BRPI0717262A2

BRPI0717262A2 - Dispositivo de transmissão compacto com múltiplas relações

Info

Publication number: BRPI0717262A2
Application number: BRPI0717262-1A
Authority: BR
Inventors: Roumen Antonov
Original assignee: Antonov Automotive Europ
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2013-10-15
Also published as: US20100062893A1; FR2906331A1; FR2906331B1; WO2008037864A8; ATE541147T1; CN101595328A; EP2069657A1; WO2008037864A1; EP2069657B8; JP2010504491A; EP2069657B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE TRANSMISSÃO COMPACTO COM MÚLTIPLAS RELAÇÕES".

Campo técnico

A presente invenção se refere a um dispositivo

de transmissão com múltiplas relações, em particular do tipo "engrenamento constante", capaz de mudanças de marcha sem interromper a transmissão de força. A presente invenção diz respeito, em particular, a caixas de câmbios automáticas ou seqüenciais.

Estado da técnica

De modo a produzir caixas de câmbio automáticas ou seqüenciais para veículos automotores, são conhecidas caixas de câmbio produzidas utilizando-se conjuntos de engrenagens planetárias, por exemplo, conjuntos de engrenagens epicíclicas.

A EP 0 434 525 descreve uma caixa de câmbio usando um conjunto de engrenagens planetárias duplo, do tipo epicíclico ou Ravigneaux, e cinco dispositivos de acoplamento (dois freios e três embreagens) para produzir seis marchas dianteiras e uma marcha à ré. Cada relação é obtida pela ativação conjunta de dois dos cinco acoplamentos.

No entanto, esse tipo de caixa de câmbio, que atualmente se encontra instalado em um certo número de veículos, apresenta desvantagens. A ativação conjunta dos dois acoplamentos exige a sincronização do controle destes. Esse tipo de transmissão não é capaz de "saltar uma marcha" de maneira confortável, ou seja, trocar de uma marcha para outra que não seja a marcha imediatamente depois ou antes dessa. O dispositivo é utilizado com mais freqüência em série com uma embreagem a montante ou conversor de torque de modo a tornar possível colocar progressivamente o veículo em movimento a partir da posição imóvel.

A WO 2005/050060 descreve um dispositivo de transmissão com cinco marchas dianteiras mais uma marcha à ré, compreendendo dois conjuntos de engrenagens planetárias montados ao longo de dois eixos secundários paralelos. No eixo de entrada, um único pinhão de transferência de acionamento se engrena com dois pinhões de transferência acionados, cada um situado em um dos eixos secundários e cada um deles acionando o elemento de entrada de um conjunto de engrenagens planetárias.

Cada conjunto de engrenagens planetárias compreende uma embreagem que produz um acionamento local direto, e dois conjuntos de engrenagens epicíclicas, cada um distribuindo uma relação de transmissão travando um de seus elementos pelo uso de um respectivo freio. Os dois conjuntos de engrenagens epicíclicas de um dos conjuntos de engrenagens planetárias, cada um compreendendo ao menos uma cascata de dois planetas entre a coroa e a engrenagem solar. Em outras palavras, um dos planetas se engrena com a coroa, o outro com a engrenagem solar, e os dois planetas se engrenagem um com o outro. Uma engrenagem desse conjunto de engrenagens planetárias é uma marcha à ré. Portanto, produzem-se tantos acionamentos diretos locais quanto houver eixos secundários, e um conjunto de engrenagens epicíclicas é necessário para cada engrenagem, exceto duas, em outras palavras, quatro conjuntos de engrenagens epicíclicas para seis engrenagens no todo (cinco dianteiras e uma marcha à ré). Para cada engrenagem além dos acionamentos locais diretos, a força é transmitida por um conjunto de engrenagens epicíclicas e duas transferências de engrenamento.

Esse tipo de dispositivo também possui certas

desvantagens. A exigência de espaço do dispositivo é grande, em particular devido aos conjuntos de engrenagens planetárias, cada um montado em um eixo secundário.

A invenção visa a superar as desvantagens do estado da técnica ou aperfeiçoar suas vantagens, em particular aperfeiçoando suas capacidades e desempenho se comparado às transmissões atualmente conhecidas.

A invenção almeja, em particular, alcançar pelo menos um dos seguintes objetivos: - limitar ou reduzir o espaço exigido pelo

dispositivo, ou adapta-lo a seu ambiente,

- obter um número maior de marchas,

- obter maior flexibilidade de projeto na escolha

das engrenagens a serem produzidas, - simplificar e tornar confiável a seleção e o

controle das marchas, - melhorar a confiabilidade e flexibilidade de

operação,

- aperfeiçoar a eficiência de transmissão, ou

- limitar ou reduzir o número de pinhões ou dentes de engrenagem a serem produzidos.

Revelação da Invenção

Para esse fim, a invenção propõe um dispositivo de transmissão com múltiplas relações, compreendendo:

- uma estrutura;

- um elemento rotativo a montante e um

elemento rotativo a jusante;

- um conjunto de engrenagens planetárias a jusante e um conjunto de engrenagens planetárias a montante, não coaxiais e pertencendo a duas diferentes trajetórias de força entre

o elemento rotativo a montante e o elemento rotativo a jusante;

- uma transferência de engrenamento a montante, disposta entre o elemento rotativo a montante e o conjunto de engrenagens planetárias a jusante;

- uma transferência de engrenamento a jusante, disposta entre o conjunto de engrenagens planetárias a montante e

o elemento rotativo a jusante; e

- meios de acoplamento seletivo para fazer cada conjunto de engrenagens planetárias operar seletivamente em acionamento local direto ou de acordo com pelo menos uma

relação de transmissão diferente; caracterizado pelo fato de que o segundo conjunto de engrenagens planetárias é montado ao redor do eixo geométrico do elemento rotativo a montante.

Um conjunto de engrenagens planetárias é denominado "a montante" quando está a montante da transferência de engrenamento associada, que está então "a jusante", e o conjunto de engrenagens planetárias é denominado "a jusante" quando está a jusante da transferência de engrenamento associada, que está então "a montante". A invenção torna possível, em particular, obter

um grande número de relações, ao mesmo tempo em que limita a exigência de espaço e a complexidade. De fato os acionamentos diretos dos dois conjuntos de engrenagens planetárias proporcionam facilmente diferentes relações de transmissão. A invenção também oferece a possibilidade de produzir vários acionamentos locais diretos sem precisar utilizar um número correspondente de eixos secundários, e até mesmo, como será visto mais adiante, sem nenhum eixo secundário, de acordo com ao menos uma concretização. A produção é simplificada, e o número de relações de marchas obtidas com relativamente pouco engrenamento. O número de pinhões e o número de eixos mecânicos são reduzidos. O peso, exigência de espaço e custo são também, portanto, reduzidos. O dispositivo de acordo com a invenção torna possível produzir uma caixa de câmbio que é particularmente compacta, especialmente em extensão ao longo da direção dos eixos mecânicos dos elementos rotativos a montante e a jusante. A título de exemplo, uma caixa de câmbio projetada para um torque de 250 Nm pode ser produzida com um requisito de espaço longitudinal menor do que 350 mm, comparado aos pelo menos 380 a 390 mm para uma caixa de câmbio convencional, conforme descrito na EP 0 434 525 BI, que possui um número de relações equivalente.

As relações de transmissão podem ser produzidas por conjuntos de engrenagens planetárias operando com uma relação local diferente de 1:1. Essas relações são, de preferência, as relações denominadas "baixas" ou "curtas" do dispositivo de acordo com a invenção (isto é, relações para as quais a velocidade do elemento a jusante é inferior para uma dada velocidade do elemento a montante, em comparação com as chamadas relações "altas" ou "longas"). Isso é extremamente vantajoso para o controle, como será visto mais adiante.

Em relação à disposição espacial, ao menos uma das transferências pode ser colocada axialmente entre pelo menos um dos conjuntos de engrenagens planetárias e uma extremidade de conexão do elemento a montante, a referida extremidade de conexão para a conexão mecânica do elemento a montante com uma origem de força motriz.

As duas transferências podem ser dispostas em dois planos perpendiculares ao eixo geométrico do elemento rotativo a montante, e os dois conjuntos de engrenagens planetárias podem ser acomodados espacialmente entre esses dois planos. A transferência a montante pode compreender uma roda dentada motriz integrada ao elemento rotativo a montante, e o conjunto de engrenagens planetárias a jusante pode ser montado ao redor de um eixo geométrico de um primeiro eixo secundário. O elemento de saída do conjunto de engrenagens planetárias a jusante é integrado ao primeiro eixo secundário.

