BRPI0708783A2 - conjunto de engrenagens de bomba, conjunto de engrenagens de baixo ruÍdo para utilizaÇço com um conjunto motor, conjunto de engrenagens para reduÇço de desgaste forÇando um apoio hidrostÁtico entre as superfÍcies de contato das engrenagens, e mÉtodo para provisço de uma bomba de engrenagens de baixo ruÍdo com simultÂnea reduÇço de desgaste de engrenagens - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE ENGRENAGENS DE BOMBA, CONJUNTO DE ENGRENAGENS DE BAIXO RUÍDO PARA UTILIZAÇçO COM UM CONJUNTO MOTOR, CONJUNTO DE ENGRENAGENS PARA REDUÇçO DE DESGASTE FORÇANDO UM APOIO HIDROSTÁTICO ENTRE AS SUPERFÍCIES DE CONTATO DAS ENGRENAGENS, E MÉTODO PARA PROVISçO DE UMA BOMBA DE ENGRENAGENS DE BAIXO RUÍDO COM SIMULTÂNEA REDUÇçO DE DESGASTE DE ENGRENAGENS.Trata-se de um conjunto de engrenagens de baixo ruído 300 geralmente e preferencialmente destinado a utilização com um conjunto motor 11 possuindo um motor 12 que aciona uma bomba 16 acoplada a uma fonte de fluido de baixa pressão 18, gerando um fluido com alta pressão em uma saída 107, 252, 254. A engrenagem acionada 312 encaixa-se com a engrenagem de acionamento 310 ao longo de dois pontos 314, 316 das correspondentes engrenagens 310, 312. O primeiro ponto 314 é a raiz 326 de um dente de engrenagem encaixada com a ponta 328 do dente de engrenagem oposto criando um primeiro ponto de contato inicial 314 e um segundo ponto subseqúente 316 ao longo do perfil 318, 320 quando os dentes se desencaixam no primeiro ponto 314 e se encaixam no segundo ponto 316., formando uma área vedada 322, permitindo que o fluido 324 escape hidrostaticamente entre os pontos 314, 316.

Description

CONJUNTO DE ENGRENAGENS DE BOMBA, CONJUNTO DE ENGRENAGENSDE BAIXO RUÍDO PARA UTILIZAÇÃO COM UM CONJUNTO MOTOR,CONJUNTO DE ENGRENAGENS PARA REDUÇÃO DE DESGASTE FORÇANDOUM APOIO HIDROSTÁTICO ENTRE AS SUPERFÍCIES DE CONTATO DASENGRENAGENS, E MÉTODO PARA PROVISÃO DE UMA BOMBA DEENGRENAGENS DE BAIXO RUÍDO COM SIMULTÂNEA REDUÇÃO DEDESGASTE DE ENGRENAGENS

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se na generalidade asistemas de conjunto de propulsão de veículos, e refere-seera particular a uma bomba de engrenagens de baixo ruído quereduz o desgaste das engrenagens para utilização comqualquer sistema.

Os conjuntos de motor e bomba de engrenagensconstituem algumas das bombas mais duráveis que seencontram disponíveis. O ruído que estas bombas geram,entretanto, é questionável para muitas aplicações. Édesejável controlar esta fonte de ruído. O nível de ruído efreqüência são afetados pelo tipo de dentes da engrenagem,pela geometria dos dentes de engrenagem, pela superfíciedos dentes de engrenagem e pela lubrificação. Uma grandeparte do ruído é gerada por óleo que fica aprisionado entreos dentes da engrenagem quando os mesmos se encaixam.

Em muitos casos, não é possível alterar o tipo dosdentes de engrenagem utilizados nem suavizar a superfíciedos dentes quando uma alteração da geometria dos dentes deengrenagem pode comprometer a capacidade dos dentes paratransmitirem carga. Adicionalmente, a utilização de óleos egraxas de viscosidade mais elevada pode reduzir o ruido maspode não ser adequada para todos os conjuntos de engrenagens.

É portanto desejável prover uma bomba deengrenagens de baixo ruído que adicionalmente reduza odesgaste dos dentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Para permitir uma estratégia de vedação silenciosa,foi necessário repensar a forma em que as engrenagensatualmente se encaixam. Ao invés de as engrenagensestabelecerem uma vedação utilizando as laterais do perfilde engrenagem, a vedação é obtida utilizando o contato deponta com raiz das engrenagens como um ponto de vedação equando o dente de engrenagem seguinte se encaixa, o óleopode escapar hidrostaticamente entre os dentes dasengrenagens anteriormente encaixadas.

A presente invenção compreende preferencialmente umconjunto de engrenagens de baixo ruído para utilização emqualquer disposição e é aqui descrita para utilização comuma fonte de energia possuindo um motor que aciona umabomba ligada a uma fonte de fluido de baixa pressão parageração de fluido de alta pressão em uma saída; pelo menosum motor/bomba de deslocamento variável que é acionado peloreferido fluido de alta pressão para geração de ummovimento rotativo em urna saída; o motor/bomba dedeslocamento compreendendo uma engrenagem de acionamento euma engrenagem acionada que se encaixa com a engrenagem deacionamento, em que a engrenagem acionada se encaixa com aengrenagem de acionamento ao longo de dois pontos do perfildas referidas engrenagens correspondentes; pelo menos um dedois pontos consistindo na raiz de um dente de engrenagemencaixada com a ponta do dente de engrenagem oposto criandoum primeiro ponto de encaixe para obtenção de uma vedaçãofluida relativamente à fonte de fluido de baixa pressãoentre a raiz e a ponta e um subseqüente segundo ponto aolongo do perfil quando os dentes se encaixam, permitindoque o fluido escape hidrostaticamente entre os pontos apóso desencaixe na saida de fluido de alta pressão.

Preferencialmente, o método para provisão de uma bomba de engrenagens de baixo ruído que reduz o desgastedas engrenagens inclui as etapas de provisão de umaprimeira engrenagem; encaixe da primeira engrenagem com umasegunda engrenagem em um primeiro de dois pontos deencaixe; em que um primeiro ponto de encaixe é formado pelaraiz de um dente de engrenagem e pela ponta do dente deengrenagem oposto e o segundo ponto de encaixe é um pontoao longo da lateral do perfil de um dente de engrenagem quese encaixa com um ponto ao longo da lateral do perfil dodente de engrenagem oposto; formação de uma área paravedação dos dentes de engrenagem quando as engrenagens seencontram encaixadas em um dos dois pontos de encaixe; edesencaixe no outro dos dois pontos de encaixe ao longo doperfil dos dentes de engrenagem em rotação, proporcionandoura meio para que o fluido possa escapar hidrostaticamente.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As vantagens acima bem como outras vantagens dapresente invenção irão tornar-se prontamente aparentes paraaqueles que são versados na técnica com base na descriçãodetalhada que se encontra a seguir de uma configuraçãopreferenciai quando considerada à luz dos desenhos emanexo, nos quais:

A Fig.. Ia é uma vista esquemática de um sistema deconjunto de acionamento híbrido hidráulico de acordo com apresente invenção com uma válvula de seleção de modo em umaposição de "Marcha" ou acionamento;

a Fig. Ib é uma vista do sistema de conjunto deacionamento híbrido hidráulico da Fig. Ia com a válvula deseleção de modo em uma posição de "Ponto morto" ou neutra;

a Fig. Ic é urna vista do sistema de conjunto deacionamento híbrido hidráulico da Fig. Ia com a válvula deseleção de modo em urna posição de "Marcha-à-ré" ou reversa;

a Fig. Id é uma vista do sistema de conjunto deacionamento híbrido hidráulico da Fig. Ia com a válvula deseleção de modo em uma posição de "Estacionamento";

a Fig. Ie é uma vista do sistema de conjunto deacionamento híbrido hidráulico da Fig. Ia com umdispositivo de anulação de freio em uma posição deanulação;

a Fig. 2 é uma vista esquemática em escala ampliadados motores de acionamento e dispositivo de controle dedeslocamento ilustrados nas Figs. la-lb;

a Fig. 3 é uma vista esquemática em escala ampliadado dispositivo de anulação de freio e do circuito de pontede válvula de retenção ilustrado nas Figs. la-ld;

a Fig. 4 é uma vista em perspectiva desintegrada deum motor / banda de engrenagens internas de acordo com apresente invenção;

a Fig.. 5 é uma vista em perspectiva parcialdesintegrada de um motor/bomba de engrenagens externas deacordo com a presente invenção; e

a Fig. 6 é uma vista ampliada do aparelho e métodode encaixe de engrenagens de acordo com a presenteinvenção.

