BRPI0712329A2 - transmissão de velocidade variável de deslocamento positivo com engrenagem de propulsão de movimento duplo - Google Patents

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Abstract

TRANSMISSãO DE VELOCIDADE VARIáVEL DE DESLOCAMENTO POSITIVO COM ENGRENAGEM DE PROPULSãO DE MOVIMENTO DUPLO A presente invenção diz respeito a sistemas de transmissão e mudanças de relações de transmissão em sistemas de transmissão de potência. Em particular, a presente invenção se refere a uma transmissão de velocidade variável de deslocamento positivo. A transmissão inclui uma ou mais engrenagens propulsoras que orbita, gira, e traslada radialmente para alterar o tamanho do caminho orbital. A mudança no caminho orbital aumenta ou diminui a velocidade linear da engrenagem propulsora engatando uma ou mais engrenagens acionadas e transferindo a velocidade linear modificada na forma de uma mudança da relação de transmissão. As engrenagens acionadas também são movíveis radialmente e o movimento das engrenagens acionadas é sincronizado com o movimento radial das engrenagens propulsoras para manter o acoplamento substancialmente constante entre as mudanças de relações de transmissão. Assim, enquanto as engrenagens propulsoras ou acionadas podem deslizar ou se deslocar radialmente para qualquer posição dentro de um intervalo de posições, as mudanças de relações de transmissão podem ser feitas em pequenos incrementos.

Description

TRANSMISSÃO DE VELOCIDADE VARIÁVEL DE DESLOCAMENTO POSITIVO COM ENGRENAGEM DE PROPULSÃO DE MOVIMENTO DUPLO
Campo da Invenção
A presente invenção se refere a uma transmissão que é capaz de. definir e operar uma grande gama de relações de transmissão.
Antecedente da Invenção
Desde o início dos motores mecânicos, a finalidade e a concepção de um motor vêm sendo focadas, pelo menos de alguma maneira, para permitir que em um pequeno motor desloque uma carga grande. Como os motores evoluíram e a tecnologia ficou mais sofisticada, os motores com relações de transmissões múltiplas foram desenvolvidos para permitir que o motor inicie o movimento da carga, com uma baixa taxa e para aumentar gradualmente as relações mais altas, enquanto a carga começa a se movimentar. Desta forma, uma transmissão pode tornar-se mais eficaz usando o torque do motor e mantendo o motor operando próximo a uma velocidade adequada. Além disso, um motor pode funcionar dentro de uma gama restrita de velocidades, proporcionando, simultaneamente, uma faixa maior de velocidades de saída.
Para efetuar uma mudança gradual na relação de transmissão, uma transmissão manual utiliza várias engrenagens acionadas separadas de diversos tamanhos em conexão com uma ou mais engrenagens propulsoras. Quando uma mudança de relação de transmissão é feita, uma engrenagem propulsora desengata da engrenagem acionada e reacoplar em uma engrenagem diferente. Por exemplo, uma embreagem pode desacoplar uma engrenagem propulsora de uma engrenagem acionada, em seguida reacoplar a mesma ou diferentes engrenagens propulsoras com uma segunda engrenagem acionada tendo diferentes raios. Enquanto que, as novas engrenagens engatadas têm raios ou alavancas diferentes, a relação de transmissão é mudada. Para este efeito, a mudança de relação de transmissão, entretanto, a engrenagem propulsora deve ser temporariamente desconectada de todas as engrenagens acionadas, de tal forma que a fonte de potência seja também temporariamente desconectada da carga, enquanto a mudança da relação de transmissão é realizada. Embora temporariamente, o afastamento entre as engrenagens propulsoras e acionadas dura o tempo suficiente para ser percebida por um operador de máquinas que utiliza a transmissão, e há tempo suficiente para que, quando as engrenagens propulsoras e acionadas sejam reengatadas umas com as outras, eventualmente uma interferência prejudicial no torque pode ocorrer.
As transmissões automáticas também fazer mudanças graduais na relação de transmissão pela desconexão do motor com a carga. Para fazer isso, as transmissões automáticas normalmente usam um ou mais conjuntos de engrenagens planetárias que são usadas em conexão com uma série de marchas e bandas que são controladas por um sistema hidráulico. Para a mudança entre as relações de transmissão, os tubos dentro do sistema hidráulico são usados para controlar a pressão hidráulica que ativa diferentes embreagens e bandas, de modo a conectar e desconectar os transportadores e as diversas engrenagens da transmissão automática do motor. Com base nas embreagens e bandas especificas que engatam de desengatam, a transmissão atinge uma mudança da relação de transmissão predeterminada.
Quando a fonte de potência é desconectada e desacoplada da carga, a carga deve mover lentamente até à fonte de potência ser reconectada. Para algo mais do que a desconexão sobre uma quantidade de tempo insignificante, a carga então se move e um impulso significativo pode ser perdido. Por exemplo, uma carreta ou outro veículo pode se mover em uma subida quando uma mudança é necessária. Empurrando na embreagem ou não desconectando a fonte de potência da carreta, as RPMs do motor são diminuídas, os turbos podem ser propelidos, e o torque, já não pode ser aplicado no movimento da carga. Como resultado, muitas vezes o condutor deve mudar duas ou três marchas para baixo porque o re-engate da fonte de potência não irá ocorrer rapidamente o suficiente para manter as RPMs do motor, diminuindo apenas uma ou duas marchas. Isso resulta no uso ineficiente da potência do motor e do combustível.
Da mesma forma, quando um trator está puxando uma carga, tal como um arado, temporariamente desconecta o motor da carga de modo que a mudança da relação de transmissão reduz o impulso do trator e do arado. Enquanto o trator pode ser capaz de se mover por inércia, com o arado é menos provável que isto ocorra. Por exemplo, quando o arado perde o impulso este pode prender no chão e, assim acabar interrompendo o impulso do trator. O arado pode prender e parar com um movimento brusco que pode danificar o trator e pode potencialmente ferir o operador. Portanto, para evitar prejuízos e danos, o operador do trator pode conduzir o trator e o arado em baixa velocidade para evitar a necessidade de mudança de marchas, embora uma velocidade maior permita arar o campo mais rapidamente, fazer com que o combustível seja consumido de forma mais eficiente, e faça uso do impulso para obter um projeto do arado.
Além disso, muitas outras aplicações foram incapazes de tirar proveito das vantagens e benefícios de uma transmissão de velocidade variável por causa da desconexão da fonte de potência da carga torna a aplicação insegura ou impraticável. Por exemplo, um elevador poderia se beneficiar das mudanças de relações de transmissão para alterar a velocidade de sua subida ou descida. No entanto, desconectar a fonte de potência durante a subida ou descida iria fazer com que o carro do elevador desça deslizando, ou em queda-livre, o que torna a transmissão de velocidade variável insegura para o elevador de passageiros.
Um sistema de transporte, tais como os utilizados em operações de fabricas ou minas também poderiam se beneficiar das velocidades variáveis. Por exemplo, enquanto o sistema impulsiona a correia transportadora poderia ser iniciada com uma marcha lenta e, em seguida, aumentando-a para o pleno funcionamento. Contudo, muitas correias transportadoras, são carregadas com materiais e/ou a milhas de comprimento, criando assim uma grande carga que a ser movida. Se uma mudança da relação de transmissão viesse a ser feita pela desconexão da fonte de potência ainda que temporariamente, o material e a correia transportadora iriam perder o ritmo e evitaria uma mudança efetiva da mudança de relação de transmissão. Conseqüentemente, os materiais freqüentemente têm que ser removido da correia apenas para deslocar o transportador, e/ou o sistema transportador tem que ser operado a uma velocidade constante.
Embora, as transmissões de velocidades variáveis proporcionem muitos benefícios, a desconexão significativa da fonte de potência da carga nessas transmissões tradicionais tem feito com que os projetos de motor e transmissão busquem métodos e sistemas que minimizem o tempo em que a fonte de potência e uma engrenagem propulsora fiquem desconectadas. Em pelo menos algum grau, as máquinas automáticas têm reduzido esse tempo, automatizando a mudança entre as marchas e mudando as relações de marcha, assim também reduzindo o tempo entre a desconexão e a reconexão da fonte de potência a carga. No entanto, mesmo motores automáticos desconectam o motor da engrenagem propulsora por" um tempo suficientemente longo para provocar uma perda potencialmente significativa no torque, faltando assim fazer um uso eficiente da potência disponível. Além disso, operando apenas com um número muito limitado de relações de transmissão discretas, que podem ser relativamente bem espaçadas, o motor funciona na maioria das vezes em um intervalo ineficiente. Consequentemente, o motor deve ser capaz de fornecer mais potência, e devem assim ser maior do que de outra forma seria necessária se um motor foi mais freqüente operado em uma velocidade eficiente. 0 uso ineficiente desses motores, por sua vez, queima mais combustível do que seria executado em um motor com velocidades mais eficiente.
Enquanto, diminui o tempo necessário para as mudanças entre as relações de marcha também diminua o tempo de duração que a carga e fonte de potência são desconectadas, isto também pode criar picos de torque maiores o que pode danificar o trem de acionamento. Em especial, como uma mudança da relação de transmissão é feita a partir de uma relação de transmissão discreta a uma outra relação de transmissão discretas, o acoplamento das engrenagens propulsoras e acionadas pode produzir um pico de torque de tal modo que como as engrenagens propulsoras e acionadas engatam, o torque produz picos momentâneos. 0 pico do torque pode ser reduzido através do embandeiramento da embreagem, de modo a provocar o reengate gradual das engrenagens acionada e acionadoras. Se, no entanto, a mudança for feita rápida demais, o pico do torque pode produzir um torque de saída grande o suficiente para danificar um eixo de transmissão, chassi, ou um eixo.
Consequentemente, alguns esforços têm sido feitos para reduzir um pico de torque, de forma a reduzir a probabilidade de que o pico de torque irá causar danos. Por exemplo, um antecipador do pico de torque pode ser utilizado para reduzir artificialmente o torque enquanto uma mudança da relação de transmissão é feita. Em especial, enquanto uma mudança da relação de transmissão é feita, antecipador do pico de torque pode Diminuir as RPMs do motor durante as mudanças de relação de transmissão, de modo que quando as engrenagens se reengatam para produzir a nova relação de transmissão, menos torque é produzido durante o pico do torque. Entretanto, tal sistema acrescenta, complexidades adicionais para uma transmissão e impede a operação em uma velocidade constante, de modo a fazer uso eficiente da energia disponível.
Em aplicações de baixos torques, os problemas relacionados com a desconexão da fonte de potência da carga são reduzidos, de certo modo, pela transmissão continuamente variável (CVT) e transmissão infinitamente variável (FPI). A CVT normalmente utiliza duas polias, que estão ligadas por uma correia. As polias podem incluir dois cones que faceiam um ao outro e que pode ser puxado ou ainda empurrado pela pressão hidráulica, força centrífuga, mola de tensão. Como uma polia aumenta o seu raio, o outro diminui o seu raio para manter as correias apertadas. Como as duas polias mudam seus raios em relação uma a outra, elas criam várias relações de transmissão. Um conceito similar está englobado em uma transmissão infinitamente variável (FPI), que também faz uso de modo similar de polias e cones complementares. Em vez de uma correia, no entanto, a IVT usa um elemento cilíndrico que é prensado entre os cones.
Independentemente de saber se uma CVT (elemento espiral) ou uma IVT (elemento cilíndrico) é utilizada, no entanto, o sistema se baseia no atrito para ajustar relações de transmissão e fornecer potência de saída. O atrito introduz calor no sistema, no entanto, e, como resultado, o elemento espiral e o elemento cilíndrico aquecem e são suscetíveis a um perigoso desgaste, o que exige que o usuário concerte ou substitua as peças. Para reduzir a freqüência de reparos, o atrito do elemento espiral ou cilíndrico pode ser amenizado, tais como através do uso de uma correia mais grossa ou impregnação da correia com metais ou outros materiais mais resistentes.
Entretanto, como a tensão na correia é aumentada, os custos de investimento são aumentados. Por outro lado, materiais suficientemente duros podem fazer com que os cones dentro da transmissão desengatem e falhem.
Além disso, uma vez que estes sistemas são baseados no atrito, eles normalmente são adequados apenas para aplicações de baixo torque, enquanto aplicações de alto torque poderiam causar um aquecimento excessivo na transmissão, causando assim maior desgaste e falhas nos componentes de transmissão. Como resultado, transmissões CVT e IVT não são escaláveis para uma ampla variedade de aplicações de baixo e alto torque. De fato, a aplicação de torque para uma CVT ou IVT em um sistema de alta potência ou de torque elevado pode fazer com que uma falha imediata próximo ao elemento espiral ou ao elemento cilíndrico podendo derreter ou não deteriorar devido ao calor induzido pelo atrito.
Porque a CVT e IVT tem sido vistas como alternativas inaceitáveis em aplicações de alto torque, esforços adicionais têm sidos empregados em aplicações de alto torque, de modo a proporcionar pouco ou nenhum lapso de tempo entre a desconexão e reconexão da fonte de potência e carga. Por exemplo, John Deere produz tratores com uma transmissão PowerShift que usa um modelo complexo que é proposto para automaticamente fazer o travamento e desconectar e reconectar a carga quase ao mesmo tempo de forma que não haja um lapso de tempo real e pouco ou nenhuma perda de torque. No entanto, a transmissão é muito maior do que uma transmissão padrão, e pode abrigar um grande número de linhas hidráulicas dentro da transmissão.
Como conseqüência, a manutenção das linhas pode ser difícil, e o tamanho do motor aumenta ainda mais o tamanho dos equipamentos e o peso ou carga que devem ser transportadas. Além disso, devido à complexidade e o tamanho da transmissão, isto pode ter um custo proibitivo para determinadas aplicações e não é proporcionável para baixo torque ou pequenas aplicações.
Portanto, existe a necessidade de uma melhor transmissão, que seja escalável e que possa alternar entre as várias relações de transmissão sem exigir a desconexão da fonte de potência da carga. RESUMO DA INVENÇÃO
De acordo com um aspecto da presente invenção, uma transmissão compreende:
uma interface de transmissão de entrada compreendendo eixo de entrada giratório;
uma ou mais engrenagens propulsoras acopladas, pelo menos indiretamente, a dita interface de transmissão de entrada, cada da dita uma ou mais engrenagens propulsoras sendo configurada para o movimento rotacional sobre um respectivo eixo interno da engrenagem propulsora e para o movimento orbital sobre um eixo externo comum, onde o dito movimento rotacional e o dito movimento orbital correspondem à rotação do dito eixo de entrada rotacional;
uma ou mais engrenagens propulsoras configuradas para se encaixar a dita uma ou mais engrenagens propulsoras, de tal forma que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras sejam adaptadas para causar uma rotação da dita uma ou mais engrenagens propulsoras;
uma interface transmissão de saída acoplada, pelo menos indiretamente, a dita uma ou mais engrenagens propulsoras.
Isto, e pelo menos outras, transmissões da presente invenção pode substancialmente manter o acoplamento constante entre pelo menos uma engrenagem propulsora e pelo menos uma engrenagem acionada em várias relações de transmissão, e também pode manter tal acoplamento mesmo enquanto a transmissão se encontra no estado de saída neutro. Ao manter um acoplamento substancialmente constante entre pelo menos uma engrenagem propulsora e pelo menos uma engrenagem acionada, a transmissão é capaz, quando a carga está sendo conduzida, de implementar mudanças a uma relação de engrenagem associadas enquanto mantém a conexão a carga.
De acordo com um outro aspecto da invenção, uma transmissão compreende:
uma primeira interface de transmissão;
um primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência acoplado a pelo menos indiretamente a dita primeira interface de transmissão, cada da dita uma ou mais primeiro elemento de transmissão de potência sendo configurados para viajar ao longo da respectiva caminho orbital, numa extensão de cada caminho orbital do dito primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência sendo seletivamente variável de modo que uma única relação de transmissão seja definida para cada extensão do caminho orbital;
um segundo conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência configurado para acoplar ao dito primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência; e
uma segunda interface de transmissão acoplada dito segundo conjunto de um ou mais elementos de transmissão de energia.
Essa transmissão pode empregar diversas relações de transmissão que são alteráveis em pequenos incrementos sobre uma faixa de relações de transmissão. Preferencialmente, a transmissão inclui uma interface de transmissão de entrada e pelo menos uma engrenagem propulsora acoplada a potência de entrada e configurada para orbitar de modo que o caminho orbital permita transmissão de potência através das várias relações de transmissão. Uma ou mais engrenagens acionada se acopla à engrenagem propulsora e receber um torque de entrada de uma ou mais engrenagens propulsoras. Preferencialmente, a interface de potência de saída é também acoplada a uma ou mais engrenagens acionadas e pode fornecer uma potência de saída de um reservatório de energia ou para uma ou mais cargas. De preferência, o caminho orbital da engrenagem propulsora é mutável de tal forma que o comprimento do caminho orbital pode ser aumentado ou diminuído, de modo que aumentando ou diminuindo o comprimento do caminho orbital, a engrenagem propulsora implementa várias relações de transmissão. A mudança do comprimento do caminho orbital permite que a relação de transmissão seja mudada com a transmissão entre uma pluralidade de relações engrenagens discretas, em pequenos incrementos. De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um sistema transformador de energia compreende:
um primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência, sendo que cada um é configurado para aceitar um torque e, em resposta, girar sobre seu eixo central, e viajar ao longo de um caminho orbital seletivamente mutável sobre um eixo externo;
e um segundo conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência configurado para acoplar o dito primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência, de modo a permitir que o torque seja transferido entre eles, onde o dito uma ou mais primeiros elementos de transmissão de potência e dito segundo elementos de transmissão de potência são adaptados para definir coletivamente uma pluralidade de diferentes relações de transmissão responsiva a uma ou mais mudanças de caminho do dito primeiro caminho orbital do dito primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência.
Neste tipo de sistema transformador de potência, os primeiros e segundos elementos de transmissão de potência podem receber uma potência de entrada para qualquer conjunto de elementos de transmissão de potência de tal modo que o torque possa ser transmitido através da transmissão em qualquer uma das duas direções diferentes.
Ou seja, o conjunto dos primeiros elementos de transmissão de potência pode agir como elementos acionadas ou transmissão, e o segundo conjunto de elementos de transmissão de potência podem igualmente agir respectivamente como elementos acionadas ou transmissão.
De acordo com um outro aspecto da invenção, outro sistema transformador de potência compreende:
um primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência, cada um dos ditos primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência é configurado para viajar ao longo do respectivo caminho orbital, um comprimento de cada caminho orbital do dito primeiro conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência é seletivamente variável de forma que uma relação de transmissão diferente é definida para cada extensão diferente de cada caminho orbital, e
um segundo conjunto de um ou mais elemento de transmissão de potência é engajado com o dito primeiro conjunto de um ou mais elemento de transmissão de potência, o dito segundo conjunto de um ou mais elementos de transmissão de potência é configurado para substancialmente se manter engajado com o dito primeiro conjunto de um ou mais elemento de transmissão de potência em cada dita pluralidade de relações de transmissão.
De acordo com um outro aspecto da invenção, uma transmissão compreende: uma interface de transmissão configurada para receber uma potência de entrada rotativa;
um ou mais elementos de condução acoplada à dita interface de transmissão de entrada, o dito um ou mais elementos de condução é configurado para seletivamente transladar radialmente qualquer de uma pluralidade de posições radiais;
um ou mais elementos acionados configurados para acoplar o dito um ou mais elementos de condução, o dito um ou mais elementos acionados é configurado para receber a dita potência de entrada do dito elemento de condução, e o dito um ou mais elementos acionados configurado para manter sensivelmente o acoplamento substancialmente constante com o dito um ou mais elementos de condução em cada uma da dita pluralidade de localizações radiais do dito um ou mais elementos de condução; e
uma interface de transmissão de saída acoplada ao dito um ou mais elementos acionados, a dita interface de transmissão de saída sendo configurada para transmitir um torque de saída correspondente ao dito torque de entrada.
Neste tipo de transmissão, uma interface de transmissão de entrada é incluída para receber a potência de saída rotacional de um outro dispositivo. Este exemplo de transmissão, também pode incluir uma ou mais entradas radialmente móvel, ou elementos de condução acoplados a interface de transmissão entrada de modo que os elementos móveis de entrada recebem o torque de saída pelo outro dispositivo. 0 elemento de entrada acoplado com a saída de, elementos acionados para os quais o torque ê transmitido dos elementos de entrada. Os elementos de saída mantêm o acoplamento com o elemento de entrada em vários locais discretos enquanto o elemento de entrada também se move radialmente. A interface de transmissão de saída também é acoplada aos elementos de saída para transmitir um torque de saída para outro dispositivo ou dispositivos.
De acordo com um outro aspecto da invenção, uma transmissão compreende:
uma interface de transmissão de entrada configurada para receber um torque de entrada;
uma pluralidade de elementos de condução acoplada a dita interface de transmissão, dita pluralidade de elementos de condução sendo configurados para definir coletivamente uma pluralidade de relações de transmissão;
uma pluralidade de elementos acionados é configurada para acoplar a dita pluralidade de elementos de condução, cada uma da dita pluralidade elementos acionados sendo configurada para transladar radialmente em relação a um eixo central sobre o qual a dita pluralidade de elementos de condução estão dispostos, cada uma da dita pluralidade de elementos acionados sendo configurada para transladar um ao longo de um caminho de transação predeterminado de uma primeira posição radial em relação ao dito eixo central para pelo menos, uma segunda posição radial em relação ao dito eixo central, de forma que o dito caminho de transação predeterminado para cada da dita pluralidade dos elementos acionados é deslocada angularmente em relação ao caminho de translação predeterminado de pelo menos um outro elemento acionado; e
uma interface de transmissão de saída configurada para transmitir um torque de saída, a dita interface transmissão de saída sendo acoplada a dita a pluralidade de elemento acionado configurada para receber um torque dela.
Neste tipo de transmissão, uma interface de transmissão de entrada da transmissão recebe um torque de entrada e é conectada a uma pluralidade de elementos de condução que recebem o torque de entrada da interface de entrada e que pode proporcionar um grande e infinito número de relações de transmissão dentro de uma faixa de relações de transmissão. Os elementos de condução são engajados com uma pluralidade de elementos acionados em que cada um se move radialmente ao longo de um caminho predeterminado de uma primeira posição para a segunda posição, e de modo que a que cada caminho predeterminado é deslocado em um ângulo com relação aos caminhos predeterminados dos outros elementos acionados. Por exemplo, os elementos acionados podem ser espaçados em torno de um círculo e avançar ao longo de caminhos predeterminados retos ou curvados em que cada é deslocado em intervalos angulares iguais em torno do círculo. Os elementos acionados podem ainda ser conectados a uma interface de transmissão de saída que transmite um torque de saída da transmissão.
De acordo com um outro aspecto da invenção, uma transmissão compreende:
uma interface de transmissão de entrada configurada para receber um torque de entrada de uma fonte de potência;
uma ou mais engrenagens propulsoras acoplada a dita interface de transmissão de entrada, a dita uma ou mais engrenagens propulsoras sendo configurada para transladar radialmente;
uma pluralidade de engrenagens acionadas configuradas para acoplar à dita uma ou mais engrenagens propulsoras, a dita pluralidade de engrenagens propulsoras define coletivamente uma engrenagem virtual configurada para manter o acoplamento com uma ou mais em uma engrenagem propulsora em uma pluralidade de relações de transmissão, onde a engrenagem virtual é configurada para mudar o tamanho enquanto a dita uma ou mais engrenagens propulsoras translada radialmente, onde diferentes tamanhos da dita engrenagem virtual define diferentes e respectivas relações de transmissão; e uma interface de transmissão de saída acoplada a dita pluralidade de engrenagens acionadas, a dita interface de transmissão de saída sendo configurada para transmitir um torque de saída, e o dito torque de saída sendo relacionados com o dito torque de entrada pela relação de engrenagem relacionada ao dito tamanho da dita engrenagem virtual.
De acordo com um outro aspecto da invenção, uma transmissão compreende:
uma potência de entrada interface configurada para receber um primeiro torque;
conjuntos de uma ou mais transmissão móvel e as engrenagens acionadas; e
uma interface de saída de potência acoplada as engrenagens acionadas e configuradas para transmitir um segundo torque.
Neste tipo de transmissão, os conjuntos de as engrenagens acionadas e de transmissão têm pelo menos um posicionamento particular dentro de transmissão que resulta no segundo torque a ser desprezível, possivelmente tão baixo quanto zero ou próximo de zero. No entanto, engrenagens acionadas e de transmissão mantêm o acoplamento uma com a õutra, mesmo com zero de saída, de tal forma que um acoplamento neutro é aplicado quando a fonte de potência permanece conectada à carga. Em alguns casos, quando a engrenagem propulsora se encontra na posição particular, a engrenagem propulsora pode ter movimentos giratório e orbital que substancialmente, ou totalmente, se anulam mutuamente de modo que enquanto a engrenagem propulsora pode continuar a girar e orbitar, o movimento da engrenagem propulsora não causará qualquer rotação da engrenagem acionada. As engrenagens propulsoras podem produzir um torque de saída intermediário, que entra no conjunto de engrenagens secundário. 0 conjunto de engrenagens secundário pode também receber o torque de entrada e colocar o torque de entrada em conflito com o torque de saída intermediário para produzir um do torque de saída final. Em uma determinada posição das engrenagens propulsoras e acionadas, o conjunto de engrenagens secundário pode receber um torque de saída intermediária, que, quando colocada em conflito com o torque de entrada, substancialmente anula o torque de entrada de modo que o conjunto de engrenagens secundário proporciona um torque de saída insignificante, possivelmente zero ou próximo a zero.
De acordo com um outro aspecto da invenção, um sistema de acionamento compreende:
uma fonte de potência;
uma transmissão acoplada a dita fonte de potência, a dita transmissão compreendendo: uma interface de transmissão de entrada configurada para receber um torque de entrada da dita fonte de potência;
uma ou mais engrenagens propulsoras acopladas a dita interface de transmissão de entrada, de cada dita engrenagem propulsora é configurada para girar em torno de um respectivo eixo interno da engrenagem propulsora e para o movimento orbital sobre um eixo comum, onde o dito movimento rotacional e o dito movimento orbital são provocados pelo recebimento do dito torque de entrada;
uma ou mais engrenagens acionadas configuradas para se encaixar a dita uma ou mais engrenagens propulsoras, de tal forma que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras são configuradas e dispostas para causar a dita um ou mais engrenagens acionadas a girar;
uma interface de transmissão de saída acoplada a dita uma ou mais engrenagens acionadas;
um trem de potência acoplado a dita interface de transmissão de saída da dita transmissão, e
uma carga acoplada ao dito trem de potência. Em tal sistema de acionamento, uma fonte de potência, tais como um motor, pode ser fornecida. A transmissão pode ser acoplada à fonte de potência para receber um torque de entrada da fonte de potência. A transmissão pode de maneira correspondente incluir uma interface de transmissão de entrada para receber o torque de entrada, uma ou mais engrenagens propulsoras acoplada à interface de transmissão de entrada, e uma ou mais engrenagem acionada com a engrenagem propulsora. Cada uma das engrenagens acionadas ou de transmissão pode ser adaptada para simultaneamente ou quase simultaneamente, transladar na direção radial, enquanto ao mesmo tempo mantém o acoplamento substancialmente constante entre as engrenagens acionadas e de transmissão, de modo a fornecer um grande número de relações de transmissão dentro de um faixa de relações de transmissão disponíveis. A transmissão pode também incluir uma interface de transmissão de saída acoplada a engrenagem acionada de modo que um torque de saída pode ser transmitido através da transmissão. Neste exemplo, o sistema de transmissão também pode incluir um trem de transmissão acoplado à interface de transmissão de saída da transmissão de modo a receber o torque de saída. 0 sistema de acionamento também pode incluir reservatório de energia em que algum ou todos os torques de saída são direcionados.
Além disso, a presente invenção também se refere a um método que fornece transmissão de potência. Em um exemplo, uma entrada é fornecida e a entrada é transformada em saída para uma ou mais relações de transmissão de uma faixa de relações de transmissão. A saída pode compreender uma quantidade de torque desejada. Além disso, ou alternativamente, a saída pode ser zero ou quase zero, mesmo que a entrada seja simultaneamente fornecida. Além disso, uma ou mais relações de transmissão em relação àquela a qual a saída é prevista pode compreender um grande número de relações de transmissão que são opcionalmente um grande número de relação de engrenagens discretas onde os deslocamentos, entre as engrenagens virtuais, são inteiros.
Breve Descrição dos Desenhos
Exemplos da presente invenção serão agora descritos em detalhes fazendo referência aos desenhos anexos, nos quais:
A figura IA é uma vista em perspectiva de um exemplo uma transmissão de velocidade variável de deslocamento positivo, de acordo com uma modalidade da presente invenção em que múltiplas engrenagens acionadas e de transmissão são configuradas para permanecer constantemente acoplada durante as mudanças de relação de transmissão que possam ocorrer em incrementos muito pequenos, e possivelmente não discretos;
A figura IB é uma perspectiva de uma outra transmissão de velocidade variável de acordo com uma outra modalidade da presente invenção, em que múltiplas engrenagens acionadas e engrenagens propulsoras são configuradas para se acoplarem entre si, múltiplas relações de transmissão discretas, que podem alterar em incrementos muito pequenos e discretos;
As figuras 2A-2G são vistas frontais das engrenagens acionadas e engrenagens propulsoras da transmissão das figuras IA e IB, em diversas fases de um ciclo orbital parcial da engrenagem propulsora;
As figuras 3A-3C revelam esquematicamente três relações de transmissão de deslocamento positivo, exemplificativo, com transmissão de velocidade variável tendo três engrenagens dentadas de deslocamento e duas velocidades, e onde duas engrenagens, e na qual duas engrenagens e três engrenagens dentadas são cada uma movível radialmente para acoplar cada outra sobre uma faixa de mudanças de relações de transmissão muito pequena;
A figura 4 esquematicamente revela os movimentos de rotação e translação de várias engrenagens acionadas e engrenagens propulsoras de um exemplo de transmissão de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A figura 5 é uma vista em perspectiva de um carro para uso com a transmissão de velocidades de variáveis de deslocamento positivo das figuras IA e IB, em que o carro é adaptado para deslocar radialmente as alavancas de comando de modo a deslocar radialmente as engrenagens propulsoras montadas na as alavancas de comando;
A Figura 6 é uma vista posterior do sistema de trilho de engrenagem e engate exemplificativo para controlar o movimento radial de uma engrenagem dentada nas transmissões da figura IA e IB; A figura 7 mostra esquematicamente um exemplo de sistema de controle para controlar a transmissão de acordo com as modalidades exemplificativas da presente invenção;
A figura 8 mostra uma engrenagem de referência e uma engrenagem de propulsão que pode ser utilizada para sincronizar os movimentos das engrenagens de propulsão de modo que a engrenagem propulsora possa alinhar corretamente com as engrenagens acionadas para o acoplamento em um grande número de relações de transmissão e em vários comprimentos de alavanca que podem mudar incrementos muito pequenos, e possivelmente infinitamente pequenos;
A figura 9 mostra um exemplo de conjunto de engrenagem planetária que pode ser usado para obter um engate neutro se o caminho do torque é revertido através das transmissões das figuras 1A e 1B;
As figuras 10A-B revelam várias engrenagens propulsoras e acionadas em uma modalidade alternativa do sistema de transmissão exemplificativo em que a engrenagem propulsora radialmente expansível e engata alternativamente as engrenagens acionadas que são deslocadas de cada outra em intervalo de ângulos iguais em torno de um círculo;
A figura IlA é uma vista plana de uma modalidade alternativa de uma transmissão de velocidade variável de deslocamento positivo em que as engrenagens propulsoras e acionadas são mantidas em acoplamento constante ao longo de uma faixa muito pequena, e possivelmente infinitamente pequena de mudanças de relação de transmissão;
A figura 11B é uma vista transversal parcial da transmissão da figura 11A, onde oito engrenagens propulsoras rotativas e orbitais são mantidas em acoplamento constante com cinco engrenagens acionadas;
A figura 12 mostra um conjunto de engrenagens propulsoras em uma modalidade alternativa exemplificativa do sistema de transmissão, em que as engrenagens propulsoras e acionadas são posicionadas em uma configuração plana e dupla; e
A figura 13 mostra um sistema propulsor exemplificativo representativo de uma variedade de aplicações em que uma transmissão de acordo com a presente invenção pode ser utilizada para transferir energia de uma fonte de potência para uma carga.
Descrição Detalhada
A presente invenção proporciona uma transmissão capaz de atuar em um grande ou possivelmente infinito número de relações de transmissão. A transmissão mantém o acoplamento substancialmente constante em pelo menos uma engrenagem propulsora e em pelo menos uma engrenagem acionada durante as mudanças de relações de transmissão, e pode manter tal acoplamento mesmo enquanto a transmissão se encontra em um estado de saída neutro. Ao manter um acoplamento substancialmente constante entre pelo menos uma engrenagem propulsora e pelo menos uma engrenagem acionada, a transmissão é capaz, quando uma carga está sendo conduzida, de implementar mudanças associadas a uma relação de transmissão enquanto mantêm simultaneamente a conexão da energia para carga.
Conforme usado aqui, a expressão "acoplamento constante" engloba, mas não está limitada a, ao acoplamento substancialmente constante entre pelo menos uma engrenagem propulsora e pelo menos engrenagem acionada que são usadas para efetuar mudanças para toda relação de transmissão de uma transmissão, e de modo que a engrenagem acionada e propulsora tenha acoplamento constante. Relatado de uma outra maneira, em uma transmissão de acoplamento constante, duas ou mais engrenagens são acopladas entre si por diferentes relações de transmissão - e mudam entre si - e durante as revoluções da transmissão. Com relação ao exposto, no entanto, será considerado que não há qualquer exigência de que qualquer engrenagem propulsora em particular sempre seja acoplada com qualquer particular engrenagem propulsora em particular.
Por exemplo, uma transmissão pode operar com o "acoplamento constante", onde várias engrenagens propulsoras alternadamente acoplam uma ou mais engrenagens propulsoras de modo que pelo menos uma de várias engrenagens propulsora é, em determinado momento, acoplada com uma ou mais das engrenagens acionadas. 0 termo "acoplamento constante" também não exige o acoplamento entre as engrenagens de um determinado material. De fato, o acoplamento pode ser mantido constante entre as engrenagens de qualquer combinação de materiais como, a titulo somente de exemplo, metal, compósitos, madeira ou plástico. Quando o acoplamento é mantido constante entre uma ou mais engrenagens propulsora e uma ou mais engrenagens acionadas que são de metal, de tal modo que haja acoplamento constante metal-a-metal é mantido, o acoplamento pode ser aqui referido como "deslocamento positivo".