De acordo com uma primeira concretização, a transferência a jusante compreende então uma roda dentada motriz integrada ao primeiro eixo secundário. De acordo com uma segunda concretização, a

transferência a jusante compreende uma roda dentada motriz, integrada ao elemento de saída do conjunto de engrenagens planetárias a montante. Essa roda dentada motriz, montada em volta do eixo geométrico do elemento rotativo a montante, é conectada, de preferência, por uma corrente ou engrenagem intermediária, a uma roda dentada motriz integrada ao elemento rotativo a jusante.

De acordo com uma terceira concretização, o conjunto de engrenagens planetárias a jusante não é mais montado ao redor de um eixo secundário, mas sim em volta do eixo geométrico do elemento rotativo a jusante, e a transferência a jusante compreende uma roda dentada movida integrada ao elemento rotativo a jusante. Essa concretização não requer um eixo secundário.

De preferência, o dispositivo de acordo com a

invenção compreende, entre o elemento rotativo a montante e o elemento rotativo a jusante, ao menos uma terceira trajetória de força compreendendo um segundo conjunto de engrenagens planetárias a montante ou a jusante, tendo um eixo geométrico diferente do dos conjuntos de engrenagens planetárias mencionados acima, ou, inversamente, tendo o mesmo eixo geométrico que um dos dois conjuntos de engrenagens planetárias mencionados acima. Esse conjunto de engrenagens planetárias adicional é operativamente montado em série com sua própria transferência de engrenamento, definindo, entre o elemento rotativo a montante e o elemento rotativo a jusante, quando o conjunto de engrenagens planetárias adicional está em um estado de acionamento local direto, uma relação de transmissão diferente de cada uma das definidas pelas duas transferências de engrenamento mencionadas acima quando seu respectivo conjunto de engrenagens planetárias está em um estado de acionamento local direto. O acionamento local direto dessa engrenagem planetária adicional distribui, dessa forma, uma nova relação de engrenagens geral que é diferente das outras duas obtidas pelos acionamentos diretos dos dois outros conjuntos de engrenagens planetárias.

O conjunto de engrenagens planetárias a jusante pode ser montado em volta de um eixo geométrico de um primeiro eixo secundário (como na primeira e na segunda concretização), e o conjunto de engrenagens planetárias adicional pode ser um conjunto de engrenagens planetárias a jusante montado em volta de um eixo geométrico de um segundo eixo secundário, o primeiro e o segundo conjuntos de engrenagens planetárias sendo conectados, ao menos indiretamente, respectivamente ao primeiro e ao segundo eixos secundários, o primeiro e segundo eixos secundários sendo conectados ao elemento rotativo a jusante por engrenamento. Em particular, cada um dentre o primeiro eixo secundário e o segundo eixo secundário suportam um pinhão chamado de "pinhão de engrenamento", enquanto é conectado para rotação comum com o mesmo. Os dois pinhões de engrenamento se engrenam tipicamente com uma única roda dentada no elemento rotativo a jusante.

A primeira e segunda transferências a montante, associadas, respectivamente, ao primeiro e segundo conjuntos de engrenagens planetárias a jusante, podem compreender uma roda dentada comum no elemento rotativo a montante, se engrenando com dois pinhões, cada um montado ao redor do respectivo eixo geométrico do primeiro e segundo conjuntos de engrenagens planetárias a jusante. Em particular, a roda dentada comum pode compreender dois conjuntos de dentes de diâmetros diferentes, cada um se engrenando com um respectivo pinhão dos dois pinhões. Logo, é possível reduzir o requisito de espaço perpendicularmente aos eixos geométricos e realizar um ajuste mais preciso das relações de transferência da primeira e segunda transferências a montante e/ou o espaçamento entre essas relações. As transferências podem ser dispostas em dois planos perpendiculares ao eixo geométrico do elemento rotativo a montante, e os conjuntos de engrenagens planetárias podem ser acomodados espacialmente entre esses dois planos.

Os três conjuntos de engrenagens planetárias podem compreender:

- um conjunto de engrenagens planetárias, de preferência um dos conjuntos de engrenagens a jusante, do qual uma entrada é conectada a uma engrenagem solar e do qual uma saída é conectada a um suporte planetário, este conjunto de relações de transmissão sendo capaz de um acionamento local direto de modo a produzir uma sexta relação de transmissão, e uma redução de marchas pelo travamento de uma coroa de modo a produzir uma segunda relação de transmissão;

- outro conjunto de engrenagens planetárias, de preferência o conjunto de engrenagens a montante, do qual uma entrada é conectada a uma engrenagem solar e do qual uma saída é conectada a um suporte planetário, este outro conjunto de engrenagens sendo capaz de um acionamento local direto de modo a produzir uma quarta relação de transmissão, e uma redução de marchas pelo travamento de uma coroa de modo a produzir uma primeira relação de transmissão; e

- ainda outro conjunto de engrenagens planetárias, de preferência o outro conjunto de engrenagens a jusante, cuja a entrada é conectada a uma engrenagem solar e cuja saída é conectada a um suporte planetário, este conjunto de engrenagens sendo capaz de um acionamento local direto de modo a produzir uma quinta relação de transmissão, e uma redução de marchas pelo travamento de uma engrenagem solar de modo a produzir uma terceira relação de transmissão;

as relações de transmissão aumentando em comprimento da primeira à sexta marcha.

Um dos conjuntos de engrenagens planetárias pode compreender uma engrenagem solar conectada à entrada, uma coroa conectada à saída, e um suporte planetário capaz de ser seletivamente travado de modo a produzir uma marcha à ré.

De acordo com outro aspecto da invenção, um dos conjuntos de engrenagens planetárias pode compreender ao menos dois conjuntos de engrenagens epicíclicas tendo uma entrada comum e uma saída comum. Esses dois conjuntos de engrenagens epicíclicas ficam então mecanicamente em paralelo entre a entrada e a saída do conjunto de engrenagens planetárias. Em uma concretização:

um primeiro dos conjuntos de engrenagens epicíclicas compreende um suporte planetário livre em relação à entrada comum e à saída comum, e capaz de ser imobilizado em relação à estrutura por meio de um dos meios de acoplamento seletivo para produzir uma marcha à ré,

um segundo desses conjuntos de engrenagens epicíclicas tendo um suporte planetário conectado constantemente a uma da referida entrada e saída comuns. Além da marcha à ré, tal conjunto de engrenagens planetárias pode produzir duas relações de marcha dianteira, cada uma pela ativação dos respectivos meios de acoplamento seletivo. De preferência, o referido um dos conjuntos de engrenagens planetárias é o conjunto de engrenagens planetárias a montante, o primeiro e o segundo conjunto de engrenagens epicíclicas possuem engrenagens solares conectadas à entrada comum e integradas ao elemento rotativo a montante, o suporte planetário do segundo conjunto de engrenagens epicíclicas sendo conectado constantemente à saída comum e a uma coroa do primeiro conjunto de engrenagens epicíclicas.

De acordo com outro aspecto da invenção, dois conjuntos de engrenagens planetárias podem ser alinhados um com o outro, aproximadamente de forma perpendicular a seus eixos geométricos, que são diferentes um do outro e paralelos um ao outro.

De preferência, para pelo menos um dos conjuntos de engrenagens planetárias, os meios de acoplamento seletivo associados ao conjunto de engrenagens são centralizados ao redor do eixo geométrico do conjunto de engrenagens e todos estão aproximadamente à mesma distância do eixo geométrico.

Pelo menos um dos conjuntos de engrenagens

planetárias pode compreender um conjunto de engrenagens

epicíclicas, compreendendo:

um suporte planetário conectado

constantemente, ao menos indiretamente, a um primeiro dos elementos rotativos a montante e a jusante, e capaz de ser conectado seletivamente, ao menos indiretamente, ao segundo dos referidos elementos rotativos a montante e a jusante por um dos meios de acoplamento seletivo, formando assim um acionamento local direto;

- uma engrenagem solar e uma coroa, uma das quais é conectada constantemente ao referido segundo elemento rotativo; e a outra das quais pode ser conectada seletivamente à estrutura por um dos meios de acoplamento seletivo.

Cada relação de transmissão pode ser produzida fechando um único meio de acoplamento seletivo de um dos conjuntos de engrenagens planetárias e abrindo ou mantendo, em um estado aberto, o outro meio de acoplamento seletivo do dispositivo de transmissão.

