PT95132A

PT95132A - Mecanismo redutor para articulacao sem folga utilizavel noemeadamente para a regulacao de diversas partes de um veiculo automovel

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Publication number: PT95132A
Application number: PT95132A
Authority: PT
Original assignee: Cousin Freres Srl Ets
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1990-08-29
Publication date: 1992-04-30
Also published as: JPH03118006A; FR2651185A1; PL286618A1; ZA906701B; ES2042245T3; KR910004394A; ATE91327T1; CN1059122A; JP2823670B2; AU6197690A; DE69002141T2; EP0415820B1; DE69002141D1; DD297371A5; FR2651185B1; IE903144A1; EP0415820A1; CA2023159C; CA2023159A1; BR9004123A

Description

D-363 "MECANISMO REDUTOR PARA ARTICULAÇAO SEM FOLGA UTILIZÁVEL NOMEADAMENTE PARA A REGULAÇÃO DE DIVERSAS PARTES DE UM BANCO DE VEICULO AUTOMOVEL" para que ETS. COUSIN FRERES pretende obter privilégio de invenção em Portugal. É já conhecido, nomeadamente através da Patente FR - A -- 2 624 239, pertencente à requerente, um mecanismo redutor para articulações baseado na utilização de dois trens planetários imbricados cujo objectivo é evitar, na medida do possível, as folgas inerentes, por um lado às tolerâncias de fabrico er por outro lado, ao desgaste no decurso do funcionamento.

Este dispositivo anterior compõe-se de duas falcas, sendo uma fixa e a outra móvel, dotadas cada uma de um denteado interior, fixadas por diversos meios, uma (a falca fixa) numa armação do assento do banco e a outra (a falca móvel) na parte inferior da armação do encosto.

Esta caixa, assim constituída, contem interiormente quatro satélites que compreendem, cada um, dois denteados exteriores dispostos de ambos os lados de uma projecção cilíndrica e coaxial relativamente aos denteados. 0 primeiro denteado de cada satélite é concebido para engrenar simultaneamente no denteado de uma das falcas e num carrete solto elástico normalmente colocado no centro da caixa acima definida. 0 segundo denteado de cada satélite é concebido para engrenar com o denteado da outra falca e simultaneamente com um carrete de comando colocado no centro e autocentrado pelos denteados destes satélites. 0 carrete de comando destina-se a ser ligado ao órgão de arrastamento previsto para efectuar a regulação angular entre as duas falcas, quer seja por meio de um comando manual, quer seja por meio de um motor que pode ser eléctrico, pneumático ou outro.

Finalmente encontra-se neste conjunto uma peça porta-satélites elástica que é simplesmente destinada a posicionar os satélites e a bloquear os denteados destes nas respectivas coroas solidárias com uma das falcas fixa ou móvel. 0 modo de realização acima proposto, se traz uma solução aceitável ao problema das folgas tal como definido no preâmbulo apresenta, no entanto, dois inconvenientes principais. -3- D-363

Para começar, o porta-satélites, se for concebido suficientemente flexível e elástico para recuperar as tolerâncias de fabrico, é então insuficientemente rígido e resistente para aceitar esforços importantes e deformasções que lhe são impostas quando se aplicam cargas elevadas ao mecanismo (binário importante entre as duas falcas e vice-versa). Resulta daí uma determinada deterioração do sistema de recuperação de folga quando de uma utilização esforçada do mecanismo.

Além disso, quando em funcionamento, estes mecanismos apresentam, em geral, sensações "granulosas" ao órgão de comando e, por vezes, mesmo esticões devido ao facto de o órgão porta-satélites placar, permanentemente, os denteados dos satélites nos denteados das falcas, tornando assim desagradáveis e mesmo quase prejudiciais todos os fenómenos cíclicos de passagem dos dentes.

Perante estes factos, procedeu-se a novos estudos que revelaram que se podia, através de meios de fabrico mais simples e de montagem mais fácil, resolver os inconvenientes acima mencionados, permitindo um fabrico seguro, menos dispendioso, dando um resultado mais fiável em qualquer caso.

De acordo com o presente invento, o mecanismo redutor para articulações sem folga, utilizável nomeadamente para a regulação de diversas partes de um banco de veículo -4- D-363 automóvel, compreende duas falcas, uma das quais fixa e a outra móvel, possuindo cada uma interiormente um denteado circular; estes dois denteados interiores que podem ser diferentes, estão dispostos em diâmetros próximos e delimitam deste modo uma pequena caixa que contem, pelo menos três satélites que apresentam, cada um, dois denteados exteriores dispostos de ambos os lados de uma projecção cilíndrica chamada cabeção, engrenando o primeiro denteado de cada satélite com o denteado de uma das falcas e o segundo denteado de cada satélite com o denteado da outra falca e com um carrete motor, flutuante em relação às falcas e calçado num veio de comando, caracterizando-se este mecanismo por cada satélite apresentar no seu eixo central uma projecção cilíndrica (interior ou exterior) destinada a centrar-se e reagir numa projecção cilíndrica complementar (respectivamente exterior ou interior) prevista numa peça porta-satélites em forma de estrela que apresenta, pelo seu material e pela sua concepção, uma elasticidade suficiente para placar constantemente os denteados dos satélites no denteado da sua falca respectiva, permitindo assim recuperar as folgas inerentes ao fabrico deste tipo de mecanismo e permitindo igualmente absrover sem deterioração as sobrecargas que podem aparecer, por exemplo, no decorrer da utilização do mecanismo redutor como articulação de banco de um veículo automóvel.