A expressão "velocidade constante" também ê usada aqui para descrever um aspecto de uma transmissão de acordo com algumas modalidades da presente invenção. Conforme usado aqui, o termo "velocidade constante" descreve a potência transferida da entrada para saída por meio de engrenagem perfilada, tais como engrenagens perfiladas envolvente, e/ou outros meios que não são oscilantes.
O termo "infinitamente variável" também ê usado aqui para descrever um aspecto de uma transmissão de acordo com algumas modalidades da presente invenção. Conforme usado aqui, o termo "infinitamente variável" inclui, mas não se limita a uma transmissão que é capaz de operar em uma pluralidade de relações de transmissão e onde a pluralidade de relações de transmissão é mudada em incrementos muito pequenos, possivelmente infinitamente pequenos sobre um intervalo de relações de transmissão.
Como observado acima, transmissões tendo acoplamentos entre as engrenagens propulsoras e acionadas tipicamente conta com a desconexão da fonte de potência da carga para efetuar uma mudança na relação de transmissão. Para superar as dificuldades que surgem com essa desconexão, várias correias de acionamento, deslocando atrito, ou outros métodos de conservação do torque foram desenvolvidos. No entanto, nenhum desses modelos tem permitido um mecanismo para manter um elevado nível de torque através de uma troca de marcha, particularmente enquanto opera em uma velocidade constante ou pelo menos próximo de um acoplamento constante, entre os dentes de engrenagem, de modo à conexão constante principal, ou quase constante entre a fonte de potência e as engrenagens acionadas e propulsoras.
Assim sendo, em aplicações de torque alto, as transmissões normalmente empregam engrenagens múltiplas para fornecer uma mudança de relação. Por exemplo, uma ou mais engrenagens propulsoras de diferentes tamanhos podem ser usadas para conduzir uma ou mais engrenagens propulsoras de diferentes tamanhos. Para a troca entre as relações de transmissão, a transmissão desengata uma engrenagem propulsora de uma engrenagem acionada e, em seguida, volta a reengata a mesma ou diferentes engrenagens propulsoras com outras engrenagens acionadas.
A relação de transmissão é alterada na medida em que nova engrenagem propulsora e/ou uma engrenagem acionada engatada tem um diâmetro maior ou menor do que a engrenagem acoplada anterior de modo que o raio - também chamado de alavanca - de troca de marcha engatada em relação ao raio de outra marcha engatada.
Por exemplo, antes de uma mudança na relação de transmissão, a engrenagem acionada e a engrenagem propulsora podem operar em uma relação de transmissão, por exemplo, de 4:1. Por essa razão, o raio de engrenagem propulsora engatada pode ser quatro vezes maior que o raio da engrenagem acionada engatada de tal forma que exige que completa quatro rotações da engrenagem propulsora para efeito de uma única rotação da engrenagem acionada. Para provocar uma mudança da relação de transmissão, a engrenagem propulsora pode ser removida do acoplamento com a engrenagem propulsora e com uma engrenagem propulsora diferente com um tamanho que difere engrenagem propulsora previamente engatada. Como o tamanho da nova engrenagem propulsora aumenta ou diminui, a relação de transmissão associada é aumentada ou diminuída. Como se pode ver, múltiplas engrenagens propulsoras e/ou engrenagens acionadas são, portanto úteis para a troca entre as relações de transmissão dentro de um intervalo de relações de transmissão discretas.
A figura IA mostra aspectos de uma modalidade exemplificativa de uma transmissão 100 que pode manter o acoplamento constante durante as mudanças de relações de transmissão, e que pode variar entre as relações de transmissão em incrementos muito pequenos, e possivelmente em incrementos infinitamente pequenos ou substancialmente não discretos. Deve ser apreciado que a modalidade ilustrada é apenas uma modalidade exemplificativa e é apresentada a título ilustrativo, e portanto não deveria ser considerada como limitadora da presente invenção.
Na modalidade ilustrada, a transmissão 100 inclui uma interface de transmissão de entrada 105, que pode ser conectado a uma fonte de potência externa. Além disso, a interface de transmissão de entrada 105 pode ser conectada a um sistema de transferência de potência 110 na transmissão 100, de modo que a interface de transmissão de entrada 105 possa transmitir a potência de entrada a partir da fonte externa para o sistema de transferência de potência 110. O sistema de transferência de potência 110, por sua vez, pode transferir a potência de entrada para um sistema de potência de saída 130 da transmissão 100. Conforme mostrado em maiores detalhes aqui, o sistema de transferência de potência 110 e o sistema de potência de saída 130 podem ser acoplados de modo que uma variedade de relações de transmissão associados à transmissão 100 pode ser obtida pela sincronização do sistema de transferência de potência 110 e o sistema de potência de saída 130 de forma que durante as mudanças de relação de engrenagens, o sistema de potência de saída 110 mantém o acoplamento substancialmente constante com sistema de potência de saída 130. Além disso, na medida em que o sistema de transferência de potência 110 e o sistema de potência de saída 130 mantêm o acoplamento constante enquanto troca substancialmente as relações de transmissão, sistema de transferência de potência 110 e sistema de potência de saída 130 funcionará coletivamente como um sistema de transformação de potência variável 13 5, que mantém o acoplamento constante substancialmente durante as mudanças de relações de transmissão que podem ser efetuadas em incrementos pequenos e, possivelmente, infinitamente pequenos.
Conforme mostrado aqui, a interface de transmissão de entrada 105 pode ser adaptada para ser conectada a uma fonte de potência. Por exemplo, a interface de transmissão de entrada 105 pode ser acoplada a uma fonte de potência que é externa a transmissão 100. A título de exemplo, a interface de transmissão de entrada 105 pode receber a potência de entrada direta ou indiretamente a partir de um eixo de transmissão ou de outro eixo rotativo que é girado por um motor. Esses motores podem ser empregados em uma variedade de diferentes veículos, aeronaves e embarcações marítimas. Em outra modalidade, e apenas a título de exemplo, a interface de transmissão de entrada 105 pode ser conectada a uma fonte de potência de um sistema transportador, um moinho, um sistema de produção hidroelétrica, um elevador, ou em qualquer outra aplicação adequada. Além disso, a utilização da transmissão 100 com uma fonte de potência em um veículo motorizado podem incluir, a título de exemplo e não de limitação, veículos de passageiros, veículos de transporte, equipamento de construção, carros de corridas, veículos anfíbio, veículos e equipamentos militares, veículos marinhos, aeronaves, veículos e equipamentos agrícolas.
Na modalidade ilustrada, a interface de transmissão de entrada 105 é acoplada ao sistema de transferência de potência 110 de modo que a potência é recebida pela interface de transmissão de entrada 105, a potência recebida é transferida para e através de um sistema de transferência de potência 110 para o sistema de potência de saída 130. Na modalidade ilustrada, o sistema de transferência de potência um inclui braço transportador 112, que é conectado à interface de transmissão de entrada 105 e que gira enquanto a potência de entrada é recebida pela interface de transmissão de entrada 105.
Conforme pode ser visto face ao revelado aqui, como uma potência de entrada é recebida, a interface de transmissão de entrada 105 pode fazer com que o braço transportador 112 gire em harmonia entre eles de modo que para cada rotação completa da transmissão de entrada 105, braço transportador 112 faz uma rotação completa correspondente. Em outras modalidades, porém, será apreciado que o braço transportador 112 pode ser acoplado a interface de transmissão de entrada 105 de forma que braço transportador 112 gire em uma velocidade angular diferente da interface de transmissão de entrada 105, de tal modo que o braço transportador 112 possa girar em uma velocidade maior ou menor do que a interface de transmissão de entrada 105.
Conforme ilustrado, o braço transportador 112 também pode ser acoplado em uma ou mais engrenagens de referência 114. As engrenagens de referência 114 estão, nesta modalidade, acopladas ao braço transportador 112, de modo a girar o braço transportador 112, as engrenagens de referência 114 também orbitam ao redor do ponto do braço transportador 112. Através do movimento orbital, as engrenagens de referência 114 engatam e giram em torno da engrenagem de referência 116, e as engrenagens de referência também giram simultaneamente sobre os respectivos eixos centrais. Embora, a relação entre as duas engrenagens de referência 114 e a engrenagem de referência única 116 é ilustrada, será apreciado que este arranjo é apenas ilustrativo e que, em outras modalidades, um número maior ou menor de relações de transmissão de referência 114 e/ou de engrenagens de referência 116 pode ser usado.
Conforme ilustrada na figura IA, as engrenagens de referência 114 estão, em algumas modalidades, acopladas a um conjunto de engrenagens transferência 118a-d, que transmitem a potência de entrada recebida pela interface de transmissão de entrada 105 para um ou mais conjuntos engrenagens propulsoras 120a-b. Na modalidade ilustrada na figura IA, por exemplo, as engrenagens de referência 114 estão acopladas a uma série de engrenagens de transferência 118a-d que giram em uma relação um por um com a engrenagem de referência 114, de forma que cada rotação completa da engrenagem de referência 114, cada engrenagens de transferência 118a-d também têm uma única e completa rotação. Em particular, em uma modalidade ilustrada, cada engrenagem de referência 114 é acoplada a um eixo 114a. O eixo 114 passa por um braço transportador 112 e também conectado a uma engrenagem de transferência 118a, de modo a girar as engrenagens de referência 114, os eixos 114a e engrenagens de transferência 118a cada um mantém a mesma velocidade rotacional. Para permitir a rotação dos eixos 114a no braço transportador 112, será apreciado braço transportador 112 também podem ser envolvidos e incluem, por exemplo, mancais ou buchas que permitem que os eixos 114a para girar dentro de braço transportador 112. Apesar da modalidade ilustrada mostrar uma relação de um por um entre a engrenagem de referência 114 e a engrenagem de transferência 118a, deve ser apreciado que esta relação é apenas um exemplo, e que uma ou mais engrenagens de transferência 118a-d pode girar em diferentes relações em relação às engrenagens 114.
As engrenagens de transferência 118a também podem ser acopladas a segunda engrenagem de transferência 118b, que mantêm as mesmas ou diferentes RPMs. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a engrenagens de transferência 118a-b são mostradas como engrenagem cônica do mesmo tamanho, embora possa ser apreciado que uma variedade de tamanhos e tipos de engrenagens, ou outros sistemas de transferência de potência, possam ser utilizados. Por exemplo, em outras modalidades, uma ou mais engrenagens 118a-b possa ser engrenagens dentada, engrenagem sem fim, engrenagens helicoidais, ou qualquer outro tipo apropriado de engrenagens.
Na transmissão 100, as engrenagens de transferência 118b podem ainda ser acopladas às engrenagens de transferência 118c-d, que são configurados para transferir potência aos conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b. Por exemplo, na modalidade ilustrada, a engrenagens de transferência 118a-b são indiretamente associadas às engrenagens de transferência 120a-b pelo eixo de transferência 122. Particularmente, a engrenagem de transferência 118b é acoplada ao eixo de transferência 122 de modo que gire o eixo de transferência 122 enquanto as engrenagens de transferência 118b são giradas pelas engrenagens de transferência 118a. No sistema de transferência de potência 110, as engrenagens de transferência 118c podem ainda ser acopladas ao eixo de transferência 122 de modo que a engrenagem de transferência 118c também gira, enquanto o eixo de transferência 122 e a engrenagem de transferência 118b giram. Além disso, a engrenagens de transferência 118c podem casar e acoplar com as engrenagens de transferência 118d de modo que as engrenagens de transferência 118d são giradas pela engrenagem de transferência 118c. Consequentemente, na medida em que as engrenagens de transferência 118a são acopladas a engrenagem de referência 114a e adicionalmente, pelo menos indiretamente, a cada uma das engrenagens de transferência 118b-d, enquanto as engrenagens de transferência 114 giram, cada uma das engrenagens de transferência 118a-d também possa girar. Como será mostrado a seguir em maiores detalhes em algumas modalidades, as engrenagens de transferência 118c-d podem ainda ser configuradas para ser movíveis ao longo do eixo transferência 122.
Além disso, de acordo com algumas modalidades exemplif icativas, o eixo de transferência 122 pode ser acoplado ao braço transportador 112, de modo que este é alojado no braço transportador 112 enquanto ele gira. Na modalidade ilustrada, por exemplo, as extremidades do eixo de transferência se estendem no braço transportador onde são enrolados com um ou mais mancais, buchas ou outros dispositivos apropriados de modo que possam girar livremente, mas onde eles também são substancialmente presos para evitar o movimento axial significativo do eixo de transferência 122. Em outros exemplos, no entanto, o eixo de transferência 122 pode ser adaptado para girar e deslocar axialmente de modo que a modalidade ilustrada seja apenas um exemplo do eixo de transferência 122 e não seja limitante da presente invenção.
Na modalidade ilustrada, o sistema de transferência de potência 110 também inclui alavancas de comando 124a-b. As alavancas de comando 124a-b são, nesta modalidade, usadas para girar os respectivos conjuntos de engrenagens propulsoras 12 0a-b, que cada um compreende uma ou mais engrenagens propulsoras 121a-f. Na modalidade ilustrada, por exemplo, as engrenagens propulsoras 124a-b são acoplados as respectivas engrenagens de transferência 118d de modo a girar as engrenagens de transferência 118d, as alavancas de comando 124a-b também giram, girando assim também as engrenagens propulsoras 121a-f do conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b.
Conforme mostrado aqui e como adicionalmente ilustrado na modalidade exemplificativa da figura IA, cada conjuntos de engrenagem propulsora 120a-b incluir três engrenagens propulsoras acopladas neste, embora poucas ou muitas engrenagens propulsoras possam ser empregadas em um ou mais conjuntos de engrenagens propulsoras. Particularmente, em uma modalidade ilustrada, o conjunto de engrenagem propulsora 120 inclui engrenagens propulsoras 121a-c, e um conjunto de engrenagens propulsoras 120b inclui engrenagens propulsoras 121d-f.
Conforme ilustrado, uma ou mais engrenagens propulsora 121a-f pode acoplar ainda o sistema de potência de saída 130 para transferir potência do sistema de transferência de potência 110 para o sistema de potência de salda 130. Na modalidade ilustrada, por exemplo, o sistema de potência de saída 130 inclui uma pluralidade de engrenagens acionadas 132a-c, que são, nesta modalidade, engrenagens dentadas, e que são cada acoplada por uma ou mais engrenagens propulsora 121a-f. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a engrenagem propulsora 121f é normalmente engatada nas engrenagens propulsoras 132c.
Conforme mostrado aqui, quando a interface de transmissão de entrada 105 recebe potência de uma fonte de potência, a interface de transmissão de entrada 105 pode fazer com que o braço transportador 112 gire. Por exemplo, na modalidade ilustrada, um braço transportador 112 é girado sobre um eixo central que é substancialmente coaxial com um eixo central da interface de transmissão de entrada 105, embora em outras modalidades, o braço transportador 112 possa girar em torno de um eixo que não é coaxial com o eixo central da interface de transmissão de entrada 105. Além disso, o braço transportador 112 é, em algumas modalidades, acoplado a alavanca de comando 124a-b. Por exemplo, na modalidade ilustrada, e conforme mostrado aqui, as engrenagens de referência 114, engrenagens de transferência 118a-d e/ou eixo de transferência 122 pode acoplar as alavancas de comando 124a-b para o braço transportador 112 de uma forma a fazer com que as alavancas de comando 124a-b para girem em torno de seus respectivos eixos centrais enquanto o braço transportador 112 é girado sobre o seu eixo central. Desta forma, enquanto a interface de transmissão de entrada 105 recebe uma potência de entrada, o braço transportador 112, as alavancas de comando 124a-b, e as engrenagens propulsoras 121a-f cada uma gira em torno de seus respectivos eixos centrais. Além disso, na modalidade ilustrada, as alavancas de comando 124a-b são também acopladas ao braço transportador 112, de modo que enquanto o braço 112 gira sobre seu eixo central, as alavancas de comando 124a-b seguem um caminho semelhante e coletivamente órbita em torno do eixo central do braço transportador 112. Assim, enquanto a interface de transmissão de entrada 105 gira, as alavancas de comando 124a-b, e as engrenagens propulsoras 121a-f conectadas as alavancas de comando 124a-b, cada um tem um movimento rotacional sobre seus respectivos eixos centrais, e ainda tendo um movimento orbital em torno do eixo central do braço transportador 112. Na modalidade exemplificativa em que as engrenagens propulsoras 121a-f são fixadas nas alavancas de comando 124a-b, de modo a manter a mesma velocidade rotacional como as alavancas de comando 124a-b; será também apreciado que as engrenagens propulsoras 121a-f podem assim ter ambos os ambos os movimentos, orbital e rotacional e, sobre respectivos e diferentes eixos e, consequentemente, podem ser referidos neste documento como engrenagem satélite.
Como as engrenagens propulsoras 121a-f gira e órbita, elas engatam as engrenagem acionada 132a-c do sistema de potência de saída 130, transferindo, assim, potência para o sistema de potência 130. Além disso, conforme mostrado aqui, o sistema de transferência de potência 110 da figura IA podem operar sem embreagens ou bandas a ser usada para as mudanças entre as relações de marcha, ou pode ser configurado de outra forma para ser substancialmente constantemente conectado a uma fonte de potência externa em comunicação com interface de transmissão de entrada 105. Por exemplo, em algumas modalidades, cada uma das engrenagens propulsoras 121a-f age como uma engrenagem satélite e gira e orbita no interior de uma das engrenagens acionadas 132a-c, que são engrenagens dentadas. Na medida em que as engrenagens propulsoras 121a-f coletivamente permanecem substancialmente em constante ligação com a interface de transmissão de entrada 105 enquanto a interface de transmissão entrada 105 recebe uma potência de entrada, as engrenagens propulsoras 121a-f cada uma gira e orbita.
Além disso, o sistema de potência de saída 130 pode ser configurado para estar em acoplamento constante com pelo menos uma das engrenagens propulsoras 121a-f em qualquer relação de transmissão em particular, ou possivelmente até mesmo durante as mudanças entre as relações de transmissão, conforme mostrado aqui. Por exemplo, enquanto as engrenagens propulsoras 121a-f orbitam e giram, pelo menos uma das engrenagens propulsoras 121a-f pode sempre ser engatada com pelo menos uma das engrenagens acionadas 132a-c sistema de potência de saída 130. Assim, na medida em que, pelo menos, uma engrenagem acionada 132a- c é sempre acoplada com pelo menos umas engrenagens propulsoras 121a-f, e pelo menos uma das engrenagens propulsoras 121a-f sempre engatada com a fonte de potência, pelo menos uma engrenagem acionada 132a-c é assim constantemente conectada à fonte de potência. Além disso, em algumas modalidades, e como mostrado em maiores detalhes aqui, as engrenagem acionada 132a-c podem ser ligadas de modo que enquanto que qualquer uma ou mais engrenagens acionadas 132a-c são engatadas e giradas pelas engrenagens propulsoras 121ã-f, de tal forma que o acoplamento de uma ou mais engrenagens acionadas 132a-c giram em torno de seus respectivos eixos centrais, de todas as engrenagens acionadas 132a-c giram em sincronia sobre os seus próprios e respectivos eixos centrais. Desta forma, se qualquer uma das engrenagens acionadas 132a-c, é acoplada por umas engrenagens propulsoras 121a-f, e é, portanto, conectada à fonte de potência, cada uma das engrenagens acionadas 132a- c também é conectada à fonte de potência e também gira.
Para manter o acoplamento substancialmente constante entre um ou mais engrenagens propulsoras 121a-f e uma ou mais engrenagens acionadas 132a-c, as engrenagens acionadas 132a-c podem ser configuradas para alternativamente acoplar a engrenagens propulsoras 121a-f de um modo que pelo menos, umas engrenagens propulsoras 121a-f esteja sempre em acoplamento com pelo menos uma das engrenagens acionadas 132a-c. As figuras 2A-G ilustra, por exemplo, uma engrenagem acionada 132a-c e o conjunto de engrenagem de propulsão 120a-b na transmissão 100 da figura IA como visto de uma perspectiva frontal tomada a partir de da extremidade proximal 101 da transmissão 100. Especificamente, as figuras 2A-G ilustrar conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b nas diferentes fases do ciclo orbital das engrenagens de propulsão 121a-f de conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b, e mostrar uma forma na qual o acoplamento constante entre o sistema de potência de saída 130 e o sistema de transferência de potência 110 pode ser mantido. Conforme ilustrado na figura 2A, por exemplo, as engrenagens acionada 132a-c podem, em algumas modalidades, ser deslocadas de modo que elas giram em torno dos eixos centrais deslocados. Por exemplo, na modalidade ilustrada, as engrenagens acionada 132a-c são deslocadas e a engrenagem acionada 132a gira em torno de um eixo central passando pelo ponto 132a', a engrenagem acionada 132b gira em torno de seu eixo central passando pelo centro 132b', e a engrenagem propulsora 132c gira em torno do seu eixo central passando pelo ponto 132c'.
Na modalidade ilustrada, a engrenagens acionadas 132a-c são deslocadas em torno de um círculo de intervalo de cento e vinte graus. Particularmente, é possível constatar que, se um círculo é desenhado para circunscrever um triângulo eqüilátero formado pelos pontos 132a1-c', as linhas passando pelo ponto do círculo que circunscreve e cada um dos pontos 132a'-c' são cada deslocado entre cento e vinte graus. Deverá ser apreciado, no entanto, que este deslocamento somente exemplificativo e não limitativo da presente invenção. Por exemplo, em algumas outras modalidades, mais ou menos três engrenagens dentadas que podem ser utilizadas, e cada engrenagens dentadas podem ser deslocadas em intervalos iguais preferivelmente de cento e vinte graus. Em outras modalidades, deslocamentos angulares irregulares são usados, independentemente do número de engrenagens de saída. Ainda em outras modalidades, engrenagens propulsoras múltiplas podem giram em torno de um eixo comum.
Como mostrado na figura 2A, quando três engrenagens acionadas 132a-c são deslocadas em intervalos de ângulos iguais de cento e vinte graus, uma porção triangular arredondada é formada, que é comum para cada uma das engrenagens acionadas 132a-c, e que tem um lado formado por cada uma das engrenagens acionadas 132a-c. Dentro desta área comum, o conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b pode orbitar e girar e, individualmente e entra e sair do acoplamento com as engrenagens acionadas 132a-c, enquanto o acoplamento é mantido coletivamente com as engrenagens acionadas 132a-c. Nesta montagem, por exemplo, o conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b são deslocadas em torno de um círculo em cento e oitenta graus. No entanto, em outras modalidades mais ou menos do que dois conjuntos de engrenagens propulsoras podem ser utilizados, e/ou a engrenagem propulsora ou o conjunto de engrenagens propulsoras podem ser espaçados diferentes intervalos de ângulos.
Como mostrado na figura IA, cada conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b pode ter pelo menos uma das engrenagens propulsoras 121a-f correspondentes a cada engrenagens acionadas 132a-c. Por exemplo, na figura IA, as engrenagens propulsoras 121A e 121d residem no mesmo plano que, e se engaja, a engrenagem acionada 132a. Similarmente, as engrenagens propulsoras 121b e 121e residem no mesmo plano que, e se engaja, na engrenagem acionada 132b, enquanto as engrenagens propulsoras 121c e 121f são similarmente dispostas em relação à engrenagem acionada 132c. Em outras modalidades, mais ou menos engrenagens propulsoras são utilizadas. Por exemplo, uma engrenagem de propulsão única pode substituir um conjunto de duas ou mais engrenagens propulsoras. Por exemplo, uma engrenagem de propulsão única pode ser dimensionada de modo que ela se estenda através dos planos de cada uma das engrenagens acionadas 132a-c, permitindo assim que esta se engate em cada engrenagens acionadas 132a-c. Alternativamente, uma engrenagem propulsora pode ser adaptada para se mover axialmente, de modo a se mover entre os respectivos planos de cada uma das engrenagens acionadas 132a-c e acoplar cada uma das engrenagens acionadas 132a-c. Consequentemente, um conjunto de engrenagem propulsora pode incluir tão pouco como uma engrenagem propulsora.
Fazendo referência agora à figura 2A, é possível verificar que os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a- b pode orbitar no espaço comum das engrenagens acionadas 132a-c, em torno de um eixo que é deslocado a partir do ponto de uma ou mais das engrenagens acionadas 132a-c. Por exemplo, os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b podem coletivamente orbitar em torno de um eixo passando por ponto central 120' que não está alinhado com nenhum dos pontos centrais 132a'-c' sobre o qual as engrenagem acionada 132a-c giram. Enquanto, os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b giram neste espaço comum, eles podem alternadamente engajar os três lados curvados da área em comum. Como é evidente, da figura 2A, pelo menos, cada um dos três lados curvados da área em comum é o perfil interior de uma das respectivas engrenagens dentadas acionadas 132a-c. Desta forma, os dentes de engrenagem da engrenagem de saída virtual 132 compreendem dentes de engrenagem de cada uma das engrenagens dentadas acionadas 132a-c. Assim, as engrenagens acionadas 132a-c coletivamente definem uma engrenagem de saída virtual 134, que está constantemente engatada e impulsionada pelo conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b, a uma determinada relação de transmissão. Além disso, a configuração da engrenagem virtual 134 pode mudar de uma relação de transmissão para outra. Por exemplo, o tamanho da engrenagem virtual 134 pode mudar conforme as engrenagens acionadas 132a-c se movam, para dentro ou para fora. Como ê evidente, se os dentes de engrenagem das engrenagens acionadas 132a-c continuam a ter um tamanho constante, o número de dentes de engrenagem virtual sobre a engrenagem de saída virtual 134, pode portanto também alterar conforme a mudança de tamanho da engrenagem de saída virtual 134. No exemplo da figura 2A, a engrenagem virtual inclui dentes de engrenagens de cada uma das três diferentes engrenagens acionadas, e cada engrenagem acionada define aproximadamente um terço da engrenagem de saída virtual, embora a utilização de uma ou mais engrenagens acionada pode resultar nas mudanças correspondentes do número de dentes engrenagens contribuindo para cada engrenagem acionada, bem como para a contribuição percentual de cada engrenagem propulsora. Como adicionalmente mostrado aqui, a engrenagem de saída virtual 134 também podem ser constantemente engatada pelos conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b durante as mudanças entre as relações de transmissão.
Uma maneira exemplar, os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b pode seletivamente acoplar as engrenagens acionadas 132a-c, e assim também acoplar engrenagem de saída efetiva 134 formada por engrenagem acionada 132a-c, está ilustrada nas figuras 2A-G, que ilustram várias fases de uma meia órbita do conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b em torno do ponto 120'. Na Figura 2A, por exemplo, o conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b são alinhados na direção vertical, a zero grau e a cento e oitenta graus, respectivamente. Nesta posição, uma ou mais engrenagens propulsoras do conjunto de engrenagens propulsoras 120b pode ser acoplado no ponto morto com engrenagem acionada 132c, enquanto que qualquer engrenagem propulsora do conjunto de engrenagens propulsoras 120a está totalmente desacoplada de quaisquer engrenagens acionadas 132a-c. Deve ser apreciado em vista desta revelação que, enquanto a modalidade ilustrada na figura 2A mostra a o conjunto de engrenagens propulsoras 120b em acoplamento com a engrenagem acionada 132c, não é necessário que cada engrenagem do conjunto de engrenagens propulsoras 120b esteja envolvida simultaneamente. De fato, o conjunto de engrenagem propulsora 120b pode ser acoplado quando qualquer uma ou mais das engrenagens propulsora 121d-f daquele conjunto de engrenagem propulsora 120b, é acoplado. Conforme ilustrado no exemplo do arranjo da figura IA, por exemplo, o conjunto de engrenagem propulsora 120b é acoplado com a engrenagem acionada 132c, mesmo quando somente a engrenagem propulsora 121f está acoplada com a engrenagem dentada 132c.
Como os conjuntos de engrenagens propulsoras 12 0a-b orbitam em torno de um eixo central passando pelo ponto 120', eles podem manter o acoplamento com a engrenagem virtual 134 pelo acoplamento alternativo das engrenagens acionada 132a-c. Por exemplo, a figura 2B ilustra os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b após orbitarem trinta graus no sentido horário a partir da sua posição na figura 2A. Conforme ilustrado, por trinta graus de rotação no sentido horário, o conjunto de engrenagens propulsoras 120b mantém o acoplamento com engrenagem acionada 132c. Além disso, em trinta graus de rotação, o conjunto de engrenagem propulsora 12 0b está se preparando para iniciar o desengate das engrenagens propulsoras 132c. No entanto, quase ao mesmo tempo, o conjunto de engrenagens propulsoras 120a está entrando em acoplamento com as engrenagens propulsoras 132b. Por exemplo, a engrenagem propulsora 121b (Figura IA) pode está se acoplando com a engrenagem acionada 132b.
Se o conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b órbita outros trinta graus no sentido horário, o conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b se desloca para uma posição tal como ilustrada na figura 2C. Conforme ilustrado na figura 2C, o conjunto de engrenagens propulsoras 120a agora se moveu para o acoplamento em ponto morto com a engrenagem acionada 132b, enquanto o conjunto de engrenagens propulsoras 120b se desacoplou completamente da engrenagem de saída efetiva 134. O acoplamento em ponto morto pode ocorrer em uma engrenagem dentada envolvente, onde, por exemplo, o acoplamento da engrenagem dentada é substancialmente centrado dentro de uma raiz da engrenagem conjugada.
Como também ilustrado na figura 2D, com a órbita mais trinta graus no sentido horário em torno do ponto 120', cada conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b voltar a ser acoplamento com a engrenagem virtual 134. Por exemplo, o conjunto de engrenagens 120a mantém o acoplamento com a engrenagem acionada 132b enquanto o conjunto de engrenagens propulsoras 120b engaja a engrenagem acionada 132a. Em uma modalidade exemplificativa, a engrenagem propulsora 121d (figura 1) do conjunto de engrenagem propulsora 120b assim engaja a engrenagem acionada 132a. Posteriormente, com outra órbita de trinta graus no sentido horário e, conforme ilustrado na figura 2E, o conjunto de engrenagens propulsoras 120b pode entra em acoplamento no ponto morto com a engrenagem acionada 132a enquanto o conjunto de engrenagens propulsoras 120a está desacoplado da engrenagem virtual 134.
Um acoplamento semelhante é mantido ao longo de uma órbita continua pelos conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b, como ilustrado nas figuras 2F-G. Em especial, com uma órbita adicional de cerca de trinta graus no sentido horário sobre o ponto 120', o conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b pode ser posicionado conforme ilustrado na figura 2F, no qual o conjunto de engrenagens propulsoras 12 0b mantém o acoplamento com as engrenagens acionadas 132a enquanto o conjunto de engrenagens propulsoras 12 0a faz o acoplamento com as engrenagens propulsoras 132c. Em um exemplo, a engrenagem propulsora 121c (figura IA) do conjunto de engrenagem propulsora 120a se acopla com as engrenagens propulsoras 132c. Posteriormente, uma órbita adicional de trinta graus no sentido horário dos conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b, para um total de cento e oitenta graus de rotação da posição da figura 2A, pode resultar em uma posição semelhante à ilustrada na figura 2G em que conjunto de engrenagens propulsoras 120a está em acoplamento no ponto morto com a engrenagem acionada 132c e o conjunto de engrenagem 12 0b é desacoplado de cada uma das engrenagens acionadas 132a-c.
Posteriormente, a rotação dos conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b pode continuar a completar uma rotação completa de uma forma semelhante à que foi ilustrada nas figuras 2A-G, exceto que os conjuntos de engrenagens propulsoras opostas agora alternadamente acopla a engrenagem virtual 134. Em particular, as ações do conjunto de engrenagem propulsora 120a nas figuras 2A-G seriam substituídas pelas ações do conjunto de engrenagem propulsora 120b, e as ações do conjunto de engrenagem propulsora 120b seriam substituídos pelas aquelas do conjunto de engrenagem propulsora 120a. Assim sendo, o conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b mantém coletivamente o acoplamento com a engrenagem de saída virtual 134, enquanto elas orbitam em torno de um eixo central passando pelo ponto 120'. Além disso, é possível constatar que, em algumas modalidades, as engrenagens acionadas 132a-c são alternadamente acopladas por conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b e que conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b e as engrenagens propulsoras 121a-f também podem acoplar alternadamente acoplar as engrenagens 132a-c e a engrenagem de saída virtual 134 de tal forma que, pelo menos, uma das engrenagens propulsoras 121a-f sempre engatada com pelo menos uma das engrenagens acionadas 132a-c. Além disso, em modalidades em que as engrenagens acionadas 132a-c estão ligadas umas às outras para manter as rotações sincronizadas, o acoplamento de qualquer uma das engrenagens acionadas 132a-c pode resultar em uma rotação correspondente de cada uma das engrenagens acionada 132a-c, de tal forma que todas as engrenagens acionadas 132a-c permanecem conectadas ao conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b, e a fonte de potência.
Embora, as figuras 2A-G ilustram um ciclo orbital parcial do conjunto de engrenagens propulsoras 120a-b no sentido horário, e a rotação das engrenagens propulsoras 121a-f sobre seus respectivos centros, no sentido anti- horário, deve ser apreciado que uma transmissão de acordo com a presente invenção não se limita a esta ou aquela direção orbital, e que, em outras modalidades, os conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b órbita em torno de um eixo central passando pelo centro 120' ou algum outro ponto de referência em um sentido anti-horário ou outra direção. Por exemplo, uma ilustração exemplificativa de um ciclo orbital do conjunto de engrenagem de propulsão 12 0a-b, num sentido anti-horário pode ser visto por inverter a ordem do ciclo ilustrado nas figuras 2A-G. Além disso, enquanto a modalidade ilustrada mostra que um conjunto de engrenagens propulsoras é desengatado enquanto o outra é acoplado no ponto morto, deve também ser apreciado que este arranjo é apenas exemplificativo e não limitativo da presente invenção. Por exemplo, é contemplado em outras modalidades que um ou mais conjuntos de engrenagens propulsoras são acoplados com um ou mais conjuntos de as engrenagens acionadas ao mesmo tempo enquanto o conjunto de engrenagem propulsora está acoplado em ponto morto com outras engrenagens acionadas.
Como os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b engata a engrenagem virtual 134, por exemplo, por alternadamente acoplar as engrenagens acionadas 132a-c enquanto os conjuntos de engrenagem propulsora 120a-b seguem um caminho orbital, os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b fazem com que as engrenagens acionadas 132a-c girem. Isto porque, como já referido anteriormente, as engrenagens propulsoras 121a-f conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b pode girar bem como orbitar. Por exemplo, cada engrenagem acionada pode fazer com que a rotação em torno de seu próprio eixo central. Voltando agora à figura IA, pode se constatar que em algumas modalidades, as engrenagens acionadas de saída 132a-c podem ser ligadas entre si de tal modo elas mantenham rotações idênticas, enquanto cada uma gira sobre seu próprio eixo central. Na modalidade ilustrada, por exemplo, o sistema de saída de potência 130 inclui um sistema de ligação 136 para cada uma das engrenagens de acionadas 132a-c. Em geral, o sistema de ligação 136 vincula a rotação de cada engrenagem acionada para a rotação de cada uma das outras engrenagens acionadas. Dessa: maneira, como uma engrenagem acionada gira, a outra engrenagem acionada cada uma tem rotações sincronizadas correspondente sobre seus próprios eixos centrais.