Os meios de acoplamento seletivo podem ser do tipo progressivo e capazes de assegurar a adaptação progressiva entre a velocidade de rotação do motor de um veículo e a velocidade do veículo, em particular para colocar o veículo que estava parado em movimento por pelo menos um dos meios de acoplamento seletivo.

De acordo com outro aspecto da invenção, o mais curto dos raios obtidos pelos acionamentos diretos locais pode ser maior do que o maior dos raios obtidos pelo acoplamento seletivo entre a estrutura e um elemento de um conjunto de engrenagens planetárias.

Descrição das figuras e concretizações Outros aspectos e vantagens da invenção se tornarão claros na descrição detalhada das concretizações que não são de forma alguma limitativas, e nos desenhos anexos, nos quais:

As Figuras 1, 3 e 5 ilustram, diagramaticamente, uma primeira, uma segunda e uma terceira concretização da invenção, cada uma oferecendo seis relações de marcha mais uma marcha à ré, e compreendendo três conjuntos de engrenagens planetárias que são ilustrados apenas em vista parcial;

As Figuras 2 e 4 são vistas de extremidade ilustrando diagramaticamente a organização dos diferentes eixos geométricos da primeira concretização de acordo com a Figura 1, e, respectivamente, da segunda concretização de acordo com a Figura 3; e

- A Figura 6 é uma seção transversal axial de um detalhe da concretização na Figura 5.

Na primeira concretização nas Figuras 1 e 2 e na segunda concretização nas Figuras 3 e 4, o dispositivo de transmissão de acordo com a invenção compreende um elemento rotativo a montante 2 formado por um eixo de entrada. Geralmente, quando o dispositivo de transmissão é instalado, o elemento rotativo a montante 2 é conectado constantemente a uma origem de força motriz 6, tal como um motor de automóvel, em particular um motor de combustão interna, sem interpor uma embreagem ou outro dispositivo de acoplamento variável, tal como um conversor de torque. Em outras palavras, a ligação típica entre o eixo 2 e o motor é de tal maneira que qualquer rotação de um eixo de acionamento do motor é necessariamente acompanhada por uma rotação do eixo 2, e o eixo 2 é estacionário somente se o eixo do motor estiver imóvel.

Um elemento rotativo a jusante 4, aqui, formado por um eixo de saída, deve ser conectado às rodas motrizes de um veículo automotor via um diferencial, ou pode, por si próprio, formar um eixo de entrada desse diferencial. A conexão entre o eixo 4 e as rodas motrizes do veículo é geralmente de tal modo que pelo menos uma roda motriz gira quando o eixo 4 gira. O dispositivo de transmissão compreende também um primeiro e um segundo eixo secundário 31, 32 estendendo-se ao longo de um primeiro, e, respectivamente, um segundo eixo geométrico intermediário A31, A32, ambos os quais são paralelos aos eixos geométricos A2 e A4 do elemento rotativo a montante 2 e do elemento rotativo a jusante 4, mas não coaxiais a eles. Para fins de clareza, nas Figuras 1 e 3, o eixo de saída 4 é ilustrado tanto na parte superior quanto na parte inferior, e os dois eixos geométricos intermediários A31 e A32 são ilustrados no mesmo plano que o dos eixos geométricos A2 e A4 dos elementos 2 e 4 (isto é, o plano na Figura 1 ou na Figura 3). Na realidade, os eixos geométricos A2 e A4 e os dois eixos geométricos intermediários A31 e A32 estão nos quatro vértices de um quadrilátero, como mostram as Figuras 2 e 4. Pelo menos quando está operando em suas relações "baixas", o dispositivo é usado para reduzir a velocidade de rotação do elemento a montante 2 a uma velocidade inferior do elemento a jusante 4, e, conseqüentemente, aumenta o torque transmitido.

Três conjuntos de engrenagens planetárias TP1, TP2 e TP3 são dispostos, respectivamente, ao redor dos eixos geométricos intermediários A31 e A32 e do eixo geométrico A2.

O dispositivo de transmissão conecta o elemento rotativo a montante 2 ao elemento rotativo a jusante 4 ao longo de três trajetórias de força 8a, 8b e 8c, representadas pelas setas na Figura 1. As trajetórias 8a, 8b, 8c estão operativãmente em paralelo entre os elementos rotativos 2 e 4. Cada trajetória 8a, 8b ou 8c passa, respectivamente, através de um dos três conjuntos de engrenagens planetárias TP1, TP2 e TP3. A primeira trajetória de força 8a passa através de uma primeira transferência de engrenamento TRl montada operativamente em série entre o elemento rotativo a montante 2 e o primeiro conjunto de engrenagens planetárias TP1. A segunda trajetória de força 8b passa através de uma segunda transferência de engrenamento TR2 montada operativamente em série entre o elemento rotativo a montante 2 e um segundo conjunto de engrenagens planetárias TP2. A terceira trajetória de força 8c passa através de uma terceira transferência de engrenamento TR3 montada operativamente em série entre o terceiro conjunto de engrenagens planetárias TP3 e o elemento rotativo a jusante 4. Os conjuntos de engrenagens planetárias TP1, TP2 e TP3 são aproximadamente alinhados entre dois planos perpendiculares aos eixos geométricos A2, A31, A32, A4, um desses planos contendo as transferências TRl e TR2, o outro a transferência TR3. Cada conjunto de engrenagens planetárias TP1, TP2, TP3 está situado radialmente além dos outros dois, de modo que o requisito de espaço axial dos três conjuntos de engrenagens considerados juntos seja substancialmente igual ao de cada um deles.

A transferência TRl compreende um pinhão motriz T21 integrado ao elemento rotativo a montante 2 e engrenando-se com um pinhão movido T31 disposto ao redor do primeiro eixo geométrico intermediário A31 enquanto é integrado ao elemento de entrada El do primeiro conjunto de engrenagens planetárias TP1, mas sendo livre para girar em relação ao eixo secundário 31. A transferência TRl é chamada de "a montante", uma vez que está a montante do conjunto de engrenagens planetárias TPl associado, em relação ao fluxo de energia proveniente da origem de força motriz 6. O conjunto de engrenagens planetárias TPl é denominado "a jusante", uma vez que está a jusante da transferência TRl.

A transferência TR2 compreende um pinhão motriz T22 integrado ao elemento rotativo a montante 2 e engrenando-se com um pinhão movido T32 disposto ao redor do segundo eixo geométrico intermediário A32 enquanto é integrado ao elemento de entrada E2 do segundo conjunto de engrenagens planetárias TP2, mas sendo livre para girar em relação ao eixo secundário 32. A transferência TR2 e o conjunto de engrenagens planetárias TP2 são, portanto, uma transferência a montante e um conjunto de engrenagens planetárias a jusante, como TRl e TPl, respectivamente.

Os pinhões motrizes T21 e T22 pertencem a uma roda dentada comum, mas possuem diferentes diâmetros de dentes. As relações das transferências TRl e TR2 são diferentes. Os eixos geométricos intermediários A31 e A32 estão geralmente a distâncias diferentes do eixo de entrada 2. O uso de dois pinhões de transferência integrais em vez de usar um único pinhão que se engrenaria com os dois pinhões movidos, tal como T31 e T32, torna possível trazer cada eixo geométrico intermediário A31 e A32 para o mais perto possível do eixo geométrico A2, levando em conta o requisito de espaço radial dos conjuntos de engrenagens planetárias, ao mesmo tempo em que melhora as possibilidades de selecionar precisamente os dois valores de relação de transferência e o espaçamento entre esses dois valores.

O elemento de saída SI, S2 do conjunto de engrenagens planetárias TP1, TP2, respectivamente, possui uma conexão de acionamento com o primeiro eixo secundário 31 ou o segundo eixo secundário 32, respectivamente. Tipicamente, como ilustrado, o elemento de saída Sl é integrado ao primeiro eixo secundário 31 e o elemento de saída S2 é integrado ao segundo eixo secundário 32. Cada eixo secundário 31, 32 é, por si próprio, integrado rotativamente a um pinhão de saída PAl ou ΡΑ2, respectivamente. Os pinhões PAl e PA2 se engrenam com uma coroa CDiff integrada ao elemento rotativo a jusante 4. Neste exemplo, a coroa CDiff é a coroa que aciona a gaiola de um diferencial convencional para acionar as rodas motrizes do veículo.

