BRPI0801435B1

BRPI0801435B1 - caixa de transmissão por caixa de satélites

Info

Publication number: BRPI0801435B1
Application number: BRPI0801435A
Authority: BR
Inventors: Magistrali Ballester Adriano; Flores Braum Ballester José
Original assignee: Magistrali Ballester Adriano; Jose Flores Braum Ballester
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2020-06-09
Also published as: WO2009152590A8; EP2286113A4; WO2009152590A1; EP2286113B1; BRPI0801435A2; EP2286113A1; US20110105271A1

Abstract

caixa de transmissão por caixa de satélites é uma caixa de transmissão mecânica (1), composta por uma ou mais caixas de satélites (2) ligadas à entrada (3) e saída (4) por engrenagens (5), sendo a inversão do sentido, acréscimo ou decréscimo de rotação das caixas de satélites (2) ocasionados por engrenagens (6) ligadas às mesmas, acionadas ou por motor elétrico ou por outro tipo de incremento de rotação mecânica, controlado por um microprocessador, programado com algoritmos para cada uma das posições da caixa (frente, ponto morto e ré), que controla o motor elétrico e aciona as engrenagens (6), definindo o sentido e velocidade de rotação acréscimo, decréscimo ou a inversão de rotações das caixas de satélites (2), obtendo movimentos de redução e multiplicação progressivos.

Description

CAIXA DE TRANSMISSÃO POR CAIXA DE SATÉLITES

Setor tecnológico da invenção

[001] A presente invenção pertence, de maneira geral, ao setor tecnológico de caixas de transmissão e se refere, de modo mais específico, a uma caixa de transmissão concebida para variar as rotações entre a entrada (rotação do motor) e a saída (diferencial, eixo cardã ou rodas), por intermédio de caixa de satélites e engrenagens, sendo destinada ao uso em automóveis, motocicletas, caminhões, ônibus e todo e qualquer equipamento que possua uma caixa de velocidades entre o motor e a saída de rotação, compreendendo também máquinas e equipamentos industriais, como tornos mecânicos e similares.

Estado da técnica

[002] O estado da técnica deste setor tecnológico compreende, basicamente, três tipos principais de caixas de marchas convencionais: a caixa de marcha manual, a caixa de marcha automática e a CVT toroidal. A finalidade destas caixas é permitir que a relação de transmissão entre o motor e as rodas de acionamento mude à medida que a velocidade do carro aumenta ou diminui.

[003] A caixa de marcha manual (geralmente com cinco velocidades) e a caixa de marcha automática, em que a troca de marchas é feita por fluido hidráulico, apresentam relações de marchas fixas. A troca de marchas visa fazer com que o motor mantenha-se abaixo do limite e próximo da faixa de rpm de sua melhor performance, ou seja, visa obter o melhor aproveitamento do torque do motor para uma determinada condição. Todas as diferentes relações de marchas que a caixa pode produzir são obtidas pela combinação de engrenagens.

[004] A CVT toroidal (transmissão continuamente variável) não apresenta uma caixa de mudança com um número fixo de marchas, trabalha com uma variação contínua de velocidade e opera por intermédio da fricção entre dois ou mais discos de diferentes diâmetros, que permitem

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2/6 a variação de infinitos valores entre a marcha mais alta e a marcha mais baixa (sem degraus discretos e mudanças de marchas como ocorre com as anteriores).

[005] Todas estas caixas convencionais apresentam problemas e deficiências. No que se refere às caixas de marchas fixas (mecânica e automática), o principal problema decorre das trocas de marchas com aceleração e desaceleração do motor, o que gera consumo de combustível e desgaste constante dos componentes. Estas caixas necessitam do uso de mecanismos complexos para as diferentes marchas (à frente, ponto morto e marcha à ré), bem como do uso de embreagem. No que se refere à CVT toroidal, além de utilizar também mecanismos complexos para as três posições, apresenta graves problemas de desgaste, consequência de funcionar pela fricção entre discos, necessitando do uso de lubrificantes especiais.