De acordo com uma modalidade exemplificativa da presente invenção, cada sistema de ligação 136 pode incluir a engrenagem satélite de saída 13 8, que engatam uma das engrenagens acionadas 132a-c. Na modalidade ilustrada, a engrenagens propulsoras 121a-f cada uma tem perfil do dente de engrenagem que casa com um perfil do dente de engrenagem no interior das engrenagens acionadas 132a-c, de tal forma que enquanto as engrenagens propulsoras 121a-f giram e/ou orbitam, as engrenagens acionadas 132a-c causam a rotação. Além disso, as engrenagens acionadas 132a-c também pode ter um perfil de dente de engrenagem externo que casa com o perfil do dente de engrenagem satélite de saída 138. Desta forma, apenas a título de exemplo, enquanto as engrenagens propulsoras 121a-f engatam e as engrenagens acionadas 132a- c transmitem, as engrenagens acionadas 132a-c faz com que as engrenagens satélite de saída 138 do sistema de ligação 136 girem para desse modo transferir a potência para engrenagem satélite de saída 138 do sistema de ligação 136.
O sistema de ligação 136 pode ainda incluir uma engrenagem central de saída 140 que casa com a engrenagem satélite de saída 13 8. Conforme ilustrado na figura 1, por exemplo, a engrenagem satélite de saída 138 é alongada de modo que elas possam se acoplar a uma engrenagem acionada 132a-c e uma engrenagem central de saída 140. Em outras modalidades, no entanto, a engrenagem satélite de saída 138 pode ser separada em diferentes partes que são conectadas de modo que uma primeira velocidade acople uma engrenagem acionada 132a-c e uma segunda velocidade acoplam a engrenagem central de saída 14 0.
Na medida em que engrenagem satélite de saída 138 casa com a engrenagem central de saída 14 0, enquanto que a engrenagem satélite de saída 138 gira, os dentes de engrenagem satélite de saída 138 engatam os dentes na engrenagem central de saída 14 0, provocando assim que a engrenagem central de saída 14 0 gire. Em algumas modalidades, o sistema de ligação 136 adicionalmente inclui um eixo de ligação 142 que é conectado a engrenagem central de saída 140 em uma extremidade distai do eixo de ligação 142. Em algumas modalidades, o eixo de ligação 142 também é conectado a uma engrenagem de transferência de saída 14 5 em uma extremidade proximal. O eixo de ligação 142, a engrenagem central de saída 140, e a engrenagem de transferência de saída 145, em algumas modalidades, são adaptados para manter a mesma velocidade de rotação. Por exemplo, o eixo de ligação 142 pode ser conectado a engrenagem central de saída 14 0 e a engrenagem de transferência de saída 145 de modo que a engrenagem central de saída 140 gire, a engrenagem de transferência de saída 145 também é girada. Opcionalmente, a engrenagem de transferência de saída 145 é girada na mesma velocidade da engrenagem central de saída 140.
Em algumas modalidades exemplificativas, a transmissão 100 pode ainda incluir elementos de ligação para conectar os sistemas de ligação 136 de cada engrenagens acionada 132a-c, em um sistema de produção 130, de modo que a saída de qualquer um dos sistemas de ligação 136 gire, por exemplo, pela rotação da engrenagem central de saída 140, as saídas de todos os outros sistemas de ligação 136 são idênticas, sincroniza as rotações sobre os respectivos eixos. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a transmissão 100 inclui uma engrenagem de saída 146 que engata cada engrenagem de transferência de saída 145, de cada sistema de ligação 136. Deste modo, quando quaisquer engrenagens acionadas 132a-c é girada, o sistema de ligação 136 correspondente à engrenagem acionada girando e acoplada, engata a engrenagem de saída 146 e faz com que a engrenagem de saída 146 gire. Enquanto, cada engrenagem de transferência de saída 145 de cada sistema de ligação 136 e engatada com a engrenagem de saída 146, se qualquer uma engrenagem de transferência de saída 145 gira, a engrenagem de saída 146 é engatada e girada, e ainda provoca uma rotação correspondente de cada engrenagem de transferência de saída. Dessa maneira, a rotação de uma ou mais engrenagens acionadas 132a-c pode transferir a potência através dos seus correspondentes ao sistema de ligação 136, para a engrenagem de saída 146, que faz com que os sistemas de ligação 136 da engrenagem desengatada girem de modo sincronizado é idêntico, e corresponde a, rotação de uma ou mais engrenagem acionada. Assim, é possível constatar que a conexão de qualquer uma das engrenagens acionadas 132a-c para a fonte de potência, tais como através do acoplamento com uma ou mais engrenagens propulsoras 121a-c pode resultar em cada uma das engrenagens acionadas 132a-c sendo conectada à fonte de potência.
Para fornecer potência de saída da transmissão 100, a transmissão 100 também pode incluir uma interface de transmissão de saída 170 que pode ser, então, conectada a um trem de acionamento, uma carga, ou um reservatório de potência para transmitir uma potência de saída ao trem de acionamento, carga, ou reservatório de energia. Na modalidade ilustrada, a interface de transmissão de saída 170 é conectada ao sistema de ligação 136 correspondente a engrenagem acionada 132b, embora este arranjo não esteja limitando a presente invenção. Quando a interface de transmissão de saída 170 é arranjada conforme ilustrado na figura 1, enquanto que a engrenagem acionada 132b, é acoplada por um ou mais conjuntos de engrenagem propulsora 120a-b, ou por outro lado, cause a rotação, o sistema de ligação 136 também gira, assim girando a interface de transmissão de saída 170 e transmitindo uma potência de saída. Como será apreciado desta revelação, interface de transmissão de saída 170 também pode fornecer uma potência de saída quando a engrenagem acionada 132b não está diretamente acoplada por conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b. Por exemplo, quando as engrenagens acionadas 132a ou 132c estão acopladas, os sistemas de ligação 136 e a engrenagem de saída 146 podem fazer com que o sistema ligação 136 correspondente a engrenagem acionada 132b gire, proporcionando assim uma potência para interface de transmissão de saída 170.
Enquanto, a figura IA ilustra a interface de transmissão de saída 170 como estando diretamente conectada a uma extremidade distai do sistema de ligação 136 associado com a engrenagem acionada 132b, deve também ser apreciado que este arranjo é somente exemplificativo. Em outras modalidades, a interface de transmissão de saída 170 pode ser diretamente conectada a qualquer outro dos sistemas de ligação 136. Ainda em outra modalidade, exemplificativa, a interface de transmissão de saída 170 não está diretamente ligada a qualquer outro sistema de ligação 136. Por exemplo, a interface de transmissão de saída 170 pode também ser diretamente conectada a qualquer uma ou mais das engrenagens acionadas 132a-c ou a engrenagem de saída 14 6, ou acoplada indiretamente, de qualquer forma adequada a qualquer um dos sistemas de ligação 136, engrenagem de saída 146, ou engrenagens acionadas 132a-c.
Em algumas modalidades, cada uma das engrenagens propulsoras 121a-f tem o mesmo tamanho físico. Além disso, cada uma das engrenagens acionadas de saída 132a-c, podem também ser do mesmo tamanho físico de modo que a relação dos raios de umas engrenagens propulsoras 121a-f para uma engrenagem acionada engajada 132a-c não muda, independentemente de qual das engrenagens propulsoras 121a- se acople a uma engrenagem acionada 132a-c.
Consequentemente, tal como mostrado em maiores detalhes aqui, a transmissão 100 pode funcionar com um número maior de relações de transmissão sem seletivamente acoplar ou desacoplar fisicamente as engrenagens de diferentes tamanhos, e sem embreagens e bandas. Assim, a transmissão 100 pode agir como uma transmissão sem embreagem na medida que podem operar sem embreagens ou bandas para acoplar e desacoplar as engrenagens propulsoras ou acionadas para efetuar uma mudança de relação de transmissão. Deste modo, a transmissão 100 é sem embreagem na medida em que pode operar sem embreagens ou bandas nas engrenagens propulsoras e acionadas e/ou para mudar as relações de marcha, independentemente se as embreagens ou bandas são utilizadas em outra transmissão 100. Em uma modalidade exemplificativa da transmissão 100, no entanto, a transmissão 100 não utiliza embreagens ou bandas para qualquer finalidade.
Enquanto, as modalidades da presente invenção podem se estenderem a uma transmissão sem embreagem nas quais as transmissões propulsoras 121a-f mantêm coletivamente o acoplamento constante com uma ou mais engrenagens acionadas 132a-c, mesmo durante a mudança de relação de transmissão, uma configuração sem embreagem não é necessária em todas as modalidades da presente invenção. Em particular, em algumas aplicações, pode ser desejado que uma embreagem ou outro mecanismo seja usado, pelo menos temporariamente desengatando as engrenagens propulsoras e acionadas de modo que a fonte de potência seja desconectada da carga. Mesmo em tais modalidades, será apreciado, no entanto, que as modalidades da invenção podem incluir aspectos como, por exemplo, a habilidade de mudar entre um número de relações de transmissão não discreta muito grande, e possivelmente, infinitamente grande. Tais modalidades da invenção podem também incluir a possibilidade de alternar entre as relações de transmissão em uma pequena quantidade de tempo, de tal forma que se as engrenagens propulsoras e acionadas estão temporariamente desconectadas umas das outras, essa desconexão tem um efeito negligenciável sobre a dinâmica de uma carga associada, e causa pequeno ou nenhum pico de torque.
Conforme ilustrado na figura IB1 por exemplo, uma modalidade alternativa de uma transmissão de velocidade variável 1001 é mostrada em que uma ou mais embreagens 123 pode ser usada em conexão com as engrenagens propulsoras 121a-f. Será apreciado que a modalidade ilustrada é somente exemplificativa e que as embreagens de qualquer tipo apropriado e de substituição podem ser usadas em conexão com uma transmissão, de acordo com a presente invenção.
Na modalidade ilustrada na figura 1B, pelo menos uma embreagem 123 é localizada em cada eixo de transmissão 124a-b. Por exemplo, no eixo de transmissão 124a, uma embreagem 123 pode ser posicionada entre a engrenagem de propulsão 121a e a engrenagem de transferência 118d, e configurada para interromper a rotação da engrenagem propulsora 121. Especificamente, enquanto o eixo de entrada 105 gira, faz com que eixos de transmissão 124a-b girem e orbitem, a embreagem 123 pode ser acoplada. 0 acoplamento da embreagem pode, por sua vez, desacoplar a engrenagem propulsora 121 a partir da rotação do eixo de entrada 105, assim interrompendo o movimento rotacional de uma engrenagem propulsora 121a. Como será apreciado, devido à colocação da embreagem 123 entre a engrenagem propulsora 121 e a engrenagem de transferência 118, quando a embreagem 123 está acoplada e, assim, evita que o movimento rotacional da engrenagem propulsora 121a, o movimento rotacional das engrenagens propulsoras 121b-c também é interrompido.
Como adicionalmente mostrado na figura 1B, uma embreagem 123 pode ser similarmente localizada no eixo de transmissão 124b, entre as engrenagens propulsoras 121d e as engrenagem de transferência 118d. Assim sendo, quando essa embreagem é engatada, a engrenagem propulsora 121d e então desacoplada da rotação do eixo de entrada 105, e cada uma das engrenagens propulsoras 121d-f deixa de girar. Como será apreciado face ao aqui revelado, em qualquer outra modalidade que oferece funcionalidade comparável a embreagem pode ser empregada. O âmbito da presente invenção não é, portanto, limitado às modalidades ilustrativas, e outras configurações de embreagem, incluindo o número de embreagens, tipos de embreagens, a localização das embreagens, e similares pode ser variado. Além disso, uma embreagem adequada pode oferecer funcionalidades adicionais, tais como mover uma engrenagem propulsora ou acionada para desacoplar às engrenagens propulsoras e acionadas. Além disso, uma ou mais embreagens 123 podem ser controladas em qualquer forma adequada. Por exemplo, um controle eletrônico ou manual pode ser utilizado.
Consequentemente, a embreagem pode, em uma modalidade exemplificativa, ser explorada e controlada por um sistema de controle de transmissão, tais como o sistema de controle eletrônico 180 (Figura 7), mostrado aqui.
Tal como observado acima, uma ou mais embreagens 123 pode ser colocada em qualquer local adequado que permite que a embreagem ou embreagens desacoplem a engrenagens propulsoras 121a-f da rotação do eixo de entrada 105. Por exemplo, enquanto uma embreagem 123 pode ser posicionada como mostrado anteriormente, ou seja, entre a engrenagem de transferência 118a e as engrenagens propulsoras 121a, d, uma embreagem 12 3 pode, alternativamente ou adicionalmente, ser colocada em outros locais do eixo de transmissão 124a- b, ilustrado em linhas pontilhadas, por exemplo, são colocações alternativas ou adicionais da embreagem 123. Especificamente, no eixo de transmissão 124a, uma ou mais embreagens 123 podem ser colocadas entre a engrenagem de propulsão 121a e a engrenagem de propulsão 121b, e/ou entre a engrenagem de propulsão 121b e a engrenagem de propulsão 121c. Do mesmo modo, uma ou mais embreagens 123 também pode ser colocadas no eixo de transmissão entre a engrenagem de propulsão 121d e engrenagem de propulsão 121e e/ou entre a engrenagem de propulsão 121e e engrenagem de propulsão 121f.
Apesar das embreagens ilustradas 123 serem mostradas localizadas nos eixos de transmissão 124a-b, o uso de uma embreagem, desta forma, não se limita a tal posicionamento. Na verdade, em algumas modalidades, pode ser desejável interromper ambos os movimentos rotacional e orbital das engrenagens propulsoras 121a-f. Assim, uma embreagem pode, adicionalmente ou alternativamente, ser usada para interromper o movimento orbital das engrenagens propulsoras 121a-f. A título de exemplo e não se limitando a uma embreagem (não mostrada) pode ser colocada entre o eixo de entrada 105 e o braço transportador 112. Quando essa embreagem é desengatada, a rotação do eixo de entrada 105 irá continuar a fazer com que o braço transportador 112 gire, como descrito acima com referência a figura IA. Entretanto, quando essa embreagem é desengatada, a rotação do eixo de entrada 105 é desacoplada do braço transportador 112, de tal modo que o braço transportador 112 pode cessar a órbita. Como será apreciado em vista do aqui revelado, a interrupção do movimento orbital da operadora 112, os movimentos rotacional e orbital das engrenagens de propulsão 121a-f também pode ser parados, e, portanto, se desacoplando da rotação do eixo de entrada 105.
As uma ou mais embreagens 123 também podem ser implementadas de várias outras maneiras. Por exemplo, em uma modalidade, uma ou mais embreagens podem ser consolidadas na extremidade dos eixos de transmissão 124a- b. Nessa modalidade, os eixos podem ser dispostos tendo um eixo dentro de um arranjo de eixos, de modo que um único eixo possa controlar o acoplamento e/ou a rotação de cada engrenagem propulsora 121A-f.
Como será apreciado face ao aqui revelado, as embreagens 123 podem ser de uma variedade de diferentes tipos, que sejam adequadas para o acoplamento e desacoplamento dos movimentos rotacional e orbital das engrenagens propulsoras 121a-f partir da rotação do eixo de entrada 105, e/ou acoplamento e desacoplamento das engrenagens propulsoras 121a-f das engrenagens acionadas 132a-c. Por exemplo, uma embreagem 123 pode ser implementada de várias formas, incluindo mas não limitado a, embreagem de disco, embreagem cônica, embreagem espiral, embreagem de garra, embreagem de espiral de garra, embreagem corrediça embreagem combinada disco-cônico, embreagem magnética, embreagem hidráulica, ou uma embreagem centrífuga, conforme desejado para uma determinada aplicação. Além disso, será apreciado que as embreagens 123 podem ser posicionadas de forma que a engrenagens propulsoras 121a-f são executadas dentro da embreagem. Por exemplo, as engrenagens propulsoras 121a-f podem ser posicionadas dentro de um pacote de embreagem, de tal forma que as embreagens 123 estejam essencialmente alinhadas com as engrenagens acionadas 132a-c.
Além disso, enquanto a divulgação acima da transmissão 100' inclui a utilização de uma ou mais engrenagens 123 para desacoplar seletivamente e temporariamente as engrenagens propulsoras 121a-f das engrenagens acionadas 132a-c, deve ser apreciado que essa divulgação é apenas exemplificativa. Em outras modalidades, por exemplo, um intervalo de tempo pode ser definido para o restabelecimento da orientação das engrenagens propulsoras 121a-f, e da orientação da engrenagem propulsora 121A-f determinadas de modo a manter o acoplamento com as engrenagens acionada 132a-c para aquele intervalo. 0 intervalo de tempo pode ter um comprimento, por exemplo, que é suficientemente curto para evitar um pico de torque ou permitir apenas um torque insignificante. Além disso, este intervalo de tempo pode ser conectado a saída da transmissão. Em uma modalidade, esta conexão expande ou reduz o intervalo de tempo, dependendo das alterações da velocidade de saída. A orientação das engrenagens propulsoras 121a-f pode, portanto, ser pré-determináveis dentro de um intervalo de tempo. Como resultado, enquanto o acoplamento ou desacoplamento de uma embreagem pode reorientar as engrenagens propulsoras 121a-f para o acoplamento contínuo com as engrenagens acionadas 132a-c, pode ser desnecessário mesmo que a embreagem seja retirada das engrenagens propulsoras 121a-f as engrenagens acionadas 132a-c. Enquanto, as modalidades da presente invenção podem empregar engrenagens propulsoras com o mesmo tamanho físico, e as engrenagens acionadas com o mesmo tamanho físico, deve ser apreciada de modo que as relações não são necessárias. Além disso, enquanto a engrenagem propulsora e a engrenagem acionada podem, em algumas modalidades, ser de, respectivamente, de tamanhos diferentes, qualquer variação em particular no tamanho físico não é um requisito para uma transmissão como mostrada aqui. Na verdade, a presente invenção pode ser empregada utilizando engrenagem propulsora e acionadas de cerca do mesmo tamanho físico, como mostrado aqui. Além disso, em algumas modalidades, a engrenagem propulsora e a engrenagem acionada são engrenagens cilíndricas ou engrenagens helicoidais que possuem substancialmente o mesmo diâmetro axial de uma ponta à outra da extremidade axial, de tal forma que eles não têm um estreitamento em toda a sua largura. Em outras modalidades, no entanto, engrenagens propulsoras e acionadas são engrenagens cônicas que estreitam de uma extremidade axial para a outra, ou pode por outro lado estreitar ou ter um tamanho não uniforme de uma extremidade axial para a outra. Mais genericamente, qualquer engrenagem geométrica, tamanho e/ou disposição de engrenagem eficaz na implementação de um ou mais aspectos das funcionalidades mostradas neste documento podem ser empregadas. Por conseguinte, o âmbito da invenção não se limita às modalidades exemplificativas aqui mostradas.
Agora, referindo-se as figuras 3A-C, que esquematicamente revelam aspectos de uma transmissão 200 que são semelhantes em alguns aspectos, as transmissões 100 (Figura IA) e IOO1 (figura 1B) , uma forma de variar as relações de transmissão, mantendo uma conexão entre a fonte de potência e a carga, e mantendo um acoplamento substancialmente constante entre as engrenagens acionadas e propulsoras, é descrita. Em particular, as figuras 3A-C ilustra a transmissão 200 em várias relações de transmissão.
Na modalidade exemplificativa ilustrada na figura 3A, a transmissão 200 inclui três engrenagens acionadas 232a-c, que cada é configurada para giram em torno de um eixo que passa através do respectivo centro. Além disso, a transmissão 200 inclui duas engrenagens propulsoras 220a-b, ou conjuntos de engrenagens de propulsão, que engatam e giram com as engrenagens acionadas 232a-c. Deve ser apreciado que o número de engrenagens propulsoras e as engrenagens acionadas é somente exemplificativo, e que, em outras modalidades, um número maior ou menor engrenagens propulsoras e as engrenagens acionadas podem ser utilizados. Além disso, em algumas modalidades, bem como aqui mostrado, as três engrenagens acionadas 232a-c podem ser conectadas de tal modo que elas mantêm idênticas rotações, uma vez que cada engrenagem propulsora gira sobre seu próprio eixo central. Além disso, enquanto que na modalidade exemplificativa, as engrenagens acionadas 232a-c são engrenagens dentadas e são deslocadas em intervalos angulares praticamente iguais de cerca de cento e vinte graus, e as engrenagens propulsoras 220a-b são deslocadas, em cerca de cento e oitenta graus, deve ser apreciado que a configuração revelada e o arranjo das engrenagens acionadas 232a-c e as engrenagens acionadas 220a-b são somente exemplificativos.
Conforme mostrado aqui, as engrenagens acionadas 232a-c podem ser configuradas para girar mesmo quando acopladas pelas engrenagens propulsoras 220a-b ou, quando for girada por um sistema de ligação. Adicionalmente ao seu movimento rotacional, porém, as engrenagens dentadas 232a-c também podem transladar entrando e saindo. Por exemplo, como ilustrado nas figuras 3A-C, cada uma das engrenagens acionadas 232a-c pode deslizar entrando e saindo ao longo de um caminho de translação que é um pouco deslocado do caminho de translação de uma ou mais das outras engrenagens acionadas. Na modalidade exemplificativa, por exemplo, as engrenagens acionadas 232a-c cada uma translada ao longo do respectivo caminho de translação 233a-c que se estende radialmente a partir de um respectivo centro de cada uma das engrenagens acionadas 232a-c. Em alguns casos, o deslocamento angular de cada um dos caminhos de translação 233a-c pode ser igual. Assim, e somente por meio de exemplo, para as três engrenagens acionadas 232a-c, o deslocamento angular de cada um dos caminhos de translação 233a-c é de cerca de cento e vinte graus. Neste modo cada uma das engrenagens acionadas pode transladar e manter o mesmo deslocamento angular das outras engrenagens acionadas, independentemente do posicionamento radial das engrenagens acionadas.
Conforme mostrado na figura 3A, as engrenagens acionadas 232a-c criam geralmente, nesta modalidade, uma porção triangular com lados curvos que definem uma engrenagem virtual 234 que está em acoplamento constante com pelo menos uma das engrenagens propulsoras 220a-b. Como será apreciado, o tamanho e a forma da engrenagem virtual 234 pode variar e nenhum arranjo, dimensão ou forma especial da engrenagem virtual 234 ê necessário. Por exemplo, a forma da engrenagem virtual 234 pode mudar, dependendo do número de as engrenagens acionadas que define a engrenagem virtual 234, como mostrado aqui, as posições radiais das engrenagens acionadas 232a-c.
Dentro da engrenagem virtual 234, as engrenagens propulsoras 220a-b são posicionadas na extremidade distai das alavancas 219a-b. Além disso, e conforme discutido acima, as engrenagens propulsoras 220a-b podem ser configuradas para ter um movimento orbital. Assim sendo, em uma modalidade exemplificativa, as alavancas 219a-b são representantes da distância entre as engrenagens propulsoras 220a-b e eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras 220a-b órbita. Assim, a intersecção das alavancas 219a-b, e sua respectiva extremidade proximal oposta à extremidade distai, onde as engrenagens propulsoras 220a-b estão posicionadas, define um ponto através do qual o eixo sobre as engrenagens propulsoras 220a-b passa orbitando. Além disso, em complemento ou em alternativa a um movimento orbital, cada uma das engrenagens propulsoras 220a-b pode girar sobre seu próprio eixo central passando por seu respectivo centro.
As alavancas 219a-b ilustradas pode ser alavancas reais ou virtuais na aplicação de uma transmissão 200, de acordo com os princípios mostrados neste documento. Por exemplo, uma alavanca física pode ser fixada entre as engrenagens propulsoras na extremidade da alavanca e ao centro da intersecção entre as alavancas 219a-b. Alternativamente, a alavanca pode ser virtual. Por exemplo, conforme mostrado nas figuras 1A-B, os eixos axiais 120a-b pode deter as engrenagens propulsoras 121a-f e orbita das engrenagens propulsoras 121a-f sobre uma central, eixo orbital, sem um braço de alavanca física mantendo uma conexão entre as engrenagens propulsoras 121a-f o eixo em torno do qual eles orbitam.
As alavancas 219a-b, sejam reais ou virtuais, podem ser controlada e variada de modo que seus respectivos comprimentos podem ser variados. Por exemplo, em relação às engrenagens propulsoras 220a-b, as engrenagens propulsoras 220a-b, nas extremidades das alavancas 219a-b na figura 3A pode deslizar radialmente para fora, de forma a mudar o comprimento das alavancas 219a-b. Conforme ilustrado, por exemplo, as engrenagens propulsoras 220a-b pode deslizar em uma direção radial a partir da posição na figura 3A para as posições ilustradas nas figuras 3B e 3C, ou para qualquer posição entre as ilustradas nas figuras 3A e 3C. Deste modo, pode ser visto que como a translação radial das engrenagens propulsoras 220a-b ocorre da figura 3A para a figura 3C, o comprimento das alavancas 219a-b aumenta. Do mesmo modo, se as engrenagens propulsoras 220a-b transladarem radialmente da figura 3C para a posição na figura 3A ou 3B, diminui correspondentemente o comprimento das alavancas 219a-b.
Como as engrenagens propulsoras 220a-b orbitam ao redor do centro das alavancas 219a-b, elas podem acoplar as diversas engrenagens dentadas 232a-c, fazendo com assim as engrenagens acionadas 232a-c girem. Além disso, como o comprimento das alavancas 219a-b aumenta, o raio da órbita das engrenagens propulsoras 220a-b aumenta, assim também aumenta o comprimento do caminho orbital das engrenagens propulsoras 220a-b. Para as engrenagens propulsoras 220a-b manter uma velocidade angular constante, enquanto segue um longo caminho orbital, a velocidade linear das engrenagens propulsoras 220a-b é necessariamente aumentada. Similarmente, como o comprimento das alavancas 219a-b diminui, o raio e o comprimento do caminho orbital das engrenagens propulsoras 220a-b diminuem, a velocidade linear correspondentemente das engrenagens propulsoras 220a-b diminui.
Consequentemente, a velocidade linear de qualquer ponto nas engrenagens propulsoras 220a-b é relacionada com o comprimento das alavancas 219a-b e para a velocidade angular em que as engrenagens propulsoras 220a-b giram. Por exemplo, no exemplo da modalidade revelada nas figuras 3A- C, as engrenagens propulsoras 220a-b casam com as engrenagens acionadas 232a-c em pontos de acoplamento 235. Será apreciado que os pontos de acoplamento 23 5 nas engrenagens propulsoras 220a-b, os pontos de acoplamento 235 têm uma velocidade linear, que é relacionada com o movimento orbital das engrenagens propulsoras 220a-b. Particularmente, se V1 é . a velocidade linear das engrenagens propulsoras 220a-b em pontos de acoplamento 23 5, Vi é relatado ao movimento orbital das engrenagens propulsoras 220a-b pela equação: Vi = ωι . 2, onde cúi é a velocidade angular, isto é, a velocidade orbital ou RPMs orbitais, das engrenagens propulsoras 220a-b, e 1 é a distância dos pontos de acoplamento 235 para o eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras 220a-b órbita. Assim sendo, é possível constatar que Vi é diretamente proporcional a 1 e, se ωχ for mantido constante, V1 aumentará na medida em que 1 diminui, e V1 diminuirá à medida que 1 diminui.
Além disso, se as engrenagens acionadas 232a-c giram em torno de seus centros quando acopladas por engrenagem propulsora 220a-c, a velocidade linear, V2 do ponto de acoplamento nas engrenagens acionadas 232a-c está relacionado com o movimento rotacional das engrenagens acionadas 232a-c pela equação V2 = ω2 . r, onde ω2 é igual à velocidade angular, ou seja, a velocidade de rotação ou RPMs, das engrenagens acionadas 232a-c, e r é o raio das engrenagens acionadas 232a-c. Assim, é possível constatar que a V2 é diretamente proporcional à ω2, de tal modo que se r for mantido constante, quando V2 aumenta, ω2 aumenta, e quando V2 diminui, ω2 diminui.
Além disso, os pontos de acoplamento 235 são comuns as engrenagens propulsoras 220a-b e as engrenagens acionadas 232a-c, tais que pelos pontos de acoplamento 235, as engrenagens propulsoras 220a-b e as engrenagens acionadas 232a-c têm a mesma velocidade linear. Desse modo, nos pontos de acoplamento 235, V1 = V2. Assim sendo, em um sistema no qual a velocidade angular, coi, das engrenagens propulsoras 220a-b e raio, r, das engrenagens acionadas 232a-c são substancialmente constantes, e a distância orbital 2 das engrenagens propulsoras 220a-b, e a velocidade angular ω2, das engrenagens acionadas 232a-c, pode variar, a relação entre I e ω2 pode ser expressa como 1 = k. ω2, onde k é uma constante igual a r 1 ωχ. Assim, ω2 e 1 são diretamente proporcionais quando um aumenta ou diminui, o outro irá mudar de acordo. Portanto, pode ser visto que quando o comprimento das alavancas 219a-b aumenta e diminui, a velocidade linear do ponto de acoplamento das engrenagens propulsoras 220a-b aumenta ou diminui, a velocidade angular das engrenagens acionadas 232a-c aumenta ou diminui correspondentemente.
A relação entre o comprimento das alavancas 219a-b e os a velocidade angular das engrenagens acionadas 232a-c pode ainda ser ilustrada por dois exemplos simples. Serã apreciado que os exemplos a seguir não limitam a presente invenção são por outro lado apresentados apenas para ilustrar alguns aspectos da presente invenção.
No primeiro exemplo, uma transmissão, como a transmissão de 200 da figura 3B pode ser arranjada de tal forma que as alavancas tem uma polegada (2,54 cm) de comprimento. Além disso, também pode se presumir que a transmissão pode ser disposta ou construída de tal forma que o diâmetro da engrenagem propulsora é igual a uma polegada (2,54 cm), o raio da engrenagem acionada é igual a oito polegadas (20,32 cm), e que as engrenagens propulsoras podem orbitar em uma velocidade angular constante 2000 RPM. Assim, será apreciado que em tal exemplo, a velocidade linear de um ponto de acoplamento sobre a borda externa das engrenagens propulsoras, no ponto mais longínquo do eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras orbitam, é praticamente equivalente a 4000 polegadas/minuto (ωχ = 2000 RPM e 1 = (1 polegada + 1 polegada)).
Além disso, na medida em que o ponto de acoplamento é dividido entre as engrenagens propulsoras e as engrenagens acionadas, a velocidade linear, V2, das engrenagens acionadas no ponto de acoplamento é igual à velocidade linear, V1, da engrenagem propulsora no ponto de acoplamento.
Assim sendo, V2 é neste exemplo, também igual a 4000 polegadas/minuto. Além disso, na medida em que as engrenagens acionadas giram em torno de seu eixo central e tem um raio fixo, a velocidade angular, ω2, das engrenagens propulsoras pode ser determinada e é praticamente equivalente a 500 RPM (V2 = 4000 polegadas/minuto e r = oito polegada) (V2 = 4000 polegadas/minuto e r = oito polegada). Assim, a velocidade angular, ω2, das engrenagens é impulsionada quatro vezes menos (500 RPM comparada com 200 0 RPM) do que a velocidade angular, ω1 das engrenagens propulsoras, de tal forma que este arranjo exemplificativo das engrenagens propulsoras e das engrenagens acionadas proporcionam uma redução de engrenagem de 4:1.
No segundo exemplo, contudo, toma uma transmissão, como a transmissão 200 da figura 3C, e assume, como no primeiro exemplo, que as engrenagens propulsoras têm diâmetros de uma polegada (2,54 cm), o raio das engrenagens acionadas é constante e igual a oito polegadas (20,32 cm), e que as engrenagens propulsoras órbita em uma velocidade angular constante de 2000 RPM. Neste exemplo, contudo, também se assume que o comprimento da alavanca aumentou para 3 polegadas, por exemplo. Como será apreciado, se tal aumento do comprimento da alavanca aconteça, a velocidade linear, V1, de um ponto de acoplamento sobre a borda externa da engrenagem propulsora, a uma distância mais longa do eixo sobre a qual as engrenagens propulsoras giram, cerca de 8000 polegadas/minuto (coi = 2000 RPM e 2 = (1 polegada + 3 polegadas). Como as engrenagens acionadas têm pontos de acoplamento em comum com as engrenagens propulsoras, a velocidade linear, V2, das engrenagens acionadas nos pontos de acoplamento também é cerca de 8000 polegadas/minuto. Além disso, como a velocidade linear, V2, tem aumentado, a velocidade angular, ω2, das engrenagens acionadas também devem necessariamente aumentar sobre a velocidade angular das engrenagens acionadas no primeiro exemplo. Por exemplo, neste segundo caso, a velocidade angular, ω2, das engrenagens acionadas 232a-c é cerca de 1000 RPM V2 = (8000 polegadas/minuto e r = oito polegadas). Assim, a velocidade angular, ω2, das engrenagens acionadas é apenas duas vezes menor (1000 RPM comparada a 2 000 RPM) do que a velocidade angular, ωχ da engrenagem propulsora, de tal forma que este arranjo exemplificativo das engrenagens propulsoras e das engrenagens acionadas fornece redução de engrenagem 2:1.
Assim, observa-se que o movimento das engrenagens propulsoras 220a-b radialmente, para aumentar ou diminuir o tamanho das alavancas 219a-b, a velocidade angular das engrenagens acionadas 232a-c pode ser correspondentemente aumentada ou diminuída, mesmo se a velocidade angular na qual as engrenagens propulsoras 220a-b permanecem constante. Consequentemente, a velocidade angular das engrenagens acionadas 232a-c pode mudar, até mesmo para uma velocidade angular de entrada constante das engrenagens propulsoras 220a-b, proporcionando assim uma mudança da relação de transmissão na transmissão 200. Além disso, será apreciado que as engrenagens propulsoras 220a-b não estão limitadas a duas posições no exemplo acima. Na verdade, em alguns exemplos, de modo que a transmissão 100 ilustrada na figura 1A, a transmissão 100, da figura 1B, um conjunto de as engrenagens acionadas podem ser mudados entre um grande número e, possivelmente, em um número infinito de posições. Cada posição radial produz um braço de alavanca diferente, e cada relação de transmissão corresponde a um diferente comprimento da alavanca. Assim, onde as engrenagens propulsoras 220a-b pode deslizar ao longo de uma gama de posições possíveis, as engrenagens propulsoras 220a-b pode definir um número infinito de relações de transmissão não discreta. Da mesma forma, mesmo onde as engrenagens propulsoras 220a-b mantém o acoplamento somente em locais discretos, assim alternando entre as posições, as engrenagens propulsoras 220a-b pode alternar entre um número finito de muitas diferentes relações de transmissão discretas.