A transferência de engrenamento TR3 é montada operativamente entre um elemento de saída S3 do conjunto de engrenagens planetárias TP3 e o eixo de saída 4. O eixo de entrada 2 é constantemente conectado para rotação comum com um elemento de entrada E3 do conjunto de engrenagens planetárias TP3. O elemento de saída S3 é constantemente conectado para rotação comum com um pinhão motriz T23 da transferência TR3. O pinhão de transferência motriz T23 e o elemento de saída S3 são coaxiais com o elemento a montante 2, ao mesmo tempo em que são capazes de girar a uma velocidade diferente deste. A transferência TR3 é denominada "a jusante", uma vez que está a jusante do conjunto de engrenagens planetárias TP3 associado, que é, portanto, denominado "a montante". Na primeira concretização da invenção,

ilustrada nas Figuras 1 e 2, o pinhão motriz T23 se engrena com um pinhão movido T33. O pinhão movido T33 é conectado para rotação comum com o eixo secundário A31, de modo que, quando o conjunto de engrenagens planetárias TP3 estiver ativo, o pinhão motriz T23 transmite o movimento rotativo ao eixo de saída 4 via o eixo secundário A31, o pinhão PAl e a coroa CDiff. No exemplo ilustrado, o eixo mecânico 4 é conectado às rodas motrizes por sua extremidade situada à esquerda na Figura 1, isto é, no mesmo lado que a extremidade 5 conectando o eixo mecânico a montante 2 à origem de força motriz 6. Dessa forma, a arquitetura é simplificada consideravelmente. Os pinhões motrizes T21 e T22 da primeira e segunda transferências TRl e TR2 são colocados axialmente ao longo do eixo geométrico A2 entre, de um lado, os conjuntos de engrenagens planetárias TP1, TP2 e TP3, e do outro, a extremidade 5, proporcionando !0 mecanicamente a conexão do elemento a montante 2 com a origem de força motriz 6.

Na segunda concretização da invenção, ilustrada nas Figuras 3 e 4, e que será descrita apenas com respeito a suas diferenças em relação à concretização nas Figuras 1 e 2, o pinhão de transferência movido T53 da terceira transferência TR3 é coaxial com o elemento rotativo a jusante 4, e conectado para rotação comum com este. Os pinhões motriz T23 e movido T53 são engrenagens de corrente. A transferência TR3 compreende uma corrente T63 que, com uma relação de transmissão escolhida, conecta rotativamente o pinhão motriz T23 ao pinhão movido T53, conectados para rotação comum com o eixo mecânico 4. Neste exemplo, o eixo mecânico 4 é conectado às rodas motrizes por sua extremidade situada à direita nas figuras, adjacente à transferência TR3, e afastado das transferências TRl e TR2. A extremidade 5 conectando o eixo mecânico a montante 2 à origem de energia motriz 6 também está situada no lado direito, portanto, como no exemplo anterior, no mesmo lado que a conexão do elemento a jusante 4 com as rodas motrizes do veículo. O pinhão motriz T23 da terceira transferência TR3 é, dessa forma, colocada axialmente ao longo do eixo geométrico A2 entre, de um lado, os conjuntos de engrenagens planetárias TP1, TP2 e TP3, e do outro, a extremidade 5, conectando mecanicamente o elemento a montante 2 à origem de força motriz 6.

Nas duas concretizações, as respectivas relações de transferência entre o pinhão motriz T21 (presumindo que o conjunto de engrenagens TPl opera em acionamento direto), T22 (presumindo que o conjunto de engrenagens TP2 opera em acionamento direto) ou T23 de um lado, e o elemento rotativo a jusante 4 do outro lado, são diferentes.

Mais particularmente, nas duas concretizações, os pinhões PAl e PA2 possuem diâmetros idênticos. As relações de engrenamento T21/T31 e T22/T32 são diferentes. Na primeira concretização, a relação de engrenamento T23/T33 difere de T21/T31 e T22/T32. Na segunda concretização (Figuras 3 e 4), a relação T23/T53 difere de T21/T31 conforme modificado por PA1 /CDiff e de T22/T32 conforme modificado por PA2/CDiff.

Além do mais, a primeira e segunda concretizações da invenção compreendem um certo número de dispositivos de acoplamento seletivo BR, BRl, B2, B3, C4, C5, G6, que serão descritos mais em detalhes adiante. O projeto é de forma que cada relação de transmissão seja produzida pela ativação, isto é, colocando em um estado acoplado, de um único meio dos meios de acoplamento seletivo, e pela desativação, isto é, colocando ou mantendo em um estado desacoplado, todos os demais meios de acoplamento seletivo. O estado inativo ("neutro") no qual os elementos rotativos 2 e 4 são independentes um do outro é obtido pela desativação de todos os meios de acoplamento seletivo.

Os diferentes meios de acoplamento seletivo são produzidos aqui na forma de mecanismos de fricção por compressão do tipo multidisco úmida. Esses meios são chamados de "freios" quando sua ativação produz o acoplamento de um elemento móvel com uma estrutura fixa 1 ou qualquer componente integrado a esta. Esses meios são chamados de "embreagens" quando sua ativação produz o acoplamento mútuo dos dois elementos rotativos de modo que eles sejam rotativamente integrados um ao outro.

Os meios de acoplamento (B2 e C6; B3 e C5; BR, BRl e C4) associados a cada um dos conjuntos de engrenagens planetárias (respectivamente, TP1; TP2; TP3) são centralizados aproximadamente à mesma distância do eixo geométrico (respectivamente A31; A32; A2) do referido conjunto de engrenagens planetárias. Dessa forma, a compacidade do dispositivo de acordo com a invenção é otimizada, e o suprimento de óleo para o meio de acoplamento é simplificado.

O primeiro conjunto de engrenagens planetárias TPl compreende um primeiro conjunto de engrenagens epicíclicas coaxial com o primeiro eixo geométrico intermediário Α31. Esse primeiro conjunto de engrenagens epicíclicas compreende um suporte planetário PSl no qual são montados planetas excêntricos 111 livres para girar em seu próprio eixo geométrico em relação ao suporte planetário PSl. Os planetas 111 se engrenam com uma engrenagem solar central 112 e com uma coroa periférica 113. Esta é coaxial com a engrenagem solar 112, o suporte planetário PSl e o eixo geométrico A31.

A engrenagem solar central 112 é integrada rotativamente à entrada El do conjunto de engrenagens planetárias TPl e ao pinhão movido T31, e, dessa forma, é conectada constantemente a um dos elementos rotativos a montante e a jusante, neste caso, o elemento rotativo a montante 2, por meio da transferência TRl.

A engrenagem planetária PSl é integrada rotativamente à saída SI, e, portanto, ao primeiro eixo secundário 31. Dessa forma, ela é constantemente conectada ao outro dos elementos rotativos a montante e a jusante, neste caso, o elemento rotativo a jusante 4, por meio do pinhão PAI.

Um freio B2, montado operativamente entre a coroa 113 e a estrutura 1, torna possível bloquear e liberar seletivamente a rotação da coroa 113 em relação à estrutura fixa 1. Quando a coroa 113 é imobilizada, a engrenagem solar 112, movida pelo elemento a montante 2, aciona o suporte planetário PSl em uma redução de transmissão local dependente da geometria do primeiro conjunto de engrenagens epicíclicas TPl. Portanto, a redução de marcha total depende dessa redução de marcha local, bem como da transferência TRl e da relação de engrenamento entre PAl e CDiff. Ao ativar o freio B2, cria-se assim uma relação de transmissão geral, formando a segunda marcha (2~) no presente exemplo.

Uma embreagem C6 montada operativamente

entre a entrada El e a saída Sl do primeiro conjunto de engrenagens planetárias TPl torna possível operar seletivamente o conjunto de engrenagens TPl em acionamento local direto quando a embreagem C6 é fechada (ativada), ou deixar a entrada El e a saída Sl girar a diferentes velocidades quando a embreagem C6 é aberta (desativada), em particular para operação da segunda marcha quando o freio B2 está fechado. O acionamento local direto no primeiro conjunto de engrenagens planetárias TPl distribui uma relação geral determinada pela relação da primeira transferência TRl e pela razão PAl/CDiff. Neste exemplo, essa relação geral é a sexta marcha (6ã).