DESCRIÇÃO DA CONFIGURAÇÃO PREFERENCIAL

Os seguintes pedidos de patente são aquiincorporados a titulo de referência: pedido de patenteprovisório norte-americano de número de série US60/560.897; pedido de patente norte-americano de número desérie US 11/101.837, atualmente a patente norte-americanan° US 7.179.070; pedido de patente provisório norte-americano de número de série US 60/655.221; pedido depatente norte-americano de número de série US 11/359.728; epedido de patente provisório norte-americano de número desérie US 60/781.775.

O conjunto de engrenagens de baixo ruido 300 édescrito em utilização com um motor/bomba 16 e os motores7 6a-76d são preferencialmente conjuntos motor/bomba dedeslocamento variável tal como aquele ilustrado no pedidode patente co-pendente e sob cessão ao cessionário dopresente pedido, de número de série USll/101.837,depositado em 8 de abril de 2005, atualmente patente norte-americana n° US 7.179.070, cuja divulgação é aquiincorporada a titulo de referência e que é ilustrado nasFigs. 4 e 5. Alternativamente, o motor/bomba 16 e osmotores ISa-I Sá são conjuntos de motor/bomba dedeslocamento variável do tipo de palhetas ou do tipo depistão ou são conjuntos de motor/bomba de deslocamentofixo. Adicionalmente, o motor/bomba 16 com conjunto deengrenagens de baixo ruído 300 pode ser utilizado emcombinação com um sistema de conjunto de acionamentohíbrido hidráulico 10 tal como aquele ilustrado no pedidode patente co-pendente e sob cessão ao cessionário dopresente pedido, de número de série US 11/359.728,depositado em 22 de fevereiro de 2005, cuja divulgação éaqui incorporada a titulo de referência e que é ilustradonas Figs. 1-3.

Fazendo agora referência à Fig. 6, um conjunto deengrenagens de baixo ruído de acordo com a presenteinvenção encontra-se indicado na generalidade com o numerai300. O conjunto de engrenagens de baixo ruído 300 pode serutilizado em uma variedade de instalações em que fordesejável um motor/bomba de engrenagens internas ouexternas para utilização com um fluido de qualquerviscosidade, dessa forma proporcionando vantajosamente umconjunto de engrenagens de baixo ruído e desgaste reduzidopara utilização com qualquer configuração.

0 conjunto de engrenagens de baixo ruído 300consiste em pelo menos duas ou mais engrenagens,preferencialmente urna engrenagem de acionamento 310 e umaengrenagem acionada 312.. A engrenagem acionada 312 encaixa-se com a engrenagem de acionamento 310 em dois pontos 314,316 ao longo dos correspondentes perfis de dente 318, 320durante o acionamento da engrenagem acionada 312. Quando aengrenagem de acionamento 310 é feita rodar, as engrenagens310, 312 encaixam-se em um primeiro ponto de encaixe 314.Este primeiro ponto de encaixe 314 é preferencialmenteformado quando a raiz 326 de um dente de engrenagem, nestecaso a raiz 32 6 de um dente de engrenagem localizado naengrenagem de acionamento 310, encaixa a ponta 328 do dentede engrenagem oposto, neste caso a ponta 328 de um dente deengrenagem localizado na engrenagem acionada 312.

Com a continuação da rotação da engrenagem deacionamento 310., um segundo ponto de encaixe 316 épreferencialmente formado ao longo da lateral de um perfil318 de dente de engrenagem da engrenagem de acionamento 310e no perfil 320 do dente de engrenagem oposto da engrenagemacionada 312. Uma vedação 322 é criada pela pressãomecânica criada por fluido ou gás pressurizado em um ladode uma bomba 16 quando o primeiro ponto de encaixe 314 sedesencaixa durante a rotação das engrenagens e o segundoponto de encaixe 316 se encaixa subseqüentemente. Umapequena quantidade de fluido 324, tal como óleo, éaprisionada entre a engrenagem de acionamento 310 e aengrenagem acionada 312 entre a vedação 322 formada pelospontos 314 e 320. Como resultado da vedação 322, a pressãodo fluido aprisionado 324 é forçada perpendicularmente aocentro das engrenagens 310, 312, forçando o fluido 324 asair entre as engrenagens 310, 312 ao invés de asengrenagens 310, 312 tentarem comprimir o fluido 324 entreas mesmas.

Quando é utilizado com um conjunto motorcompreendendo por exemplo, um sistema de conjunto deenergia híbrido hidráulico 10 incluindo um motor/bomba 16,um método preferencial para provisão de um conjunto deengrenagens de baixo ruído 300 para utilização com umabomba 16 e simultânea redução de desgaste das engrenagenscompreende as etapas de:

provisão de uma primeira engrenagem 310;encaixe da primeira engrenagem 310 com umasegunda engrenagem 312 em um primeiro ponto deencaixe 314, em que o primeiro ponto de encaixe314 consiste na raiz 326 de um dente deengrenagem e na ponta 328 do dente deengrenagem oposto;

encaixe da primeira engrenagem 310 com asegunda engrenagem 312 em um segundo ponto deencaixe 316, em que o segundo ponto de encaixe316 é um ponto ao longo da lateral do perfilum

318 de um dente de engrenagem em encaixe componto ao longo da lateral do perfil 320 dodente de engrenagem oposto;

formação de uma área para vedação 322 dosdentes de engrenagem quando as engrenagens 310,312 se encaixam no referido segundo ponto deencaixe 316 e se desencaixam do primeiro pontode encaixe 314; e

após o desencaixe dos dentes de engrenagem noprimeiro ponto de encaixe 314, provisão de ummeio para que o fluido 324 escapehidrostaticamente.

Quando a engrenagem de acionamento 310 faz rodar aengrenagem acionada 312, o encaixe dos dentes de engrenagemforma continuamente subseqüentes primeiros e segundospontos de encaixe 314, 316. Desta forma, enquanto o segundoponto de encaixe 316 está se desencaixando, um subseqüenteprimeiro ponto de encaixe nos dentes de engrenagemsubseqüentes é formado na raiz e ponta dos dentescorrespondentes. A rotação das engrenagens proporciona umsistema de pontos de encaixe ao longo do perfil dos dentesde engrenagem. O inicio do desencaixe do primeiro ponto deencaixe 314 no inicio do encaixe de um segundo ponto deencaixe 316 forma uma área para vedação 3.22. Quando oprimeiro ponto de encaixe 314 se desencaixa, o fluido 324escapa hidrostaticamente da área de vedação 322.

Fazendo agora referência à Fig. Ia, um sistema deconjunto raotor híbrido hidráulico encontra-se indicado nageneralidade com o numerai 10. O sistema de conjunto motor10 pode ser utilizado em uma variedade de instalações taiscomo, sem limitações, um veiculo automotivo, um barco, umsubmarino, um helicóptero ou similares conforme poderá serapreciado por aqueles que são versados na técnica, porémpor uma questão de clareza será referido como instalado emum veiculo automotivo na descrição a seguir da presenteinvenção. O sistema de conjunto motor 10 inclui uma seçãomotriz 11, um módulo seletor de modo 43, uma seção decontrole 59, e uma seção de fornecimento de energia 76.

A seção motriz 11 do sistema de conjunto motor 10inclui um motor 12 em comunicação com uma fonte decombustível 14. O motor 12 pode ser um motor convencionalde combustão interna, um motor de turbina, um motorelétrico alimentado por uma bateria, uma célula decombustível, ou similar. O motor 12 proporcionaseletivamente torque preferencialmente para um motor/bombahidráulica de deslocamento variável 16, que é abastecidopor uma fonte de baixa pressão 18 de fluido hidráulico emum lado de entrada do mesmo e possui um conduto de altapressão 20 em um lado de saída do mesmo. O fluidohidráulico pode ser um líquido tal como, sem limitações,água, fluido hidráulico, fluido de transmissão ou similar,ou qualquer gás passível de compressão, sem afastamento doescopo da presente invenção. O motor/bomba 16 é descritocomo tal devido ao fato de que., dependendo do modo dosistema 10, o dispositivo funciona alternativamente comouma bomba ou um motor, conforme é discutido maisdetalhadamente abaixo.