Novidade e objetivos da invenção

[006] A invenção revelada no presente relatório descritivo se refere a uma caixa de velocidades inovadora, que emprega uma nova concepção para variar a relação de marchas, obtida através de uma ou mais caixas de satélites ligadas entre a entrada de rotação e a saída de rotação. Através deste conjunto de engrenagens, pode-se usar a rotação de entrada para alterar a rotação de saída, encontrando a rotação ideal do motor e a velocidade para maior economia de combustível e menor desgaste do motor.

[007] A presente invenção objetiva proporcionar a obtenção de relações de velocidades variáveis de forma contínua (sem troca de marchas), através de uma transmissão adaptável a qualquer tipo de motor (de combustão ou elétrico), que elimina o uso de embreagem e a existência de mecanismos complexos para a seleção de movimento à frente, ponto motor e de marcha à ré.

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[008] Outros objetivos a serem alcançados pela presente invenção são a diminuição do número de peças necessárias para a fabricação da transmissão, a simplificação do manuseio pelo usuário (uma vez que elimina a troca de marchas e a utilização da embreagem), eliminação da utilização de correias, discos ou polias, assim como de lubrificantes especiais, diminuição do volume ocupado pela transmissão, redução do peso da mesma e do custo de fabricação.

Descrição detalhada dos desenhos

[009] A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma será explicada de forma mais clara, concisa e suficiente para permitir sua reprodução, tendo como base os desenhos anexos abaixo listados, que ilustram e subsidiam o seguinte:

Figura 1 vista superior da caixa de transmissão proposta e revelada no presente relatório descritivo;

Figura 2 vista perspectiva de uma caixa de satélites e engrenagens associadas;

Figura 3 desenho esquemático do funcionamento geral da caixa de transmissão objeto do presente relatório descritivo, em que são representados a terceira planetária (A), a primeira caixa de satélites (B), a primeira planetária (C), a segunda caixa de satélites (D) e a segunda planetária (E), que transmite o movimento para as rodas;

Figura 4 desenho esquemático do funcionamento da caixa de transmissão em ponto morto;

Figura 5 desenho esquemático do funcionamento da caixa de transmissão em marcha à ré;

Figura 6 desenho esquemático do funcionamento da caixa de transmissão em marcha para frente;

Figuras 7 a 9 gráficos comparativos de uma caixa de mudança convencional e de uma caixa de transmissão do presente pedido.

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Descrição detalhada da invenção

[0010] Conforme pode ser inferido das Figuras 1 e 2 anexas, a invenção proposta é uma caixa de transmissão mecânica (1), composta por uma ou mais caixas de satélites (2) ligadas à entrada (3) e à saída (4) por engrenagens (5), sendo a inversão do sentido e o acréscimo ou decréscimo de rotação das caixas de satélites (2) ocasionados por engrenagens (6) ligadas às mesmas, acionadas ou por motor elétrico (não representado) ou por outro tipo de incremento de rotação mecânica (tal como a rotação proveniente do motor ou da saída).

[0011] O controle da caixa de transmissão (1) será preferencialmente realizado por um microprocessador, programado com algoritmos para cada uma das posições da caixa (marcha à frente, ponto morto e marcha à ré) e que controla o motor elétrico e aciona as engrenagens (6), definindo o sentido e a velocidade de rotação, acréscimo, decréscimo ou a inversão de rotações das caixas de satélites (2), obtendo movimentos de redução e multiplicação progressivos.

[0012] A Figura 3 ilustra, de modo esquemático, o funcionamento geral da invenção. A terceira planetária (A) recebe a entrada de rotação do motor. A título de exemplo, uma volta no sentido horário. A primeira caixa de satélites (B) é movimentada pela engrenagem externa e controla todo o sistema de transmissão. Deste modo, se o sistema da primeira caixa de satélites (B) ficar parado, a primeira planetária (C) gira em sentido anti-horário. Se o sistema da primeira caixa de satélites (B) gira meia volta no sentido horário, o movimento da primeira planetária (C) é nulo. Se o sistema da primeira caixa de satélites (B) gira uma volta completa no sentido horário, a primeira planetária (C) dá duas voltas no sentido anti-horário. O sistema da segunda caixa de satélites (D) funciona de modo análogo ao sistema da primeira caixa de satélites (B), influenciando a segunda planetária (E) que determina o movimento que será transmitido para as rodas.