O segundo conjunto de engrenagens planetárias TP2 compreende um segundo conjunto de engrenagens epicíclicas coaxial com o segundo eixo geométrico intermediário A32. Esse conjunto de engrenagens compreende um suporte planetário PS2 suportando um ou mais planetas excêntricos 121, livres para girar em seu próprio eixo geométrico em relação ao suporte planetário PS2. Os planetas 121 se engrenam com uma engrenagem solar 122 e com uma coroa periférica 123. Esta é coaxial com a engrenagem solar central 122, com o suporte planetário PS2 e com o eixo geométrico A32. Neste segundo conjunto de engrenagens epicíclicas, a coroa 123 é integrada à entrada E2, e, portanto, ao pinhão de transferência movido T32. Dessa forma, a coroa 123, tem constantemente uma conexão de acionamento com um dos elementos rotativos a montante e a jusante, neste caso, o elemento a montante 2.

A engrenagem planetária PSl é integrada rotativamente à saída S1, e, portanto, ao primeiro eixo secundário 32. Assim, o suporte planetário PS2 tem uma conexão de acionamento constante com o outro dos elementos rotativos a montante e a jusante, isto é, o elemento ajusante 4.

Uma embreagem C5 torna possível acoplar e desacoplar seletivamente a engrenagem solar 122 e o suporte planetário PS3 juntos, e, portanto, a entrada E2 e a saída S2 juntas. Quando a embreagem C5 está em um estado acoplado, o segundo conjunto de engrenagens planetárias TP2 está em um estado de acionamento local direto entre sua entrada E2 e sua saída S2.

A geometria da segunda transferência TR2 e do segundo pinhão de saída PA2 distribui então uma relação de transmissão geral, correspondendo, neste exemplo, à quinta marcha (5§).

Um freio B3, montado operativamente entre a engrenagem solar 122 e a estrutura 1, torna possível bloquear e liberar seletivamente a rotação da engrenagem solar 122 em relação à estrutura fixa 1. Quando a engrenagem solar 122 é travada, a rotação da coroa 123 aciona o suporte planetário PS2 em uma relação de redução de marcha local determinada pela geometria deste conjunto de engrenagens epicíclicas.

Quando o freio B3 é travado, a geometria do conjunto de engrenagens epicíclicas se combina com a da segunda transferência TR2 e o segundo pinhão de saída PA2 para oferecer uma relação de transmissão geral, correspondendo, neste exemplo, à terceira marcha (3â).

O terceiro conjunto de engrenagens planetárias TP3 compreende um terceiro e um quarto conjunto de engrenagens epicíclicas, coaxiais um com o outro e com o eixo geométrico A2 do elemento rotativo a montante 2.

Esses dois conjuntos de engrenagens epicíclicas possuem uma entrada comum E3 e uma saída comum S3. A entrada comum E3 é integrada ao elemento a montante 2. A saída comum S3 é integrada ao pinhão motriz T23.

O terceiro conjunto de engrenagens epicíclicas compreende um suporte planetário PS3 suportando um ou mais planetas excêntricos 131, livres para girar ao redor de seu próprio eixo geométrico em relação ao suporte planetário PS3. Os planetas 131 se engrenam, de um lado, com uma engrenagem solar central 132, e do outro, com uma coroa periférica 133. Esta é coaxial com a engrenagem solar 132 e com o elemento rotativo a montante 2.

O quarto conjunto de engrenagens epicíclicas compreende um suporte planetário PS4 suportando um ou mais planetas excêntricos 141, livres para girar ao redor de seu próprio eixo geométrico em relação ao suporte planetário PS4. Os planetas 141 se engrenam, de um lado, com uma engrenagem solar central 142, e do outro, com uma coroa periférica 143. Esta é coaxial com a engrenagem solar 142, com o suporte planetário PS4 e com o elemento rotativo a montante 2.

Ambas as engrenagens solares centrais 132 e 142 desses terceiro e quarto conjuntos de engrenagens epicíclicas são integradas à entrada comum E3, e, portanto, com o elemento rotativo a montante 2.

A coroa 133 do terceiro conjunto de engrenagens epicíclicas e o suporte planetário PS4 do quarto conjunto de engrenagens epicíclicas são integrados à saída comum S3, e, portanto, ao pinhão motriz T32. A coroa 133 e o suporte planetário PS4 são, portanto, conectados constantemente a um dos elementos rotativos a montante e a jusante, neste caso, o elemento a jusante 4, por meio da transferência TR3.

O suporte planetário PS3 do terceiro conjunto de engrenagens epicíclicas 131 a 133 está livre em relação à entrada comum E3 e à saída comum S3, e pode ser imobilizado seletivamente em relação à estrutura 1 por meio de um dos meios de acoplamento seletivo, o freio BR, para produzir uma marcha à ré.

Quando o suporte planetário PS3 é imobilizado, a engrenagem solar 132 conectada à entrada E3 aciona a coroa 133 ao contrário em marcha reduzida, por meio dos planetas 131 que giram neles. A coroa 133 aciona então a saída comum S3, e, portanto, o elemento a jusante 4, produzindo assim uma marcha à ré (REV).

A coroa 143 do quarto conjunto de engrenagens epicíclicas está livre em relação à entrada comum E3 e à saída comum S3 e pode ser seletivamente travada e liberada em rotação em relação à estrutura 1 por meio de um dos meios de acoplamento seletivo, o freio BRl. Quando a coroa 143 é imobilizada, a engrenagem solar 142, conectada à entrada E3, aciona o suporte planetário PS4 de acordo com uma redução de transmissão local dependente da geometria do conjunto de engrenagens epicíclicas.

Ao ativar o freio BRl e liberar o outro meio de acoplamento seletivo 30, cria-se assim uma relação de transmissão geral dependente da geometria do quarto conjunto de engrenagens epicíclicas, a terceira transferência TR3 (e dependente também da geometria do primeiro pinhão de saída PAl na primeira concretização). Essa relação geral, no presente exemplo, forma a primeira marcha (Ii).

Além do mais, a embreagem C4, formando parte do meio de acoplamento seletivo, acopla e desacopla seletivamente a entrada E3 e a saída S3 em relação uma à outra. Quando a embreagem C4 é ativada, o conjunto de engrenagens planetárias TP3 opera em acionamento direto local proporcionando uma relação de transmissão, aqui, a quarta marcha (4ã), que depende da relação de transferência TR3 (e que depende também da relação de engrenamento PAl-CDiff na primeira concretização).

De acordo com uma variante, não apresentada aqui, os pinhões de saída PAl e PA2 dos eixos secundários 31 e 32 podem ter dimensões diferentes e contribuir para determinar relações diferentes.

Nas duas concretizações descritas aqui, os elementos rotativos a montante e a jusante são conectados um ao outro por engrenamento constante. As mudanças de marcha não são realizadas por sincronizadores operacionais ou embreagens positivas, mas sim por embreagens ou freios úmidos que possibilitam transições suaves entre as marchas, sem interromper a transmissão de força. O controle das mudanças de marcha é simplificado, uma vez que não é necessária uma embreagem entre o motor do veículo e o elemento de entrada 2. A eficiência não é reduzida por um conversor de torque, visto que ele não é necessário.

Como mencionado acima em detalhes, cada relação de transmissão é produzida fechando um único meio de acoplamento seletivo de um dos três conjuntos de engrenagens planetárias TP1, TP2 e TP3 e abrindo ou mantendo, em um estado aberto, o outro meio de acoplamento seletivo do dispositivo de transmissão. Isso simplifica o controle e permite, de forma bastante simples, a regulação conjunta da pressurização da câmara hidráulica do meio de acoplamento seletivo no processo de fechamento, e a redução da pressão da câmara hidráulica do meio de acoplamento seletivo no processo de abertura. Tal regulagem torna possível evitar surtos, além de evitar ou limitar a interrupção do fluxo de força através da transmissão.

É possível saltar uma ou mais marchas pela simples liberação do acoplamento atual, controlando diretamente a ativação do acoplamento correspondente à marcha escolhida, que não é contígua à marcha anterior.

Mais particularmente, os meios de acoplamento seletivo BRl, B2, B3, C4, C5, C6 e BR são do tipo progressivo e capazes de assegurar a adaptação progressiva entre a velocidade de rotação do motor do veículo e a velocidade do veículo. Os freios BRl e BR são capazes de servir como um meio para colocar progressivamente o veículo em movimento da marcha parada para a primeira marcha dianteira, ou, respectivamente, em marcha à ré.

Para esse fim, há uma situação inicial em que o elemento de entrada 2 gira com o motor do veículo e o elemento de saída 4 é fixo com as rodas do veículo, todos os meios de acoplamento sendo desativados. De modo a dar partida no veículo, o freio BRl ou o freio BE é fechado progressivamente, à medida que desejado.