Por exemplo, com referência à figura 1A, os conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b podem deslizar radialmente interna ou externamente, enquanto a engrenagem acionada 132a-b correspondentemente deslizam radialmente interna ou externamente. Como discutido acima, em cada local ao longo de caminho de translação radial, o caminho orbital dos conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b é de um comprimento diferente, definindo assim uma relação de transmissão diferente. Em algumas modalidades, como discutido em maiores detalhes neste documento, os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b podem ser configurados para manter o acoplamento constante com as engrenagens acionadas 132a-c enquanto os conjuntos de engrenagens propulsoras 120a-b e as engrenagens acionadas 132a-c transladam radialmente. Na medida que os conjuntos de engrenagens de propulsão 120a-b podem, portanto, transladar para qualquer local em um percurso linear, um número infinito de relações de transmissão não discreto pode ser possível.
Será apreciado face ao revelado neste documento, não é necessário que um número infinito de relações de transmissão não discreta seja definido. De fato, em uma modalidade, um grande número relações de transmissão discretas são definidas de tal forma que a mudança entre as relações de transmissão é imperceptível, ou quase imperceptível, de tal forma que a transmissão se aproxima de uma transmissão infinitamente variável. Considerando, por exemplo, a transmissão 100' ilustrada na figura IB. Tal como observado acima, a transmissão 100' pode incluir uma ou mais engrenagens 123, que permitem os movimentos rotacionais e/ou orbitais das engrenagens propulsoras 121a- para ser pelo menos temporariamente interrompido. Tal interrupção pode ocorrer pelo acoplamento da embreagem, que também pode coincidir com a mudança da relação de transmissão. De acordo com uma modalidade exemplificativa, por exemplo, as mudanças na relação de transmissão na transmissão 100' pode ser um pequeno incremento no qual a mudança é, no mínimo, quase imperceptível. Por exemplo, segundo uma modalidade, o comprimento do caminho orbital de cada local disponível pode aumentar ou diminuir essa pequena quantidade de tempo necessário para acoplar a embreagem, mova as engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c é tão pequena, que a mudança pode ser feita em frações de segundo, e mesmo quase instantaneamente. Para diminuir ainda mais o tempo, esses controles podem ser executados automaticamente, por um sistema de controle eletrônico. Nada mostrado neste documento impede, entretanto, que as embreagens 123 e/ou o movimento das engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c de ser controladas por um operador humano.
De acordo com uma modalidade, diferentes caminhos orbitais discretos estão disponíveis, e em cada local discreto a engrenagem virtual é uma engrenagem virtual inteira como um todo. Em particular, é dito que a engrenagem virtual é circular, o comprimento da circunferência da engrenagem virtual pode ser dividido em um número inteiro de dentes de engrenagem do tamanho daqueles nas engrenagens 121a-f ou no interior das engrenagens acionadas 132a-c, sem qualquer dente parcial. A título de exemplo, em um caso ilustrativo em que a largura do dente é de de polegada, uma engrenagem virtual, tendo uma circunferência de doze polegadas é uma engrenagem virtual inteira na medida em que a sua circunferência é divisível em exatamente quarenta e oito dentes inteiros. Por conseguinte, para a mesma largura de dente, uma engrenagem virtual, tem uma circunferência de doze polegadas e uma terceira polegada não é uma engrenagem virtual inteira na medida em que é divisível em quarenta e nove dentes de engrenagem inteiro mais um terço de quinze dentes de engrenagem.
Variando os caminhos orbitais das engrenagens propulsoras 121a-f entre os caminhos discretos em que cada comprimento que eles são completamente divisíveis pela a largura dos dentes de engrenagem das engrenagens propulsoras 121a-f, uma complexidade adicional pode ser reduzida. Por exemplo, como observado acima, se as engrenagens propulsoras 121a-f desliza para uma posição radial onde a engrenagem virtual definida pelas engrenagens acionadas 132a-c tem uma circunferência que não é um círculo virtual inteiro, as engrenagens propulsoras 121a-f podem não se alinhar corretamente com os dentes de engrenagem das engrenagens acionadas 132a-c enquanto as engrenagens propulsoras 121a-f giram e orbitam. Em vez disso, o dente parcial na engrenagem virtual pode fazer com que um desalinhamento que reduz a eficácia da transmissão.
Será também percebido por uma pessoa versada na arte que um grande número de relações de transmissão discretas pode ser fornecido ainda sobre uma distância de translação relativamente pequena. Por exemplo, será apreciado que, para mudar de um círculo virtual inteiro para o próximo círculo virtual inteiro, a circunferência precisa somente aumentar ou diminuir até uma quantia igual à largura do dente. Na medida em que as engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c se movem radialmente e o raio e a circunferência da engrenagem virtual são relacionados pela equação c = 2.n.r, pode ser deduzido que tw é igual à largura do dente, uma mudança radial é igual a tw/ (2n) irá alterar o tamanho do caminho orbital das engrenagens propulsoras 121a-f, assim como a engrenagem virtual definida pelas engrenagens acionada 132a-c, para a próxima engrenagem virtual inteira. Além disso, a transmissão pode ser controlada para assegurar que as engrenagens propulsoras 121a-f acoplam as engrenagens acionadas 132a-c somente em lugares onde a engrenagem virtual definida é uma engrenagem virtual inteira. Para controlar o acoplamento dessa maneira, um controle elétrico ou mecânico pode ser usado. Por exemplo, um mecanismo de comutação mecânico pode ser utilizado. Alternativamente, ou em complemento deste, um sistema de controle eletrônico pode controlar o movimento, acoplamento, e desacoplamento das engrenagens propulsoras 121a-f e das engrenagens acionadas 132a-c.
Em uma modalidade em que as engrenagens dentadas das engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c são de um tamanho relativamente pequeno, será apreciado que as relações de transmissão discretas podem ser feitas com muito pouca translação radial das engrenagens propulsoras 121a-f e das engrenagens acionadas 132a-c. Em um exemplo ilustrativo, uma engrenagem propulsora pode ter um perfil de dente de engrenagem onde os dentes de engrenagem possuem meia polegada de largura. Por conseguinte, a as engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c precisariam mover radialmente a uma distância de apenas 1/(4π) polegadas, ou cerca de 0,08 polegadas, para se deslocar entre as relações de transmissão. Por conseguinte, pela translação das engrenagens propulsoras 121a-f e engrenagens acionadas 132a-c a uma distância radial de somente duas polegadas, mais de vinte e cinco relações de transmissão discretas podem ser obtidas.
Além disso, na medida em que a distância radial necessária para se deslocar entre as relações de transmissão é muito pequena, também é necessário muito pouco tempo para fazer a mudança. Como resultado, uma mudança a partir de uma relação de transmissão para a próxima pode, em algumas modalidades, ocorrer quase instantaneamente. Por exemplo, na transmissão de 100' da figura 1B, o tempo necessário para acoplar a embreagem 123, translada radialmente as engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c para o próximo círculo virtual inteiro e o caminho orbital, e então desacopla a embreagem para voltar a iniciar o movimento rotacional e/ou orbital das engrenagens de propulsão 121a-f, pode ser somente uma fração de segundo. Na verdade, quando esse controle de transmissão 100' é automaticamente controlado por um sistema de controle, o tempo para concluir a mudança pode ser da ordem de décimos ou centésimos de segundo.
Enquanto, a discussão anterior mostra uma transmissão escalonada na qual alterna entre as relações de transmissão discretas espaçadas em incrementos de um dente para dimensionar a engrenagem virtual, será apreciado que esse recurso não é limitativo, e que outras modalidades são contempladas. Por exemplo, como observado acima, na modalidade tal como a transmissão 100 (figura IA) , a transmissão pode não ser totalmente escalonada, mas em vez disto, pode deslizar entre as relações de transmissão. Em outras modalidades a engrenagem escalonada muda, no entanto, outros incrementos além de um dente podem ser utilizados. Por exemplo, em outras modalidades os escalonamentos entre as relações de transmissão podem ser feitos em duas, três, quatro, ou mais incrementos de engrenagens dentadas. Ainda em outras modalidades, os escalonamentos entre as relações de transmissão podem ser dependentes do número de engrenagens acionadas ou propulsoras, ou das posições das engrenagens acionadas ou propulsoras na transmissão. Por exemplo, uma transmissão com cinco engrenagens propulsoras, ou cinco posições de engrenagens propulsoras, pode escalonar entre as relações de transmissão incrementos de cinco dentes. Do mesmo modo, uma transmissão com três engrenagens propulsoras, ou três posições engrenagens acionadas, pode escalonar entre três incrementos de três dentes.
Como observado anteriormente, as alterações da relação de transmissão pode ser feita, enquanto as entradas para a transmissão continuam girando, de tal forma que a transmissão esteja conectada à fonte de potência enquanto as mudanças de relações de transmissão são feitas. Será apreciado que em outras modalidades, no entanto, uma transmissão de acordo com a presente invenção pode ser desconectada da fonte de potência, ou a fonte de potência pode ser desligada enquanto uma mudança da relação de engrenagem é feita. Por exemplo, em uma modalidade a transmissão de acordo com a presente invenção pode ser implementada em uma caixa de marchas ligada a um transportador. Para mudar entre as relações de transmissão, a energia para o sistema transportador pode ser desconectada. Um usuário pode então transladar radialmente as engrenagens propulsoras ou acionadas, quer seja manualmente, por meio eletrônico, ou de alguma outra forma, para uma relação de transmissão desejada, e voltar a reacoplar a potência. Nesse caso, será também apreciado que as embreagens 123 (figura 1B) também poderão ser desnecessárias e podem ser omitidas.
Embora alguns exemplos precedentes fazem algumas suposições sobre o número, tamanho, localização, velocidade angular, e dentes de engrenagem das engrenagens propulsoras 220a-b e das engrenagens acionadas 232a-c, deverá ser apreciado que estas suposições foram feitas a título de exemplos e não são de nenhuma forma limitativa a presente invenção. Em vez disso, elas são apenas mais claramente identificadas para indicar a maneira pela qual uma transmissão de acordo com uma modalidade exemplificativa particular da presente invenção muda entre as relações de transmissão. Na verdade, será apreciado que um aspecto de uma transmissão, tal como a transmissão 100 (figura 1A), transmissão 100' (figura 1B) e transmissão 600 (figuras 11A-B), é que elas são escaláveis para uso em uma ampla variedade de aplicações. Assim, é contemplado que as engrenagens acionadas ou propulsoras podem ser de vários tamanhos, terem quaisquer números de engrenagens e dentes de engrenagens com qualquer tamanho adequado, e pode operar em várias e diferentes velocidades angulares, conforma a necessidade da aplicação em que a transmissão é executada.
Por exemplo, uma transmissão exemplificativa da presente invenção pode ser executada em um porta-plano ou em outras grandes embarcações marítimas, e pode utilizar engrenagens muito maiores e engrenagens acionadas com muitos centímetros, ou até mesmo metros, de diâmetro.
Alternativamente, outro exemplo de transmissão da presente invenção, pode ser implementado em, por exemplo, um modelo de carro, e pode utilizar pequenas engrenagens propulsoras e acionadas com diâmetros medidos em centímetros, ou até mesmo em milímetros, de diâmetro.
Conforme mostrado anteriormente no que diz respeito às figuras 3A-C, enquanto as alavancas 219a-b aumentam de comprimento, e os caminhos orbitais das engrenagens propulsoras 220a-b mudam, as engrenagens acionadas 232a-c também deve avançar, de modo a manter acoplamento com as engrenagens propulsoras 220a-b. Assim, como ilustrado nas figuras 3A-C, conforme as engrenagens acionadas 232a-c passam, por exemplo, ao longo de um respectivo caminho de translação 233a-c, o tamanho da engrenagem virtual 234 muda. Assim sendo, as mudanças das relações de transmissão 200dentro da transmissão pode ocorrer mesmo sem fazer com que as engrenagens propulsoras 220a-b se acoplem às engrenagens acionadas em conjuntos de tamanho diferenciados. Em vez disso, conforme mostrado aqui, as mudanças de relações de transmissão podem ser feitas através das mudanças do tamanho do caminho orbital das engrenagens propulsoras 220a-b, bem como o tamanho da engrenagem virtual 234 acoplada com as engrenagens propulsoras 220a-b.
Para manter constante ou substancialmente constante o acoplamento entre as engrenagens propulsoras 220a-b e as engrenagens acionadas 232a-c sobre as mudanças de relação de transmissão, onde o tamanho da engrenagem virtual 234 é mudado, o movimento translacional das engrenagens acionadas 232a-c ao longo dos caminhos de translação 233a-c podem ser sincronizadas com as mudanças do comprimento das alavancas 219a-b correspondentemente causando o movimento radial das engrenagens propulsoras 220a-b. Particularmente, enquanto as engrenagens propulsoras 232a-c são deslocadas para fora ou para dentro, o comprimento das alavancas 219a-b pode ser aumentado ou diminuído substancialmente e simultaneamente de modo proporcional, permitindo assim que as engrenagens acionadas 232a-c e as engrenagens propulsoras 220a-b permaneçam acopladas constantemente durante as suas respectivas órbitas e rotações, e, como discutido anteriormente, opcionalmente, mesmo durante um aumento ou diminuição no comprimento e/ou diâmetro do caminho orbital das engrenagens propulsoras 220a-b. Deste modo, o acoplamento substancialmente constante é mantido em varias relações de transmissão. Além disso, mesmo em modalidades em que transmissão exemplificativa utiliza mudanças de relações de transmissão escalonadas, essas mudanças podem ser feitas por meio de pequenos movimentos das engrenagens propulsoras 220a-b e das engrenagens acionadas 232a-c durante o tempo que as engrenagens propulsoras 22 0a-b são desconectadas a partir de uma interface de transmissão de entrada e/ou fonte de potência externa pode ser insignificante e imperceptível, ou quase imperceptível. Nessa modalidade, as engrenagens propulsoras 220a-b e as engrenagens acionadas 232a-c pode eficazmente proporcionar os mesmos efeitos desejados como uma transmissão que desliza entre as relações de transmissão. Onde estão previstas várias etapas, uma transmissão escalonada, conforme descrita, pode efetivamente operar em um deslizamento em que a transmissão se mantém uma ligação efetiva entre as engrenagens propulsoras 220a-b e as engrenagens acionadas 232a-c ao longo de uma mudança da relação de transmissão.
Por exemplo, quase ao mesmo tempo que as engrenagens acionadas 232a-c desliza em ou fora de. seus respectivos caminhos de translação 233a-c, o tamanho da engrenagem virtual 234 e o comprimento do caminho orbital das engrenagens propulsoras 220a-b variam, o comprimento das alavancas 219a-b pode ser ajustado. Conseqüentemente, mesmo nos casos em que uma transmissão de acordo com a presente invenção se acople a uma embreagem para interromper ou impedir a rotação e/ou movimento orbital das engrenagens propulsoras 220a-b, quando a embreagem desengata, as engrenagens propulsoras 220a-b e as embreagens acionadas 232a-c estão em posição para continuar o acoplamento em novos comprimentos de alavanca. Enquanto, o acoplamento é assim mantido quando as engrenagens propulsoras 220a-b começar de novo a girar e orbita, as engrenagens propulsoras 220a-b pode conduzir as engrenagens acionadas 232a-c. Além disso, conforme mostrado aqui, enquanto a velocidade linear dos pontos de acoplamento 235 nas engrenagens propulsoras 220a-b aumenta ou diminui, baseado pelo menos em parte no comprimento das alavancas 219a-b, velocidade linear correspondente nos pontos de acoplamento 235 engrenagens acionadas 232a-c também aumenta. Como as engrenagens acionadas 232a-c podem ter de um tamanho fixo, e pode, em algumas modalidades, sempre girar em torno dos eixos alinhados com os centros das engrenagens acionadas 232a-c, o aumento da velocidade linear gera um aumento da velocidade angular de engrenagens propulsoras 232a-c. Assim, as mudanças das relações de transmissão podem ser feitas através da variação do comprimento e/ou diâmetro do caminho orbital das engrenagens propulsoras 220a-b e/ou, pela variação do tamanho da engrenagem virtual 234, e sem mudar o acoplamento entre as engrenagens de tamanho físico diferentes.
Como observado aqui, uma engrenagem propulsora pode ser localizada na extremidade de cada alavanca real ou efetiva. Essas engrenagens propulsoras podem, em algumas modalidades, agir como uma engrenagem satélite que tem uma série de aspectos. Por exemplo, as engrenagens propulsoras 22 0a-b pode manter o acoplamento substancialmente constante com uma engrenagem acionada, de modo que as engrenagens acionadas 232a-b, de modo a conduzir as engrenagens acionadas para obter várias saídas correspondentes a uma variedade de relações de transmissão. Além disso, e conforme mostrado aqui, as engrenagens propulsoras 220a-b pode girar em torno de seus respectivos eixos centrais e ainda orbitar em torno de um eixo externo, de modo que o eixo passe pelo centro da intersecção entre as alavancas 219a-b. Por exemplo, conforme mostrado aqui, as engrenagens propulsoras 220a-b podem, assim, girar de maneira controlada e predeterminada para assegurar que enquanto a engrenagem propulsora está preste a entrar em acoplamento com uma engrenagem acionada de saída, os dentes de engrenagem das engrenagens propulsoras e acionadas são sincronizados. Além disso, as engrenagens propulsoras 220a- b podem transladar radialmente. Conforme mostrado anteriormente, o movimento radial da engrenagem satélite permite a transmissão a se mover ao longo de uma série de relações, em pequenos incrementos, possivelmente infinitamente pequenos, em qualquer um deslizamento ou modo de escalonamento. Assim sendo, a engrenagem propulsora pode transladar radialmente para criar uma variável de saída e/ou giro para atingir o acoplamento sincronizado com a engrenagem propulsora correspondente. Além disso, na medida em que a engrenagem propulsora pode transladar radialmente e causar a transmissão de deslizar ou escalonar entre as relações de transmissão em relações de transmissão substancialmente não discretas ou discretas, a transmissão pode alterar relações de transmissão sem produzir um pico de torque, ou pela produção de um pico de torque insignificante, que não danifica a transmissão e/ou um tem de acionamento para a transmissão.
Diversos movimentos possíveis de uma engrenagem propulsora 320a e uma velocidade acionada 332 são ilustrados na figura 4. Em particular, a figura 4 ilustra duas engrenagens propulsoras 320a-b, que são sincronizadas com as engrenagens acionadas 332 que podem ser implementadas, por exemplo, como uma engrenagem dentada. Mais ou menos engrenagens acionadas e/ou propulsoras podem ser utilizadas, no entanto, quando necessário ou desejado para uma aplicação específica. Assim, as duas engrenagens propulsoras 320a-b e uma engrenagem acionada 332 são representadas apenas para fins ilustrativos.
Conforme mostrado na figura 4, alavanca, em qualquer comprimento da alavanca, uma engrenagem propulsora 320a pode orbitar em torno de um eixo que passa pelo ponto 320', ou em torno de qualquer outro eixo que é deslocado do ponto 32 0' da engrenagem de acionamento 32 0a. Da mesma forma, a engrenagem propulsora 32 0a pode orbitar e se mover por um longo caminho orbital 325, por exemplo. Em algumas modalidades, um eixo e/ou transportador (não mostrado) alinhado com o ponto 320' pode direta ou indiretamente fazer com que a engrenagem propulsora 320a orbite no sentido horário sobre um eixo que passa pelo ponto 320'. Enquanto a engrenagem propulsora 320a orbita, pode ser também configurada para girar em torno de seu centro 320'. Por exemplo, como mostrado anteriormente, um sistema de transferência de potência pode ser implementado recebendo uma potência de entrada e a convertendo em uma potência de entrada, por exemplo, nos movimentos rotacional e orbital de várias engrenagens propulsoras.
A rotação da engrenagem propulsora 32 0a pode ser no sentido anti-horário de modo que a rotação é oposta à direção orbital da engrenagem propulsora 320a. Além disso, esta rotação pode ser executada para sincronizar a movimentação das engrenagens propulsoras 320a-b com as engrenagens acionadas 332 de modo que enquanto as engrenagens propulsoras 320a-b preparem o acoplamento com a engrenagem propulsora 332, os dentes das engrenagens propulsoras 320a-b são devidamente alinhados com os dentes das engrenagens propulsoras 3 32. Enquanto que a engrenagem propulsora 320a então entra em acoplamento com as engrenagens propulsoras 332, este acoplamento e os movimentos rotacional e orbital da engrenagem propulsora 320a então faz com que a engrenagem acionada 332 gire em torno de seu centro 332'.
Como pode ainda ser visto na figura 4, as engrenagens propulsoras 320a-b pode ainda ser configurada de forma a transladar em uma direção radial que aumenta ou diminui o comprimento do caminho orbital, as engrenagens propulsoras seguem quando acoplada com as engrenagens acionadas na transmissão. Enquanto, na modalidade ilustrada, a engrenagem propulsora 320a é ilustrada como sendo capaz de transladar para dentro e para fora, ao longo de uma trajetória vertical 331, deve ser apreciado que tais movimentos são apenas exemplificativos. Em particular, na medida a engrenagem propulsora 32 0a tem um movimento orbital, será apreciado face ao revelado aqui, que independentemente da sua orientação ou posição, ao longo do caminho orbital, a engrenagem propulsora 320a pode transladar radialmente para dentro, no sentido do centro 320', ou radialmente para fora, para longe do centro 320', ao longo de um caminho que é deslocado, em qualquer intervalo angular na vertical. Além disso, as engrenagens acionadas, tais como engrenagens acionadas 332, podem transladar radialmente em uma determinada direção. Por exemplo, na modalidade ilustrada, a engrenagem propulsora 332 translada para dentro e/ou para fora, por exemplo, ao longo de um caminho de translação 333 que é deslocado sobre cerca de cento e vinte graus em relação à vertical, que passa através do centro 320'. Conforme mostrado aqui, quando várias engrenagens propulsoras são utilizadas, cada engrenagem impulsionada pode viajar em uma determinada direção, ao longo de um caminho de translação e, em algumas modalidades, as direções predeterminadas pode cada uma ser deslocado em relação a si, em incrementos angulares praticamente iguais.
Deve ser apreciado face ao revelado aqui que soma líquida da rotação e órbita da engrenagem propulsora 320a controla a velocidade angular em que a engrenagem propulsora 320a é girada. Em particular, e como anteriormente mostrado neste documento, as engrenagens propulsoras 32 0a-b podem orbitar em uma primeira direção, por exemplo, no sentido horário, enquanto elas giram em torno de seus respectivos centros em um segundo sentido inverso, por exemplo, sentido anti-horário. Em tal arranjo, a soma líquida do movimento orbital no sentido horário e anti-horário, movimento rotacional da engrenagem propulsora 32 0a em torno do ponto de acoplamento com as engrenagens acionadas 332 irá determinar a velocidade da engrenagem acionada 320a. Em particular, cada um dos movimentos rotacional e orbital da engrenagem propulsora 320a irá contribuir para a velocidade linear em um ponto de acoplamento da engrenagem propulsora 320a para engrenagens acionada 332 e, consequentemente, contribuir também para a velocidade linear da engrenagem acionada 332 no ponto de acoplamento e a velocidade angular correspondente das engrenagens propulsoras 332 que produz tal velocidade linear. Assim, a soma líquida dos movimentos rotacional e orbital da engrenagem propulsora 320a também vai determinar a velocidade de rotação da engrenagem acionada 332.
Em vista desta revelação, isto pode ainda ser apreciado que por uma particular velocidade rotacional da transmissão de entrada, e em particular comprimento da alavanca e tamanho da engrenagem propulsora, a rotação da engrenagem propulsora 320a sobre o seu eixo pode contribuir para a velocidade linear em um ponto de acoplamento sobre uma quantia que é igual e oposta à contribuição do movimento orbital da engrenagem propulsora 320a para a velocidade linear no ponto acoplamento. Em tal arranjo, a rotação da engrenagem propulsora 320a pode, assim, compensar o movimento orbital da engrenagem propulsora 320a, proporcionando assim uma velocidade linear líquida insignificante, possivelmente zero. Assim, a soma líquida da rotação e órbita da engrenagem propulsora 320 pode produzir zero de saída.
Na medida em que a velocidade linear da engrenagem propulsora 320a no ponto de acoplamentos determina a velocidade angular na qual a engrenagem acionada 323 gira - e, assim, a saída da transmissão - uma velocidade linear líquida zero no ponto de acoplamentos resultará na engrenagem acionada não tendo nenhum material de rotação.
Em particular, a rotação da engrenagem propulsora 320a e o contador orbita da engrenagem propulsora 320a podem neutralizar um ao outro. Como resultado, a engrenagem propulsora 320a pode ser acoplada com as engrenagens propulsoras 332, e pode manter seu movimento rotacional e orbital, mas não fornecerá qualquer saída para a engrenagem propulsora 332, mesmo sem a aplicação contínua das engrenagens ou bandas para interromper o movimento da engrenagem propulsora 332. Consequentemente, a transmissão estará em ponto morto.
Assim, pelo menos algumas modalidades de uma transmissão de acordo com a presente invenção, pode fornecer um acoplamento neutro em que a rotação e órbita das engrenagens propulsoras com as engrenagens acionadas, de tal forma que as engrenagens propulsoras e a acionadas estão cada conectada à fonte de potência, enquanto nenhuma saída é fornecida. Além disso, em algumas modalidades, cada engrenagem no sistema mantém o acoplamento durante o acoplamento neutro enquanto zero de saída é fornecido pela transmissão. Assim, ao contrário de algumas transmissões automáticas, as engrenagens propulsoras e acionadas da presente invenção mantêm um acoplamento durante a mudança de relação de transmissão e enquanto em ponto morto, sem a necessidade da utilização dos dispositivos que aplica uma força externa para restringir o movimento das engrenagens.
Para eliminar a transmissão da posição neutra engatada, a relação de transmissão pode ser mudada. Por exemplo, a relação de transmissão pode ser reduzida através do aumento do comprimento da alavanca, o que também aumenta a velocidade linear associada a uma órbita da engrenagem propulsora durante a velocidade linear associada a uma rotação de determinada engrenagem ou engrenagens propulsoras, e que pode ser constante, deslocando assim a transmissão em uma relação de transmissão onde se pode, então, entre uma grande, e possivelmente infinito, número de relações de transmissão mudança, incluindo, potencialmente, uma relação de sobremarcha em que a velocidade de saída é mais rápida do que a velocidade de entrada. Inversamente, se a alavanca diminui a velocidade orbital se torna inferior à velocidade rotacional, a transmissão move para uma relação de transmissão reversa, e pode mudar entre qualquer entre número de relações de marcha ré.
Agora, referindo-se a figuras 5 e 6, uma descrição de mecanismos exemplificativos para mover as engrenagens propulsoras de entrada e as engrenagens acionadas de saída são mostradas. Em particular, a figura 5 ilustra um exemplo de mecanismo de engrenagens para mover engrenagens propulsoras 121a-f radialmente, enquanto elas mantêm acoplamento com uma ou mais engrenagens acionadas. A figura 6 ilustra uma modalidade exemplificativa de um mecanismo para mover as engrenagens acionadas 132a-c na direção predeterminada de modo que elas possam manter o acoplamento com uma ou mais engrenagens propulsoras.
Na Figura 5, um transportador 111 é ilustrado, que inclui um braço transportador 112 conectado a uma interface de transmissão de entrada 105 e para duas relações de transmissão de referência 114. Conforme mostrado com relação à figura 1A, enquanto a interface de transmissão de entrada 105 gira o braço transportador 112 também possa girar. Além disso, a rotação do braço transportador 112 pode também fazer com que as relações de transmissão de referência 114 girem em torno de uma engrenagem de referência 116, que, por sua vez, podem fazer com que um ou mais conjuntos de engrenagem propulsora giram e/ou tenham um movimento orbital.
Em algumas modalidades, o transportador 111 é configurado para facilitar o movimento das engrenagens propulsoras 121a-f (figuras 1A-B) em uma direção radial. Conforme ilustrado na figura 5, por exemplo, o transportador 111 pode incluir engrenagens de transferência 118d que estão conectadas as alavancas de comando 124a-b, que gira os conjuntos de engrenagem de propulsão 120a-b (figura IA). As engrenagens de transferência 118d casam com a engrenagem de transferência 118c, que pode ser móvel ao longo de um eixo de transferência 122. Enquanto, as engrenagens de transferência 118c e 118d coletivamente se movem ao longo do eixo de transferência 122, pode ser visto que a distância entre as alavancas de comando 124a-b e o centro da interface de transmissão de entrada 105 pode aumentar ou diminuir. Em modalidades em que a engrenagem propulsora órbita em torno de um eixo alinhado com o centro de interface de transmissão de entrada 105, por exemplo, enquanto as alavancas de comando 124a-b e as engrenagens de transferência 118c-d se movem para fora ao longo do eixo de transferência 122, e se aproximar das engrenagens de transferência 118a-b, o comprimento e o diâmetro do caminho orbital percorrido pelas alavancas de comando 124a-b, e o caminho orbital correspondente de engrenagem propulsora acompanham as alavancas de comando 124a-b, aumenta. Além disso, as engrenagens de transferência 118c podem, em algumas modalidades exemplificativas, mover para qualquer posição ao longo de cada metade do eixo de transferência 122, permitindo assim que o comprimento do caminho orbital percorrido pelas alavancas de comando 124a-b pode ser variado em pequenos incrementos e possivelmente, infinitamente pequeno. Consequentemente, as engrenagens de transferência 118c podem se mover ao longo do eixo de transferência 122 para efetuar as mudanças na relação de transmissão na transmissão que desliza ou escalona entre as relações de transmissão.
Para provocar movimento das alavancas de comando 124a-b e acoplar as engrenagens propulsoras, e, assim, mudar a alavanca de distância das engrenagens propulsoras, o transportador 111 poderá incluir, em algumas modalidades, um pinhão 125, que é acoplada com as cremalheiras 126a-b. 0 pinhão 125 pode ser fixado axialmente em relação ao braço transportador 112, enquanto as cremalheiras 126a-b podem ser configuradas para se deslocar em relação ao braço transportador 112. Por exemplo, enquanto o pinhão 125 gira sobre seu centro, os dentes do pinhão 125 pode se acoplar nos dentes das cremalheiras 126a-b, fazendo assim com que as cremalheiras 126a-b movam, nesta modalidade, axialmente em relação às cremalheiras 126a-b e radialmente em relação ao centro do pinhão 125. Particularmente, enquanto o pinhão 125 gira em uma primeira direção, cada uma das cremalheiras 126a-b podem se mover radialmente para fora em relação ao centro de pinhão 125, enquanto o pinhão 125 gira em uma segunda direção oposta pode fazer com que as cremalheiras 126a-b para cada uma se moverem radialmente em relação ao pinhão 125.
As cremalheiras 126a-b também podem ser acopladas as engrenagens de transferência 118c-d de modo que enquanto as cremalheiras 126a-b movem, as engrenagens de transferência 118c-d se movem em uma distância correspondente e/ou em uma direção correspondente. Por exemplo, na modalidade ilustrada, as engrenagens de transferência 118c-d é cada uma conectada aos colchetes 127, enquanto os colchetes 127 estão cada um conectado a uma das cremalheiras 126a-b.
Desta forma, enquanto as cremalheiras 126a-b se movem, as cremalheiras 126a-b fazem com que correspondentemente se movam os colchetes 127 e as engrenagens de transferência 118c-d. Em algumas modalidades, as alavancas de comando 124a-b podem ser conectadas diretamente aos colchetes 127. Por exemplo, as alavancas de comando 124a-b podem ser diretamente conectadas aos colchetes 127, de modo que enquanto o pinhão 125 move as cremalheiras 126a-b, em uma direção, as cremalheiras 126a fazem com que a alavanca de comando 124a se mova para dentro e para fora em relação ao centro do pinhão 125 em uma direção correspondente, e a cremalheira 126b faz com que a alavanca de comando 124b se mova para dentro e para fora em uma correspondente na direção do movimento da cremalheira 126b, permitindo assim que qualquer engrenagem propulsora nas alavancas de comando 124a-b para se mover radialmente na direção interna ou externa em relação aos centros das alavancas de comando 124a-b, de modo a manter a sincronização com as engrenagens acionadas de saída que estão movem radialmente uma distância correspondente. Assim sendo, o transportador 111, incluindo o pinhão 125, as cremalheiras 126a-b, os colchetes 127, as engrenagens de transferência 118c-d e o eixo de transferência 122, é um exemplo de uma aplicação estrutural para o movimento das engrenagens propulsora e acionada de modo que o acoplamento substancialmente constante seja mantido entre as engrenagens propulsoras e acionadas durante um intervalo de relações de transmissão.
Enquanto que, na modalidade ilustrada as alavancas de comando 124a-b são conectadas aos colchetes 127 e cremalheiras 126a-b, deve ser apreciado que, em outras modalidades, as alavancas de comando 124a-b podem não estar diretamente conectado aos colchetes 127 ou cremalheiras 126a-b. Por exemplo, as alavancas de comando 124a-b pode ser conectadas diretamente para a engrenagem de transferência 118d de modo que as engrenagens de transferência 118d se movem para dentro ou para fora, as alavancas de comando 124a-b se desloca em uma direção correspondente para dentro ou para fora. Assim, em modalidades em que as engrenagens propulsoras colineares são montadas nas alavancas de comando 124a-b, de forma que na modalidade ilustrada das figuras 1A-B, o movimento interno ou externo as alavancas de comando 124a-b, fazendo assim com que a engrenagem propulsora se mova radialmente em relação ao eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras órbita, de tal forma que o caminho orbital da engrenagem propulsora aumente ou diminua correspondentemente.
Como observado anteriormente, o pinhão 125 pode fazer com que as cremalheiras 126a-b movam, enquanto o pinhão 125 gira. A rotação pode ser fornecida ao pinhão 125 em qualquer uma de uma variedade de maneiras. Por exemplo, na modalidade ilustrada, um eixo 128 é conectado ao pinhão 1 25, de modo a girar o pinhão 125. Em algumas modalidades, o eixo 128 se estende através da interface de transmissão de entrada 105, embora qualquer outra forma adequada de controlar a rotação do pinhão 125 ou provocar o movimento radial das engrenagens propulsoras 121a-f (Figuras 1A-B) pode ser empregada. A figura 6 ilustra um exemplo de mecanismo para mover uma engrenagem acionada de acordo com algumas modalidades da presente invenção. Na modalidade ilustrada, um mecanismo para mover uma engrenagem acionada 132a, tais como uma coroa dentada, por exemplo, em uma direção predeterminada é ilustrada. A ilustração de uma única engrenagem acionada 132a é apresentada para elucidar, pois será apreciado que mecanismos e dispositivos semelhantes podem ser empregados para provocar a deslocação de outras engrenagens acionadas em outras direções predeterminadas, se desejado.