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[0013] A Figura 4 ilustra o funcionamento do ponto morto. Nesse exemplo, a terceira planetária (A), que recebe a rotação proveniente do motor, dá uma volta completa no sentido horário. A primeira caixa de satélites (B), cujo movimento é controlado externamente por uma engrenagem, gira somente meia volta no sentido horário e, como consequência, a primeira planetária (C) fica parada, o sistema da segunda caixa de satélites (D) fica parado (pois não recebe nenhum movimento da primeira planetária (C)) e a segunda planetária (E) também fica parada, não transmitindo nenhum movimento para as rodas.

[0014] A Figura 5 ilustra o funcionamento da marcha à ré. Novamente, a título de exemplo, é convencionada uma volta no sentido horário para a terceira planetária (A). A primeira caixa de satélites (B) gira somente meia volta no sentido horário; a primeira planetária (C) gira somente a parte comandada pela primeira caixa de satélites (B). A segunda caixa de satélites (D) fica parada e inverte a rotação da segunda planetária (E), que gira em sentido anti-horário e fornece rotação para a marcha à ré.

[0015] A Figura 6 ilustra o funcionamento da aceleração para a frente. A terceira planetária (A) gira no sentido horário. A primeira caixa de satélites (B) gira no sentido horário decrescente e provoca movimento progressivo crescente da primeira planetária (C). A segunda caixa de satélites (D) gira no sentido horário decrescente e a segunda planetária (E) tem movimento no sentido horário crescente.

[0016] As Figuras 7 a 9 comparam a invenção proposta a uma caixa convencional e comprovam a maior economia da invenção ora apresentada.

[0017] Na Figura 7 são apresentadas a RPM e a velocidade de uma transmissão convencional em relação aos mesmos dados para a invenção.

[0018] Na Figura 8 são colocados apenas os dados da transmissão convencional.

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[0019] Na Figura 9 são expostos apenas os dados da invenção.

[0020] Em transmissões convencionais, vê-se as variações que ocorrem na RPM do motor à medida que a velocidade do veículo aumenta, enquanto que na presente invenção a variação da RPM do motor aumenta de modo contínuo à medida que a velocidade do veículo aumenta. A rotação se estabiliza a um nível constante e sofre uma diminuição posterior até alcançar e manter outro nível constante inferior.

[0021] Tratou-se, no presente relatório descritivo, de uma invenção dotada de aplicação industrial, novidade e atividade inventiva, o que cumpre, portanto, com todos os requisitos determinados por lei para recebimento do privilégio patentário.

Claims

1. Caixa de transmissão (1) por caixa de satélites compreendendo duas caixas de satélites (2) ligadas à entrada (3) e à saída (4) por engrenagens (5), sendo a inversão do sentido e o acréscimo ou decréscimo da velocidade de rotação das caixas de satélites (2) ocasionados por engrenagens (6) ligadas às mesmas e externamente controladas, em que o movimento das engrenagens (6) é controlado por um microprocessador programado com algoritmos específicos para cada engrenagem da caixa de transmissão (1), caracterizada pelo fato de que a rotação de uma primeira caixa de satélites (B) por meio da engrenagem (6) controla todo o sistema de transmissão, em que:

a) um ponto morto é obtido pela rotação da primeira caixa de satélites (B), de modo a não transmitir qualquer movimento ao restante da transmissão;

b) um engrenamento de marcha à ré é obtido pela rotação da primeira caixa de satélites (B), de modo a girar uma primeira planetária (C) de tal maneira que mantenha uma segunda caixa de satélites (D) imóvel para, assim, reverter a rotação de uma segunda planetária (E);

c) um engrenamento para frente é obtido pela rotação da primeira caixa de satélites (B) no sentido horário, em um movimento decrescente que gera um movimento progressivo crescente da primeira planetária (C), de modo que o sistema da segunda caixa de satélites (D) gira no sentido horário em um movimento decrescente e a segunda planetária (E) provê uma rotação crescente no sentido horário.