Tipicamente, cada um dos meios de acoplamento seletivo compreende um dispositivo de fricção multidiscos úmido. Cada um dos dois elementos a serem acoplados suporte uma série de discos. Os discos de um dos elementos se alternam com os do outro elemento. Durante a ativação, os discos dessas duas séries são pressionados um contra o outro por um componente de compressão (não ilustrado), acionado pela pressurização de uma câmara hidráulica (não ilustrada). Deve-se notar que as concretizações descritas compreendem apenas uma única embreagem C6, C5 ou C4 por eixo geométrico A31, A32 ou A2, suportando, respectivamente, um conjunto de engrenagens planetárias TPl, TP2 ou TP3, respectivamente. Isso torna possível uma simplificação significativa do suprimento de óleo para as câmaras hidráulicas das embreagens por um só lado, esquerdo ou direito, dos eixos mecânicos, e pelas linhas (não ilustradas) que passam através do centro dos eixos mecânicos. As câmaras hidráulicas para os freios podem ser alimentadas através dos componentes fixos, tal como a estrutura 1.

Em cada conjunto de engrenagens planetárias

TPl, TP2 ou TP3, a maior relação dianteira é obtida pela ativação de uma embreagem e a menor relação é obtida pela ativação de um freio agindo sobre a coroa (freio BRl ou B2) ou sobre a engrenagem solar (freio B3). O torque de frenagem exercido por esses freios é muito menor (aproximadamente 1,5 a 2,5 vezes menor) do que o torque transmitido à saída SI, S2 ou S3 do conjunto de engrenagens durante a operação na relação de transmissão correspondente.

De preferência, a maioria das relações de marcha obtidas pelos acionamentos locais diretos C4, C5 C6 possui reduções de transmissão menores (correspondendo a relações maiores) do que as marchas obtidas por um acoplamento seletivo BR, BRl, B2, B3 agindo entre a estrutura e um elemento de conjunto de engrenagens planetárias.

Nas concretizações descritas aqui, apenas as marchas maiores (4ã, 5â e 6â) usam um acoplamento do tipo embreagem, isto é, as engrenagens que produzem o menor torque no elemento de saída 4. Todas as marchas menores (REV, 2~ e 3â) utilizam acoplamentos do tipo freio.

A produção é mais simples e robusta, uma vez que os freios são mais fáceis de controlar e resfriam com mais eficiência devido ao fato de que compreendem uma parte fixa conectada à estrutura.

Ao limitar os requisitos de frenagem no nível dos meios de acoplamento seletivo, também é possível limitar os fenômenos de arrasto hidráulico e as perdas e elevações de temperatura devido a esse arrasto. Também é possível limitar a pressão hidráulica necessária para o controle, e, portanto, a potência a bomba que a gera.

De modo a ativar uma marcha do dispositivo de transmissão, basta controlar a ativação de apenas um dos meios de acoplamento seletivo, enquanto se libera os demais. O neutro é obtido simplesmente deixando todos eles livres. Quando um meio de acoplamento seletivo é ativado, os conjuntos de engrenagens planetárias que não estão associados aos meios de acoplamento seletivo permite que seus elementos de entrada e saída girem livremente em relação um ao outro. Nas concretizações descritas aqui, a ativação dos diferentes freios e embreagens fornece as seguintes marchas, cujos valores são apresentados como exemplos na tabela a seguir, na qual, para cada marcha, o valor da marcha é apresentado na

coluna que mostra o meio de acoplamento seletivo ativado:

meio de acoplamento se etivo marchas BR Bl B2 B3 C4 C5 C6 Marcha à ré (REV) 3,94 lâ marcha 4,38 2- marcha 2,59 3" marcha 1,83 4- marcha 1,42 5~ marcha 1,16 6â marcha 0,97

Em comparação com os vários dispositivos conhecidos, a invenção permite, em particular, maior flexibilidade na escolha do espaçamento das engrenagens, combinado com o requisito de espaço limitado do dispositivo.

Em comparação com o ensinamento da WO 2005/050060, a invenção torna possível, em particular, reduzir o número de conjuntos de dentes a serem produzidos e a melhorar a compacidade e o requisito de espaço do dispositivo de transmissão.

Nessas diferentes concretizações, a adição de uma engrenagem adicional na forma de um acionamento local direto melhora a eficiência de transmissão. De fato, dentro de uma trajetória de força, um acionamento local direto é mais eficaz do que um acionamento de engrenamento. Além do mais, ao limitar o número de engrenamentos agindo em série nas diferentes trajetórias de força 8a, 8b, 8c, a invenção torna possível limitar as perdas de transmissão. Em comparação com uma transmissão convencional, como descrito na EP 0 434 525, por exemplo, nota-se um ganho de aproximadamente 5% a 6% na eficiência, que se reflete no desempenho e no consumo do motor e do veículo.

Na terceira concretização, que será descrita apenas com respeito a suas diferenças em relação à primeira, há apenas um único eixo secundário 3, tendo um eixo geométrico A3, e que possui uma conexão de acionamento com a coroa CDiff por um único pinhão de engrenamento PA. Esta concretização é preferida para aplicações em que um pouco mais de comprimento axial é aceitável, mas em que o requisito de espaço radial deve ser limitado, em particular em direção à parte inferior do veículo a fim de evitar que a caixa de câmbio reduza a folga livre ao solo do veículo.

Ambos os conjuntos de engrenagens planetárias a jusante TPl e TP2 são instalados no eixo mecânico 3 ao redor do eixo geométrico A3, ao longo do qual eles são alinhados. Os elementos de saída Sl e S2 dos conjuntos de engrenagens TPl e TP2 são conectados para rotação comum com o eixo secundário 3.

As transferências a montante TRl e TR2 situam-se axialmente em qualquer um dos lados do conjunto de engrenagens planetárias a montante TP3 que permanece centralizado no elemento rotativo a montante 2. Ambos os conjuntos de engrenagens planetárias TPl e TP2 se situam axialmente entre as transferências TRl e TR2.

O pinhão de transferência movido T33 da terceira transferência de engrenamento TR3 é rotativamente integrada ao eixo secundário 3. Seria possível fixar o pinhão de transferência movido T33 diretamente no eixo mecânico 3, como mostra a linha pontilhada da corrente 71.

No entanto, de acordo com um aspecto vantajoso dessa concretização, o pinhão de transferência movido T33 é integrado ao suporte planetário de um dos conjuntos de engrenagens planetárias TP1, TP2 montados no eixo secundário 3, o próprio suporte planetário sendo integrado ao eixo secundário 3 à medida que forma o elemento de saída do conjunto de engrenagens planetárias TPl ou TP2 em questão.

No exemplo apresentado, o pinhão movido T33 é integrado ao suporte planetário PS2 do conjunto de engrenagens TP2, que está situado axialmente entre o pinhão de engrenamento PA e o outro conjunto de engrenagens TPl disposto ao redor do eixo secundário 3.

Os planetas 121 do suporte planetário PS2 integrado ao pinhão de transferência movido T33 estão situados axialmente entre, em um lado, a conexão do suporte planetário PS2 com o eixo secundário 3, e do outro, a conexão do suporte planetário PS2 com o pinhão de transferência movido T33. O referido pinhão de transferência T33 em si situa-se axialmente entre, de um lado, os planetas 121, e do outro, os meios de acoplamento seletivo C5 e B3 associados a esse conjunto de engrenagens. Assim, as transferências TR2 e TR3 estão axialmente muito próximas uma da outra em uma extremidade da caixa de câmbio, neste exemplo, a extremidade adjacente à origem de força motriz 6 e ao pinhão de engrenamento PA.

A montagem do conjunto de engrenagens TP3 no elemento de entrada 2 é invertida, comparado à da Figura 1. Partindo do lado esquerdo (lado da origem de força motriz 6), está primeiramente o elemento de saída S3, e depois o quarto conjunto de engrenagens epicíclicas 141, 142, 143, e então o terceiro conjunto de engrenagens epicíclicas 131, 132, 133. Os meios de acoplamento seletivo também estão na ordem inversa ao longo do eixo geométrico A2: da esquerda para a direita está o freio BRl, o freio BR e a embreagem C4.

A montagem do conjunto de engrenagens TPl também é invertida, a transferência TRl está agora no lado direito e os meios de acoplamento seletivo C6, B2 estão agora na esquerda.