Conforme mostrado na figura 6, uma engrenagem acionada 132a dentro de uma transmissão pode se acoplar a um sistema de ligação 136 que inclui uma engrenagem satélite de saída 138 conectada a uma engrenagem central de saída 140. Para ativar a rotação da engrenagem acionada 132a, a engrenagem acionada 132a pode incluir um perfil de engrenagem interno que é seletivamente acoplamentos por uma ou mais engrenagens propulsoras. Além disso, e conforme mostrado aqui, a engrenagem acionada 132a pode incluir um perfil de engrenagens em sua superfície externa, que é configurada para casar com os perfis de engrenagem de engrenagem satélite de saída 138. A engrenagem satélite de saída 138 pode também está conectada a uma engrenagem central de saída 140, que é conectada a uma um eixo de ligação 142 para ligar a rotação da engrenagem acionada 132a com outras engrenagens acionadas e/ou com uma interface de transmissão de saída.
Em algumas modalidades, a engrenagem central de saída 140 pode ser fixada em seu centro, de modo que enquanto gira, ela não translada em uma direção radial. Além disso, em algumas modalidades, a engrenagem satélite de saída 138 pode ser configurada para poder, pelo menos parcialmente orbitar ao redor da engrenagem central de saída 140. Na modalidade ilustrada, por exemplo, um engate 147 é conectado a cada engrenagem satélite de saída 138 e a engrenagem central de saída 140, de tal forma que se a engrenagem satélite de saída 138 gira em torno da engrenagem central de saída 140, que mantém uma distância fixa da engrenagem central de saída 140, mantendo assim o acoplamento substancialmente constante entre a engrenagem satélite de saída 138 e a engrenagem central de saída 140.
Como será apreciado à luz dos ensinamentos a seguir, se a engrenagem satélite de saída 138 é girada em torno da engrenagem central de saída 140, a engrenagem acionada 132a também pode se mover para manter o seu acoplamento com a engrenagem satélite de saída 138. Em algumas modalidades, enquanto a engate 147 é girada, a engrenagem satélite de saída 138 gira em torno da engrenagem central de saída 140, os dentes de engrenagem satélite de saída 138 se acoplam aos dentes de engrenagem acionada 132a e, assim, empurrar ou puxar contra engrenagem acionada 132a para mover a engrenagem propulsora 132a.
Em outras modalidades, a engrenagem acionada 132a pode pelo menos parcialmente se fechada dentro de uma carcaça que está relacionada com o engate 147. Neste exemplo, como engate 147 é girado, isto que faz com que a carcaça em torno da engrenagem acionada 132a empurre ou puxe a carcaça e a engrenagem acionada 132a ao longo da pista da engrenagem 143. Em mais uma alternativa, uma ou mais ranhuras podem ser formadas ao redor da circunferência da engrenagem acionada 132a e a engate 147 acopla as ranhuras, de modo que enquanto a engate 14 7 gira, esta se acopla às ranhuras e, assim, empurra ou puxa a engrenagem acionada 132a em um caminho predeterminado para manter um acoplamento com a engrenagem propulsora. Como será apreciado em vista do que é aqui revelado, tal acoplamento pode ser mantido durante as mudanças na relação de transmissão ou apenas em relações de transmissão discretas.
Em algumas modalidades, a engrenagem acionada 132a é também anexada a uma pista de engrenagem 143, que define uma linha de movimento, em uma determinada direção, ao longo da qual a engrenagem acionada 132a pode mover-se. Assim, enquanto a engate 147 faz com que a engrenagem acionada 132a se mova, a pista de engrenagem 143 define um caminho de translação. Em algumas modalidades, tais como o exemplo mostrado na figura 6, a pista de engrenagem 143 substancialmente define um caminho de translação linear ao longo do qual a engrenagem acionada 132a se move. Em outras modalidades, no entanto, a pista da engrenagem 143 pode definir uma curva ou outro tipo de caminho pelo qual a engrenagem acionada 132a se move. Conforme, pode ser visto face ao revelado, a pista de engrenagem 143, em algumas modalidades, restringe o movimento da engrenagem acionada 132a de tal modo que, enquanto a engrenagem acionada 132a se move radialmente, a engrenagem acionada 132a não se move substancialmente axialmente. Assim, as engrenagens acionadas 132a-c podem se deslocar ao longo de uma pista de engrenagem, enquanto que a pista de engrenagem 143 sem se mover substancialmente axialmente ao longo das alavancas de comando 124a,b (Figuras 1A-B). Além disso, será apreciado à luz da presente revelação que nas modalidades em que as engrenagens acionadas 132a-c, se movem radialmente mas não axialmente, a engrenagem propulsora 121A-f também pode ser configurada para se deslocar axialmente radialmente, mas não de forma a manter, o acoplamento substancialmente constante com as engrenagens acionadas 132a-c.
Como adicionalmente mostrado aqui, a transmissão pode incluir um suporte 148 que define um caminho curvo 149. Em algumas modalidades exemplificativas, o caminho curvado 149 é um semicírculo ou outra porção de uma trajetória circular com um raio aproximadamente igual ao raio combinados da engrenagem satélite de saída 13 8 e da engrenagem central de saída 14 0, embora outros caminhos curvados ou não curvados sejam contemplados. Onde a engrenagem satélite de saída 138 orbita ao redor da engrenagem central de saída 14 0, o caminho curvado 14 9 pode geralmente corresponder ao caminho orbital parcial seguido pela engrenagem satélite de saída 138. Em algumas modalidades, um eixo (não mostrado) se estende através do caminho curvo 14 9 no suporte 14 8, e através do centro da engrenagem satélite de saída 138 onde o eixo se conecta com o engate 147. Dessa maneira, o eixo pode ser deslocado ao longo caminho curvo 14 9 para assim mover a engates 147 e fazer com que a engrenagem acionada 13 2a se mova ao longo do caminho definido pela pista de engrenagem 143. A ligação pode, no entanto, também ser movida de outras maneiras. Por exemplo, em algumas modalidades, um engate 147 correspondente é formado sobre o lado oposto da engrenagem satélite de saída 138 e conectada a um eixo rotativo que está alinhado coaxialmente com o alinda com o centro da engrenagem central de saída 140. Como o eixo rotativo gira, isto pode fazer com que a engate 147 gire e faça com que a engrenagem satélite de saída 138 orbite ao longo de um caminho tal como o caminho curvo 149.
Conforme mostrado aqui, o movimento de entrada da das engrenagens propulsoras de entrada e as engrenagens acionadas de saída em uma transmissão de acordo com pelo menos algumas modalidades exemplificativas da presente invenção pode ser sincronizada de modo a manter o acoplamento substancialmente constante entre as engrenagens propulsoras, que possa girar em qualquer direção radial, e engrenagens acionadas de saída que também se movem radialmente ao longo de um ou mais caminhos predeterminados. Qualquer número de sistemas de sincronização pode ser usado. Por exemplo, em uma modalidade, o eixo 128 (figura 5) , que gira o pinhão 125 (figura 5) , e um eixo rotativo engate 147 pode ser controlado separadamente. Por exemplo, uma transmissão de acordo com a presente invenção pode empregar, em uma modalidade exemplificativa, um dispositivo de controle eletromecânico, tais como um servo motor, para controlar individualmente cada eixo rotativo. Em modalidades em que uma transmissão inclui múltiplas engrenagens propulsoras que trasladam radialmente, pode ser apreciada à luz dos ensinamentos daqui em que cada engrenagem acionada pode ter uma ligação separada e/ou pista da engrenagem para controlar o movimento radial das várias engrenagens acionadas. Nesses casos, cada engrenagem propulsora pode também ser controlada separadamente ou como uma só unidade.
Em mais uma modalidade exemplificativa, o pinhão 125 e a engate 147 pode ser mecanicamente sincronizados. Por exemplo, conforme mostrado aqui, cada pinhão 125 e engate 147 pode ser parcialmente girado tanto no sentido horário como no sentido anti-horário, para provocar os movimentos radiais correspondente das engrenagens propulsora e das engrenagens acionadas, respectivamente. Como um eixo rotativo pode controlar cada pinhão e engate 147, o engranzamento adequado pode ser utilizado para relacionar a rotação do pinhão 125 com a rotação da ligação 142, obtendo assim um movimento sincronizado radial das engrenagens propulsoras e das engrenagens acionadas.
Como também deve ser apreciado à luz da presente revelação, o funcionamento da transmissão, tal como pelo movimento radial das engrenagens acionadas 132a-c e a engrenagem propulsora satélite 121a-f por exemplo, pode ser realizada manualmente, usando um sistema de controle automático, ou uma combinação de sistemas de controle manual e automático para preservar o acoplamento apenas em relações de transmissão desejadas, e/ou opcionalmente para preservar o acoplamento entre as engrenagens de propulsão e acionamento através de uma mudança da relação de transmissão. Por exemplo, uma alavanca de comando ou outro mecanismo pode ser mecanicamente conectado ao pinhão 125 e a engate 147, tal como da maneira descrita acima, de forma a permitir que um operador ajuste manualmente a relação de transmissão. Em outras modalidades, porém, um sistema de controle automático, que pode ser eletrônico, é usado para controlar um mecanismo conectado a um pinhão 125 e engates 147, ou que controla o pinhão 125 e os engates 147 separadamente.
Um sistema de controle automático pode ser programado para ajudar a implementar o uso eficiente da fonte de energia e potência de entrada nas transmissões 100 ou 100'. Por exemplo, um sistema de controle automático pode incluir um sistema de inteligência artificial que mantém substancialmente um torque desejado ou durante um intervalo de torques durante uma mudança de relação de transmissão e que acontece em um motor conectado na eficiência desejada, possivelmente ótima. Por exemplo, enquanto um veículo começa a se mover para cima, uma relação de transmissão menor é desejável, o sistema de inteligência artificial pode identificar para o sistema de controle automático a posição onde as engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c devem ser movidas para melhorar ou maximizar radialmente o torque, a velocidade angular, ou a eficiência. Nessa modalidade, por exemplo, o sistema de controle automático pode então transmitir as instruções que giram o pinhão 125 para alterar o comprimento da alavanca associada à engrenagem satélite propulsora 121a-f enquanto, ao mesmo tempo ou quase no mesmo tempo, move os engates 147 para assim mover as engrenagens acionadas 132a-c, ao longo das respectivas faixas 143 de maneira que faz com que as engrenagens acionadas 132a-f estejam em acoplamento com a engrenagem satélite 121a-f na localização pretendida para fornecer a relação de transmissão. Como observado anteriormente, quando uma transmissão de acordo com a presente invenção pode mudar entre as mudanças de relações de transmissão com movimentos muito pequenos e, possivelmente, infinitamente pequenos, entre as engrenagens propulsoras e acionadas, em qualquer momento requerido para deslocar de uma relação de transmissão para a próxima pode ser negligenciável, de modo que parece que a transmissão mantenha o acoplamento substancialmente constante através da mudança da relação de transmissão.
Deve ser apreciado à luz da presente revelação que uma grande variedade de sistemas de controle automático pode, assim, ser concebidos e adequados para uso com as modalidades da presente invenção. Por exemplo, na figura 7, uma modalidade exemplificativa, de um sistema de controle eletrônico 180 adequado, é ilustrada esquematicamente, e inclui uma ou mais interfaces de entrada 162a-c, que recebem as entradas 165a-c dos dispositivos de monitoramento 172, 182 e 192, que são, por exemplo, sensores, e parâmetros associados relativos a uma transmissão 180, uma fonte de potência 171, e/ou uma carga 190. Por exemplo, um ou mais dispositivos de monitoramento de transmissão 182 podem ser conectados a transmissão 180 para determinar e enviar a interface de entrada 162a, informações tal como a presente posição das engrenagens propulsoras e/ou acionadas, o torque e/ou a velocidade angular da potência de entrada na transmissão 180, o torque e/ou velocidade angular da saída de potência da transmissão 180, ou qualquer outra informação relativa aos parâmetros desejados associados à transmissão 180. Do mesmo modo, um ou mais dispositivos de monitoramento de carga 192 pode ser conectado para a carga 190 para determinar e enviar a interface de entrada 162c a carga e/ou quaisquer outras informações relativas aos parâmetros de carga.
Além disso, um dispositivo de monitoramento da fonte de potência 172 pode ser conectado à fonte de potência 171 para obter as RPMs do motor ou quaisquer outras informações relativas a parâmetros da fonte de potência, tal como, mas não limitado a, pressão de admissão de um motor. Por exemplo, o dispositivo de monitoramento da fonte de potência 172 pode, em uma modalidade exemplificativa, ser conectado a um coletor do motor e/ou outras partes da fonte de potência para determinar as pressões de admissão ou outros parâmetros. Em geral, a pressão de admissão é indicativa da carga colocada em um motor. Assim sendo, as mudanças de relações de transmissão podem ser feitas para reduzir a carga no motor e, assim, mudar a pressão de admissão.
Em geral, o fabricante de um coletor do motor pode indicar a pressão de admissão máxima e/ou mínima em que o coletor deve operar. Assim, utilizando as entradas 165a-c, que transmitem a informação dos dispositivos de monitoramento 172, 182 e/ou 192 para o sistema de controle automático 160, o sistema de controle automático 160 pode determinar, com base na informação fornecida, que as mudanças precisam ser feitas para manter o coletor de pressão dentro das tolerâncias necessárias.
Em outras modalidades, no entanto, mudanças são feitas na transmissão 180 para ajustar a relação de transmissão sem aproximar ou ultrapassar pressão de admissão máxima ou mínima. Por exemplo, para uma determinada saída RPM pela fonte de energia 171, o motor operativo ou outra fonte de potência pode operar em eficiência máxima somente em uma determinada carga ou dentro de uma gama restrita de cargas. Assim sendo, um sistema de controle automático 160, de acordo com a presente invenção pode usar entradas 168a-c para determinar os parâmetros de funcionamento corrente da transmissão 180, carga 190 e/ou fonte de potência 171, e, em algumas modalidades exemplificativas, inclui um sistema de inteligência artificial 164 e/ou processador 166 para determinar que mudanças podem ser feitas nos parâmetros de transmissão 180, fonte de potência 171, e/ou carga 190 para manter a fonte de potência 171 operando com eficiência desejada. Por exemplo, quando o sistema de controle automático 160 é fornecido com as RPMs do atual motor e das pressões de admissão, pela entrada 165b, se a pressão de admissão não está dentro de uma gama de pressões eficientes determinadas pelo sistema de inteligência artificial, o sistema de controle automático 160 pode enviar sinais eletrônicos através de uma ou mais saídas 168a-c para provocar mudanças que iram ajustar a pressão de admissão, RPMs, torques ou outros parâmetros.
Por exemplo, através das interfaces 162a-c, o sistema de controle automático 160 pode enviar sinais de saída de controle ao longo das linhas de controle 168a-c que conduz sinais de saída de controle para fonte de potência 171, transmissão 180, e/ou carga 190, que são então interpretadas pelas interfaces de controle 174, 184, e 194 e utilizada para alterar os parâmetros operacionais dentro de uma ou mais fonte de potência 171, transmissão 180, e/ou carga 190 para efetuar uma mudança desejada. Por exemplo, em uma modalidade exemplificativa, o sistema de controle automático 160 pode transmitir uma saída para transmissão 168a para a interface de controle de transmissão 184 instruindo interface de controle de transmissão 184 para alterar a posição radial engrenagens propulsoras e/ou acionadas na transmissão 180. A interface de controle de transmissão 184 pode, assim, incluir dispositivos de comando elétrico, mecânico, eletromecânico ou uma combinação de dispositivos de controle equipamentos elétricos, mecânicos e/ou eletromecânicos, que assim provocam a mudança desejada. Por exemplo, em uma modalidade, interface de controle de transmissão 184 inclui servo motores que gira um ou mais eixos que por sua vez ajusta a posição radial de uma ou mais engrenagens propulsoras e/ou uma ou mais engrenagens acionadas na transmissão 180. Ajustando as posições radiais dessa maneira, por exemplo, muda a pressão de admissão da fonte de potência 171 para entrar em um intervalo desejado, possivelmente ótimo.
Enquanto a pressão de admissão é indicativa da carga na fonte de potência, em algumas modalidades, uma entrada tal como uma entrada 165 pode ser diretamente conectada a um dispositivo de medida de carga 192 e para o sistema de controle automático 160, de tal modo que o sistema de controle automático 160 possa receber informações sobre a carga diretamente, em vez de reduzi-la através das pressões de admissão. Por exemplo, em um sistema de elevador, um motor elétrico pode mover o elevador de tal modo que uma entrada no sistema de controle automático pode incluir a carga, em quilos por exemplo, do carro e passageiros do elevador. Nessa modalidade, o sistema de controle automático pode também determinar que velocidade de transmissão de saída deve ser no sentido de ter uma saída de eficiência ideal para uma determinada potência. Neste exemplo, o sistema de controle automático pode, por exemplo através do sistema de inteligência artificial 164, incluir ou ter acesso à memória ou a outro meio de armazenamento que contém uma tabela, algoritmo, ou outras informações que permitem que o sistema de controle automático 160 identifique a relação de transmissão ou o posicionamento das engrenagens propulsoras e acionadas que alcança uma utilização eficiente do motor. Um processador 166 no sistema de controle automático pode, consequentemente, acessar o sistema de inteligência artificial 164, e pode, portanto, recuperar e processar as informações na memória ou armazenar no sistema de controle automático 160, para assim obter o posicionamento desejado ou as mudanças necessárias para o posicionamento das engrenagens propulsoras e das engrenagens acionadas. Um sinal de controle eletrônico pode então ser enviado, enquanto a saída 168a, por exemplo, é recebida na interface de controle de transmissão 184, que então efetua tal mudança na transmissão 180 para obter uma relação de transmissão e/ou saída de velocidades diferentes. Embora a revelação mostrada aqui diz respeito a um sistema de controle automático e se refere, em parte, à maximização da eficiência da fonte de potência, deverá ser apreciado que o sistema de controle automático pode operar de outras maneiras. Por exemplo, em algumas modalidades, o sistema de controle automático é programado para minimizar ou maximizar a potência e/ou o torque de saída. Ainda em outras modalidades, o sistema de controle automático é adicionalmente programado para controlar a fonte de potência para obter várias velocidades de saída. Ainda em outras modalidades, o sistema de controle automático é selecionado para mudar entre diferentes modos de operação. Por exemplo, um operador pode escolher se quer maximizar a eficiência ou a potência, enquanto o sistema de controle é programado para operar de qualquer maneira.
Além disso, enquanto a modalidade exemplificativa mostrada na figura 7 ilustra um sistema de controle automático centralizado 160, que monitora e/ou controla uma ou mais fonte de potência 171, transmissão 180 e carga 190, deve ser apreciado que isto é somente exemplificativo e não limitativo da presente invenção. Por exemplo, em algumas modalidades os dispositivos de monitoramento 172, 182, 192 e/ou as interfaces de controle 174, 184, 194 contêm circuitos ou programação que lhes permitem agir independente de um sistema de controle centralizado. Em uma modalidade exemplificativa, por exemplo, um laço de realimentação 191 conecta a fonte de potência 171, transmissão 180, e/ou carga 190 permitindo que os dispositivos de monitoramento 172, 182, 192 ou interfaces de controle 174, 184, 194 obtenham informações dos, e/ou controle, outros elementos do sistema. Por exemplo, a interface de controle de transmissão 184, em uma modalidade exemplificativa, pode receber através de um laço de realimentação 191 uma indicação da pressão de admissão na fonte de potência 171 do dispositivo de monitoramento 172 ou da carga do dispositivo de monitoramento da carga 192. Usando lógica programada ou dedicada, a interface de controle de transmissão 184, pode então gerar sinais de controle ou de outra forma de controle transmissão 180, para modificar a relação de transmissão 180, para, por exemplo, maximizar a eficiência, potência, torque, ou outros parâmetros de fonte de potência 171.
Usando sinais de controle ou de outra forma controlando o movimento e os parâmetros da transmissão 180, as engrenagens propulsoras e acionadas podem ser sincronizadas. Por exemplo, enquanto o movimento engrenagens propulsoras e acionadas são sincronizados para permitir o acoplamento entre as engrenagens propulsoras e acionadas ao longo em um grande, possivelmente infinito, número de caminhos orbitais diferentes da engrenagem propulsora, os dentes das engrenagens propulsoras deverá também ser sincronizados com os dentes de engrenagem acionada para manter o acoplamento para eficientemente acionar as engrenagens de propulsão, e para assegurar que quando acoplamento ocorre, um dente de engrenagem propulsora casa adequadamente em ou próximo à raiz de um dente de engrenagem propulsora. Agora, referindo-se a figura 8, uma descrição de uma maneira exemplar na qual os dentes de engrenagem das engrenagens propulsoras podem ser sincronizados com os dentes de engrenagem das engrenagens acionadas de saída é descrita.
Conforme mostrado na figura 8, por exemplo, uma transmissão pode incluir uma engrenagem de referência 416. A engrenagem de referência 416 pode, mas não tem que ser necessariamente, correspondente a engrenagens de referência 116 ilustrada na figura 1A. Em algumas modalidades, a engrenagem de referência 416 é fixada de tal forma que não translada ou gire, e assim fornece um ponto de referência estacionário para sincronizar as engrenagens propulsoras e acionadas. Em outras modalidades, contudo, engrenagem de referência 416 pode ser móvel para sincronizar as engrenagens propulsoras e acionadas.
As engrenagens de referência 416 podem ser utilizadas para sincronizar o acoplamento dos dentes das engrenagens satélites propulsoras com os dentes de engrenagem acionada ou cilíndrica. Conforme ilustrado, por exemplo, as linhas de grau de referência imaginárias 445 podem se estender a um comprimento infinito de cada dente de engrenagem de referência 416. As linhas de grau 445 são, por conseguinte, espaçadas em intervalos angulares substancialmente iguais e representam ò número de graus pelos quais os dentes de engrenagem de referência 416 são separados. Assim, mesmo se a distância do arco entre as linhas de graus 445 é aumentada tal como, quando a alavanca aumenta e as engrenagens propulsoras 420 movem radialmente para fora, os graus da separação radial permanecem constantes.
A engrenagem propulsora correspondente 42 0 é acoplada, nesta modalidade, em uma relação de um por um com a engrenagem de referência 416. Como resultado, a rotação e a órbita da engrenagem propulsora 420 são controladas tais que, quando a engrenagem propulsora 420 orbita em torno da engrenagem de referência 416, os dentes de engrenagem da engrenagem propulsora 420 estão permanentemente em alinhamento com os dentes de engrenagem da engrenagem de referência 416. Por exemplo, conforme mostrado na figura 8, quando a engrenagem propulsora 420 está centrada em uma linha de grau de referência 445, um dente de engrenagem propulsora 420 está diretamente alinhado com a linha de grau de referência 445. Além disso, como a engrenagem propulsora 420 orbita e gira para a posição da engrenagem propulsora 420', isto pode ser visto que a órbita e a rotação são controladas de modo que o dente de engrenagem propulsora 420' é também alinhado com uma linha de grau 445.
Além disso, controla a rotação da engrenagem propulsora 420 dessa maneira pode resultar no alinhamento da engrenagem propulsora 420 com a engrenagem de referência 416, independentemente da posição radial da engrenagem propulsora 420. Em particular, a engrenagem de propulsão 420 pode transladar entrando e saindo em uma direção radial. No entanto, não importa qual seja a distância radial entre a engrenagem de referência 416 e a engrenagem propulsora 420, um dente de engrenagem da engrenagem propulsora 420 permanece em alinhamento com o dente correspondente de engrenagem de referência 416 ao longo da linha de grau 445. Consequentemente, a engrenagem de referência 416 é usada para fornecer sincronização das dos dentes de engrenagem de acordo com o grau de rotação e não pela distância do arco e é, nesse sentido, um exemplo de aplicação estrutural de meios para sincronizar as engrenagens propulsoras e acionadas de modo que o acoplamento substancialmente constante seja mantido entre uma ou mais engrenagens propulsoras e acionadas sobre um intervalo de relações de transmissão. Exemplos adicionais de meios para sincronizar as engrenagens propulsoras e acionadas são aqui mostrados tal como, por exemplo, com relação às figuras 1A-B, 6 e IlA-B.
Embora a figura 8 mostre a engrenagem propulsora 420 e a engrenagem de referência 416 cada tendo o mesmo número de dentes estão em uma relação de um por um, deve ser apreciado que esse arranjo não é necessário, e que outras relações podem ser utilizadas. Por exemplo, em algumas outras modalidades, uma engrenagem de referência tem um número diferente de dentes de engrenagem, quando comparada à engrenagem propulsora. Nessas modalidades, a engrenagem de referência e a engrenagem propulsora, por exemplo, tem números de dentes que são relacionados por um divisor comum. Por exemplo, o divisor comum pode ser o número de posições de engrenagens propulsoras ou engrenagens acionadas dentro do sistema. Em uma modalidade exemplificativa, uma engrenagem de referência tal como a engrenagem de referência 116 (Figura IA) , por exemplo, tem noventa dentes e uma engrenagem propulsora tem seis dentes de engrenagem. Nesse caso, pode se constatar que o número de dentes de cada engrenagem é divisível por três e seis.
Nas modalidades em que o número de engrenagens acionadas é o divisor para os dentes de engrenagem, nesta modalidade pode, em conseqüência, ter três ou seis engrenagens acionadas.
Em algumas modalidades, tal como aquela mostrada nas figuras IA-B, por exemplo, o número de dentes em uma relação de engrenagem de referência 114 e/ou em uma engrenagem acionada também pode ser relacionado pelo mesmo ou por um outro fator comum. Por exemplo, as relações de engrenagem de referência 114 podem ter trinta dentes e as engrenagens acionadas 132a-c pode ter trinta e seis dentes no perfil de engrenagem interno, de modo que os números de dentes na relação de engrenagem de referência 114 e engrenagens acionadas 132a-c também são divisíveis por três e seis. Deve ser apreciado que os arranjos e os números de dentes mostrados neste documento são apenas exemplificativos e que outros números de dentes e/ou divisores comuns podem ser utilizados. Por exemplo, em algumas modalidades, a engrenagem de referência 116, relações de engrenagem de referência 114, engrenagens propulsoras 121a-f, engrenagens acionadas 132a-c podem ter diferentes números de dentes que são divisíveis por três, seis, ou algum outro divisor comum. Por exemplo, em uma modalidade, uma engrenagem de referência e a relação da engrenagem de referência pode cada ter noventa e seis dentes, enquanto cada engrenagem propulsora tem dezoito dentes, e cada engrenagem acionada tem setenta e dois dentes. Assim, pode ser visto que o número de dentes na engrenagem de referência, relação de engrenagem de referência, engrenagens propulsoras, e engrenagens propulsoras são cada uma divisivel por três e seis. Além disso, em um exemplo de modalidade, em que há três ou seis engrenagens acionadas, o número de dentes na engrenagem de referência, relação de engrenagem de referência, engrenagens propulsoras, e engrenagens propulsoras também são cada uma divisivel por um número de engrenagens acionadas.
Ainda em outra modalidade, o número de dentes de várias engrenagens é divisivel por outros divisores como, por exemplo, dois, quatro, cinco, sete, oito, e assim por diante, que pode ou não ser o mesmo número de posições de engrenagens propulsoras ou de engrenagens acionadas. Ainda em outra modalidade, o número de dentes pode ser divisivel somente por um divisor comum de um, e os dentes podem ser mantidos em sincronização pelo acoplamento constante entre as engrenagens propulsoras e acionadas. Por exemplo, em uma modalidade exemplificativa, uma engrenagem de referência pode ter sessenta dentes, uma engrenagem de referência de quinze dentes, uma engrenagem propulsora de vinte dentes, e uma engrenagem acionada de dezesseis dentes. Assim sendo, é possível constatar que o único divisor comum é a engrenagem de cada um.
Além disso, como ainda ilustrado nas figuras 1A-B, as engrenagens propulsoras 121a-f podem ser conectadas a engrenagem de referência 116 por elementos, que incluem as relações de transmissão de referência 114 que podem ter trinta dentes, ou algum outro número de dentes que também são divisíveis pelo mesmo ou por diferentes divisores. Como observado anteriormente, as relações de transmissão de referência 114 podem girar em torno da engrenagem de referência 116, e, assim, transmitir as engrenagens propulsoras 121a-f um movimento rotacional e/ou orbital. Em particular, devido à sua ligação com a engrenagem de referência 116, por meio das relações de transmissão de referência 114, cada uma das engrenagens propulsoras 121a-f gira em torno dos seus respectivos eixos centrais e órbita como um grupo em torno de um eixo externo que é, na modalidade ilustrada, alinhado com o ponto de engrenagem de referência 116. Desta forma, a combinação das relações de transmissão de referência 114 e engrenagem de referência 116 faz com que as engrenagens propulsoras 121a-f girem em ângulo total previsível, independentemente da posição radial e do comprimento da alavanca associado às engrenagens propulsoras 121a-f, de tal forma que um dente de engrenagem das engrenagens propulsoras 121a-f pode sempre ser alinhado com um dente de uma engrenagem acionadas 132a-c, quando entra em acoplamento. Assim sendo, as relações de transmissão de referência 114 e a engrenagem de referência 116 são, coletiva e individualmente, exemplos de implementações estruturais de meios para sincronizar uma ou mais engrenagens propulsoras e acionadas de forma que o acoplamento seja mantido substancialmente constante entre um ou mais engrenagens propulsoras e uma ou mais engrenagens acionadas sobre uma faixa de relações de transmissão. Além disso, na medida em que o transportador 111 (figura 5) pode ser configurado para passar radialmente pelas alavancas de comando 124a-b, fazendo assim com que as engrenagens propulsoras 121a-f movam radialmente interna ou externamente e mantenha o acoplamento com a engrenagem de saída 132a-c, que também se move na direção radialmente interna ou externa, alterando assim a relação entre a interface de transmissão de entrada 105 e interface de transmissão de saída 170, transportador 111 também é um exemplo de uma implementação estrutural de meios para sincronizar das engrenagens propulsoras e acionadas de modo que o acoplamento seja mantido substancialmente constante entre uma ou mais engrenagens propulsoras e acionadas durante a relação de transmissão e sobre um intervalo de relações de transmissão.
Para manter constante a sincronização entre os dentes de engrenagens e a engrenagem acionada, as engrenagens propulsoras e as engrenagens acionadas de saída podem envolve os dentes de engrenagem substancialmente com o mesmo espaço diametral. Como resultado desta configuração, os dentes das engrenagens propulsoras casam com os dentes das engrenagens acionadas quando acoplado no ponto morto bem como em qualquer outra fase do acoplamento, e fornecer uma saída constante para as engrenagens propulsoras independentemente da fase de acoplamento. Como assim, os dentes das engrenagens propulsora e acionada também usam menos rapidamente do que os dentes das engrenagens que não se alinham em todas as fases do acoplamento. Além disso, conforme anteriormente mostrado, a as engrenagens propulsoras e a engrenagem de referência podem ter um número igual de dentes, ou qualquer outro número compatível de dentes de forma que quando uma engrenagem propulsora está alinhada em certa linha de grau de referência, um dente da engrenagem propulsora também é centralizado na linha da engrenagem de referência no topo do ponto morto.
Em algumas modalidades, por exemplo, o número de dentes na engrenagem de referência, relações de transmissão de referência, engrenagem propulsora e/ou engrenagens acionadas pode ser divisível por um número que é maior ou menor que o número de engrenagens acionadas. Em outras modalidades, o divisor pode ser igual ao número de engrenagens acionadas, embora essa característica não seja limitadora da presente invenção.
O uso do número de engrenagens propulsoras tal como o divisor comum pode ser útil por uma variedade de razões. Por exemplo, essa abordagem pode ser usada para assegurar que o centro de cada engrenagem propulsora recaia sobre uma linha de referência. Além disso, como observado anteriormente, o número de dentes da engrenagem propulsora pode ser divisível pelo mesmo divisor. Esta abordagem pode também ser útil na medida em que quando um dente de uma engrenagem propulsora acopla uma engrenagem acionada no ponto morto superior, de todas as engrenagens terão ranhuras que ser alinhadas, no ponto morto superior, com as linhas de grau radiais da engrenagem de referência. Em algumas modalidades, a combinação destas relações e características que ligam a rotação do dente da engrenagem propulsora dentes com a rotação e a posição dos dentes e ranhuras na engrenagem acionada de modo que, independentemente do comprimento da alavanca e posição radial das engrenagens propulsoras e acionadas, os dentes de engrenagem das engrenagens propulsoras e acionadas serão sincronizados como as engrenagens propulsoras e acionadas para entrar e sair do acoplamento. Assim sendo, as engrenagens propulsoras podem transladar radialmente para criar uma variável de saída em pequenos incrementos e/ou girar para sincronizar o acoplamento com a engrenagem propulsora.
Como observado acima, se todos os dentes da engrenagem propulsora se desacoplarem de todos os dentes da engrenagem acionada, de modo que não haja nenhum acoplamento entre as engrenagens propulsoras de entrada e as engrenagens acionadas de salda, ou se as engrenagens acionadas por outro lado não estão conectadas à interface de transmissão de entrada, a carga acionada pela transmissão é efetivamente desconectada da fonte de potência e a carga cai até a transmissão reacoplar as engrenagens propulsoras e acionadas e/ou as engrenagens acionadas com a interface de transmissão de entrada. Em ambientes e aplicações em que é desejável manter uma conexão constante à fonte de potência e assim preservar um constante fluxo de potência do motor à carga, é desejável, portanto, para garantir que há o acoplamento constante, ou pelo menos o acoplamento substancialmente constante que prevê essencialmente os mesmos resultados desejáveis do acoplamento constante, entre os dentes das engrenagens propulsoras e das engrenagens acionadas que determinam à relação de transmissão da transmissão. Conforme descrito anteriormente, isto pode ser feito, por exemplo, movendo as engrenagens propulsoras em um caminho orbital em torno de um eixo externo que é centrada em uma engrenagem de referência. Enquanto, o acoplamento é mantido, as engrenagens acionadas giram coletivamente em torno de seus respectivos centros e fornecem potência de saída. Além disso, quando as engrenagens acionamento de saída são deslocadas do eixo orbital das engrenagens acionadas, as engrenagens propulsora pode alternativamente acoplar as engrenagens de saída de tal forma que o desacoplamento das engrenagens de saída irão estar permanentemente preparando o alinhamento para sincronizar o acoplamento enquanto se aproxima e cruza uma linha da engrenagem de referência.