A seção motriz 11 do sistema 10 inclui umapluralidade de dispositivos de acionamento auxiliaresincluindo, sem limitações, um conjunto motor gerador 22, umcompressor de condicionamento de ar 24, e uma bomba decalor 26. O conjunto motor gerador 22 é ligado a um módulode manutenção de energia 28, que por sua vez é ligado a umconjunto de bateria 30. A bomba de calor 2 6 encontra-se emcomunicação com um núcleo de aquecimento 32 e tanto a bombade calor 26 quanto o núcleo de aquecimento 32 encontram-seem comunicação fluida com uma fonte de água de refrigeração34 para o motor 12. O compressor de condicionamento de ar24 encontra-se em comunicação com um trocador de calor 36.Os dispositivos de acionamento auxiliares 22, 24, e 2 6 sãopreferencialmente acionados por respectivos motoreselétricos ou hidráulicos. Alternativamente, os dispositivosauxiliares 22, 24, e 26 são seletivamente acopladosmecanicamente por embreagens ao motor 12. Um acumulador 38encontra-se era comunicação fluida com o conduto de altapressão 20 na saida do motor/bomba 16. 0 acumulador 38serve como reservatório para fluido hidráulico de altapressão e não tem uma alta pressão no sistema 10, tal comosendo carregado com um gás de alta pressão ou similar (nãoexibido), conforme poderá ser apreciado por aqueles que sãoversados na técnica.Um módulo de controle de aceleração 40 recebe umsinal de entrada do compressor de condicionamento de ar 24através de um sinal em uma linha 24 a, do módulo demanutenção de energia 28 através de um sinal em uma linha28a, e do acumulador 38 através de um sinal em uma linha38a. Com base nos sinais de entrada nas linhas 24a, 28a, e38a, o módulo de controle de aceleração 40 fornece um sinalde saida em uma linha 42 para controlar qualquer um ouambos do motor 12 e do motor/bomba 16, conforme é discutidomais detalhadamente abaixo. Os sinais nas linhas 24a, 28a,38a, e 42 podem ser sinais eletrônicos ou retorno mecânicoentre os diversos componentes e o módulo de controle deaceleração 40. O módulo de controle de aceleração 4 0 podeser qualquer dispositivo mecânico ou elétrico adequadopassível de operação para controlar a operação do motor 12e do motor/bomba 16 com base em uma ou mais entradas.

O módulo seletor de modo 43 inclui uma válvulaseletora de modo 4 4 que se encontra em comunicação fluidacom o conduto de alta pressão 20 por um conduto de admissãode alta pressão 46. A válvula seletora de modo 44 épreferencialmente acoplada a uma alavanca de câmbio do tipode transmissão (não ilustrada) ou similar para moverseletivamente a válvula 44 para uma de uma posição "D" oude marcha (observada preferencialmente na Fig. Ia), umaposição "N" ou de ponto morto (observada preferencialmentena Fig. lb) , uma posição "R" ou de marcha-à-ré (observadapreferencialmente na Fig. 1c), e uma posição "P" ou deestacionamento (observada preferencialmente na Fig. Id) . Aválvula seletora de modo 44 inclui um conduto de admissãode baixa pressão 48 ligado à mesma e adjacente ao condutode admissão de alta pressão 46. A válvula seletora de modo44 também inclui um conduto de descarga de alta pressão 50e um conduto de descarga de baixa pressão 52 ligados àmesma e em um lado oposto da válvula seletora de modo 44.Cada posição P, R, M/ D da válvula seletora de modo 44alinha seletivamente a parte interna da posição com oscondutos 46, 48, 50, e 52 e controla a distribuição dofluxo de fluido hidráulico no sistema 10, conforme édiscutido mais detalhadamente abaixo. Muito embora sendodescritos como de "admissão" e de "descarga" acima, durantea operação cada um dos condutos 4 6, 48, 50, e 52 podefuncionar como admissão ou como descarga dependendo dacondição de operação do sistema 10, conforme é discutidomais detalhadamente abaixo.

Os condutos 50 e 52 são por sua vez ligados a umdispositivo de anulação de freio 54. 0 dispositivo deanulação de freio 54 inclui igualmente um conduto dedescarga de alta pressão 56 e um conduto de descarga debaixa pressão 58 ligados ao mesmo em um lado oposto dodispositivo de anulação de freio 54. O dispositivo deanulação de freio 54 tem uma primeira posição ou posiçãonormal 54a e uma segunda posição ou posição de anulação54b, discutida mais detalhadamente abaixo.

A seção de controle 59 inclui uma válvula decontrole de deslocamento 60 que se encontra em comunicaçãofluida com o conduto de alta pressão 20 através de umconduto de admissão de alta pressão 62. A válvula decontrole de deslocamento 60 inclui um conduto de admissãode baixa pressão 64 ligado à mesma na adjacência do condutode admissão de alta pressão 62. A válvula de controle dedeslocamento 60 inclui também um conduto de descarga dealta pressão 66 e um conduto de descarga de baixa pressão68 ligados à mesma em um lado oposto da válvula de controlede deslocamento 60. A válvula de controle de deslocamento60 é uma válvula de posicionamento flutuante e inclui umacelerador 70 e um freio 72 ligados à mesma para orientaçãodo fluxo da válvula de controle de deslocamento 60 para umapluralidade de cilindros 74a, 74b, 74c, e 74d. O acelerador70 e o freio 72 são preferencialmente ligados mecanicamentea um respectivo pedal de acelerador e um respectivo pedalde freio (não exibidos). O freio 72 é ligado ao dispositivode anulação de freio 54 através de um conector 73. Aválvula de controle de deslocamento 60 tem uma primeiraposição ou posição de aceleração 60a, uma segunda posiçãoou posição de espera 60b, e uma terceira posição ou posiçãode desaceleração 66c. Cada posição 60a, 60b, e 60c daválvula de controle de deslocamento 60 alinha seletivamentea parte interna de cada posição 60a, 60b, e 60c com oscondutos 62, 64, 66, e 68 e controla a orientação do fluxode fluido hidráulico para os cilindros 74a, 74b, 74c, e74d, observados preferencialmente na Fig. 2.Cada um dos cilindros 74a, 74b, 74c, e 74d é ligadomecanicamente através de um conector 75a, 75b, 75c, e 75d,a um respectivo motor de acionamento ou tração 7 6a, 7 6b,76 c, e 7 6d (na seção de fornecimento de energia 76), emcada uma das rodas do veiculo. Os motores 76a-76d sãopreferencialmente motores de deslocamento variável. Aposição dos conectores 75a-75d determina o deslocamento dosmotores ISa-ISá, conforme poderá ser apreciado por aquelesque são versados na técnica, tal como através de umaconexão de prato oscilante Pswash plate") ou similar. 0conduto de descarga de alta pressão 66 encontra-se emcomunicação fluida com um lado de um pistão (não exibido)em cada um dos cilindros 74a-74d e o conduto de descarga debaixa pressão 68 encontra-se em comunicação fluida com umlado oposto do pistão nos cilindros 7 4a-74d. Muito embora osistema 10 seja ilustrado com uma pluralidade de motores detração 76a, 76b, 76c, e 7 6d, aqueles que são versados natécnica poderão apreciar que pode ser utilizado tão somenteum único motor sem afastamento do escopo da presenteinvenção. Por exemplo, em uma instalação de motor único emum veiculo automotivo, a salda do motor único é ligada auma engrenagem de diferencial que é por sua vez ligadamecanicamente a um par de rodas de acionamento. Cada um dosmotores de tração 76a, 76b, 76c, e 7 6d possui uma aberturade acesso superior 77a, 77b, 77c, e 77d e uma abertura deacesso inferior 78a, 78b, 78c, e 78d. A direção do fluxo defluido através das aberturas de acesso superiores 77a-77d edas aberturas de acesso inferiores 78a-78d determina adireção dos motores 76a-76d. Um conector de retorno 80estende-se entre a válvula de controle de deslocamento 60 eos pistões dos cilindros 74a-74d.