Além do mais, como mostra a Figura 5, de modo a limitar o comprimento axial, os meios de acoplamento seletivo de cada conjunto de engrenagens TP1, TP2 estão agora ao redor um do outro em vez de estarem alinhados axialmente. Mais precisamente, para cada conjunto de engrenagens, o freio circunda a embreagem, isto é, B3 circundando C5 e B2 circundando C6. Todos os conjuntos de engrenagens planetárias e os elementos de acoplamento, bem como a transferência TR3, são acomodados axialmente entre as transferências TRl e TR2.

Os eixos geométricos A2, A3 e A4 estão nos vértices de um triângulo quando são vistos de frente (não ilustrados).

A Figura 6 mostra uma concretização específica em que o suporte planetário PS2 é formado por um flange 72 do eixo mecânico 3, e pelo pinhão de transferência movido T33 rigidamente fixado no flange 72 por pilares essencialmente axiais 73 distribuídos angularmente ao redor do eixo geométrico A3. Os pilares se alternam circunferencialmente com os munhões 74 fixados no flange 72 e no pinhão T33. O pinhão T33 é rebaixado significativamente em toda sua região central 76 para acomodar a coroa 123. Dessa forma, os dentes externos 77 do pinhão T33, que se engrenam com o pinhão de transferência motriz T23, são dispostos ao redor do conjunto de engrenagens planetárias TP2, praticamente sem desvio axial em relação ao conjunto de engrenagens planetárias. A coroa 123 é formada por um colar lateral no pinhão de transferência movido T32, suportado rotativamente no eixo secundário 3 por meio de um mancai 78 se apoiando sobre o flange 72.

A operação da concretização nas Figuras 5 e 6 é aproximadamente igual à da concretização nas Figuras 1 e 2. Em particular, cada marcha é obtida pela ativação do mesmo meio de acoplamento seletivo que na Figura 1, respectivamente. Quando o conjunto de engrenagens TP3 é ativado (BR1, BR ou C4 ativado), o torque é transmitido ao pinhão de engrenamento PA via o suporte planetário PS2 e o eixo secundário 3. O suporte planetário PS2, dessa forma, age como uma parte de transmissão entre o pinhão de transferência movido T33 e o eixo secundário 3.

Obviamente, a invenção não se limita aos exemplos que acabam de ser descritos, podendo ser realizadas numerosas modificações nesses exemplos sem desviar-se do âmbito da invenção.

Seria possível operar pelo menos um dos conjuntos de engrenagens epicíclicas tanto em uma engrenagem de acionamento local direto quanto em sobremarcha, por exemplo, conectando a entrada do conjunto de engrenagens a seu suporte planetário, enquanto que a engrenagem solar e a coroa são ligadas uma à saída e a outra a um freio.

Além do mais, é possível idealizar uma quarta concretização da invenção, similar à primeira concretização, mas sem o segundo conjunto de engrenagens planetárias TP2, sem a segunda transferência de engrenamento TR2, sem o segundo eixo secundário 32, sem a coroa CDiff e sem os pinhões de saída PAl e PA2. As relações de marcha distribuídas pelos outros dois conjuntos de engrenagens são então escolhidas de modo correspondente. Na quarta concretização, o primeiro eixo secundário 31 é, portanto, substituído diretamente pelo elemento rotativo a jusante 4 integrado à roda dentada T33 e ao redor do qual o primeiro conjunto de engrenagens planetárias TPl seria montado. Essa concretização não requer um eixo secundário. De forma similar, é possível modificar a terceira concretização de modo que o eixo secundário 3 forme o elemento a jusante da caixa de câmbio.

Fica bem claro que o dispositivo de acordo com a invenção pode também ser usado na outra direção, em sobremarcha, e que os termos "a montante" e "a jusante" podem ser trocados em outras configurações.

Na segunda concretização, a corrente T63 pode ser substituída por um pinhão intermediário engrenando-se com T23 e com T53, que seriam então pinhões de engrenamento, não mais pinhões de corrente mais longos.

Na terceira concretização, é possível modificar a disposição de diversas maneiras: É possível, por exemplo, dispor o conjunto de engrenagens TP3 tal como na Figura 1, com a saída S3 no lado direito, e usar o suporte planetário PSl tal como uma parte de transmissão entre o pinhão de transferência movido T33 e o eixo secundário 3. A transferência TR3 ficaria então situada axialmente entre, de um lado, a transferência TRl, e do outro, os pinhões 111, 112, 113.

Inversamente, é possível deixar o conjunto de engrenagens TP3 disposto como apresentado na Figura 5, mas invertendo os conjuntos de engrenagens TPl e TP2 ao longo do eixo geométrico A3, de modo que o suporte planetário PSl forme, como na variante anterior, a parte de transmissão entre T33 e o eixo mecânico 3.

Claims

1. Dispositivo de transmissão com múltiplas relações, compreendendo: - uma estrutura (1); - um elemento rotativo a montante (2) e um elemento rotativo a jusante (4); - um conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP1; TP2) e um conjunto de engrenagens planetárias a montante (TP3), não coaxiais e pertencendo a duas trajetórias de força diferentes (8a; 8b e 8c) entre o elemento rotativo a montante e o elemento rotativo a jusante; - uma transferência de engrenamento a montante (TR1, TR2), disposta entre o elemento rotativo a montante (2) e o conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP1,TP2); - uma transferência de engrenamento a jusante (TR3), disposta entre o conjunto de engrenagens planetárias a montante (TP3) e o elemento rotativo a jusante (4); e - meios de acoplamento seletivo (BRl a B3, BR, C4 a C6) para fazer cada conjunto de engrenagens planetárias operar seletivamente em acionamento local direto ou em pelo menos uma relação de transmissão diferente; caracterizado pelo fato de que o conjunto de engrenagens planetárias a montante (TP3) é montado ao redor do eixo mecânico (A2) do elemento rotativo a montante (2).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das transferências (TR1, TR2) é colocada axialmente entre pelo menos um dos conjuntos de engrenagens planetárias (TP1, TP2, TP3) e uma extremidade (5) do elemento a montante (2), a referida extremidade para conexão mecânica do elemento a montante com uma origem de força motriz (6).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as duas transferências são dispostas em dois planos perpendiculares ao eixo geométrico (A2) do elemento rotativo a montante, e os dois conjuntos de engrenagens planetárias são acomodados espacialmente entre esses dois planos.

4. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a transferência a montante (TR2) compreende uma roda dentada (T22) integrada ao elemento rotativo a montante (2), pelo fato de que o conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP1; TP2) é montado ao redor de um eixo geométrico (A31; A3) de um eixo secundário (31; 3), e pelo fato de que a transferência a jusante (TR3) compreende uma roda dentada (T23) montada em volta do eixo geométrico (A2) do elemento rotativo a montante e conectada, de preferência, por uma corrente (T62) ou por um pinhão intermediário, a uma roda dentada (T53) integrada ao elemento rotativo a jusante (4).

5. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a transferência a montante (TR2) compreende uma roda dentada motriz (T22) integrada rotativamente ao elemento rotativo a montante (2), pelo fato de que o conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP1; TP2) é montado em volta de um eixo geométrico (A31; A3) de um eixo secundário (31; 3) e pelo fato de que a transferência a jusante (TR3) compreende uma roda dentada movida (T33) integrada rotativamente ao eixo secundário ίο (31; 3).

6. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma roda dentada (T33) de uma transferência (TR3) associada a um (TP3) dos conjuntos de engrenagens planetárias montados em volta de um (2) dos eixos mecânicos é integrada rotativamente a um (3) dos eixos mecânicos enquanto é fixa em elemento (S2) do conjunto de engrenagens planetárias (TP2) integrado rotativamente a esse eixo mecânico (3).

7. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20 6, caracterizado pelo fato de que o referido elemento (S2) do conjunto de engrenagens planetárias é um suporte planetário (PS2), cujos planetas (121) são instalados axialmente entre, de um lado, a conexão com o referido outro eixo mecânico (3), e, do outro lado, a referida roda dentada de uma transferência (TR3).

8. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o suporte planetário (PS2) é formado pela referida roda dentada (T33) de uma transferência (TR3) fixada em um flange (72) do referido outro eixo mecânico (3) por pilares (73) que se alternam circunferencialmente com munhões (74) suportando os planetas (121).

9. Dispositivo de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende, entre o elemento rotativo a montante (2) e o elemento rotativo a jusante (4), uma trajetória de força adicional compreendendo um conjunto de engrenagens planetárias adicionais (TPl) axialmente alinhado com um dos dois conjuntos de engrenagens planetárias a jusante (TP2) e a montante (TP3), respectivamente.