Além disso, o acoplamento substancialmente constante que proporciona resultados desejáveis resulta dos acoplamentos constantes que também podem ser mantido através de muitas relações de transmissão de modo que movimentos translacionais muito curtos, que podem ser realizados em muito pouco tempo, pode mudar as relações de transmissão.
Enquanto, o exemplo da modalidade mostrada geralmente relata a modalidade de uma transmissão onde os conjuntos de engrenagens propulsoras engata e propulsiona três engrenagens acionadas, deve ser apreciado que este arranjo é apenas exemplificativo e não limitativo da presente invenção, e que uma variedade de outras modalidades, com diferentes números de engrenagens propulsoras, conjunto de engrenagens propulsoras, e engrenagens acionadas podem ser usados. Além disso, não é necessário que a engrenagem propulsora seja satélite ou coroa dentada ou que as engrenagens acionadas sejam engrenagens dentadas. Na realidade, porque os componentes de transmissão operam de modo síncrono, quer seja em ré, transmitindo ou em ponto morto, a potência também pode fluir através da transmissão em sentido inverso. Por exemplo, o caminho do fluxo de torque pode ser revertido através da transmissão para criar um caminho de fluxo torque diferente que é desejável para algumas aplicações. Por exemplo, o caminho inverso do fluxo de torque de algumas modalidades pode permitir que a transmissão opere a velocidades mais altas com menos torque.
Além disso, um caminho do fluxo de torque invertido pode permitir que as engrenagens dentadas funcionem como engrenagem propulsora e engrenagens dentadas ou satélites atuem como engrenagens acionadas. Em tal modalidade, também será apreciado que as engrenagens acionadas podem ter movimentos rotacionais e orbitais, enquanto a engrenagem propulsora, traslada radialmente para dentro e para fora ao longo dos caminhos predeterminados que são deslocados uns dos os outros em intervalos angulares. Em uma modalidade exemplificativa, na qual o fluxo de potência é invertido, entretanto, o fluxo de potência invertido pode eliminar a funcionalidade neutra do acoplamento da transmissão e/ou da fácil transição entre avante, neutro e reverso. Nesta modalidade exemplificativa, a transição entre o acoplamento neutro e a transição entre avante e reverso, e opcionalmente neutro pode ser implementado usando um conjunto de engrenagens planetárias de saída tal como o conjunto de engrenagens planetárias 104 da Figura 9. Embora, o conjunto de engrenagens planetárias 104 ilustra uma engrenagem dentada 108 acionada por uma única engrenagem central 106 girando contra três engrenagens planetas 107, mas este é um exemplo de um conjunto de engrenagens planetárias que pode ser usado em conexão com algumas das presentes modalidades invenção. Por exemplo, em outras modalidades, mais ou menos engrenagens planetas 107 podem girar em torno de engrenagem central 106 e acoplar as engrenagens dentadas 108.
Em uma modalidade exemplificativa, uma transmissão, tal como, por exemplo, a transmissão 100 da figura IA ou transmissão 100' da figura 1B, está em uma configuração que inverte o caminho do fluxo de torque, a transmissão de entrada 105 funciona como interface de transmissão de saída, enquanto que a interface de transmissão de saída 170 age como a interface de transmissão de entrada. Nesse caso, e conforme mostrado na figura 9, a interface de transmissão de entrada 170 pode ser estendida através da transmissão 100 e conectada a engrenagem central de saída 106 do conjunto de engrenagens planetárias 104, enquanto a interface de transmissão de saída 105 pode ser conectada as engrenagens planetas 107 que giram contra a engrenagem central 106. A interface de transmissão de saída 105 pode ser conectada a cada uma das engrenagens planetas 107, usando um transportador planeta (não mostrado), que pode fazer com que cada uma das engrenagens planetas 107 tenha uma rotação idêntica.
Cada uma das engrenagens planetas 107 também acopla as engrenagens dentadas 108. Além disso, a engrenagem central 106 e as engrenagens planetas 107 também podem estar em acoplamento constante com a outra e, assim, colocar as RPMs de entrada da nova interface de transmissão de entrada 170 em conflito com as RPMs de saída da nova interface de transmissão de saída 105. Assim, quando a transmissão 100 é executada com o fluxo de torque inverso e a engrenagem central 106 e as engrenagens planetas 107 são de tamanhos iguais, pode se constatar que quando as RPMs de entrada da engrenagem central 106 são de magnitudes iguais tal como as RPMs de saída das engrenagens planetas 107, engrenagem central 106 e engrenagens planetas 107 têm uma saída líquida insignificante e, possivelmente zero, que é fornecida as engrenagens dentadas 108, colocando assim a transmissão em uma posição neutra, mantendo o acoplamento entre a engrenagem central 106 e as engrenagens planetas conjunto de engrenagens planetárias 107, e entre as engrenagens propulsoras 121a-f e as engrenagens acionadas 132a-c. Em seguida, deslocamento da transmissão da posição de saída neutra, as posições das engrenagens acionadas e/ou propulsora podem ser ajustadas para variar as RPMs de entrada e saída. Deste modo, a velocidade angular da interface de transmissão de saída 105 e as engrenagens planetas 106 podem mudar, para deslocar a transmissão para em uma transmissão adiante ou reversa.
Por exemplo, se interface de transmissão de entrada 170, é mantida a uma velocidade angular constante, aumentando a velocidade angular das engrenagens planetas 107, a velocidade angular das engrenagens planetas 107 se torna maior do que a velocidade angular da engrenagem central 106, fazendo com que as engrenagens dentadas 108 girem em uma primeira direção, no sentido horário, por exemplo, de modo que esta transmissão se desloque em engrenagens de avanço. Inversamente, se a velocidade angular das engrenagens planetas 106 é diminuída, a velocidade angular das engrenagens planetas 107 torna-se menor do que a velocidade angular de engrenagem central 106, desse modo as engrenagens dentadas 108, giram em uma segunda direção, no sentido anti-horário, por exemplo, de tal forma que a transmissão se desloque em uma transmissão reversa. Assim, por um simples ajuste da velocidade de rotação das engrenagens planetas 107 e/ou das engrenagens central 106, o conjunto de engrenagens planetas 106 pode proporcionar um estado avante, reverso ou neutro sem a aplicação de uma força externa, por exemplo, com as placas da embreagem ou bandas, por exemplo, para limitar a rotação de um ou mais engrenagens dentadas 10 8, engrenagens planetas 107, ou engrenagem central 106.
Enquanto modalidade exemplificativa ilustrada mostra que a interface de transmissão de entrada 170 está acoplada a engrenagem central 106 e a interface de transmissão de saída 105 estão acopladas as engrenagens planetas 107, será apreciado que em outras modalidades, a relação pode ser alterada de modo que a interface de entrada é acoplada a engrenagem central 106 e à interface de saída é acoplada as engrenagens planetas 107. Além disso, embora as modalidades exemplificativas podem incluir uma engrenagem central 106 e engrenagens planetas 107 que são do mesmo tamanho, em outras modalidades, a engrenagem central 106 e as engrenagens planetas 107 podem ter diferentes tamanhos. Por exemplo, a engrenagem central 106 podem ser maiores do que uma ou mais engrenagens planetas 107, embora em outras modalidades exemplificativas, a engrenagem central 106 pode ser menor do que as engrenagens planetas 107. Também será apreciado que, mesmo quando a engrenagem central 106 e as engrenagens planetas 107 diferem em tamanho, os conjuntos de engrenagens planetas 104 podem produzir uma posição de saída neutra como mostrado aqui, na medida em que as velocidades angulares da engrenagem central 106 e das engrenagens planetas 107 têm velocidades lineares associadas no ponto de acoplamento entre a engrenagem central 106 e as engrenagens planetas 107 que podem ser iguais, mas de magnitudes opostas.
Embora as modalidades exemplificativas reveladas retratem engrenagens propulsoras e acionadas como engrenagens cilíndricas e dentadas, respectivamente, deverá ser apreciado em outras modalidades que, engrenagens propulsoras e/ou acionadas não são necessariamente como engrenagens cilíndricas e dentadas. Por exemplo, em uma modalidade, as engrenagens acionadas são engrenagens cilíndricas em vez de engrenagens dentadas. Em tal modalidade, as engrenagens cilíndricas propulsoras podem ser movíveis radialmente para manter o acoplamento com as engrenagens cilíndricas propulsoras, e opcionalmente são movíveis ao longo de eixos de deslocamentos predeterminados que são praticamente iguais em intervalos angulares em torno de um eixo central comum. Por exemplo, três engrenagens cilíndricas acionadas pode ser cada deslocada e transladada radialmente ao longo de caminhos de translação que são deslocadas com relação aos caminhos de translação de outras engrenagens cilíndricas acionadas em intervalos angulares de cerca de cento e vinte graus. Além disso, nessa modalidade exemplificativa em que as engrenagens propulsoras e acionadas são engrenagens helicoidais e cilíndricas, as engrenagens propulsoras podem orbitar ao redor do perímetro externo das engrenagens acionadas de modo tal que o perímetro das engrenagens acionadas define uma engrenagem virtual que é mantida em acoplamento substancialmente constante com a engrenagem propulsora. Em outras modalidades exemplificativas, as engrenagens propulsoras orbitam na periferia formada pelas engrenagens acionadas de forma que o perímetro interno da engrenagem acionada define uma engrenagem virtual que é mantida em acoplamento substancialmente constante com a engrenagem propulsora.
Uma ilustração esquemática de uma modalidade exemplificativa em que a engrenagem propulsora acopla exercer múltiplas engrenagens acionadas, o que pode incluir ou engrenagens helicoidais e cilíndricas, por exemplo, é fornecido na figura 10A. Na modalidade ilustrada, impulsionado quatro engrenagens acionadas 532a-d são deslocadas em intervalos angulares iguais de noventa graus.
Além disso, a modalidade ilustrada mostra quatro engrenagens acionadas 520a-d, também deslocadas intervalos angulares iguais, que estão em acoplamento no ponto morto com as engrenagens acionadas 532a-d. Nesta modalidade, portanto, as engrenagens propulsoras 520a-d engata as engrenagens acionadas 532a-d no topo do ponto morto a cada noventa graus. Em algumas modalidades, bem como aqui mostrado, as engrenagens propulsoras 520a-d e as engrenagens acionadas 532a-d pode ser configuradas para mover radialmente para dentro e/ou para fora. Por exemplo, as engrenagens propulsoras 520a-d podem se mover em direção interna ou externamente ao longo dos comprimentos da alavanca associados, as engrenagens propulsoras 520a-d, pode aumentar ou diminuir, e tal caminho orbital das engrenagens propulsoras 520a-d seguindo enquanto elas orbitam em torno da intersecção de suas alavancas que correspondentemente aumenta ou diminui. Do mesmo modo, engrenagens acionadas 532a-d podem se mover interna ou externamente ao longo do caminho de translação que passa através da intersecção das alavancas e o centro de cada engrenagens acionadas 532a-d. Assim, na modalidade ilustrada, as engrenagens acionadas 532a-d pode transladar ao longo dos caminhos de translação deslocado um dos outros em intervalos de noventa graus. Desta forma, as engrenagens acionadas 532a-d pode transladar radialmente para manter o acoplamento com as engrenagens propulsoras 520a-d, enquanto as engrenagens propulsoras 520a-d também transladam radialmente. Notavelmente, em algumas modalidades, somente as engrenagens propulsoras 520a-d orbita e traslada, simultaneamente as engrenagens acionadas 532a-d translada, mas não órbita sobre eixo central externo.
Como observado acima, onde quatro engrenagens acionadas 52 0a-d se engatam em quatro engrenagens acionadas 532a-d, o acoplamento em ponto morto ocorre a cada noventa graus, uma vez que cada uma das engrenagens propulsoras 52 0a-d entra em acoplamento com uma das respectivas engrenagens acionadas 532a-d. Na modalidade ilustrada nas figuras 2A-G, pode se constatar que em uma modalidade com três engrenagens acionadas e duas engrenagens propulsoras, pode ocorrer a cada sessenta graus, em vez de a cada noventa graus. Assim, com cerca de trinta e sete por cento a menos de engrenagem, a freqüência do acoplamento em ponto morto é aumentada em cento e cinqüenta por cento.
Uma ilustração semelhante é apresentada na figura 10B, na qual três engrenagens propulsoras 520a-c são utilizadas para conduzir quatro engrenagens acionadas 532a- d. Conforme demonstrada na modalidade ilustrada, eliminando uma engrenagem propulsora da modalidade ilustrada na figura 10A, e assim reduzindo o número total de engrenagens em cerca de doze por cento o número de engrenagens propulsoras por vinte e cinco por cento, a freqüência de acoplamento pode ser aumentada a cada trinta graus, para um aumento de mais de trezentos por cento sobre a modalidade ilustrada na figura IOA.
A alteração resultante na freqüência de acoplamento provocadas pela alteração dos números de engrenagens propulsoras e acionadas também pode ser explicada por uma variação do princípio de Vernier utilizado para dispositivos de medição tais como calibradores. No caso de calibradores, o princípio de Vernier é um princípio básico de medição que leva a uma mesma distância igual, tais como um décimo de polegada, e divide-o em um número ímpar de incrementos, por exemplo, vinte e cinco, e um mesmo número de incrementos, por exemplo, vinte e quatro.
Baseado no alinhamento dos incrementos, uma distância pode ser medida. Por exemplo, as linhas de vinte e quatro incrementos alinham com as linhas de vinte e cinco incrementos a cada milésimo de uma polegada.
De modo semelhante, as modalidades exemplificativas da presente invenção podem ser empregadas para variar o número de peças necessárias para manter um acoplamento substancialmente constante das engrenagens propulsoras e acionadas pelo deslocamento dos elementos de condução de entrada e os elementos acionados de saída em diferentes intervalos angulares e/ou pela utilização de diferentes números de elementos de condução e acionados. Não existe uma única relação entre os elementos de condução e acionados, no entanto, é necessária uma relação especial que será uma questão de escolha, dependendo da demanda de uma determinada aplicação. No entanto, é possível constatar que o número de elementos de condução e acionados pode afetar a freqüência de acoplamento entre elementos de condução e acionados.
Por exemplo, a tabela 1 fornece uma indicação exemplificativa da maneira com que os números de elementos de condução e acionados podem afetar freqüência de acoplamento. Em particular, a tabela 1 fornece a freqüência acoplamento em ponto morto para variar o número de elementos de condução e acionados que estão cada deslocado em intervalos iguais. Enquanto a tabela 1 faz referência à freqüência de acoplamento em ponto morto em termos dos números de engrenagens propulsoras e acionadas, será apreciado em vista do aqui revelado que a freqüência de acoplamento pode ser determinada pelo número de posições diferentes das engrenagens propulsoras e acionadas, e não apenas pelo número total de engrenagens. Por exemplo, como observado acima, com referência às figuras 1A-B, uma transmissão, por exemplo, transmissão 100 ou 100', inclui três engrenagens acionadas e seis engrenagens propulsoras, embora as engrenagens propulsoras sejam posicionadas em dois eixos, de tal forma que exista apenas duas posições angulares diferentes das engrenagens propulsoras em torno de um círculo. Como discutido anteriormente, o acoplamento no ponto morto ocorre tal como no exemplo a cada sessenta graus. Como mostra na tabela 1, esse resultado é consistente com uma transmissão que tem três engrenagens acionadas e seis engrenagens propulsoras.
Em outro exemplo, como mostra a tabela 1 e, como mostrado aqui, três engrenagens propulsoras podem acoplar com quatro engrenagens acionadas a cada trinta graus. Este acoplamento pode ser aumentado, no entanto, alterando o número de elementos de condução e acionados. Por exemplo, se cinco engrenagens propulsoras são utilizadas para acoplar seis engrenagens acionadas, uma engrenagem propulsoras entrará no acoplamento em ponto morto com a engrenagem acionada a cada vinte graus. Durante esse tempo, outras engrenagens propulsoras também estarão em várias outras fases de acoplamento e desacoplamento com outras engrenagens acionadas. Além disso, como é mostrado na tabela 1, basta acrescentar um ou mais elemento propulsor para diminuir a freqüência de acoplamento de tal forma que só ocorra uma vez a cada sessenta graus.
Ainda como mostrado na tabela 1, o mais freqüente acoplamento entre as engrenagens propulsoras e acionadas tende a ocorrer, em geral, quando há uma relação par e ímpar entre as engrenagens acionadas e propulsoras, ou quando a razão pode estar consignada para uma relação para ou ímpar. Por exemplo, para os números fornecidos na tabela 1, as oito engrenagens propulsoras são acopladas em um ponto morto superior com mais freqüência quando há nove engrenagens propulsoras, ou seja, cada cinco graus, e quase tão freqüentemente, ou seja, a cada seis graus e meio, quando há sete engrenagens propulsoras. 0 acoplamento mais freqüente para um mesmo número de engrenagens propulsoras com oito engrenagens propulsoras é, no entanto, a cada quinze graus, o que acontece quando há seis engrenagens propulsoras. No entanto, a mesma freqüência pode ser obtida com apenas três engrenagens propulsoras, ou metade do número de elementos de condução.
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TABELA 1
Referindo-se agora para AS Figuras 11A-B, vários aspectos de uma modalidade exemplificativa de uma transmissão 600 são mostradas. Tal como acontece com outras modalidades mostradas aqui, a modalidade revelada nas figuras 11A-B pode incluir engrenagens ou outros elementos que estejam arranjados para manter o acoplamento substancialmente constante entre as engrenagens propulsoras e acionadas que determinam e provocam mudanças nas relações de transmissão 600. Além disso, ao manter o acoplamento substancialmente constante entre as engrenagens propulsoras acionadas, a transmissão 600 pode permitir uma conexão substancialmente constante entre as engrenagens propulsoras e acionadas, entre engrenagens acionadas e a fonte de potência, bem como entre a fonte de potência. Em algumas modalidades, a conexão substancialmente constante pode ser mantida mesmo sem uma fonte externa suprimindo a rotação das engrenagens, enquanto algumas modalidades podem incluir uma embreagem ou outro mecanismo para supressão da rotação das engrenagens de propulsoras e/ou acionadas. Em qualquer um dos exemplos, no entanto, a transmissão pode empregar os princípios gerais de funcionamento e sincronização como mostrado aqui.
Na modalidade ilustrada, a transmissão 600 inclui um eixo de entrada 601, que é conectado a uma fonte de potência e, portanto, atua como uma interface entre a fonte de potência e a transmissão 600. Por exemplo, a fonte de potência pode ser uma máquina ou motor. Tais máquinas ou motores podem ser associados com um veículo a motor, elevador, sistema transportador, aparelhos de ginástica, um torno mecânico, ou praticamente qualquer outro sistema ou dispositivo que opera em conexão com algum tipo de máquina ou motor. Portanto, deve ser apreciado que a transmissão 600 não se limita à utilização de um veículo de movimento, ou qualquer outro tipo particular de fonte de potência, mas também pode ser qualquer tipo de fonte de potência de uma ampla variedade de aplicações. Mais especificamente, a transmissão 600 pode ser utilizada em qualquer aplicação onde múltiplas relações de transmissão são desejadas.
Na modalidade ilustrada, como eixo de entrada 601 recebe energia a partir de uma fonte de potência, ele gira sobre seu próprio eixo. Para facilitar essa rotação, o eixo de entrada 601 pode ser envolvido em uma rotação usando mancai de entrada 602. Os mancais de entrada podem, em algumas modalidades, ser fixado no local, por exemplo, por serem anexados a uma carcaça e/ou outras estruturas.
Adjacente ao mancai de entrada 602, a transmissão 600 podem incluir um anel de referência 603, que pode incluir uma abertura através da qual o eixo de entrada 601 se estende. O anel de referência 603 é, em algumas modalidades, uma engrenagem de referência como descrita aqui e que é fixada de tal forma que não gire enquanto o eixo de entrada 601 estiver girando. O anel de referência 603 também pode ser preso a uma carcaça (não mostrada) , por outro lado a carcaça de entrada 610 pode ser apoiada. Por exemplo anel de referência 603 pode ser preso diretamente à carcaça de transmissão . Em outras modalidades, o anel de referência 603 pode ser indiretamente preso à carcaça de transmissão, por exemplo, por estar conectado a mancais de entrada 602, que por sua vez, está preso a carcaça de transmissão.
Opcionalmente, uma carcaça de entrada 610 pode ser fornecida. Em algumas modalidades exemplificativas, a carcaça de entrada 610 é fixada ao eixo de entrada 601 e é adaptada para girar e também fazer com que as engrenagens propulsoras na transmissão 600 girem. A carcaça de entrada 610 pode ser fixada a um eixo de entrada 601, por exemplo, soldagem, fixação mecânica, ou algum outro meio de anexação adequado. Assim, tal como o eixo de entrada 601 gira, a fonte de potência anexada também faz com que a carcaça de entrada 610 gire. Na modalidade ilustrada, carcaça de entrada 610 pode ainda incluir várias aberturas próximas ao perímetro externo, que têm mancais inseridos nele e que recebe uma ou mais eixos propulsores 604 que giram neles. As aberturas podem ser fornecidas na carcaça de entrada 610 de qualquer maneira adequada. Por exemplo, os orifícios podem ser perfurados ou fresados, vazados ou moldados, ou formados de qualquer outra forma aceitável.
Como também mostrado pela figura 11A, as engrenagens de tempo 605 podem ser afixadas aos eixos propulsores 604 e podem também casar com o anel referência 603. As engrenagens de tempo 605 podem compreender engrenagens helicoidais e cilíndricas, por exemplo, que acoplam o anel de referência 603, e pode incluir o dente de engrenagem que case com o dente de engrenagem no anel referência 603. Por conseguinte, enquanto a carcaça de entrada 610 é girada, por exemplo, pelo giro do eixo de entrada 601, a carcaça de entrada 610 pode fazer com que as engrenagens de tempo 605 girem e orbitem em torno do anel de referência 603 e assim, gire os eixos propulsores 604. A este respeito, pelo menos, as engrenagens de tempo 605 podem operar similar à maneira na quais as relações de engrenagens de referência 114 da figura IA operam.
As engrenagens propulsoras pivô 611 (coletivamente ilustradas como engrenagens "A" na modalidade exemplificativa da figura 11B) também podem ser fixadas aos eixos de transmissão 604. Assim sendo, quando os eixos de transmissão 604 giram as engrenagens propulsoras pivô 611 também giram. Para facilitar a rotação dos eixos de transmissão 604, as ligações de controle de entrada 613 podem ser posicionadas em cada lado das engrenagens propulsoras pivô 611 e podem incluir aberturas e mancais correspondentes para permitir o apoio e/ou a rotação dos eixos de transmissão 604. Além disso, as engrenagens propulsoras pivô 611 podem casar com as engrenagens propulsoras 612 (coletivamente ilustrado como engrenagem "B" na modalidade exemplif icativa da figura 11B) que são giradas enquanto as engrenagens propulsoras pivô 611 giram. As ligações de controle de entrada 613 podem também incluir aberturas e mancais correspondentes que recebem um eixo satélite (não mostrado), que gira sobre um eixo interno.
Na modalidade ilustrada, as engrenagens de controle de ligação de entrada 606 podem ser montadas nos respectivos eixos de transmissão 604 e posicionadas entre a carcaça de entrada 610 e uma primeira ligação de controle de entrada 613. As engrenagens de controle de ligação de entrada 606 pode assim acoplar, e girar em torno de, uma primeira engrenagem de tubo 637, por exemplo, utilizando o casamento dos dentes da engrenagem, que podem ser involuidos em algumas modalidades. Conforme mostrado aqui, a engrenagem de tubo 637 pode girar quando um tubo de controle conectado 634 gira, causando dessa forma que as engrenagens de controle de ligação de entrada 606 girem. Em algumas modalidades exemplificativas as ligações de controle de entrada 613 são acopladas a um eixo (não mostrado), que gira enquanto as engrenagens de controle de ligação de entrada 606 girem, de tal forma que, como um resultado as engrenagens de controle de ligação de entrada 606 girem, as ligações de controle de entrada 613 girem também fazendo com que as engrenagens propulsoras 612 pelo menos parcialmente orbitem em torno das engrenagens propulsoras pivô 611. Assim sendo, as engrenagens propulsoras 612 podem ser movidas de modo que elas transladam em torno das engrenagens propulsoras pivô 611. Assim, as engrenagens propulsoras 612 transladam internamente e/ou externamente ao longo de um caminho curvado em torno das engrenagens propulsoras pivô 611, assim movendo radialmente com relação a um eixo alinhado com o centro da carcaça de entrada 610. Esse movimento interno ou externo das engrenagens propulsoras 612 em torno engrenagens propulsoras pivô 611 também podem mudar o caminho orbital seguido das engrenagens propulsoras 612 enquanto as engrenagens de tempo 605 fazem com que engrenagens propulsoras 612 orbitam. Consequentemente, o comprimento das alavancas entre as engrenagens propulsoras 612 e o eixo sobre o qual a engrenagens propulsoras 612 orbitam e o comprimento do caminho orbital das engrenagens propulsoras 612, também aumentam ou diminuem.
Conforme mostrado aqui, ligações de controle de entrada 613 podem ser acopladas a um eixo (não mostrado) , que gira ligações de controle de entrada 613. Em algumas modalidades exemplificativas o eixo é deslocado do centro de ligações de controle de entrada 613 de modo que, quando tais ligações de controle de entrada 613 giram sobre o eixo, a posição das engrenagens propulsoras 612, que estão conectadas as ligações de controle de entrada 613 mudam. No exemplo ilustrado na figura IlA por exemplo, as ligações de controle de entrada 613 são arranjadas em uma configuração interna de tal forma que as engrenagens propulsoras 612 estão em uma posição interna na qual a posição radial das engrenagens propulsoras 612 está dentro da posição radial das engrenagens propulsoras pivô 611. Mais particularmente, a distância entre as engrenagens propulsoras 612 e o eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras 612 orbitam, ou seja, comprimento da alavanca é menor do que a distância entre esse mesmo eixo e as engrenagens propulsoras pivô 611. Enquanto as engrenagens propulsoras 612 transladam a cerca das respectivas engrenagens propulsoras pivô 611, a posição das engrenagens propulsoras 612 pode mudar. Por exemplo, as engrenagens propulsoras 612 podem transladar, em uma modalidade, radialmente tal como o comprimento da alavanca muda enquanto translada ao longo de um caminho curvado em torno das engrenagens propulsoras pivô 611 para uma posição externa, de modo que a posição radial das engrenagens propulsoras 612 está fora da posição radial das engrenagens propulsoras pivô 611. Mais particularmente, em uma posição externa, a distância entre as engrenagens propulsoras 612 e o eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras 612 orbitam, ou seja, o comprimento da alavanca é maior do que a distância entre esse mesmo eixo e as engrenagens propulsoras pivô 611. Por exemplo, no exemplo, arranjado das figuras 11A-B, após fazer com que as engrenagens propulsoras 612 transladam em torno das engrenagens propulsoras pivô 611, podem passar de uma posição interna para uma posição externa. Um exemplo de uma posição externa de uma engrenagem propulsora satélite 612 é mostrado como engrenagem propulsora satélite 617, ilustrada em linhas pontilhadas, nas figuras IlA-B.
Embora uma única posição externa da engrenagem propulsora satélite 617 seja ilustrada, cada engrenagem propulsora satélite 612 na transmissão 600 pode mover para uma posição externa correspondente, de forma que a engrenagem propulsora satélite 617 é exemplificativa de uma posição externa de cada uma das engrenagens propulsoras 612. Além disso, enquanto as figuras IlA-B ilustram apenas duas posições das engrenagens propulsoras 612, este arranjo é apenas exemplificativo. De fato, as engrenagens propulsoras 612, em algumas modalidades exemplificativas, podem mover para qualquer posição em torno das engrenagens propulsora pivô 611, de tal forma que o comprimento do caminho orbital seguido pelas engrenagens propulsoras 612, enquanto elas orbitam em torno de um eixo alinhado com o eixo de entrada 601 pode ser variado entre um comprimento muito grande, possivelmente infinito. Como discutido acima, em algumas modalidades, o acoplamento com as engrenagens acionadas 614 pode ser mantido durante as mudanças do caminho orbital das engrenagens propulsoras 612. Em outras modalidades, o acoplamento das engrenagens propulsoras 612 e das engrenagens acionadas 614 ocorrem apenas em caminhos orbitais discretos, proporcionando assim relações de engrenagem discreta dentro da transmissão 600. Como já foi referido, no entanto, modalidades da presente invenção permitem que relações de transmissão discretas sejam mantidas com pequenas mudanças correspondentes nos caminhos orbitais. Por exemplo, cada relação de engrenagem pode ser mantida em um dente de incremento. Por conseguinte, o movimento translacional bem pequeno é necessário para efetuar uma mudança na relação de engrenagens. Como resultado, a translação das engrenagens acionadas 614 ao redor das engrenagens propulsoras pivô 611 pode prover, por exemplo, dez, vinte, trinta, ou até mesmo relações de engrenagens discretas.
As engrenagens propulsoras 612 podem também casar com as engrenagens acionadas, as engrenagens de satélite de saída 614 (coletivamente ilustrada como engrenagens "D" na figura 11B). Como resultado, quando as engrenagens de satélite 612 giram, por exemplo, como um resultado da rotação das engrenagens propulsoras pivô 611, engrenagens de satélite 614, na modalidade exemplificativa, pode também ser girada. Nos casos de entrada, as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas de saída 614 têm o mesmo raio, girando as engrenagens propulsoras 612 pode assim, girar as engrenagens acionadas 614 na mesma velocidade angular na qual as engrenagens de satélite de entrada 612 gira, embora não seja necessário que as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 tenham o mesmo raios. Em qualquer dos casos, quando as engrenagens propulsoras 612 engatam as engrenagens de satélite de saída acionadas 614,as engrenagens de satélite de saída 614também giram em torno de seus respectivos eixos centrais. Em algumas modalidades, o acoplamento entre as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 ocorre em uma base alternada enquanto as engrenagens propulsoras 612 seguem um caminho orbital. Por exemplo, as engrenagens acionadas 614 podem ser adaptada para que elas não orbitem coletivamente em torno de um eixo externo, enquanto as engrenagens propulsoras 612 têm uma órbita em torno de um eixo externo. Em tal exemplo, enquanto as engrenagens propulsoras 612 orbitam em torno do eixo externo, cada uma das engrenagens propulsoras 612 podem entrar e sair do acoplamento com cada engrenagem acionada satélite 614. Por conseguinte, cada engrenagem acionada 614 está sendo alternativamente acoplada por diversas engrenagens propulsoras 612. Além disso, em alguns exemplos, as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 são dispostas de modo que em qualquer fase do movimento orbital das engrenagens propulsoras 612, no mínimo, uma das engrenagens propulsoras 612, está acoplada com pelo menos uma das engrenagens acionadas 614. Dessa maneira, a engrenagens acionadas 612 pode manter o acoplamento substancialmente constante com as engrenagens acionadas 614.
Nesta modalidade exemplificativa, as engrenagens acionadas 614 também são conectadas ligações de controle de saída 615. As ligações de controle de saída 615 podem adicionalmente ser ligadas às engrenagens de controle de ligação de saída 640 que giram em torno de uma segunda engrenagem de tubo 636 cuja rotação é controlada por um tubo de controle 681. Portanto, enquanto a segunda engrenagem de tubo 636, gira, as engrenagens de controle de ligação de saída 640 podem ser giradas pela engrenagem de tubo 636. Além disso, a engrenagem de controle de ligação de saída 640 pode ser acoplada com as ligações de controle de saída 615, de tal modo que as engrenagens de ligação de controle de saída 640 giram, as ligações de controle de saída 615 também são giradas. As engrenagens de saída 614 podem também ser acopladas as ligações de controle de saída 615, por um eixo de deslocamento do centro das ligações de controle de saída 615, por exemplo. Em um exemplo, enquanto as ligações de controle de saída 615 giram, as ligações de controle de saída 615, fazendo com que as engrenagens acionadas 614 transladam ao longo de um caminho curvado em torno das engrenagens pivô de saída 607 (coletivamente ilustrada como engrenagens "C" na figura 11B).
Em algumas modalidades, bem como aqui mostrado, a rotação do tubo de controle 634 provoca o giro da primeira engrenagem de tubo 63 7 em relação â rotação do eixo de entrada 601, enquanto a rotação do tubo de controle 681 provoca o giro da segunda engrenagem de tubo 636. Como resultado, enquanto os tubos de controle 634, 681 giram, cada uma das engrenagens propulsoras 612 e engrenagens acionadas 614 podem girar de pelo menos parcialmente em torno, das respectivas engrenagens pivô 607, 611. Assim, as engrenagens propulsoras 612 e/ou as engrenagens acionadas 614 podem mover radialmente interna e externamente com relação a um eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras 612 orbitam, tais como um eixo alinhado com o eixo de entrada 601, de modo que o comprimento da alavanca entre as engrenagens propulsoras 612 e os eixos de entrada 601 aumenta ou diminui. Se as rotações dos tubos de controle 634, 681 são sincronizadas, de tal forma que elas ocorram ao mesmo tempo ou quase ao mesmo tempo, a rotação da ligação de controle 613, 615, também pode ser sincronizada, assim também sincronizando a translação radial das engrenagens propulsoras 612 e engrenagens acionadas 614. Em particular, as engrenagens de ligação de controle de saída 640 e as engrenagens de ligação de controle de entrada 606 podem ser rodadas pela segunda engrenagem de tubo 636 e primeira engrenagem de tubo 63 7, respectivamente de modo que o posicionamento radial das engrenagens acionadas 614 é controlado por volta do mesmo tempo enquanto o posicionamento radial das engrenagens propulsoras 612. Por conseguinte, as engrenagens propulsoras 612 e engrenagens acionadas 614 podem para manter o acoplamento substancialmente constante, enquanto a distância entre o eixo central do eixo de entrada 601 e as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 mudam. Como revelado de uma outra maneira, enquanto o comprimento da alavanca das engrenagens propulsoras 612 muda o comprimento do caminho orbital das engrenagens propulsoras 612, por exemplo, em torno do eixo de entrada 601, as engrenagens propulsoras 612 giram, por exemplo, em torno dos seus respectivos eixos centrais, e mantém o acoplamento substancialmente constante com as engrenagens propulsoras 614, que também movem uma distância radial correspondente. Conforme discutido anteriormente no que diz respeito aos exemplos das transmissões 100 e 100', tal acoplamento pode ser mantido ao longo das mudanças de relação de transmissão, por exemplo, na transmissão com mudanças de relações de transmissão deslizantes, ou em relações de transmissão discretas, por exemplo, em uma transmissão com mudanças nas relações de transmissão escalonadas. No que diz respeito à transmissão 600 das figuras 11A-B, em ambos os casos, as porções periféricas das engrenagens acionadas 614, isto é, as porções das engrenagens acionadas 614 que estão a uma distância maior do centro do tubo de controle 634, definem uma engrenagem virtual 651, ilustradas em linhas pontilhadas na figura IlB.