Um circuito de ponte de válvula de retenção 82inclui uma pluralidade de válvulas de retenção 84, 8 6, 88,e 90 e é configurado de uma forma similar a um retificadorde ponte de onda plena, conforme pode ser observadopreferencialmente na Fig. 3. Um conduto 92 encontra-se emcomunicação fluida com uma admissão da válvula de retenção84 e uma descarga da válvula de retenção 86. 0 conduto 92encontra-se igualmente em comunicação fluida com o condutode descarga de alta pressão 56. 0 conduto 94 encontra-se emcomunicação fluida com uma admissão da válvula de retençãoe uma admissão da válvula de retenção 88. 0 conduto 94encontra-se igualmente em comunicação fluida com a fonte debaixa pressão de fluido hidráulico 18. Um conduto 96encontra-se em comunicação fluida cora uma descarga daválvula de retenção 88 e uma admissão da válvula deretenção 90. 0 conduto 96 encontra-se igualmente emcomunicação fluida com o conduto de descarga de baixapressão 56. Um conduto 98 encontra-se em comunicação fluidacom uma descarga da válvula de retenção 84 e uma descargada válvula de retenção 90. 0 conduto 98 encontra-seigualmente em comunicação fluida com o conduto de altapressão 20.

Fazendo agora referência à Flg. 4, um aparelho deengrenagem interna de acordo com a presente invençãoencontra-se indicado na generalidade com o numerai 100. Oaparelho 100 pode ser configurado para operar como um motorou como uma bomba conforme poderá ser apreciado por aquelesque são versados na técnica, porém será referido como ummotor na descrição a seguir da presente invenção. 0 motorde engrenagem interna 100 inclui uma carcaça oca 102possuindo uma parte de base 104 e uma tampa de extremidade106. A parte de base 104 define um rebaixo ou cavidade 108na mesma dimensionada para acolhimento de um primeiromandril 110 e um primeiro elemento de pistão 112. a tampade extremidade 106 inclui pelo menos duas aberturas deacesso 107 (somente uma das mesmas se encontra ilustrada)que se estendem individualmente entre uma superfícieinterna e uma superfície externa da mesma,preferencialmente em lados opostos da tampa de extremidade106. Uma das aberturas de acesso 107 é ligada a um segmentode alta pressão de um sistema de fluido tal como o condutode alta pressão 20 das Figs. Ia-Ief e outra das aberturasde acesso 107 é ligada a uma linha de retorno ou fonte defluido tal como a fonte de fluido 18 das Figs. Ia-Ie.

o primeiro mandril 110 define uma abertura 114 quese estende através de uma parte de base 111 do mesmo einclui uma primeira flange externa 116 e uma pluralidade desegundas flanges externas 118 espaçadas entre siestendendo-se no sentido ascendente a partir de umasuperfície superior 113 da parte de base 111. Uma flangeinterna 120 estende-se no sentido ascendente a partir daparte de base 111 do primeiro mandril 110 e fica localizadaadjacente à abertura 114. A primeira flange externa 116fica localizada adjacente à abertura 114. As segundasflanges externas 118 ficam espaçadas tanto da abertura 114quanto da flange interna 120. Uma primeira bucha de vedação122 é dimensionada para se encaixar de forma passível derotação na abertura 114 e tem uma altura preferencialmentesubstancialmente igual à altura da parte de base 111 doprimeiro mandril 110 de tal forma que quando a bucha 122 édisposta na abertura 114, uma superfície superior da bucha122 fica substancialmente co-nivelada com a superfíciesuperior 113 da parte de base 111.

Uma engrenagem externa 124 com seção transversalsubstancialmente circular é adaptada para ser dispostasobre o topo da superfície superior 113 da parte de base111 em que uma superfície externa curva da engrenagem 124fica adjacente às respectivas superfícies internas curvasdas flanges externas 116 e 118. A engrenagem externa 124inclui uma pluralidade de dentes 126 formados sobre umasuperfície interna da mesma. Quando é disposta sobre asuperfície superior 113, a engrenagem 124 é fixadaaxialmente entre as flanges externas 118 e a flange interna 120.

Uma engrenagem interna 128 com seção transversalsubstancialmente circular inclui uma pluralidade de dentes130 formados sobre uma superfície externa da mesma e defineuma abertura 132 estendendo-se através da mesma. Os dentes130 são operáveis para se encaixarem com os dentes 126formados sobre a superfície interna da engrenagem externa124. Uma superfície inferior da engrenagem 128 estende-separa o interior da bucha 122 e roda com a mesma, em que osdentes 130 cooperam com dentes correspondentes na bucha 122quando o motor 100 é montado e operado, conforme édiscutido mais detalhadamente abaixo. As respectivassuperfícies externas dos dentes 130 da engrenagem interna128 são adjacentes à superfície interna da flange interna120. A abertura 132 é adaptada para acolher uma extremidadelivre de um eixo de acionamento ou transmissão 134 quando omotor 100 é montado. A engrenagem interna 128 é móvelaxiaImente ao longo do eixo 134. 0 eixo de acionamento 134é suportado de forma passível de rotação na tampa deextremidade 10 6 por um rolamento 135, tal como um rolamentode esferas, um rolamento de roletes ou similar. Aextremidade livre do eixo de acionamento 134 estende-se emuma distância previamente determinada além da superfíciesuperior da tampa de extremidade 106 e atua como eixo detransmissão para o motor 100.

Um segundo elemento de pistão 136 define umaabertura 138 em uma parte interna do mesmo e é adaptadopara ser montado sobre respectivas superfícies superioresdas flanges externas 116 e 118 do primeiro mandril 110. 0segundo pistão 136 e o primeiro pistão 112, portanto, sãomontados sobre a superfície superior e a superfícieinferior, respectivamente, do mandril inferior 110.

Um segundo mandril 140 é adaptado para ser dispostona abertura 138 do segundo elemento de pistão 136 e defineuma abertura 142 em uma parte interna do mesmo paraacolhimento do eixo de acionamento 134. O segundo mandril140 inclui uma flange 144 estendendo-se no sentidodescendente que coopera com a flange interna 120estendendo-se no sentido ascendente do primeiro mandril 110quando o motor 100 é montado. O mandril superior 140 incluium par de furos 146 estendendo-se através do mesmo paracomunicação fluida com as engrenagens 122 e 124 durante aoperação do motor 100.

Oma segunda bucha de vedação 148 inclui umapluralidade de dentes 150 formados sobre uma superfícieexterna da mesma e define uma abertura 152 estendendo-seatravés da mesma. A segunda bucha de vedação 148 é adaptadapara acolher o mandril superior 140 na abertura 152 e seracolhida na engrenagem externa 124 e rodar com a mesma, emque os dentes 126 cooperam com os dentes 150 na bucha 148quando o motor 100 é montado e operado, conforme édiscutido mais detalhadamente abaixo.

Quando o motor 100 é montado, o primeiro mandril110 e o primeiro pistão 112 são dispostos na parte de base104 da carcaça 102, a primeira bucha de vedação 122 édisposta no mandril 110, e a engrenagem externa 124 édisposta no mandril 110. h engrenagem interna 132 e osegundo mandril 138 são montados no eixo de acionamento 134e são montados de tal forma que os respectivos dentes 12 6 e130 das engrenagens 132 e 124 se encaixam em rotação e aengrenagem interna 132 se encaixa com a primeira bucha devedação 122. O segundo pistão 136 é acoplado à superfíciesuperior do mandril 110, e a segunda bucha de vedação 148 édisposta no segundo mandril 138 e encaixa-se com aengrenagem externa 124. A flange 144 estendendo-se nosentido descendente coopera com a flange interna 120estendendo-se no sentido ascendente para dividir o interiorda engrenagem externa em uma câmara de admissão e umacâmara de descarga do motor 100 e a tampa de extremidadesuperior 106 é acoplada à parte de base 104 para fechamentoda carcaça 102. As flanges 120 e 144 estendem radialmenteentre os dentes 126 e os dentes 130 formando a câmara deadmissão de um lado das flanges e a câmara de descarga dooutro lado das flanges.

Em operação, o eixo 134 é acoplado a uma carga (nãoexibida), tal como uma roda de um veículo ou similar. Umfluido pressurizado é introduzido do sistema de fluido talcomo do conduto de alta pressão 20 das Figs. la-le, atravésde uma das aberturas de acesso 107, é orientado para o ladoda câmara de admissão das engrenagens 124 e 128.através dosfuros 14 6, atua contra os dentes encaixados 12 6 e 130 parafazer rodar as engrenagens e o eixo, flui entre os dentespara a câmara de descarga e é descarregado através do outrodos furos 14 6 para a outra das aberturas de acesso 107. Aprimeira bucha de vedação 122 proporciona uma vedaçãorotativa entre a engrenagem interna 128 e o primeiromandril 110 e a segunda bucha de vedação 148 proporcionauma vedação rotativa entre a engrenagem externa 124 e osegundo mandril 140 para assegurar integridade das câmarasde admissão e de descarga. 0 motor 100 de acordo com apresente invenção requer somente as vedações 122 e 14 8 paramanter uma vedação fluida e permitir uma operação eficientedo motor 100.

