos (11) sâo feitas, e então a flange (8) é fixada sobre o eixo de controle (2) de modo a ajustar cada aba lateral (12) da flange (8) acima de uma fileira de assentos (11) do eixo de controle (2). Finalmente, cada aba lateral (12) da flange (8) é deformada mecanicamente em uma posição correspondendo a cada assento (11) para engastar o assento (11).
O conjunto acima descrito, formado pelo eixo de controle (2) e pela flange (8) é particularmente rápido e barato de ser produzido, considerando que a remoção de material por fresagem é reduzida ao mínimo básico. De fato, o eixo de controle (2) pode ser obtido usando uma peça bruta tendo um diâmetro apenas ligeiramente maior do que o diâmetro do eixo de controle (2) pronto e acabado, independentemente do diâmetro da flange (8). Adicionalmente, o sistema acima descrito de conexão mecânica entre o eixo de controle (2) e a flange (8) é simples e rápido para resultados e garante, ao mesmo tempo, uma alta resistência mecânica e uma boa precisão construtiva.
Claims (15)
1. Atuador hidráulico (5) para um servo de uma mudança de engrenagem provido de um eixo de controle (2), o atuador hidráulico (5) tendo duas câmaras (7) e sendo atravessadas pelo eixo (2) de controle, são ajustadas em série ao longo do eixo (2) de controle e são separadas uma da outra por uma flange (8), a qual é fixada no eixo (2) de controle e definindo um pistão do atuador hidráulico (5), o atuador hidráulico (5) caracterizado pelo fato de: - a flange (8) ser independente do eixo de controle (2) e ser fixada no eixo de controle (2); - o eixo de controle (2) compreender ao menos uma fileira de assentos (11), a qual é uniformemente distribuída ao longo de uma circunferência e ao redor do eixo (3) central do eixo de controle (2); e - a flange (8) compreender ao menos uma aba lateral (12), a qual é ajustada acima da fileira de assentos (11) e é deformada em uma posição correspondendo a cada assento (11) para engastar o assento (11).
2. Atuador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do eixo (2) de controle compreender duas fileiras de assentos (11), e a flange (8) compreender duas abas laterais (12), as quais são dispostas sobre lados opostos da flange (8) em uma posição correspondendo à respectiva fileira de assentos (11).
3. Atuador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de cada assento (11) ter uma secção transversal triangular.
4. Atuador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de cada aba lateral (12) ter entalhes (13) dispostos paralelos ao eixo central (3) do eixo de controle (2).
5. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato do eixo de controle (2) ser feito de um primeiro material e a flange (8) ser feita de um segundo material diferente do primeiro material.
6. Atuador, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do segundo material ser mais maleável do que o primeiro material.
7. Atuador, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato do primeiro material ser aço e o segundo material ser alumínio.
8. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de cada aba lateral (12) ter uma espessura medida em uma direção perpendicular ao eixo central (3) do eixo de controle (2) compreendida entre 0,5 e 1,0mm e ter um comprimento medido em uma direção paralela ao eixo central (3) do eixo de controle (2) compreendido entre 0,5 e 1,0mm.
9. Atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato da flange (8) compreender uma cavidade (9) central, anular, destinada a receber uma gaxeta de selagem (10) anular.
10. Método para a produção de um atuador hidráulico (5) para um servo de uma mudança de engrenagem, conforme descrito na reivindicação 1, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - fabricar o eixo de controle (2) separadamente da flange (8); - fazer no eixo de controle (2) ao menos uma fileira de assentos (11), os quais são uniformemente distribuídos ao longo de uma circunferência e ao redor do eixo central (3) do eixo de controle (2); - fabricar a flange (8) separadamente do eixo de controle (2) e prover a flange com ao menos uma aba lateral (12); - fixar a flange (8) no eixo de controle (2) de modo a prover a aba lateral (12) da flange (8) acima da fileira de assentos (11) do eixo de controle (2); e - deformar a aba lateral (12) da flange (8) em uma posição correspondendo a cada assento (11) para engastar o assento (11).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do eixo de controle (2) compreender duas fileiras de assentos (11), e a flange (8) compreender duas abas laterais (12), as quais são dispostas sobre lados opostos da flange (8) em uma posição correspondendo à respectiva fileira de assentos (11).
12. Método, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de cada assento (11) ter uma secção transversal triangular.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10 ou 11 ou 12, caracterizado pelo fato do eixo de controle (2) ser feito de um primeiro material e a flange (8) ser feita de um segundo material diferente do primeiro material.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do segundo material ser mais maleável do que o primeiro material.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato do primeiro material ser aço e o segundo material ser alumínio.
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