Como melhor ilustrado na modalidade exemplificativa da figura IlB, quando carcaça de entrada 610 gira, as engrenagens propulsoras 612 podem também orbitar ao redor do centro da carcaça de entrada 610, que em alguns exemplos está alinhado com o centro do eixo de entrada 601 e/ou tubos de controle 634, 681. Assim sendo, as engrenagens propulsoras 612 seguem um caminho orbital que se estende ao redor do perímetro externo das engrenagens acionadas 614, ao longo das bordas das engrenagens acionadas que estão mais distantes do centro da carcaça de entrada 610, embora em outras modalidades, as engrenagens propulsoras podem seguir um caminho orbital ao redor do interior das engrenagens acionadas, por exemplo, ao longo das bordas das engrenagens acionadas 614 que estão mais próximas do centro da carcaça de entrada 610. Assim sendo, as engrenagens acionadas 614 se movem radialmente para fora, aumentando assim a distância entre suas bordas externas e o centro da carcaça de entrada 610, as engrenagens satélites propulsoras 612 podem ser movidas radialmente sincronizadas, ou quase sincronizadas, de modo que um acoplamento substancialmente constante entre as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 é assim mantido. Como revelado de outra maneira, enquanto as engrenagens acionadas 614 transladam radialmente para fora, o tamanho da engrenagem virtual 651 aumentam, e as engrenagens propulsoras 612 pode correspondente transladar radialmente para fora aproximadamente ao mesmo tempo para manter o acoplamento substancialmente constante com a engrenagem virtual 651. Este acoplamento pode ser mantido durante toda a mudança de relação de transmissão, tal como na transmissão em que mantém o acoplamento constante entre as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 enquanto as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 deslizam radialmente internamente ou externamente. Alternativamente, o acoplamento entre as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614 pode ser temporariamente interrompido quando as mudanças de relação de transmissão são feitas, de modo que, em uma transmissão que escalona entre relações de transmissão definidas em locais discretos das engrenagens propulsoras 612 e engrenagens acionadas 614.
Conforme mostrado aqui, se uma transmissão desliza ou escalona entre as relações de transmissão, a transmissão pode fornecer essencialmente os mesmos resultados. Por exemplo, perdendo em momento ou piques de torque podem ser negligenciados ou ainda uma transmissão deslizada ou escalonada que cria mudanças das relações de transmissão pela mudança da distância radial entre as engrenagens propulsoras 612 e os eixos sobre os quais as engrenagens propulsoras 612 orbitam. Na modalidade ilustrada, por exemplo, as engrenagens propulsoras 612 giram e orbitam em torno do eixo alinhado com o centro da carcaça de entrada 610, por exemplo. Consequentemente, as ligações de controle 613, 615 e engrenagens de pivô 607, 611 são coletiva e individualmente exemplos de implementações estruturais de meios para sincronizar engrenagens propulsoras e acionadas para manter o acoplamento substancialmente constante entre engrenagens propulsoras e acionadas enquanto elas se movem radialmente para produzir qualquer de um grande número, possivelmente infinito, de relações de transmissão.
No exemplo de arranjo que inclui cinco engrenagens acionadas 614 e a engrenagem virtual 651 é, geralmente em formato pentagonal, com os cantos arredondados, que são alinhados com as engrenagens acionadas 614. Face ao revelado aqui, será apreciado, no entanto, que a forma da engrenagem virtual 651 pode variar. Em geral, por exemplo, quanto mais engrenagens acionadas são adicionadas, a forma da engrenagem virtual 651 irá se assemelhar a um círculo mais estreito. Em outra modalidade, a forma da engrenagem virtual pode ser sempre classificada como sendo circular, com as engrenagens acionadas posicionado em um dos vértices do polígono circunscrito pela engrenagem virtual circular. Por exemplo, na modalidade ilustrada, a engrenagem virtual 651 pode ser circular com cada engrenagem propulsora 618 posicionada em um vértice de um pentágono regular circunscrito pela engrenagem virtual 651. Além disso, enquanto as engrenagens acionadas 614 se movem radialmente interna ou externamente, o tamanho da engrenagem virtual 651 aumenta ou diminui correspondentemente. Assim sendo, as engrenagens acionadas 614 podem ser posicionadas em qualquer de uma variedade de posições radiais, de modo a definir um grande número, possivelmente infinito, de diferentes tamanhos da engrenagem virtual 651.
Conforme mostrado anteriormente, quando as engrenagens propulsoras 612 são movidas para uma posição externa, tais como a posição da engrenagem satélite propulsora 617, o comprimento do caminho orbital tomado pelas engrenagens propulsoras 612 aumenta. Desta forma, uma rotação de entrada constante, que provoca as engrenagens propulsoras 612 para orbitar em torno de eixos externos, tal como um eixo alinhado com o centro da carcaça de entrada 610, por exemplo, em uma velocidade angular constante, assim irá fazer com que a engrenagem propulsora 617 tem uma velocidade linear maior do que as engrenagens propulsoras 612, nas posições ilustradas nas figuras IlA-B. Isso ocorre porque as engrenagens propulsoras 617 seguem um caminho orbital mais longo do que as engrenagens propulsoras 612 e, portanto, deve percorrer um comprimento de arco maior por rotação. Enquanto que as engrenagens propulsoras 612 casa com, e, assim aciona, as engrenagens acionadas 614, esta velocidade linear aumentada é compartilhada pela engrenagem acionadas 614, no ponto de acoplamento. Como resultado, as engrenagens acionadas 614, que pode girar sobre seu centro, mas não orbita, experimenta a velocidade angular e linear aumentada. Por conseguinte, um aumento na relação de transmissão é realizado. Também será apreciado que uma mudança da relação de transmissão pode ser realizada pela translação das engrenagens propulsoras 612 entre quaisquer duas posições em relação ao longo do caminho que as engrenagens propulsoras 612 se movam radialmente para fora. Por exemplo, movendo as engrenagens propulsoras 612 entre quaisquer dois pontos no caminho 660 pode causar um aumento ou diminuição correspondente na relação de transmissão.
Além disso, na medida em que o caminho 660 pode ter qualquer número de pontos discretos ou não discretos em que as engrenagens propulsoras 612 podem ser giradas, as engrenagens propulsoras 612 podem seguir qualquer grande número de pontos discreto e não discreto, e possivelmente infinito, o número de caminhos orbitais de tal forma que um grande, e, possivelmente infinito, número das relações de transmissão pode ser realizado.
A relação do número de engrenagens propulsoras para o número de engrenagens acionadas pode ser variada de qualquer forma adequada. Por exemplo, em uma modalidade, há o mesmo número de engrenagens acionadas e propulsoras. Em outras modalidades, existem diferentes números de engrenagens acionadas e propulsoras. Como um exemplo adicional, é contemplado que um mesmo número de entradas de satélites é usado com um número ímpar de satélite de saída, ou vice-versa. Por exemplo, conforme descrito anteriormente, três saídas, engrenagem acionadas pode ser utilizada com duas engrenagens propulsoras. Em outra modalidade, tal como a que é mostrada na figura 11B, cinco engrenagens acionadas são utilizadas em conexão com oito engrenagens propulsoras.
Mais especificamente, a figura 11B ilustra uma seção transversal parcial da transmissão 600 ilustrada na figura 11A na qual oito engrenagens propulsoras 612 (coletivamente chamadas de engrenagens "B") acoplando cinco engrenagens acionadas 614 (coletivamente chamada como engrenagens "D"). Na modalidade ilustrada satélites de propulsão 612 e satélites acionados 614 são posicionados em intervalos de ângulos espaçados igualmente de quarenta e cinco graus e setenta e dois graus, respectivamente, apesar de qualquer outro número particular de engrenagens propulsoras e/ou engrenagens acionadas possa ser utilizados, e as engrenagens propulsoras e acionadas satélites podem ter espaçamentos variados. As engrenagens propulsoras 612 têm várias rotações, incluindo rotações sobre o eixo passando através de seus respectivos centros e uma órbita coletiva sobre um eixo passando através do centro da carcaça de entrada 610. Como um resultado do movimento orbital das engrenagens propulsoras 612, as engrenagens propulsoras 612 estão constantemente entrando e saindo de vários graus de acoplamento com as engrenagens acionadas 614 durante as várias fases do movimento orbital das engrenagens propulsoras 612. Por exemplo, na modalidade ilustrada, e como mostrada na tabela 1, uma das oito engrenagens propulsoras 612 entrará em acoplamento no ponto morto com uma das cinco engrenagens acionadas 614 cada nove graus de rotação do eixo de entrada 601. Conforme mostrado na figura IIB, enquanto uma ou mais das engrenagens propulsoras 612 se acople em uma ou mais das engrenagens acionadas 614, outras engrenagens propulsoras 612 e engrenagens acionadas 614 podem também estar em vários estágios do acoplamento.
Na modalidade ilustrada na figura 11A, engrenagens acionadas 614 também acoplam as engrenagens pivô de saída 607 (coletivamente chamados de engrenagens "C" na figura 11B) . Consequentemente, quando, as engrenagens acionadas 614 são acopladas e giradas pelas engrenagens propulsoras 612, as engrenagens acionadas 614 fazem com que as engrenagens pivô de saída 607 girar sobre seus respectivos eixos. Cada engrenagem acionada pivô 607 é adicionalmente acoplada a um eixo pivô 620. Opcionalmente, o eixo pivô 620 passa das engrenagens pivô de saída 607 através de uma carcaça de saída 607 através de uma carcaça de saída 616. A carcaça de saída, em algumas modalidades, pode também estar conectada à carcaça de transmissão (não mostrado).
Conforme ilustrado na figura 11A, eixo pivô pode se estender e conectar com as engrenagens de saída 621, que são, nesta modalidade exemplificativa, a engrenagem estrela. Por conseguinte, enquanto quaisquer engrenagens pivô de saída 607 são giradas pela engrenagem satélite acionadas 614, eixo pivô 620 provoca o giro correspondente das engrenagens de saída 621. As engrenagens de saída 621 podem por sua vez, acoplar uma engrenagem dentada planetária de saída 622. Enquanto cada engrenagem de saída 621 pode acoplar a engrenagem dentada planetária de saída 622, a rotação de cada engrenagem de saída 621 é conectada de modo que cada engrenagem de saída 621 mantém uma rotação idêntica sobre seus respectivos centro. As engrenagens de saída 621, desse modo também conectam a rotação dos eixos pivô 620, as engrenagens pivô 607, e a engrenagem acionada satélite 614, de modo que cada engrenagem acionada satélite 614 mantém a mesma rotação em torno de seus respectivos eixos centrais, independentemente de se e qual grau a engrenagem acionada satélite 614 está sendo acoplada por uma engrenagem propulsora satélite 612.
Nesta modalidade, a engrenagem dentada planetária 622 inclui um perfil de engrenagem interno que acopla as engrenagens planeta 623. Como resultado, a rotação de uma engrenagem estrela de saída 621 pode fazer com que a engrenagem dentada planetária 622 gire e, assim acople e gire as engrenagens planeta 623. As engrenagens planeta 623 podem adicionalmente conectadas a uma forquilha de saída 630, por exemplo, usando extensões 625. Enquanto as extensões 625 são giradas por engrenagens planeta 623, a forquilha de sida 630 também gira. Esse arranjo permite a saída da potência da transmissão 600. Além disso, a transmissão 600 pode ser conectada a uma carga ou a um reservatório de potência de qualquer forma adequada, de forma que a forquilha de saída 63 0 também possa agir enquanto uma interface para fornecer a potência de saída da transmissão 600.
Opcionalmente, uma engrenagem de entrada 624, que pode ser uma engrenagem central, por exemplo, pode ser afixada ao eixo de entrada 601 e pode acoplar cada uma das engrenagens planeta 623. A engrenagem dentada planetária de saída 622 pode, neste arranjo relatar a potência de entrada na transmissão 600 para a rotação das engrenagens estrela de saída 621, que é uma saída intermédia da transmissão 600. Em particular, guando as engrenagens planetas 623 e as engrenagens centrais de entrada 624 estão do mesmo tamanho e as engrenagens planeta 623 são giradas sobre seus respectivos eixos centrais pela engrenagem dentada 622 na mesma velocidade angular como a rotação da engrenagem central de entrada 624, as engrenagens planeta 623 estão em conflito direto com a engrenagem central 624, resultando assim em uma saída insignificante, possivelmente zero, na forquilha de saída 630.
Em outras palavras, a transmissão 600 está em um estado de saída neutro, embora as engrenagens propulsoras 612 permaneçam acopladas com engrenagens acionadas 614. Desta forma, um estado neutro acoplado é implementado, apesar de as engrenagens propulsoras e acionadas continuarem acopladas e continuar as suas respectivas órbitas e rotações. Assim, as transmissões 600 podem estar em um estado de saída neutro sem necessariamente se desconectar da fonte de potência da carga, e sem necessariamente se desconectar das engrenagens propulsoras e acionadas, e sem que seja necessário um mecanismo para desacelerar ou interromper a rotação de qualquer engrenagem acionada ou propulsora na transmissão 600. Para estender as engrenagens de saída 621 e as engrenagens planetas 623 giram mais rápido do que as engrenagens centrais de entrada 624, a forguilha de saída 630.produz uma saída avante para a transmissão 600, enquanto uma rotação mais lenta das engrenagens planetas 623, em comparação com a rotação da engrenagem central de entrada 624 resulta em uma saída reversa. Embora a engrenagem estrela de entrada 621 e as engrenagens planetas de saída 623, em uma modalidade exemplif icativa, são cada uma do mesmo tamanho, esta característica não é necessária. Em outras modalidades exemplificativas, por exemplo, as respectivas dimensões das engrenagens estrelas.de entrada 621 e engrenagens planetas de saída 623 podem ser variadas. Onde a engrenagem estrela de entrada 621 e as engrenagens planetas de saída 623 são de tamanhos diferentes, a transmissão 600 pode ser colocada em um estado de saída neutro não obstante de diferentes velocidades angulares das engrenagens planeta de saída 623 e engrenagem estrela de entrada 621.
Como discutido aqui, a transmissão 600 pode ainda incluir um mecanismo para mudar entre as relações de transmissão seja incrementos discretos ou em substancialmente não discretos, possivelmente infinitamente pequeno. Consequentemente, a transmissão 600 pode parar ou deslizar entre as relações de transmissão, desse modo fornecendo uma transmissão de velocidade variável que não contam com a utilização de apenas um pequeno grupo de relações de transmissão discretas e que mudam as relações de transmissão sem um pico de torque, ou sem um pique de torque grande o suficiente para prejudicar a transmissão ou um trem de acionamento associado. Na modalidade ilustrada, uma alavanca de mudança 631 é dobrada no pivô 632. Enquanto que a alavanca de mudança 631 é girada sobre o pivô 632, a rotação da alavanca de mudança 631 do eixo do mancai de controle 633, que é posicionado em torno de um tubo de controle 634, que nesta modalidade, é coaxial com o eixo de entrada 601.
Em uma modalidade exemplificativa, o tubo de controle 634 é adaptado para manter uma rotação que geralmente é idêntica ao da rotação do eixo de entrada 601. Um mancai piloto (não mostrado) pode assim ser fixado na parte interna do eixo do mancai de controle 63 3 e para o tubo de controle 634 e o eixo de entrada 601 de tal forma que o mancai gire com o tubo de controle 634 e o eixo de entrada 601. 0 mancai piloto pode ser adaptado para viajar ao longo de uma ranhura de controle 63 5, formada no tubo de controle 634, e fixado dentro de uma ranhura (não mostrado) dentro do eixo de entrada 601. A ranhura de controle 635 e as ranhuras do eixo de entrada 601, em uma modalidade exemplificativa, podem ter caminhos diferentes. Como resultado, o movimento de vai e vem do eixo do mancai de controle 633 segue o caminho traçado pelas ranhuras de controle 635 e faz com que o tubo de controle 634 tenha uma rotação que é diferente da rotação do eixo de entrada 601. Consequentemente, o tubo de controle 634 gira em relação à rotação do eixo de entrada 601. As ranhuras de controle 635 podem compreender qualquer caminho(s) adequado(s). Por exemplo, na modalidade ilustrada, a ranhura de controle 635 tem uma configuração espiral, "S" esticada, embora isto seja mais uma configuração possível. A ranhura no eixo de entrada 601 também pode ter qualquer caminho adequado. Por exemplo, em um exemplo, a ranhura no eixo de entrada 601 é reta.
Em uma modalidade exemplificativa, alavanca de mudança 631 pode ser acoplada ao exterior do eixo do mancai de controle 630 em um segundo pivô 680. Assim, a alavanca de mudança 631 é girada sobre o pivô 632 e o eixo do mancai de controle 633 é deslocado, a rotação da alavanca de mudança 631 faz com que o segundo pivô 6 80 também mova axialmente em relação ao tubo de controle 634.
O segundo tubo de controle 6 81 pode, em algumas modalidades exemplificativas, também ser posicionado ao redor de eixo do mancai de controle 633 e, opcionalmente, em torno do tubo de controle 634. 0 segundo pivô 680 pode ser colocado no interior de uma segunda ranhura de controle 682 formado no segundo tubo de controle 681 de modo que quando o segundo pivô 680 segue ao longo da segunda ranhura de controle 682 o segundo pivô 680 se move axialmente em relação ao tubo de controle 634. Como resultado, o movimento de vai e vem do eixo do mancai de controle 633 também faz com que o segundo pivô 680 siga o caminho definido pela segunda ranhura de controle 682. A segunda ranhura de controle 682 pode também compreender qualquer caminho adequado. Por exemplo, em uma modalidade, a segunda ranhura de controle 682 tem uma . configuração que é semelhante ao da ranhura de controle 635. A título de exemplo, se a ranhura de controle 63 5 tem uma configuração helicoidal, a segunda ranhura de controle 682 também pode ter uma configuração em espiral, que é posicionada diretamente sobre, ou deslocada da ranhura de controle 63 5.
O eixo do mancai de controle 633 e o segundo pivô 680 também podem ser ligados à entrada das engrenagens de controle 606 a saída das engrenagens de controle 640, respectivamente. Consequentemente, o movimento de vai e vem do eixo do mancai de controle 633 e o segundo pivô 680 pode fazer com que os tubos de controle 634, 681 para girar ou girar em relação ao eixo de entrada 601, fazendo assim com que as engrenagens de controle de ligação de entrada 6 06 e as engrenagens de controle da ligação de saída 640 girem. Em particular, enquanto o mancai de controle 633 desloca axialmente ao longo do tubo de controle 634, de tal modo que tubo de controle 634 gira em relação ao eixo de entrada 601, tubo de controle 634 gira. Da mesma forma, enquanto o segundo pivô 680 move axialmente ao longo de um segundo tubo de controle 681, o segundo tubo de controle 681 gira.
O tubo de controle 634 também pode ser acoplado as engrenagens tubo 636, 637. Como resultado, quando o tubo de controle 634 gira em relação ao eixo de entrada 601, engrenagens tubo 636, 637 também pode girar, fazendo com que as engrenagens de controle de ligação de entrada 606 e as engrenagens de controle da ligação de saída 640 girem.
Enquanto, as engrenagens de controle da ligação de entrada 606 giram, as ligações de controle 613 giram simultaneamente com estas, também causando isto nas engrenagens propulsoras 612, que são montadas nestas para transladar de modo sincronizado em torno das engrenagens propulsoras pivô 611, por exemplo, ao longo do caminho de translação 660, alterando, assim, a alavanca associada com as engrenagens propulsoras 612. De modo semelhante, o segundo tubo de controle 681 pode ser acoplado a engrenagem tubo 636 de modo que quando o segundo tubo de controle 681 gire, a engrenagem tubo 636 também pode girar, fazendo com que as engrenagens de controle de ligação de saída 640 girem. Enquanto a engrenagens de controle de ligação de saída 640 gire, as ligações de controle de saída 615 assim também são giradas. As ligações de controle de saída 615 podem ainda ser acopladas as engrenagens acionadas 614, que também causam a translação ao redor das engrenagens pivô de saída 657, por exemplo, ao longo do caminho de translação 661. Consequentemente, os tubos de controle 634, 681, as engrenagens tubo 636, 637, as engrenagens de controle de ligação 606, 640, e as ligações de controle 613, 615, são coletiva e individualmente exemplos de implementações estruturais de dispositivos para sincronizar as engrenagens propulsoras e acionadas para manter o acoplamento substancialmente constante entre as engrenagens propulsoras e acionadas enquanto elas se movem radialmente para produzir qualquer de um grande número de relações de transmissão não discretas.
Ao utilizar os tubos de controle 634, 681, as engrenagens tubo 636, 637, as ligações de controle 613, 615, e/ou as engrenagens de controle de ligação 606, 640, ou qualquer outra estrutura equivalente, as engrenagens propulsoras 612 e as engrenagens acionadas 614, podem assim, ser sincronizadas movendo em uma ou mais direções radiais com relação ao eixo sobre o qual as engrenagens propulsoras 612 orbitam, embora possa ser apreciado em outras modalidades, que os tubos de controle 634 e 681 são girados independentemente um dos outros. Esta relação pode ainda aumentar ou diminuir o comprimento do arco, em que as engrenagens propulsoras 612 deve viajar a medida que elas orbitem. Conforme revelado aqui este comprimento de arco aumentado ou diminuído, aumenta ou diminui a velocidade linear associada com as engrenagens propulsoras 612, assim também aumenta ou diminui a saída das engrenagens acionadas 614 que tem uma velocidade linear correspondente em um ponto do acoplamento e desse modo girando também em uma velocidade angular correspondente. Além disso, enquanto as engrenagens propulsoras 612 podem mover para qualquer local em torno das engrenagens acionadas pivô 611, elas podem alternadamente ser localizadas em um grande número de locais discretos, ou, possivelmente, em um número infinito de locais não discretos, proporcionando, também um grande número e, possivelmente, um número infinito, de comprimentos de arco orbital e relações de transmissão como mostrado aqui.
Além disso, o movimento sincronizado das engrenagens de controle de ligação de entrada 606 e engrenagens de controle de ligação de saída 640, pela alavanca de mudança 631, pivô 632, segundo pivô 680, e mancais de controle 633, mantém as engrenagens satélites de entrada 612 em acoplamento com as engrenagens satélites de saída 614, assim mantendo o acoplamento substancialmente constante enquanto muda o comprimento do arco da órbita das engrenagens satélites de entrada 612. Em particular, o acoplamento substancialmente constante é mantido enquanto muda o comprimento da alavanca, de modo que a distância do arco aumenta enquanto a alavanca diminui, e fazendo com que as engrenagens satélites de saída 614 girem em uma maior velocidade angular. Da mesma forma, se o comprimento da alavanca muda de forma que o comprimento alavanca diminua, o comprimento do arco do caminho orbital também diminui, causando assim que as engrenagens satélites de saída 614 girem em uma menor velocidade angular.
De acordo com uma modalidade, a transmissão 600 mantém uma conexão entre as engrenagens propulsoras 612 e o eixo de entrada 6 01 durante as mudanças na relação de transmissão. De acordo com uma modalidade alternativa, no entanto, o movimento orbital e/ou rotacional das engrenagens propulsoras 612 podem ser desacoplados da rotação do eixo de entrada 601 para pelo menos um curto espaço de tempo enquanto uma mudança da relação de transmissão é feita. Por exemplo, semelhante à transmissão 100' da figura 1B, a transmissão 600 pode incluir uma ou mais engrenagens (não mostradas), que, quando acoplada, faz com que o movimento orbital e/ou rotacional das engrenagens propulsoras 612 pare. Por exemplo, uma embreagem pode ser posicionada entre o eixo de entrada 601 e a carcaça de entrada 610. Por isso, enquanto o eixo de entrada 601 gira, a carcaça de entrada 610 não gira quando a embreagem é acoplada. Como resultado, quando a carcaça de entrada 610 não gira, as engrenagens propulsoras 612 também não giram ou orbitam.
Em vista da presente revelação será apreciado que esse posicionamento da embreagem é apenas um mero exemplo.
Em outras modalidades, por exemplo, uma embreagem (não mostrada), pode ser adicionalmente ou, alternativamente colocada entre a carcaça de entrada 610 e as engrenagens propulsoras 612. Em tal modalidade, o acoplamento da embreagem pode, portanto, parar a rotação da engrenagem propulsora 612 enquanto a carcaça de entrada 610 gira, assim continua a permitir que as engrenagens propulsoras 612 orbitem coletivamente.
Conforme anteriormente mostrado com relação à transmissão de 100 a figura IA, pode também ser desejável, em algumas aplicações, que para inverter o fluxo de torque através da transmissão 600. Por exemplo, em uma modalidade, quando a transmissão 600 entra em uma engrenagem avante da engrenagem neutra, pode ser desejável que tenha um baixo torque de saída. Assim sendo, em outras modalidades, o fluxo de torque através de transmissão 700 é revertida de modo que o baixo torque do estado neutro ou outra característica de fluxo de torque desejável são implementados. Por exemplo, em uma modalidade, a potência entra através da forquilha 630 que então funciona como a interface de entrada da transmissão. O fluxo do torque é revertido de modo que as engrenagens satélites de saída 614, então haja enquanto as engrenagens propulsiona, acoplam e acionam as engrenagens satélites de entrada 612, que tornam as engrenagens acionadas. Como as engrenagens satélite 614 então giram, elas também orbitam e, assim fazem com que o eixo de entrada 601 gire e age como uma interface para fornecer uma potência de saída.
Em alguns casos, a reversão do fluxo de torque através da transmissão 600 pode requerer ajustes para facilitar o recurso opcional de acoplamento neutro. Assim, conforme mostrado anteriormente com relação à figura 9, um acoplamento neutro pode ser implementado pelo uso de conjunto de engrenagens planetárias. Em particular, a entrada na forquilha 630 pode ser conduzida através da transmissão 600 e conectada a uma engrenagem central que gira contra as várias engrenagens satélite que estão conectadas à potência do eixo 601. Desta forma, as entrada e saída das RPMs são colocados em conflito. Como resultado, quando a velocidade linear da engrenagem central e engrenagens planeta estão em um ponto de acoplamento, de magnitude igual, a engrenagem central e a engrenagem planetas fornecerão coletivamente nenhuma saída para as engrenagens dentada. Assim, a transmissão 600 é colocada em um estado neutro de acoplamento. Se, no entanto, a entrada ou saída de RPMs são aumentadas mais do que a outra, a saída transmitida pode ser obtida, possivelmente operando em baixo torque, ou a saída reversa pode ser obtida.
Assim, pode se verificar que qualquer um de uma variedade de diferentes tipos e números de engrenagens acionadas e propulsoras e conjuntos de engrenagens podem ser usados para variar o acoplamento da freqüência e o número de engrenagens, na medida do necessário para uma variedade de aplicações. Na verdade, é contemplado que cada aplicação pode ter um diferente conjunto de exigências e os benefícios e as características dos diversos tipos e números de engrenagens terão de ser pesados para determinar quais e quantas engrenagens propulsoras e acionadas serão usadas. Por exemplo, em algumas modalidades, bem como mostrado anteriormente com relação à figura IA-B, as engrenagens acionadas podem ser engrenagens dentadas que são acionadas pelas engrenagens cilíndricas de entrada. Em outras modalidades, um fluxo de torque pode ser revertido através da transmissão de modo que as engrenagens acionadas se tornem engrenagens propulsoras. Nessas modalidades, as engrenagens dentadas têm cada um arco interno que favorece a órbita das engrenagens cilíndricas, e permite assim que engrenagens acionadas e propulsoras para manter um acoplamento sobre o respectivo caminho do arco mais longo do que permitido para as engrenagens helicoidal e cilíndrica. Assim, as engrenagens dentadas podem ser mais desejadas para manter um acoplamento constante com o menor número total de componentes.
No entanto, as engrenagens dentadas podem ser maiores do que as engrenagens cilíndricas acionadas externas ilustradas nas figuras IlA-B. Em contraste com as engrenagens dentadas, a curvatura das engrenagens acionadas externa pode contrastar com as órbitas curvadas das engrenagens propulsoras, de tal modo que o acoplamento seja mantido ao longo de um respectivo caminho mais curto do que é mantido pelas engrenagens dentadas. Assim, se as engrenagens cilíndricas acionadas são utilizadas, em um exemplo, mais engrenagens acionadas podem ser utilizadas para aumentar o acoplamento total entre as engrenagens propulsoras e acionadas.
Além disso, nas aplicações onde o tamanho e/ou peso da transmissão são parâmetros críticos, pode ser desejável minimizar o número e/ou tamanho das engrenagens na transmissão. Em contrapartida, se a fonte de potência é suportada por uma carga maior, pode ser desejável que haja mais engrenagens. A título de exemplo, onde o número de engrenagens propulsoras e acionadas é aumentado para oito e cinco, respectivamente, é possível ter o acoplamento no ponto morto que ocorre entre uma engrenagem propulsora e acionada ao redor de cada nove graus ao longo da órbita das engrenagens propulsoras. Em tal arranjo em que a órbita das engrenagens propulsoras e a rotação do eixo de entrada estão na mesma velocidade angular, as engrenagens propulsoras e acionadas entram em acoplamento no ponto morto ao redor de cada nove graus da rotação do eixo de entrada. Em tal modalidade, o acoplamento no ponto morto de uma engrenagem propulsora e uma engrenagem acionada, as outras engrenagens propulsoras e acionadas podem estar em vários estágios de acoplamento e desacoplamento. Por exemplo, cinco das engrenagens propulsoras podem estar em algum grau de acoplamento enquanto apenas três engrenagens propulsoras não estão acopladas com uma engrenagem acionada. (Ver figura 11B) . Assim, cinco engrenagens propulsoras podem compartilhar a carga entre seus dentes de engrenagem. Em contrapartida, na modalidade ilustrada na figuras 2A-G, na qual duas engrenagens propulsoras ajustam o acoplamento em três engrenagens acionadas, no acoplamento em ponto morto, apenas uma engrenagem propulsora é acoplada com qualquer engrenagem acionada, de modo que a única engrenagem propulsora acoplada deve, então, suportar toda a carga.
Agora se referindo a figura 12, uma ilustração esquemática de ainda outra modalidade de um sistema transformador de potência 735, que pode ser usado em uma transmissão como descrito aqui, é ilustrado. O sistema transformador de potência 735 inclui múltiplas engrenagens propulsoras 712 e engrenagens acionadas 714 que pode funcionar como discutido com relação às figuras IA-B e as figuras IlA-B. Na modalidade ilustrada, as engrenagens propulsoras 712 são conectadas aos respectivos braços de alavanca 716a-b. Será apreciado, no entanto, que os braços de alavanca 716 podem ser alavancas físicas ou virtuais como discutido aqui. Por exemplo, entre outras coisas, a engrenagens propulsoras 712 podem ser conectadas através de braços virtuais, e por exemplo, pode ser conectada a um transportador ou outro mecanismo que lhes permite deslocar radialmente para dentro e/ou para fora. Do mesmo modo, as engrenagens acionadas 714 podem ser configuradas para transladar radialmente. Como também mostrado anteriormente, as engrenagens propulsoras 712 e/ou as engrenagem acionadas 714 podem ser configuradas para girar sobre seus respectivos centros e opcionalmente pode ser configurado para orbitar em torno de um eixo externo central. Por exemplo, na modalidade ilustrada, as engrenagens propulsoras 712 podem ser deslocadas angularmente em torno do perímetro de um círculo e pode orbitar em torno de um eixo passando através do centro desse círculo.
Conforme discutido anteriormente com relação à transmissão 600 (figuras 11A-B), uma transmissão de acordo com alguns aspectos da presente invenção pode incluir uma pluralidade de engrenagens propulsoras 612 e engrenagens acionadas 614, que são alinhadas em um único plano, ou seja, em uma única posição axial. Em vista do revelado aqui, será apreciado que isto é somente exemplif icativo. Por exemplo, a figura 12 ilustra um exemplo de sistema transformador de potência 73 5 no qual múltiplas engrenagens satélites de acionamento 712 podem acoplar e girar múltiplas engrenagens centrais acionadas 714, onde as engrenagens propulsoras 712 e as engrenagens acionadas 714 estão localizadas em múltiplos, planos espaçados axialmente.
Em uma particular modalidade ilustrada na figura 12, sistema transformador de potência 735 possui uma configuração empilhada em que as engrenagens propulsoras 712 e engrenagens acionadas 714 estão organizadas em dois respectivos planos 708a-b . Será apreciado que esta modalidade é apresentada apenas a título de ilustração, e não de limitação e que outros arranjos são possíveis contemplados. Por exemplo, em algumas modalidades, as engrenagens propulsoras 712 e as engrenagens acionadas 714 podem ser empilhadas para ter engrenagens propulsoras 712 e as engrenagens acionadas em três, quatro, cinco ou mais planos, como desejável ou adequado para uma determinada aplicação.
Um arranjo empilhado pode ser especialmente benéfico para uma variedade de diferentes aplicações. Por exemplo, em uma aplicação melhorada, uma transmissão pode ser requerida para se ajustar dentro de um envelope em particular. Em alguns casos, o envelope pode permitir a transmissão para ter um comprimento axial relativamente longo, enquanto permite somente uma largura limitada. Nesse caso, as pilhas adicionais das engrenagens propulsoras e acionadas podem adicionar ao comprimento da transmissão, que pode facilmente se ajustar dentro do comprimento da impressão disponível, enquanto o requisito de largura pode ser facilmente cumprido.
Conforme também mostrado aqui, pode ser desejável para algumas aplicações aumentar a freqüência do acoplamento em ponto morto entre as engrenagens propulsoras 712 e as engrenagens acionadas 714. Como observado anteriormente, uma forma de aumentar tal acoplamento é usar a relação Vernier. Tal como refletido na tabela 1, nem toda relação Vernier é igual, e a freqüência de acoplamento pode ser adicionalmente aumentada para variar o número de engrenagens acionadas e propulsoras. Por exemplo, uma de quatro engrenagens propulsoras que alternativamente acoplam três engrenagens acionadas irá deparar com o acoplamento em ponto morto a cada trinta graus ao longo do caminho orbital. Este acoplamento pode ser aumentado, no entanto, aumentando o número de engrenagens propulsoras e/ou acionadas. Ainda adicionalmente, uma de quatro engrenagens propulsoras diretamente engajará uma de cinco engrenagens acionadas a cada dezoito graus. Melhor ainda, uma de nove engrenagens propulsoras engajará diretamente uma de oito engrenagens acionadas a cada cinco graus.