A relação espacial normal ou padrão entre os dentes126 e 130 das engrenagens 124 e 128 permite que os dentes126 e 130 encaixem substancialmente toda a área axial dosdentes. Em uma tal relação, o motor 100 produz seu fluxovolumétrico máximo ou potência máxima de saida. 0 motor 100de acordo com a presente invenção pode vantajosamentevariar de seu deslocamento máximo devido ao fato de aengrenagem interna 128 ser axialmente móvel ao longo doeixo 134. Quando a engrenagem interna 128 se desloca nadireção do primeiro mandril 110, uma quantidade menor daárea axial dos dentes 126 e 130 encaixa-se, o que reduz ofluxo volumétrico ou deslocamento do motor 100.

Quando a unidade 100 é configurada como um motor,uma fonte de pressão externa, tal como um fluido hidráulicoproveniente de uma bomba hidráulica externa, ar comprimidoproveniente de um compressor de ar ou similar, fornece umfluxo de volume para as aberturas de acesso 107 para rodaras engrenagens 124 e 128 e produzir um torque de saida noeixo 134. Quando a pressão é variada, a engrenagem interna128 irá mover-se ao longo do eixo geométrico do eixo 134para fazer variar a potência de saída do motor 100. O motor100 pode ser vantajosamente utilizado para controlar a taxade rotação de saída sob cargas de saída amplamentevariáveis incluindo, sem limitações, veículos automotivos,torres, máquinas de grande porte, máquinas deterraplanagem, sondas de perfuração de poços de grandeporte, navios, equipamentos agrícolas, ou similares.

Quando a unidade 100 é configurada corno uma bomba eum motor principal, tal como o motor 12 das Figs. Ia-Ie,faz rodar o eixo 134 a uma velocidade mais baixa ou commenor torque, a bomba 100 irá reagir à redução develocidade de entrada ou de torque de entrada variando suasaída com base nas pressões internas na carcaça 102 dabomba. Nesta condição, a abertura de acesso de saída 107irá criar uma pressão de retorno mais elevada na câmara dedescarga, e a engrenagem interna 128 irá mover-se ao longodo eixo geométrico do eixo 134 para um ponto ao longo doeixo geométrico em que a engrenagem 128 fica em equilíbrioou próxima de equilíbrio para continuar a operação. A bomba100 pode portanto variar de uma saída máxima oudeslocamento em que a engrenagem interna 128 ficasubstancialmente adjacente ao mandril superior 140 até umdeslocamento mínimo em que a engrenagem interna 128 ficasubstancialmente adjacente ao mandril inferior 110.

Fazendo agora referência à Fig. 5, um aparelho deengrenagem externa de acordo com a presente invenção éindicado na generalidade com o numerai 200. O aparelho 200pode ser configurado para operar como uma bomba ou um motorconforme poderá ser apreciado por aqueles que são versadosna técnica, porém será referido como uma bomba parasimplificar a descrição da presente invenção. A bomba deengrenagem externa 200 inclui uma carcaça oca 202 possuindouma primeira tampa de extremidade 204 e uma segunda tampade extremidade 206 acopladas por uma parte de corpo 208.Preferencialmente, a primeira tampa de extremidade 204 e asegunda tampa de extremidade 206 são acopladas à parte decorpo 208 por uma pluralidade de meios de fixação 210, taiscomo parafusos de alta resistência ou similares. A parte decorpo 208 define um rebaixo 212 na mesma.

Uma primeira engrenagem 214 possuindo umapluralidade de dentes 216 formados sobre uma superfícieexterna da mesma e uma segunda engrenagem 218 possuindo umapluralidade de dentes 220 formados sobre uma superfícieexterna da mesma são adaptadas para serem dispostas norebaixo 212 da carcaça 202. Os dentes 216 e 220 dasrespectivas engrenagens 214 e 218 são operáveis para seencaixarem em rotação no rebaixo ou cavidade 212 da bombadurante a operação da bomba 200. A primeira engrenagem 214tem um eixo 222 estendendo-se da mesma e a segundaengrenagem 216 tem um eixo escalonado 224 estendendo-se damesma. A primeira engrenagem 214 é fixada sobre o eixo 222e a segunda engrenagem 218 é axialmente móvel ao longo doeixo 224. Os eixos 222 e 224 estendem-se em direções axiaisopostas e o eixo 224 tem uma extensão maior que o eixo 222.Uma primeira luva de vedação 226 possuindo dentes internosacolhe a primeira engrenagem 214 e uma segunda luva devedação 228 possuindo dentes internos acolhe umaextremidade da segunda engrenagem 218.

Um acessório de placa 230 inclui uma flange 232estendendo-se no sentido descendente a partir do mesmo e éacoplado a uma primeira placa de impulsão 234 sobre umasuperfície superior planar da mesma. Preferencialmente, aplaca de impulsão 234 é acoplada ao acessório 230 por umapluralidade de meios de fixação 236, tais como parafusos dealta resistência ou similares. Uma extremidade livre doeixo 222 estende-se através de uma abertura formada noacessório 230 e na placa de impulsão 234. A extremidadelivre do eixo 222 é presa de forma passível de rotação noacessório 230 e na placa de impulsão 234 por um par deporcas 238 e é suportada de forma passível de rotação porum rolamento 240, tal como um rolamento de esferas, umrolamento de roletes ou similar. A segunda luva de vedação228 é operável para ser acolhida em um rebaixo no acessório230 na adjacência da flange 232. Quando o eixo 222 émontado no acessório 230 e na placa de impulsão 234, aengrenagem 214 é fixada axialmente com relação à carcaça 202.

Uma segunda placa de impulsão 242 é acoplada a umasuperfície superior 205 da primeira tampa de extremidade204 por uma pluralidade de meios de fixação 244, tais comoparafusos de alta resistência ou similares. A placa 242inclui uma abertura para acolhimento de uma extremidadelivre do eixo 224 e uma abertura maior para acolhimento elocalização da primeira luva de vedação 226 na adjacênciada superfície superior da primeira tampa de extremidade204. A extremidade livre do eixo 224 estende-se através daabertura na placa 242, encaixa por meio de roscas um par deporcas 246 na seção escalonada e é suportada de formapassível de rotação por um rolamento 248, tal como umrolamento de esferas, um rolamento de roletes ou similar. 0rolamento 248 é preferencialmente disposto em uma cavidade250 formada na superfície superior 205 da primeira tampa deextremidade 204 ao passo que as porcas 246 acoplam o eixo224 à tampa de extremidade sobre uma superfície inferioroposta à superfície superior 205. A extremidade livre doeixo 224 estende-se em uma distância previamentedeterminada além da superfície inferior da tampa deextremidade 204 que atua como um eixo de acionamento oueixo de transmissão para a bomba 200.

A Parte de corpo 208 define uma primeira aberturade acesso .252 e uma segunda abertura de acesso 254 que seestendem individualmente entre uma superfície interna e umasuperfície externa da mesma. Uma das aberturas de acesso252 e 254 é ligada a um segmento de baixa pressão de umsistema de fluido tal como a fonte de fluido hidráulico 18das Figs. Ia-Ie ou similar, e outra das aberturas de acesso252 e 254 é ligada a um segmento de alta pressão oupressurizado de um sistema de fluido tal como o conduto dealta pressão 20 das Figs. Ia-Ie.

Em operação, o eixo 224 é acoplado a um motorprincipal, tal como o motor 12 das Figs. 1a-1e ou similar.Quando o motor principal faz rodar o eixo 224, a engrenagem218 roda e faz rodar a engrenagem 214. Um fluido éintroduzido a partir do sistema de fluido através de umadas aberturas de acesso 252 ou 254, é aprisionado entre osdentes encaixados 216 e 220 de uma forma bem conhecida natécnica e é descarregado através da outra das aberturas deacesso 252 ou 254. São formadas passagens adequadas nacarcaça 202 para assegurar um direcionamento correto dofluido durante a operação da bomba 200. A primeira luva devedação 22 6 forma uma vedação rotativa entre a primeiraengrenagem 214 e a superfície superior 205 e a segunda luvade vedação 228 forma uma vedação rotativa entre a segundaengrenagem 218 e o acessório 230 para assegurar aintegridade da cavidade 212 da bomba. A bomba 200 de acordocom a presente invenção requer somente as luvas de vedação226 e 228 para manter uma vedação e permitir uma operaçãoeficiente da bomba 200.