10. Dispositivo de transmissão, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os conjuntos de 15 engrenagens planetárias (TP1, TP2, TP3) são montados axialmente entre as transferências de engrenamento (TR1, TR2) associadas aos dois conjuntos de engrenagens planetárias alinhados (TP1, TP2), bem como a transferência (TR3) associada ao terceiro conjunto de engrenagens (TP3).

11. Dispositivo de transmissão, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o referido conjunto de engrenagens planetárias a jusante é um primeiro conjunto de engrenagens planetárias a jusante, pelo fato de que o dispositivo compreende, entre o elemento rotativo a montante (2) e o elemento rotativo a jusante (4), ao menos uma terceira trajetória de força (8c) compreendendo um segundo conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP2), tendo um eixo geométrico (A32) diferente do eixo geométrico (A31, A2) do primeiro conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TPl) e do conjunto de engrenagens planetárias a montante (TP3), o segundo conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP2) sendo montado operativamente em série com uma segunda transferência de engrenamento a montante (TR2) definindo, entre o elemento rotativo a montante (2) e o elemento rotativo a jusante (4), quando o segundo conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP2) está em um estado de acionamento local direto, uma relação de transmissão diferente da definida pelas duas transferências de engrenamento (TR1, TR3) mencionadas acima quando seu respectivo conjunto de engrenagens planetárias (TP1, TP3) está em um estado de acionamento local direto.

12.Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de engrenagens planetárias a jusante é montado em volta de um eixo geométrico (A31) de um primeiro eixo secundário (31), e pelo fato de que o segundo conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP2) é montado em volta de um eixo geométrico (A32) de um segundo eixo secundário (32), o primeiro e o segundo conjuntos de engrenagens planetárias a jusante sendo conectados, ao menos indiretamente, respectivamente ao primeiro e segundo eixos secundários, o primeiro e segundo eixos secundários sendo conectados ao elemento rotativo a jusante (4) por engrenamento (PAI, PA2).

13. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que cada um dentre o primeiro eixo secundário (31) e o segundo eixo secundário (32) compreende um pinhão (PAI, PA2) montado ao longo do respectivo eixo geométrico (A31, A32) do eixo secundário (31,32), os pinhões se engrenando com uma única roda dentada (CDiff) no elemento rotativo a jusante (4).

14. - Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que a primeira transferência a jusante (TRl) e a segunda transferência a jusante (TR2) compreendem uma roda dentada comum (T21, T22) no elemento rotativo a montante (2), se engrenando com dois pinhões movidos (T31, T32), cada um montado ao longo de um respectivo eixo geométrico (A31, A32) do primeiro e segundo conjuntos de engrenagens planetárias a jusante (TP1, TP3).

15. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a roda dentada comum compreende duas dentições de diâmetros diferentes, cada uma se engrenando com um respectivo pinhão movido (T31,T32).

16. - Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que a segunda transferência a jusante (TR2) e uma dentre a primeira transferência a jusante (TRl) e a transferência a montante (TR3) é disposta em dois planos perpendiculares ao eixo geométrico (A2) do elemento rotativo a montante, e o segundo conjunto de engrenagens planetárias a jusante (TP2) é acomodado espacialmente entre esses dois planos.

17. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 9 a 16, caracterizado pelo fato de que os três conjuntos de engrenagens planetárias compreendem: - um conjunto de engrenagens planetárias (TP1), de preferência a jusante, cuja entrada (El) é conectada a uma engrenagem solar (112) e cuja saída (Sl) é conectada a um suporte planetário (PS1), este conjunto de engrenagens sendo capaz de acionamento local direto de modo a produzir uma sexta marcha, e uma redução de marcha pelo travamento de uma coroa (113) para produzir uma segunda marcha; - outro conjunto de engrenagens planetárias (TP2), de preferência a jusante, cuja entrada (E2) é conectada a uma coroa (123) e cuja saída (S2) é conectada a um suporte planetário (PS2), este conjunto de engrenagens sendo capaz de acionamento local direto para produzir uma quinta marcha, e uma redução de marcha pelo travamento de uma engrenagem solar (122) para produzir uma terceira marcha; e - um conjunto de engrenagens planetárias (TP3) adicional, de preferência a montante, cuja entrada (E3) é conectada a uma engrenagem solar (142) e cuja saída (S3) é conectada a um suporte planetário (PS4), este conjunto de engrenagens adicional sendo capaz de acionamento local direto de modo a produzir uma quarta marcha, e uma redução de marcha pelo travamento de uma coroa (143) para produzir uma primeira marcha; as relações de transmissão sendo cada vez maiores da primeira à sexta marcha.

18. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que um (TP3) dos conjuntos de engrenagens planetárias compreende ao menos dois conjuntos de engrenagens epicíclicas tendo uma entrada comum (E3) e uma saída comum (S3).

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que um primeiro (131 a 133) dos conjuntos de engrenagens epicíclicas possui um suporte planetário (PS3) livre em relação à entrada comum (E3) e à saída comum (S3) e capaz de ser imobilizado em relação à estrutura por meio de um dos meios de acoplamento seletivo (BR) de modo a produzir uma marcha à ré, um segundo (141 a 143) desses conjuntos de engrenagens epicíclicas tendo um suporte planetário (PS4) conectado constantemente à uma (S3) da referida entrada e saída comuns, o referido um dos conjuntos de engrenagens planetárias sendo capaz de produzir, em adição à marcha à ré, duas marchas dianteiras, cada uma pela ativação de um respectivo (BR1, C4) meio de acoplamento seletivo.

20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o referido um dos conjuntos de engrenagens planetárias é o conjunto de engrenagens planetárias a montante (TP3), o primeiro e o segundo conjunto de engrenagens epicíclicas possuem engrenagens solares (132, 142) conectadas à entrada comum (E3) e integradas ao elemento rotativo a montante (2), o suporte planetário (PS4) do segundo conjunto de engrenagens epicíclicas sendo conectado constantemente à saída comum (S3) e a uma coroa (133) do primeiro conjunto de engrenagens epicíclicas.

21. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que um dos conjuntos de engrenagens planetárias compreende uma engrenagem solar (131) conectada à entrada (E3), uma coroa (133) conectada à saída (S3) e um suporte planetário (PS3) capaz de ser travado seletivamente para produzir uma marcha à ré.

22. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que os eixos geométricos de dois dos conjuntos de engrenagens planetárias são substancialmente paralelos, e pelo fato de que esses dois conjuntos de engrenagens planetárias são mutuamente alinhados de forma aproximadamente perpendicular a seus eixos geométricos.

23. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos conjuntos de engrenagens planetárias (TP1; TP2; TP3) compreende um conjunto de engrenagens epicíclicas, compreendendo: - um suporte planetário (PS1; PS4; PS3) conectado constantemente, ao menos indiretamente, a um primeiro (4) dos elementos rotativos a montante e a jusante, e capaz de ser conectado seletivamente, ao menos indiretamente, ao segundo (2) dos referidos elementos rotativos a montante e a jusante por um (C6; C4; C5) dos meios de acoplamento seletivo, criando assim um acionamento local direto; - uma engrenagem solar (112; 122; 142) e uma coroa (113; 123; 143), dos quais uma (112; 123; 142) é conectada constantemente ao referido segundo elemento rotativo (2); e das quais a outra (113; 122; 143) pode ser conectada seletivamente à estrutura (1) por um (B2; BRl; B3) dos meios de acoplamento seletivo.

24.Dispositivo, de acordo com uma das 15 reivindicações 1 a 23, caracterizado pelo fato de que cada relação de transmissão é produzida fechando um único meio de acoplamento seletivo de um dos conjuntos de engrenagens planetárias (TP1, TP2 e TP3) e colocando ou mantendo, em um estado aberto, os outros meios de acoplamento seletivo do dispositivo de transmissão.

25.Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de que os meios de acoplamento seletivo (BRl a B3, C4 a C6, BR) são do tipo progressivo e são capazes de assegurar a adaptação progressiva entre a velocidade de rotação do motor do veículo e a velocidade do veículo, em particular para colocar o veículo em movimento a partir da posição imóvel por pelo menos um dos meios de acoplamento seletivo.

26.Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pelo fato de que os conjuntos de engrenagens planetárias (TP1 a TP3) e as transferências (TRl a TR3) são constantemente engrenados.

27. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 26, caracterizado pelo fato de que a menor das relações obtidas pelos acionamentos locais diretos (C4, C5, C6) é maior do que a maior das relações obtidas pelo acoplamento seletivo (BR, BRl, B2, B3) entre a estrutura (1) e um elemento de um conjunto de engrenagens planetárias.