Conforme o número de velocidade aumenta, possivelmente enquanto mantém uma relação de Vernier, o tamanho e as características de desempenho da transmissão podem ser afetados. Por exemplo, considere um exemplo simples em que tiver sido determinado obter o desempenho desejado, a transmissão pode utilizar quatro engrenagens de acionamento que são cada de duas polegadas de diâmetro. Além disso, para se ajustar à largura e obter uma gama de relações de transmissão desejada, o diâmetro do caminho orbital deve ser variado entre quatro e meia polegadas e dez polegadas.
Em um único plano da modalidade de engrenagens de acionamento que estão localizados no interior da engrenagem acionada, será apreciado que quatro engrenagens de acionamento podem ser impedidas de funcionar na extremidade menor dos caminhos orbitais desejados. Por exemplo, quando as engrenagens de acionamento transladar internamente, definindo, assim, uma engrenagem virtual e um caminho orbital cada um tendo um diâmetro de cerca de cinco polegadas, as quatro engrenagens de acionamento no interior do caminho orbital começam a colidir. As engrenagens de acionamento começam a se acoplar uma contra as outras, interferindo deste modo com cada outro movimento. Consequentemente, a transmissão pode não ser capaz de utilizar as engrenagens de acionamento em caminhos orbitais entre quatro e meia e cinco polegadas de diâmetro.
Consequentemente, a transmissão pode ser incapaz de proporcionar um gama de relações de transmissão pretendidas.
Uma possível solução para este problema envolve diminuir o número de engrenagens de acionamento ou usar um número menor de engrenagens de acionamento, aumentando assim o espaço disponível no interior do caminho orbital. Cada solução alternativa viável pode ser útil em algumas aplicações. No entanto, como notado anteriormente, a redução do número de engrenagens de acionamento pode afetar a freqüência do acoplamento em ponto morto, ao mesmo tempo em que reduz o tamanho das engrenagens de acionamento pode torná-los mais propensos a falha na transferência de torque. Assim sendo, em algumas aplicações, outras soluções podem ser exigidas. Outra solução possível é ajustar o trem de acionamento de modo que as engrenagens de acionamento possam proporcionar a relação de transmissão desejada mais em maiores caminhos orbital. Embora ainda seja possível, isto pode exigir uma alternativa de aumentar o tamanho da transmissão, e pode não ser adequada para algumas aplicações. A modalidade ilustrada na figura 12 mostra uma outra solução alternativa que leva em conta tais situações. Por exemplo, como mostrado na modalidade ilustrada, o sistema transportador de potência 735 pode usar quatro engrenagens propulsoras 712 do tamanho desejado, mesmo quando o diâmetro do caminho orbital é diminuído. Isto é implementado pela separação das engrenagens propulsoras 712 em várias pilhas. Na modalidade ilustrada, por exemplo, as engrenagens propulsoras 712 são separadas em duas pilhas.
Especificamente, duas engrenagens propulsoras 712a-b residem em um primeiro plano 708A, enquanto as duas engrenagens propulsoras 712c-d restantes são deslocadas axialmente entre si e residem em um segundo plano 708b.
No primeiro plano 708A, as engrenagens propulsoras 712a são espaçadas ao redor de um círculo. Na modalidade ilustrada, as engrenagens propulsoras 712 são separadas umas das outras em intervalos de cento e oitenta graus. Além disso, as engrenagens propulsoras 712b são igualmente espaçadas em um segundo plano 708b. Na modalidade ilustrada, o conjunto de engrenagens acionadas 712 é girado entre si. Em particular, as engrenagens acionadas 712c-d são giradas em noventa graus em relação às engrenagens propulsoras 712a-b. Como resultado, e conforme ilustrado na figura 12, as quatro engrenagens propulsoras 712 estão espaçadas em torno de um círculo e separadas umas das outras em intervalos de noventa graus, de tal forma que há quatro posições angulares para as engrenagens acionadas 712.
Para manter o acoplamento entre as engrenagens propulsoras 712 e as engrenagens acionadas 714, as engrenagens acionadas 714 também podem ser colocadas em uma configuração empilhada. Na modalidade ilustrada, por exemplo, cinco engrenagens propulsoras 712 são alinhados em cada um do primeiro plano 708A e do segundo plano 7 0 8b para o acoplamento com as engrenagens propulsoras 712, de modo que cinco engrenagens acionadas 714a do primeiro plano 708A pode ser axialmente deslocada das cinco engrenagens acionadas 714b do segundo plano 70 8b.
Como ainda ilustrado, em algumas modalidades de uma transmissão de pilha dupla ou múltiplas pilhas, as engrenagens acionadas 714 em cada pilha pode ser alinhada ao longo de eixos comuns. Por exemplo, cada uma das cinco engrenagens acionadas 714 em cada plano 708a-b podem ser espaçadas sobre um círculo em intervalos de setenta e dois graus. As engrenagens acionadas 714 de cada pilha também podem ser giradas em relação às engrenagens acionadas das outras uma ou mais pilhas. Em outras modalidades, no entanto, as engrenagens acionadas 714 de um ou mais pilhas não podem ser giradas em relação a cada outra pilha. Na modalidade ilustrada na figura 12, por exemplo, cada uma das cinco engrenagens acionadas 714a no primeiro plano 708A é coaxialmente alinhada com um casamento da engrenagem acionada 714b do segundo plano 708b. Assim, em tal modalidade, pode haver apenas cinco posições angulares para as dez engrenagens acionadas 714.
Como será apreciado em vista do que é aqui revelado, devido ao uso de pilhas duplas de engrenagens propulsoras 712 e engrenagens acionadas 714, o diâmetro do caminho orbital das engrenagens propulsoras 712, bem como o diâmetro da engrenagem virtual definida pelo perímetro interno das engrenagens acionadas 714, pode ser diminuído, desse modo permitindo uma transmissão com largura ou diâmetro reduzido. Especificamente, na medida em que poucas engrenagens acionadas estão em cada plano, o apinhamento, interferência, e apoio das engrenagens propulsoras 712 dentro caminho orbital é reduzido ou eliminado, permitindo assim mais engrenagens de acionamento 712 a ser colocadas dentro da mesma área, quando comparado com um único plano de transmissão.
Além disso, a modalidade ilustrada mantém uma relação de Vernier entre as engrenagens propulsoras 712 e as engrenagens acionadas 714. Especificamente, a modalidade ilustrada utiliza quatro engrenagens de acionamento e dez engrenagens acionadas para uma relação de quatro por dez.
No entanto, porque as engrenagens acionadas 714 são coaxiais em cada plano, de tal forma que apenas existem cinco posições angulares para cada engrenagem acionada 714, a relação de Vernier entre as engrenagens de acionamento e acionadas também pode ser expressas como uma relação de quatro para cinco, e o acoplamento em ponto morto ocorrerá entre uma engrenagem propulsora 712 e uma engrenagem acionada 714 a cada dezoito graus.
Como será apreciado, as rotações e as órbitas das engrenagens propulsoras 712a e 712b podem ser conectadas entre si, conforme podem as rotações das engrenagens acionadas 714a e 714b. Essas ligações podem ser mantidas em qualquer forma adequada, incluindo aquelas mostradas neste documento, particularmente com referência às figuras IA e B-IlA-B. Em algumas modalidades, as engrenagens propulsoras 712 em cada plano, portanto giram e orbitam na mesma direção. Por exemplo, só a título de exemplo, as engrenagens propulsoras 712 em cada plano podem girar no sentido horário e orbitar no sentido anti-horário. Assim sendo, as engrenagens propulsoras 712 podem, portanto, fazer com que as engrenagens acionadas 714 girem na mesma direção, como por exemplo, anti-horário, em ambos os planos 708a-b .
Assim sendo, tanto a magnitude e a direção dos movimentos rotacional e orbital das engrenagens propulsoras 7 1 2, e as magnitudes e direções dos movimentos de rotação das engrenagens acionadas 714, pode ser constante, independentemente don plano em que a engrenagens propulsoras 712 ou a engrenagem acionada 714 está localizada. Será apreciado, no entanto, que isto é somente exemplificativo. Em outras modalidades, por exemplo, as engrenagens propulsoras 712a podem girar e orbitar em uma direção oposta aquela das engrenagens propulsoras 712b, e as engrenagens acionadas 714a podem girar em uma direção oposta daquela das engrenagens acionadas 714b. Por exemplo, um diferencial pode ligar as engrenagens propulsoras e acionadas em cada plano, fazendo com que as engrenagens propulsoras e acionadas em um plano tenham um movimento igual mais oposto em relação às engrenagens propulsoras e engrenagens acionadas localizadas em um segundo plano.
Especificamente, as engrenagens propulsoras 712 em cada um dos planos 708a-b podem ter movimentos rotacionais e orbitais do mesmo tamanho e grandeza, mas em direções opostas. Do mesmo modo, as engrenagens acionadas 714 em cada plano podem, portanto, também ter movimentos rotacionais que são de igual magnitude, mas opostas em direção.
Deve ser apreciada em vista do que é aqui revelado que a modalidade ilustrada na figura 12 é somente exemplificativa e que qualquer uma das variedades de diferentes números de planos, pilhas, ou engrenagens podem ser implementadas de acordo com a presente invenção. Além disso, em algumas modalidades pode não ser necessário o uso de engrenagens propulsoras 712que giram. Em particular, de acordo com uma modalidade, as engrenagens propulsoras 712 podem ser fixadas de modo que elas orbitem, mas não girem.
Como resultado, a velocidade transferida para as engrenagens acionadas 714 é uma função de somente do movimento orbital das engrenagens propulsoras 712 e não uma função dos movimentos rotacionais e orbitais. Além disso, na medida em que não é necessário que as engrenagens propulsoras 712 girem, elas também podem ser substituídas por outros elementos de acionamento. Por exemplo, de acordo com uma modalidade, as engrenagens propulsoras 712 podem ser substituídas forquilhas de acionamento que não giram.
Em particular, a forquilha de acionamento pode ter dentes apenas no perímetro externo onde a forquilha de acionamento acoplará as engrenagens acionadas 714, causando assim o giro das engrenagens acionadas 714.
Por conseguinte, uma transmissão de acordo com os princípios da presente invenção pode ser adaptada para ser utilizada em qualquer uma variedade de aplicações, e a presente invenção não se limita a uma configuração ou aplicação particular. Por exemplo, um acoplamento constante, a transmissão de velocidade variável de acordo com a presente invenção pode ser utilizada em veículos em outras aplicações que utiliza transmissões de velocidade variável, ou mesmo em outras aplicações que ainda não tenham tomado vantagens anteriormente das transmissões de velocidades variáveis.
A figura 13 apresenta uma ilustração esquemática de uma forma em que uma transmissão de acordo com a presente invenção pode ser implementada. Em particular, na modalidade ilustrada, uma transmissão 700 é disposta entre uma fonte de potência 702 e uma carga 704. Dessa maneira, a transmissão 700 é configurada para transferir a potência fornecida pela fonte de potência 702 para a carga acionada 704. Além disso, onde a transmissão 700 é uma transmissão de velocidade variável de acordo com as modalidades exemplificativas da presente invenção, esta pode fornecer um grande número, e possivelmente infinito, de relações de transmissão sobre uma gama de relações de transmissão e/ou fornece um acoplamento neutro para a carga 704.
Além disso, e como também ilustrado na figura 13, um trem de acionamento pode ser utilizado para ser conectado a fonte de potência 702 para a carga 704 através da transmissão 700. Conforme ilustrado, por exemplo, um trem acionamento exemplificativo inclui um primeiro elemento de acionamento 701 operativamente conecta a fonte de potência 702 para a transmissão 700. Em uma modalidade, por exemplo, o elemento de acionamento 701 pode ser um eixo de entrada giratório que transfere torque de saída da fonte de potência 702 para uma interface de entrada da transmissão 700. Em algumas modalidades, o eixo de entrada do torque é um único eixo que diretamente conecta a fonte de potência 702 a transmissão 700 embora deva ser apreciado, particularmente em vista do aqui revelado, que em outras modalidades o elemento de acionamento 701 também pode incluir mais do que um eixo, engrenagens, correias, correntes, ou outros elementos interconectados que transferem potência entre a fonte de potência 702 e a transmissão 700.
Além disso, como observado acima, a transmissão 700 pode receber o torque ou potência fornecidos pela fonte de potência 702 e fornece uma velocidade de saída variável. Por exemplo, onde a fonte de potência 702 está conectada a transmissão 700 por um ou mais eixos de entrada de torque, a fonte de potência 702 pode fornecer uma fonte de potência para transmissão 700, e a transmissão 700 então muda a velocidade da entrada para fornecer qualquer de uma variedade de velocidades de saída e/ou direção de saída. Conforme mostrado aqui, a transmissão 700 pode ser uma transmissão de velocidade variável, que fornece, sobre um intervalo de relações de transmissão, um grande número, e possivelmente infinito, de relações de transmissão para fornecer diferentes velocidades de saída. Além disso, a transmissão 700 pode, em algumas modalidades, ser configurada para mudar entre uma saída avante e reversa. Em algumas modalidades, uma mudança entre uma saída avante e reversa pode ser feita sem um desacoplamento substancial da fonte de potência 702 a partir da carga 704 e/ou sem um desacoplamento substancial entre um ou mais conjuntos de engrenagens propulsoras e acionadas na transmissão 700. Além disso, em algumas modalidades, a transmissão 700 também define um estado de saída neutro onde nenhuma, ou desprezível, potência sai pela transmissão 700. Em uma modalidade, porém, o estado de saída neutro é preservado para ser mantido substancialmente conectado entre a fonte de potência 702 e a carga 704, por exemplo, mantendo um acoplamento neutro na transmissão 700.
Enquanto a potência sai da transmissão 700, a potência pode então ser transferida para a carga em pelo menos, um segundo elemento de acionamento 703. O elemento de acionamento 703 pode ser, por exemplo, um eixo de saída que gira enquanto a transmissão 700 fornece a saída. Será apreciado que enquanto o elemento de saída 703 recebe o torque de saída, um caminho do fluxo de torque é definido entre o torque de entrada na transmissão 700 e o torque de saída da transmissão 700.
Em algumas modalidades, a transmissão 700 inclui uma única transmissão ou múltiplas transmissões. Por exemplo, é contemplada que uma única transmissão é utilizada para fornecer uma ampla gama de relações de transmissão. Em outras modalidades, múltiplas transmissões podem ser utilizadas para obter uma mudança de relação de transmissão final.
Em uma modalidade na qual múltiplas transmissões são empilhadas, cada transmissão pode fornecer uma pequena gama de variáveis taxas de transmissão mas quando combinado, uma ampla gama de relações de transmissão é possível. Por exemplo, a potência de entrada em uma primeira transmissão pode sair em uma primeira relação de transmissão onde isto então entra em uma segunda transmissão onde uma segunda relação de transmissão é aplicada. Como resultado, a relação de transmissão final entre a entrada para a primeira transmissão e à saída da segunda transmissão pode ser maior do que pode ser fornecido pela transmissão isoladamente.
Assim sendo, um aspecto de uso de múltiplas transmissões que são empilhadas desta forma e que cada transmissão pode ser menor do que por outro lado seria necessário obter a relação de transmissão final dentro de uma única transmissão. Como resultado, em uma aplicação que tem um pequeno diâmetro externo no qual a transmissão pode ser colocada, mas um maior comprimento disponível, múltiplas transmissões podem ser "empilhadas" de ponta a ponta para fornecer uma gama maior de relações de transmissão. Isso pode ser especialmente útil onde uma transmissão tradicional é removida e melhorada com uma transmissão de acordo com a presente invenção. Por exemplo, onde uma transmissão tradicional é removida, a nova transmissão deve ajustar no envelope deixado pela transmissão removida. Se essa transmissão tem um grande comprimento e uma pequena largura, as transmissões podem ser empilhadas para fornecer uma gama de relações de transmissão. Deverá ser apreciado, no entanto, que não é necessário que várias transmissões sejam empilhadas para obter a gama de relações de transmissão de uma transmissão tradicional. De fato, em algumas modalidades da presente invenção, alterar o comprimento da alavanca pelo menos em três polegadas pode fornecer uma gama completa de relações de transmissão normalmente usada por uma transmissão tradicional, e possivelmente, por muitas relações de transmissão discreta ou não discreta naquela gama. Por conseguinte, uma transmissão de acordo com uma modalidade da presente invenção pode ser construída, para se ajustar no envelope de uma transmissão tradicional e que proporciona a mesmo ou maior gama de relações de transmissão.
Conforme mostrado aqui, uma transmissão de acordo com a presente invenção pode ser implementada em qualquer uma da variedade de aplicações. A este respeito, a fonte de potência 702 é então, representativa de qualquer variedade de diferentes fontes de potência, utilizada em qualquer uma variedade de aplicações e carga 704 é representativa de qualquer uma de uma variedade de diferentes cargas, que são movidas ou operadas em conexão com a fonte de potência 702. Em uma modalidade, a fonte de potência 702 pode ser, a título de exemplo e não de limitação, um motor de combustão interna e/ou elétrica, apesar de qualquer outra fonte de potência adequada ser contemplada. Tais motores podem ser utilizados, por exemplo, em um veículo motorizado de passageiro ou de outro tipo, por exemplo, um veículo de, passageiro, trailer/trator, veículo de combate, veículo marítimo, aviões, helicópteros, veículos de todos os terrenos, equipamento de construção, e coisas do gênero.
Em qualquer caso, a carga 704 pode incluir o veículo propriamente dito, bem como qualquer peso suportado ou contido no veículo. Por exemplo, um veículo desse tipo pode incluir uma pluralidade de rodas que são utilizadas para mover a carga. Em tal modalidade, a transmissão 700 pode ser conectada às rodas por meio de um trem de transmissão, representado pelo elemento de acionamento 701.
Consequentemente, a potência de saída da transmissão 700 passa pelos elementos de acionamento 701 para as rodas, que então carregam e transportam os outros pesos no veículo, representado pela carga 704.
Um aspecto particular de uma transmissão de acordo com a presente invenção é a capacidade de utilizar a transmissão em uma variedade de aplicações que têm requisitos de baixo ou alto torque. Por exemplo, veículos tais como trenó de neve pode ter requisitos de torque relativamente baixos que permitem que o trenó de neve opere com uma transmissão CVT ou IVT baseadas em fricção. Entretanto, um reboque ou qualquer aplicação que tenha uma grande carga associada terá um requisito de torque maior que torna tal transmissão impraticável. Uma transmissão de acordo com a presente invenção, no entanto, faz com que isto não se beneficie da fricção, e não é propenso aos problemas associados ao atrito ou aquecimento em tais sistemas baseados na fricção. Por outro lado, porque pequenos incrementos da relação de transmissão podem ser obtidos iniciando em uma posição neutra e se estendendo em direções avante e reversa, uma carga em tal aplicação pode ser iniciada sem usar a embreagem ou de outra forma gerar uma fricção que provoca aquecimento mesmo nos sistemas de aço sobre aço. De fato, como mostrado anteriormente, a transmissão de acordo com algumas modalidades da presente invenção pode ser implementada sem uma embreagem ou placas de embreagem, também reduzindo assim, o aquecimento gerado pela fricção da embreagem. Ainda adicionalmente, por causa da necessidade para tais placas de embreagem poder ser eliminadas, o sistema de controle hidráulico que controla as embreagens associadas pode ser reduzido ou eliminado, assim, aliviando a carga que deve ser acionada pela fonte de potência 702, e permitindo um uso menor, e mais eficiente da fonte de potência.
Enquanto, veículos motorizados são uma aplicação em que a transmissão de acordo com a presente invenção pode ser usada, será apreciado que a transmissão 700 pode ser usada em conexão com uma fonte de potência 702 e a carga 704 representativas de quaisquer variedades de outras aplicações. Por exemplo, em uma modalidade, a fonte de potência 702 e a carga 704 são representativas de um sistema transportador. Em tal modalidade, um motor elétrico ou outro pode conduzir uma correia transportadora que transporta matérias-primas, produtos montados, ou qualquer outra substância ou produtos ao longo de uma pista transportadora. Consequentemente, a pista e as substâncias transportadas contribuem para a carga 704, enquanto o motor é representado pela fonte de potência 702.
Em um sistema transportador da modalidade como descrita aqui, quando um sistema transportador utiliza uma transmissão 700 de acordo com as modalidades da presente invenção, um benefício substancial pode ser visto. Por exemplo, a transmissão 700 pode operar em qualquer de um grande número de relações de transmissão que são alteráveis em incrementos muito pequenos e, possivelmente, infinitamente pequenos. Assim sendo, quando um sistema transportador está para ser iniciado, uma baixa relação de transmissão pode ser usada para transferir potência da fonte de potência 702 para a correia transportadora que então inicia em uma baixa velocidade. Enquanto o sistema de correia constrói um momento, a transmissão 700 pode ser controlada para aumentar a relação de transmissão, alterando assim a relação de transmissão. Além disso, quando é necessário interromper o sistema transportador, a transmissão 700 pode ser controlada para fornecer um estado neutro enquanto mantém a fonte de potência 702 em conexão com a carga 702. Como resultado, quando o transportador está para ser iniciado de volta, a potência não precisa ser reacoplada, e a transmissão 700 pode ser controlada pela velocidade operacional. Ainda adicionalmente, em algumas modalidades, a fonte de potência 702 pode funcionar a uma velocidade constante e a transmissão 700 pode proporcionar um grande número de relações de transmissão ao longo de uma relação de faixas deslizáveis ou escalonáveis. Como resultado, um único motor utilizado para funcionar sobre várias velocidades, pode ser produzido que é menor do que os sistemas convencionais, assim também aumentando a eficiência do sistema. Em outro aspecto, a transmissão 700 pode ser usada em um elevador, teleférico, gôndola, ou outro sistema de transporte de pessoas. Por exemplo, em tal modalidade, a transmissão 700 pode ser conectada a um motor elétrico, motor de combustão, ou algum outro tipo de motor que funcione enquanto uma fonte de potência 702 acione a carga 704, que pode incluir o carro do elevador, as cadeiras do teleférico, gôndolas, ou pessoas e equipamentos que estão sendo transportados, e coisas do gênero. Nessas aplicações, as transmissões de velocidades variáveis normalmente não têm sido utilizadas, uma vez que apresentam uma preocupação de segurança com a desconexão da fonte de potência da carga que transporta as pessoas. No entanto, se uma transmissão, de acordo com a presente invenção é usada, será apreciado que a transmissão 700 pode proporcionar uma conexão constante entre a carga e a fonte de potência, mas também proporciona uma variedade de relações de transmissão. Além disso, nesse sistema, enquanto a carga aumenta, em vez de requerer mais potência do motor, a transmissão 700 pode ser controlada para alterar a relação de transmissão, permitindo, assim, que um pequeno motor mova uma grande carga.
Ainda em outro aspecto, uma transmissão 700, de acordo com a presente invenção pode ser executada em um sistema de energia. Por exemplo, em uma modalidade, fonte de potência 702 inclui ou é obtida a partir de uma fonte de potência eólica ou hidráulica. Assim, e por meio de exemplo, a transmissão 700 pode ser empregada em uma aplicação de moinho em uma aplicação de represa hidrelétrica. Por exemplo, o vento e a água em movimento possuem energia cinética que pode ser capturada pelas pás da turbina é transferida para a transmissão 700 por elementos de condução 701. Por exemplo, os elementos de condução 701 pode ser um eixo, que é girada enquanto a energia cinética do vento ou da água é captada. Além disso, elementos de condução 701 podem incluir as pás da turbina de modo que uma fonte de potência cinética está entrando no elemento de acionamento 701, e então o elemento de acionamento 701 converte isto em uma fonte de potência giratória para a entrada na transmissão 700.
Enquanto o eixo rotativo de entrada transmissão de potência 700, o torque fornecido pode fluir através da transmissão 700 onde este sai em qualquer variedade de velocidades e conectados por meio de segundos elementos de condução 703 para um gerador representado pela carga 704, que torna a energia rotacional em eletricidade. Alguns geradores podem, no entanto, exigir uma quantidade de energia rotacional limiar antes de ocorrer a geração de energia. Assim sendo, em tal modalidade, a transmissão 700 pode ser empregada entre o gerador e as pás da turbina de tal forma que com muito pouco fluxo de vento ou água, uma velocidade de rotação maior 703 pode ser obtido. Além disso, enquanto o fluxo é aumentado, e mais torque está sendo fornecido, as relações de transmissão 700 variável podem ser usadas para aumentar a geração de potência, assim, obtendo uma maior potência de saída do gerador.
Desta forma, uma faixa maior de vento e água que flui pode ser usada para produzir potência e aumentar a vantagem que pode ser tomada de grandes fluxos.
Ainda em outra modalidade, a transmissão 700 também pode ser empregada em um sistema energizado pelo homem ou por um animal de tal forma que a energia humana ou animal proporciona potência e atua como fonte de potência 702. Por exemplo, de acordo com uma modalidade exemplificativa, a transmissão 700 pode ser implementada em uma bicicleta em que um usuário humano fornece energia de entrada e na qual a bicicleta e a carga na bicicleta atuam como carga 704.
Deste modo, enquanto o operador humano da bicicleta proporciona potência para a transmissão 700, através dos elementos de condução 703, por exemplo, a transmissão 700 pode realizar qualquer variedade de relações de transmissão, conforme necessário, para poder proporcionar a transmissão para a carga 704.
Conforme pode ser visto face ao revelado aqui, um aspecto de uma transmissão de acordo com os princípios da presente invenção é a variedade de aplicações com a qual a transmissão pode ser utilizada. Embora várias aplicações exemplificativas sejam descritas aqui, será apreciado que uma transmissão da presente invenção não é limitativa. Na verdade, é contemplado que uma transmissão de acordo com a presente invenção pode ser usada em qualquer aplicação na qual uma variedade de transmissão de velocidade variável é desejável, independentemente de tal presente aplicação usa uma transmissão de velocidade variável. Além disso, o tipo de fonte de potência utilizável com a transmissão de acordo com a presente invenção não está limitada a um determinado tipo de fonte de potência. Por exemplo, conforme mostrado anteriormente, a fonte de potência pode ser um motor, um operador humano, ou uma fonte natural, ou qualquer combinação destas ou de qualquer outro tipo de fonte de potência.

Claims (21)

1. Transmissão, CARACTERIZADA por compreender: uma interface de transmissão de entrada compreendendo eixo de entrada giratório; uma ou mais engrenagens propulsoras acopladas, pelo menos indiretamente, a dita interface de transmissão de entrada, cada da dita uma ou mais engrenagens propulsoras sendo configurada para o movimento rotacional sobre um respectivo eixo interno da engrenagem propulsora, onde o dito movimento rotacional corresponde à rotação do dito eixo entrada giratório; uma ou mais engrenagens propulsoras configuradas para se encaixar a dita uma ou mais engrenagens propulsoras, de tal forma que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras sejam adaptadas para causar uma rotação da dita uma ou mais engrenagens acionadas; uma interface transmissão de saída acoplada, pelo menos indiretamente, a dita uma ou mais engrenagens acionadas; e um mecanismo de sincronização configurado e disposto para fazer com que a transmissão mantenha, durante uma mudança de relação de transmissão, (i) engate dente a dente constante entre a dita uma ou mais engrenagens propulsoras e dita uma ou mais engrenagens acionadas, e (ii) transmissão de energia constante entre a dita interface de transmissão de entrada e a dita interface de transmissão de saída.
2. Transmissão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito caminho orbital é seletivamente mutável de modo que um comprimento do caminho orbital pode ser seletivamente aumentado ou diminuído entre uma pluralidade de caminhos orbitais discretos, em que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras com a dita uma ou mais engrenagens acionadas.
3. Transmissão, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita uma ou mais engrenagens acionadas, quando acoplada pela dita uma ou mais engrenagens propulsoras, proporcionar uma pluralidade de relação de engrenagens discretas que são baseadas no conjunto dos dentes inteiros.
4. Transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras compreende uma pluralidade de engrenagens propulsoras e onde a dita uma ou mais engrenagens acionadas compreende uma pluralidade de engrenagens acionadas.
5. Transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita pelo menos uma engrenagem de sincronização está ligada ao dito eixo de entrada giratório, de tal forma que pelo menos uma engrenagem de sincronização é disposta para ser girada pelo menos indiretamente pelo eixo de entrada giratório.
6. Transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras compreendem uma ou mais engrenagens propulsoras que residem em um primeiro plano e uma ou mais engrenagens propulsoras que residem em um segundo plano, o dito segundo plano sendo deslocado do dito primeiro plano, e onde a dita uma ou mais engrenagens acionadas residentes compreendem uma ou mais engrenagens acionadas residentes no dito primeiro plano e uma ou mais engrenagens acionadas residem no dito segundo plano.
7. Transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de adicionalmente compreender: pelo menos um mecanismo de embreagem conectado à dita uma ou mais engrenagens propulsoras, onde o dito mecanismo de embreagem é configurado para, pelo menos, interromper temporariamente, o dito movimento rotativo de pelo menos alguma da dita uma ou mais engrenagens propulsoras quando a dita uma ou mais engrenagens propulsoras estão sofrendo uma mudança para uma relação de transmissão diferente.
8. Transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras e a dita uma ou mais engrenagens acionadas são configuradas e dispostas para manter uma posição de acoplamento neutra na qual a dita uma ou mais engrenagens propulsoras estão dispostas para substancialmente causar nenhuma rotação a dita uma ou mais engrenagens acionadas apesar do acoplamento constante com a dita uma ou mais engrenagens acionadas.
9. Transmissão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos uma da dita uma ou mais engrenagens propulsoras praticamente muda de tamanho durante uma variação entre as relações de transmissão discretas de modo a manter constante o acoplamento dente a dente com pelo menos uma engrenagem acionada durante a dita mudança de relação de transmissão entre as relações de transmissão discretas, e mantém tal acoplamento dente a dente constante enquanto a relação de engrenagem não estiver baseada no conjunto dos dentes inteiros.
10. Transmissão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras são dispostas para receber um torque de entrada da dita interface de transmissão de entrada e transmite ao dito torque de entrada para a dita uma ou mais engrenagens acionadas, e onde a dita uma ou mais engrenagens acionadas são arranjadas para transmitir um torque de saída para a dita interface de transmissão de saída.
11. Transmissão, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que dita uma ou mais engrenagens propulsoras são ainda configuradas para girar responsivamente para receber do dito torque de entrada da dita interface de transmissão de entrada, de tal forma que cada uma das ditas primeiras engrenagens propulsoras é disposta para ter um movimento rotacional por pelo menos alguns instantes durante a operação de transmissão.
12. Transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, 10 ou 11, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita uma ou mais engrenagens propulsoras é uma pluralidade de engrenagens propulsoras dispostas para seletivamente acoplar pelo menos uma da dita uma ou mais engrenagens acionadas durante uma mudança da relação de transmissão.
13. Transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, 10 ou 11, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita mudança de relação de transmissão ocorre entre as relações de transmissão por todos os dentes inteiros, e onde o dito elemento de sincronização mantém o engate positivo constante durante as mudanças entre as relações de transmissão por todos os dentes inteiros.
14. Sistema de acionamento, CARACTERIZADO por compreender: uma fonte de potência; uma transmissão, conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, 10 ou 11; um trem de potência acoplado a interface de transmissão de saída da dita transmissão; e uma carga acoplada ao dito trem de potência.
15. Transmissão, CARACTERIZADA por compreender: uma interface de transmissão de entrada configurada para receber uma potência de entrada rotativa; um ou mais elementos de condução acoplados a dita interface de transmissão de entrada, o dito um ou mais elementos de condução sendo configurado para definir seletivamente uma pluralidade de relações de transmissão; um ou mais elementos acionados configurados para acoplar o dito um ou mais elementos de condução, o dito um ou mais elementos acionados sendo configurado para receber energia de entrada dos ditos elementos acionados, e o dito um ou mais elementos acionados sendo configurado para manter o acoplamento dente a dente constante com o dito um ou mais elementos de condução em cada da dita pluralidade relações de transmissão discretas para manter constante o acoplamento com pelo menos um dos ditos um ou mais elementos de condução durante as mudanças entre a dita pluralidade de relações de transmissão discretas, e uma interface de transmissão de saída acoplada ao dito um ou mais elementos acionados, a dita interface de transmissão de saída sendo configurada para transmitir um torque de saída correspondente ao dito torque de entrada.
16. Transmissão, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um dos ditos um ou mais elementos acionados ser configurado para manter o acoplamento dente a dente constante com o dito um ou mais elementos de condução pelo acoplamento seletivo com o dito um ou mais elementos de condução.
17. Transmissão, de acordo com as reivindicações 15 ou -16, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita pluralidade de incremento das relações de transmissão correspondente a um mesmo conjunto dos dentes inteiros.
18. Transmissão, de acordo com as reivindicações 15 ou -16, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito um ou mais elementos acionados incluem uma ou mais engrenagem de domingo com um perfil de dente da engrenagem externa dos ditos um ou mais elementos de condução.
19. Transmissão, CARACTERIZADA por compreender: uma interface de transmissão de entrada configurada para receber um torque de entrada de uma fonte de potência; uma pluralidade de engrenagem propulsora acoplada a dita interface de transmissão de entrada, a dita pluralidade engrenagens propulsoras sendo configurada para funcionar definindo uma pluralidade de relações de transmissão; uma pluralidade de engrenagens acionadas configuradas para acoplar a dita pluralidade de engrenagens propulsoras, a dita pluralidade de engrenagens acionadas coletivamente definem uma ou mais engrenagens virtuais configuradas para manter o acoplamento com pelo menos uma da dita pluralidade de engrenagens propulsoras em uma pluralidade de relações de transmissão entre as relações de transmissões discretas do conjunto de dentes inteiros, onde a dita engrenagem virtual muda de tamanho, com efeito, enquanto a dita pluralidade de engrenagem propulsora e a dita pluralidade de engrenagens acionadas se move uma em relação às outras para o acoplamento nas ditas relações de transmissão discretas; e uma interface de transmissão de saída acoplada a dita pluralidade de engrenagens acionadas, a dita interface de transmissão de saída sendo configurada para transmitir um torque de saída, e o dito torque de saída sendo relacionado com o dito torque de entrada pela relação de transmissão relacionada com a dita dimensão da engrenagem virtual.
20. Transmissão, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita pelo menos uma da dita pluralidade de engrenagens propulsoras é configurada para praticamente mudar de tamanho, enquanto a dita engrenagem virtual muda de tamanho.
21. Transmissão, de acordo com as reivindicações 18 ou 19, CARACTERIZADA pelo fato de que cada da dita pluralidade de engrenagens propulsoras é configurada para pelo menos seletivamente girar sobre o respectivo eixo central enquanto que o dito torque de entrada é recebido e, onde o acoplamento da dita pluralidade de engrenagens propulsoras com a dita pluralidade de engrenagens acionadas é configurado para causar o acoplamento da dita pluralidade de engrenagens acionadas para girar sobre seus respectivos pontos.
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