A relação espacial padrão ou normal entre os dentes216 e 220 das engrenagens 214 e 218 permite que os dentes216 e 220 encaixem substancialmente toda a área axial dosdentes. Em uma tal relação, a bomba 200 produz seu máximofluxo volumétrico ou máximo deslocamento. A bomba 200 deacordo com a presente invenção pode vantajosamente variarde seu deslocamento máximo visto que a segunda engrenagem218 é axialmente móvel ao longo do eixo 224. Quando asegunda engrenagem 218 se move na direção da placa deimpulsão inferior 242, uma menor quantidade da área axialdos dentes 216 e 220 realiza o contato de encaixe, o quereduz o fluxo volumétrico ou deslocamento da bomba 200.Tipicamente isto irá ocorrer quando o motor principal rodaro eixo 224 a uma velocidade menor ou com menor torque e abomba 200 irá reagir à menor velocidade de entrada outorque de entrada variando sua salda com base nas pressõesinternas na carcaça 202 da bomba. Nesta condição,abertura de acesso de saída 252 ou 254 irá criarpressão de retomo mais elevada no rebaixo 212, e a segundaengrenagem 218 irá deslocar-se ao longo do eixo geométricodo eixo 224 para um ponto ao longo do eixo geométrico emque a engrenagem 218 fica em equilíbrio ou próximo deequilíbrio para continuar a operar. A bomba 200 podeportanto variar de uma saída máxima ou deslocamento máximoem que a engrenagem 218 fica substancialmente adjacente aoacessório 230 até um deslocamento mínimo em que aengrenagem 218 fica substancialmente adjacente à placa deimpulsão inferior 242.

Quando o aparelho 200 é configurado como um motor,uma fonte de pressão externa, tal como um fluido hidráulicoproveniente de uma bomba hidráulica externa, ar comprimidoproveniente de um compressor de ar ou similar, fornece umfluxo de volume para as aberturas de acesso 252 e 254 parafazer rodar as engrenagens 214 e 218 e produzir um torquede salda no eixo 224. Quando a pressão é variada, a segundaengrenagem 218 irá mover-se ao longo do eixo geométrico doeixo 224 para fazer variar a potência de saída do motor200. O motor 200 pode ser vantajosamente utilizado paracontrolar a taxa de rotação de saída sob cargas de saídaamplamente variáveis incluindo, sem limitações, veículosautomotivos, torres, máquinas de grande porte, máquinas deterraplanagem, sondas de perfuração de poços de grandeporte, navios, equipamentos agrícolas, ou similares

Na operação do sistema 10, é dada partida ao motor12 e o motor fornece torque para o motor/bomba 16, que porsua vez fornece fluido hidráulico pressurizado para oconduto de alta pressão 20. G acumulador 38 assegura que apressão hidráulica dentro do conduto 20 permaneçarelativamente estável e proporciona armazenagem de energiade uma forma bem conhecida daqueles que são versados natécnica. A pressão no conduto 20 é transmitida para oscondutos 4 6, 62, e 98.

Fazendo referência à Fig. Ia, quando a válvula deseleção de modo 44 se encontra na posição D ou de marcha eo dispositivo de anulação de freio 54 se encontra naposição 54a, um fluido hidráulico irá fluir através doconduto 4 6, através da válvula de seleção de modo 44 esairá do conduto 50 na direção indicada pela seta naposição D, através do dispositivo de anulação de freio 54 esaindo do conduto 56 na direção indicada pela seta naposição 54a, e para as respectivas aberturas de acessosuperiores 77a-77d dos motores 76a-76d, através dos motores76a-76d e para as respectivas aberturas de acessoinferiores 78a-78d, sofrendo queda de pressão eproporcionando um torque de saída em uma direção de avançopara cada um dos motores 76a-76d de uma forma conhecidadaqueles que são versados na técnica. O fluido hidráulicode pressão mais baixa nas aberturas de acesso inferiores78a-78d realiza um percurso através do conduto 58, atravésdo dispositivo de anulação de freio e saindo do conduto 52na direção indicada pela seta na posição 54a, e através daválvula de seleção de modo 44 e saindo do conduto 48 nadireção indicada pela seta na posição D para a fonte defluido hidráulico 18.

Fazendo referência à Fig. lb, quando a válvula deseleção de modo 44 se encontra na posição N ou de pontomorto, e o dispositivo de anulação de freio 54 se encontrana posição 54a, o fluido hidráulico irá fluir através doconduto 46 mas será impedido de fluir através da válvula deseleção de modo 44 pela tampa adjacente ao conduto 46 naposição N. Os condutos de descarga 50 e 52 encontram-se emcomunicação fluida com o fluido hidráulico de pressão maisbaixa no conduto 48, e portanto não existe fluxo de fluidoatravés do dispositivo de anulação de freio 54 ou para osmotores 76a-76d, já que a pressão nos condutos 50 e 56 iráequilibrar-se com a pressão nos condutos 52 e 58. Quando naposição Ν, o óleo do reservatório 18 fica disponível parafluir através dos motores 76a-76d caso qualquer um dosmotores 7 6a-76d requeira fluxo de óleo.

Fazendo referência à Fig. 1c, quando a válvula deseleção de modo 44 se encontra na posição R ou de marcha-à-ré, e o dispositivo de anulação de freio 54 se encontra naposição 54a, o fluido hidráulico irá fluir através doconduto 4 6, através da válvula de seleção de modo 44 e irásair do conduto 52 na direção indicada pela seta na posiçãoR, através do dispositivo de anulação de freio 54 e saindodo conduto 58 na direção indicada pela seta na posição 54a,e para as respectivas aberturas de acesso inferiores 78a-78d dos motores 76a-76d, através dos motores 76a-76d e paraas respectivas aberturas de acesso superiores 77a-77d,sofrendo queda de pressão e fornecendo um torque de saídaem uma direção inversa para cada um dos motores 7 6a-7 6d deuma forma conhecida daqueles que são versados na técnica. 0fluido hidráulico de pressão mais baixa nas aberturas deacesso inferiores 77a-77d realiza um percurso através doconduto 56, através do dispositivo de anulação de freio esaindo do conduto 50 na direção indicada pela seta naposição 54a, e através da válvula de seleção de modo 44 esaindo do conduto 48 na direção indicada pela seta naposição D para a fonte de fluido hidráulico 18.

Fazendo referência à Fig. ld, quando a válvula deseleção de modo 4 4 se encontra na posição P ou deestacionamento, e o dispositivo de anulação de freio 54 seencontra na posição 54a, o fluido hidráulico não irá fluiratravés de nenhum dos condutos 46, 48, 50, e 52 na medida-em que as tampas adjacentes a cada um dos condutos 4 6, 48,50, e 52 na posição P impedem qualquer fluxo de passagempara os motores 76a-76d.

Conforme foi descrito acima, na primeira posição54a, o dispositivo de anulação de freio 54 permite o fluxode fluido hidráulico (dependendo da posição da válvula deseleção de modo 44) entre os condutos 50 e 56, e entre oscondutos 52 e 58. Na segunda posição 54b, entretanto,conforme pode ser preferencialmente observado na Fig. Ie, ofluido hidráulico não irá fluir através de nenhum doscondutos 50, 52, 56, e 58 já que as tampas adjacentes acada um dos condutos 50, 52, 56, e 58 na segunda posição54d impedem qualquer fluxo através do dispositivo deanulação de freio 54. O dispositivo de anulação de freio 54é deslocado de sua primeira posição normal 54a para asegunda posição 54b por atuação do freio 72 e a transmissãode um sinal ao longo do conector 73 e impede o fluxo defluido hidráulico da válvula de controle de deslocamento 4 4para os motores 7 6a-7 6d.

Em operação, se o freio 72 for acionado quando aválvula de seleção de modo 44 se encontra na posição D oude marcha, e o dispositivo de anulação 54 for deslocadopara a segunda posição 54b, a única fonte de fluidohidráulico para os motores 7 6a-76d é através do circuito deponte de válvula de retenção 82, e portanto todo o fluxo defluido é orientado através do circuito de ponte de válvulade retenção 82. Durante a frenagem, os motores 7 6a-7 6dcomeçarão a funcionar como bombas, recapturandovantajosamente energia da rotação das rodas do veiculodurante a frenagem. Durante a frenagem na posição D,fluido hidráulico irá fluir da fonte de fluido hidráulico18, através do conduto 94, através da válvula de retençã86, através do conduto 92, para as aberturas de acessuperiores 77-77d e para os motores 76a-76d, onde a pressãodo fluido hidráulico é aumentada. Um fluido hidráulico comalta pressão irá então fluir dos motores 7 6a-7 6d, atravésdas aberturas de acesso inferiores 78a-78d, através doconduto 96, e se a pressão no conduto 96 for maior queconduto 98, através da válvula de retenção 90 e paraconduto 98, onde o fluido hidráulico de alta pressão fluipara o conduto 20 e recarrega o acumulador 38.

Durante a frenagem com a válvula de seleção de modo44 na posição R, o fluido hidráulico irá fluir da fonte defluido hidráulico 18, através do conduto 94, através daválvula de retenção 88, através do conduto 96, para asaberturas de acesso inferiores 78a-78d e para os motores76a-76d, onde a pressão do fluido hidráulico aumenta. Ofluido hidráulico com alta pressão irá então fluir dosmotores 7 6a-76d, através das aberturas de acesso superiores77a-77d, através do conduto 92, e se a pressão no conduto92 for maior que no conduto 98, através da válvula deretenção 84 e para o conduto 98, onde o fluido hidráulicode alta pressão flui para o conduto 20 e recarrega oacumulador 38.

O circuito de ponte de válvula de retenção 82funciona impedindo o fluxo de fluido hidráulico para osmotores 76a-76d em direção inversa quando o veiculo tiverparado completamente. Durante a frenagem e quando a válvulade seleção de modo 44 se encontra na posição D, odispositivo de anulação de freio 54 move-se para a posição54b e impede fluxo da válvula de seleção de modo 44 para osmotores 76a-76d. O fluxo do conduto de alta pressão 20tentará alcançar os motores 76a-76d através do conduto 98mas será impedido de fluir para os motores através dasválvulas de retenção 84 e 90. O circuito de ponte deválvula de retenção 82 permitirá fluxo para o conduto 98somente do conduto 92 através da válvula de retenção 84 oudo conduto 96 através da válvula de retenção 90, o quesomente ocorrerá quando a pressão nos condutos 56 e 92 ounos condutos 58 e 96 for maior que a pressão no conduto 98.

Se a pressão no conduto 92 for menor que a pressão noconduto 98 e no conduto 94, a válvula de retenção 86 iráabrir-se mas devido ao fato de o conduto 94 se encontrar embaixa pressão, não poderá ocorrer nenhum fluxo doreservatório 18 para o conduto 92. Similarmente, se apressão no conduto 96 for inferior à pressão no conduto 98e no conduto 94, a válvula de retenção 88 irá abrir-se masdevido ao fato de o conduto 94 se encontrar em baixapressão, nenhum fluxo poderá ocorrer do reservatório 18para o conduto 96, vantajosamente impedindo que um fluidohidráulico com alta pressão faça os motores 7 6a-7 6d seremacionados em uma direção inversa após o veiculo ter paradocompletameηte.

Em operação, o fluxo do fluido hidráulico atravésdo sistema 10 é controlado pelo operador através doacelerador 70 e do freio 72 em acoplamento com a válvula decontrole de deslocamento 60. O conector 80 e as conexões75a-75d são ligados entre si através de interligações ousimilares de tipo adequado, o que permite que os motores76a-7 6d forneçam informações de retorno para a válvula decontrole de deslocamento 60 através das conexões 75a-75d deuma forma similar àquela utilizada pelo conector 80 parafornecer controle para os motores 76a-76d através dasconexões 75a-75d.

Por exemplo, se um usuário (não ilustrado) doveiculo pressionar o acelerador 70, este fará o conector deretorno de informação 80 deslocar-se em uma direção deaceleração e fará a válvula de controle de deslocamento' 60mover-se para a posição 60a. Um fluido de alta pressão doconduto 62 irá fluir através das aberturas de acesso naválvula de controle de deslocamento 60, aumentando apressão no conduto 66 e fluindo para os cilindros 74a-74d.Na medida em que a pressão no conduto 66 será maior que apressão no conduto 68, os conectores 75a-75d serãodeslocados em uma direção de aceleração, aumentando odeslocamento e portanto o torque de saída dos motores 76a-76d.Quando tiver sido alcançado um torque de saídadesejado dos motores 76a-76d, os motores 76a-76d irãodesacelerar, deslocando os conectores 75a-75d em umadireção de desaceleração, reduzindo a pressão no conduto 66e aumentando a pressão no conduto 68. Este movimento étransmitido de volta para a válvula de controle dedeslocamento 60 pelo conector de retorno de informação 80.,que desloca a válvula de controle de deslocamento nadireção da posição 60b. Na posição 60b não existe fluxoatravés da válvula de controle de deslocamento 60 eportanto os conectores 75a-75b permanecem estacionários, eo deslocamento, e portanto o torque de saída, dos motores7 6a-7 6d permanece constante.

Se o usuário remover seu pé do acelerador 70, estaação fará o conector de retorno de informação 80 deslocar-se em uma direção de desaceleração e fará a válvula decontrole de deslocamento 60 mover-se para a posição 60c. Umfluido de alta pressão do conduto 62 irá fluir através dasaberturas de acesso na válvula de controle de deslocamento60, aumentando a pressão no conduto 68 e fluindo para oscilindros 74a-74d. Devido ao fato de a pressão no conduto68 ser superior à pressão no conduto 66, os conectores 75a-75d foram deslocados em uma direção de desaceleração,reduzindo o deslocamento, e portanto o torque de saída, dosmotores 7 6a-7 6d.

Vantajosamente, não existe nenhuma ligação diretaentre o acelerador 70 e o motor 12. Ao invés disso, o motor12 é operado e controlado com base em uma combinação develocidade de motor (baseada no sinal na linha 42), torque(baseado na posição da válvula de controle de deslocamento60, que é afetada pela posição do acelerador 70), e pressãodo sistema (baseada no sinal na linha 38a). Esta combinaçãode entradas permite que o módulo de controle de aceleração40 do sistema 10 faça sempre funcionar o motor 12 em seuponto máximo de eficiência, com base em parâmetros deeficiência de motor conhecidos, proporcionando dessa formaum controle proporcional do motor 12 e sistema 10. Emmomentos em que o sistema 10 se encontra com carga plena, omotor 12 pode ser vantajosamente desligado, reduzindo azero o consumo instantâneo de combustível. Quando a pressãodo sistema cai, o motor 12 é reativado para fornecernovamente pressão para o conduto 20.

Com base na condição ou estado de operação docompressor de condicionamento de ar 24, do módulo demanutenção de energia 28, e do acumulador 38 (conformedeterminados por seus respectivos sinais nas linhas 24a,28a, e 38a), o módulo de controle de aceleração 40 enviasinal através da linha 42 para dar partida ou desligarmotor 12 e/ou variar o deslocamento do motor/bomba 16.

A medida que a pressão do sistema no conduto 20aumenta, o acumulador 38 é preenchido e a taxa de fluxo domotor/bomba 16 é reduzida. 0 fluxo do motor/bomba 16continua a ser reduzido até a pressão do sistema cairdevido a uma saída dos motores 7 6a-7 6d. Se em qualquermomento do fluxo do motor/bomba 16 alcançar um fluxo zero,o motor 12 poderá ser desligado até ser novamentenecessário fluxo. O fluxo do motor/bomba 16 pode igualmenteser reduzido se um acessório requerer energia para impedirque o motor 12 "morra" (supondo-se que o acessório estejaacoplado por meio de uma embreagem ao motor 12). O sistemade conjunto motor 10 obtém sua eficiência medianteponderação de média da taxa de consumo de energia. Aenergia necessária para rajadas intermitentes é fornecidapela energia armazenada no acumulador 38. O motor/bomba 16proporciona um fluxo superior à média de fluxo necessáriapara propulsão do veiculo. O fluxo suplementar criado pelabomba 16 é então armazenado no acumulador 38.

O conjunto de acionamento híbrido hidráulico 10 deacordo com a presente invenção proporciona vantajosamenteuma metodologia de controle sem complicações e um meio decontrole muito eficiente para o sistema 10 em virtude dofato de a resposta do torque de saída dos motores 76a-76dser muito rápida quando seu deslocamento é aumentado.

Aqueles que são versados na técnica poderãoapreciar que o sistema 10 de acordo com a presente invençãopode ser utilizado para fornecimento de energia hidráulicapara qualquer número de sistemas incluindo, sem limitações,um sistema de propulsão para uma embarcação flutuante ousubmersível tal como um navio, um barco, ou um submarino,um sistema de propulsão para um helicóptero, entre outros.

Em suma, a saída do motor/bomba 16 pode ser utilizada com osistema de conjunto motor 10 para acionamento de qualquernúmero de motores hidráulicos., tais como os motores 76a-76dpara qualquer número de propósitos, sem afastamento doescopo da presente invenção.

Os conectores 73, 75a-75d, e 80, e os sinais naslinhas 24a, 28a,, 38a, e 42 podem consistir em qualquer tipode conector mecânico, tal como uma linha hidráulica, umcabo, uma barra de metal ou similares, ou um sinal elétricocomunicando com válvulas de solenóide ou similares, semafastamento do escopo da presente invenção.

De acordo com as normas das leis de patentes, apresente invenção foi descrita naquela considerada comosendo sua configuração preferencial. Entretanto, deverá serobservado que a invenção pode ser praticada de formadiferente daquela aqui especificamente ilustrada e descritasem afastamento de seu espírito ou escopo.

Claims (12)

1. CONJUNTO DE ENGRENAGENS DE BOMBA, caracterizadopor compreender:uma engrenagem de acionamento 310; euma engrenagem acionada 312 que se encaixa com areferida engrenagem de acionamento 310, em que as referidasengrenagens 310, 312 se encaixam inicialmente em umprimeiro ponto 314 de dois pontos 314, 316 esubseqüentemente em um segundo ponto 316 de dois pontos aolongo dos correspondentes perfis de dentes 318, 320 paraprovisão de uma vedação 322 entre as referidas engrenagens-310, 312 em um ambiente com presença de fluido.

2. Conjunto de engrenagens de bomba, de acordo coma reivindicação 1, caracterizado por o referido primeirodos referidos dois pontos de encaixe 314, 316 incluir araiz 32 6 de um dente de engrenagem e a ponta 328 do dentede engrenagem oposto.

3. Conjunto de engrenagens de bomba, de acordo coma reivindicação 2, caracterizado por o segundo dosreferidos dois pontos de encaixe 314, 316 incluir um ponto-316 ao longo do lado de um perfil de dente de engrenagem-318 que se encaixa com um ponto 316 ao longo do lado doperfil de dente de engrenagem oposto 320 quando o ponto 314da referida ponta 328 se desencaixa para formar uma área-322 para vedação dos referidos dentes de engrenagem quandoas referidas engrenagens 310, 312 são encaixadas emrotação..

4. Conjunto de engrenagens de bomba, de acordo coma reivindicação 3, caracterizado por a referida área devedação 322 proporcionar um meio para um fluido 324 escaparhidrostaticamente quando o referido primeiro ponto deencaixe 314 dos referidos dentes de engrenagem ficadesencaixado.

5. CONJUNTO DE ENGRENAGENS DE BAIXO RUÍDO PARAUTILIZAÇÃO COM UM CONJUNTO MOTOR7 caracterizado porcompreender:um motor 12 que aciona uma bomba 16 acoplada a umafonte de fluido de baixa pressão 18 para geração de fluidode alta pressão em uma saida 107, 252, 254;pelo menos um motor/bomba de deslocamento variável 16 que responde ao referido fluido de alta pressão gerandoum movimento de rotação em uma saida 107, 252, 254;o referido motor/bomba de deslocamento 16compreendendo:uma engrenagem de acionamento 310; euma engrenagem acionada 312 encaixada com areferida engrenagem de acionamento 310, em que a referidaengrenagem acionada 312 se encaixa com a referidaengrenagem de acionamento 310 em um primeiro ponto 314inicialmente ao longo do perfil 318, 320 das referidasengrenagens correspondentes;referido primeiro ponto 314 sendo a raiz 326 deum dente de engrenagem encaixada com a ponta 328 do dentede engrenagem oposto criando um primeiro ponto de contato-314 para obtenção de uma vedação de fluido 322 da referidafonte de fluido de baixa pressão 18 entre a referida raiz-32 6 e a referida ponta 328; eum subseqüente segundo ponto 316 ao longo doreferido perfil 318, 320 quando os dentes se encaixam epermitindo que o referido fluido 324 escapehidrostaticamente entre os referidos pontos 314, 316 nodesencaixe na referida saída de fluido de alta pressão 107,-252, 254.

6. Conjunto de engrenagens de baixo ruído, deacordo com a reivindicação 5, caracterizado por o referidosegundo ponto 316 dos referidos dois pontos de encaixe 314,-316 incluir um ponto 316 ao longo do lado de um perfil dedente de engrenagem, 318 que se encaixa com um ponto 316 aolongo do lado do perfil de dente de engrenagem oposto 320quando os pontos da referida raiz 326 e da referida ponta-328 se desencaixam formando uma área para vedação 322 dosreferidos dentes de engrenagem quando as referidasengrenagens 310, 312 são encaixadas.

7.Conjunto de engrenagens de baixo ruído, deacordo com a reivindicação 6, caracterizado por a referidaárea de vedação 322 proporcionar um meio para o fluido 324escapar hidrostaticamente quando os referidos dentes deengrenagem se desencaixam.

8. CONJUNTO DE ENGRENAGENS PARA REDUÇÃO DE DESGASTEFORÇANDO UM APOIO HIDROSTÁTICO ENTRE AS SUPERFÍCIES DECONTATO DAS ENGRENAGENS, caracterizado por compreender:pelo menos duas engrenagens 310, 312, em que asreferidas engrenagens 310., 312 se encaixam subseqüentementeao longo de pelo menos dois pontos 314, 316 doscorrespondentes perfis de dente 318, 320 para provisão devedação 322 entre as referidas engrenagens 310, 312 em umambiente com presença de fluido.

9. Conjunto de engrenagens, de acordo com areivindicação 8, caracterizado por um ponto 314 dosreferidos pelo menos dois pontos de encaixe 314, 316incluir a raiz 326 de um dente de engrenagem e a ponta 328do dente de engrenagem oposto.

10. Conjunto de engrenagens, de acordo com areivindicação 9, caracterizado por um ponto 316 dosreferidos pelo menos dois pontos de encaixe 314, 316incluir um ponto 316 ao longo do lado de um perfil de dentede engrenagem 318 que se encaixa com um ponto ao longo dolado do perfil de dente de engrenagem oposto 320 quando ospontos da referida raiz 326 e da referida ponta 328 sedesencaixam formando uma área para vedação 322 dosreferidos dentes de engrenagem quando as referidasengrenagens 310, 312 são encaixadas.

11. Conjunto de engrenagens, de acordo com areivindicação 10, caracterizado por a referida área devedação 322 proporcionar um meio para ura fluido 324 escaparhidrostaticamente quando os referidos dentes de engrenagensficam desencaixados.

12. MÉTODO PARA PROVISÃO DE UMA BOMBA DEENGRENAGENS DE BAIXO RUÍDO COM SIMULTÂNEA REDUÇÃO DEDESGASTE DE ENGRENAGENS, caracterizado por compreender asetapas de:a. provisão de uma primeira engrenagem 310;b. encaixe da referida primeira engrenagem 310 comuma segunda engrenagem 312 em um primeiro ponto de encaixe- 314, em que o referido primeiro ponto de encaixe 314 é araiz 326 de um dente de engrenagem e a ponta 328 do dentede engrenagem oposto;c. encaixe da referida primeira engrenagem 310 coma referida segunda engrenagem 312 em um segundo ponto deencaixe 316, em que o referido segundo ponto de encaixe 316é um ponto ao longo do lado de um perfil de dente deengrenagem 318 que se encaixa com um ponto ao longo do ladodo perfil de dente de engrenagem oposto 320;d. formação de urna área para vedação 322 dosreferidos dentes de engrenagem quando as referidasengrenagens 310, 312 são encaixadas no referido segundoponto de encaixe 316 e desencaixadas do referido primeiroponto de encaixe 314; ee. após o desencaixe dos referidos dentes deengrenagem no referido primeiro ponto de encaixe 314,provisão de ura meio para que o fluido 324 escapehidrostaticamente.