De acordo com uma outra característica do presente invento, -5- D-363 coloca-se, de preferência na pequena caixa, duas peças porta--satélites em estrela, uma contra cada face lateral dos satélites, isto para repartir melhor os esforços nestes satélites.

De acordo com uma outra característica do presente invento, este mecanismo redutor autoprotege-se quando se encontra sob uma forte carga, devido ao facto de o diâmetro dos cabeções dos satélites ser calculado de maneira a que estes entrem em contacto e reajam entre si quando o mecanismo redutor é submetido a uma forte carga, protegendo assim os porta--satélites em estrela de qualquer contracção e deformação prejudicial e aumentando assim a resistência do mecanismo.

Além disso, diversas outras características do ivento ressaltarão da descrição pormenorizada que se seque. A titulo de exemplos não limitativos, estão representadas nos desenhos anexos formas de realização do objecto do invento.

Figâ. 1 é uma vista de frente de um mecanismo redutor para articulações, do lado da falca móvel (ver linha I-I da figura 2).

Fig*. 2 é um corte diametral do mecanismo redutor para uma articulação completamente montada.

Fig*. 3 é um corte segundo a linha III-III da figura 2.

Fig*. 4 é um corte segundo a linha IV-IV da figura 2, estando a falca móvel representada apenas parcialmente.

Fig*. 5 é uma vista correspondente à figura 4, estando montado o segundo porta-satélites.

Fig*. 6 ilustra em plano uma das peças porta-satélites.

Fig*. 7 é um corte segundo a linha VII-VII da figura 6.

Fig*. 8 é um plano ilustrando um dos lados de um satélite.

Fig*. 9 é um corte segundo a linha IX-IX da figura 8.

Fig*. 10 é um plano de um satélite, visto do lado oposto ao da figura 8.

Fig*. 11 é um plano do carrete de comando.

Fig*. 12 é um corte segundo a linha XII-XII da figura 11.

Fig*. 13 é uma vista em corte diametral de uma outra forma de realização da ligação satélite/porta-satélites. -7- D-363

Como se pode notar através das figuras 1 e 2, o mecanismo redutor para articulações compõe-se essencialmente de uma falca fixa 1 que pode ser montada na armação de um assento de banco por meio de diversos órgãos de fixação 2 dispostos num ângulo de 120a, uns em relação aos outros, e compreendendo muitas vezes entre estes órgãos de fixação 2 protuberâncias, não representadas no desenho, igualmente dispostas num ângulo de 120a, umas em relação às outras e num ângulo de 60a relativamente aos órgãos de fixação para a manutenção perfeita da falca fixa 1 na armação do assento. A falca móvel 3 é mantida na falca fixa 1, de um modo já conhecido, por meio de um aro engastado 4 de modo a permitir a rotação da falca móvel 3 em frente da falca fixa 1.

Interiormente, a falca fixa 1 compreende um denteado circular 5 e a falca móvel 3 um denteado circular interior 6.

Por outro lado esta constituição é corrente e não necessita de explicações suplementares.

Estão previstos, no centro da falca fixa 1 e no centro da falca móvel 3, orifícios 7, 8 para a passagem do veio de comando 9 que arrasta em rotação o carrete motor 10 (ver igualmente a figs. 3).

Impõem-se duas observações: -8- D-363 a) o veio de comando 9 é poligonal, como se vê perfeitamente na figura 3, de modo a permitir um arrastamento sem folga do carrete motor 10, mas poderia perfeitamente realizar-se esta ligação por meio de um outro tipo de construção. b) este veio 9 pode ser prolongado, do lado interior do banco, de modo a receber um comando motriz do tipo motor eléctrico ou outro e igualmente a junção com a outra articulação colocada no outro lado do banco no caso de o banco ser dotado de dois mecanismos redutores de articulação.

Pode igualmente prever-se um prolongamento, do lado externo (do lado da falca móvel 3) do veio de comando 9 para que este receba um comando manual tal como um botão de accionamento de um modo igualmente já conhecido.

Finalmente os órgãos de fixação 11 estão montados num circulo mediano da falca móvel 3 para ligá-lo à base da armação do encosto do banco em questão.

Tal como para o assento, podem igualmente prever-se protuberâncias ou projecções de centagem entre os órgãos de fixção 11 dispostos segundo um ângulo de 120=, uns em relação aos outros. É evidente que as projecções estão repartidas no mesmo circulo a 60a dos órgãos de fixação 11. -9-. D-363

Devido à forma particular das falcas fixa 1 e móvel 3, vê-se facilmente que quando estes dois elementos estão montados um no outro a centragem da falca móvel 3 que se efectua pela colocação no seu lugar desta última num recorte circular la da falca fixa 1, sendo assim delimitado um espaço livre central destinado a conter quatro satélites 15 dispostos segundo um ângulo de 90a, uns em relação aos outros e que são realizadas como mostram as figuras 8, 9 e 10 por um corpo central cilíndrico 16 que apresenta, na zona mediana uma projecção cilíndrica ou cabeção 17 centrada relativamente aos denteados 18, 19.

Os quatro satélites são idênticos e apenas podem diferenciar--se as suas cotas através do fabrico. 0 carrete motor 10 (ver figura 11 e 12) apresenta um denteado 10a destinado a cooperar, de um modo facilitado, com os denteados 18 dos satélites 15.

Tal como já se indicou anteriormente, a colocação deste carrete motor 10 no veio de comando 9 é aqui efectuada por meio de uma abertura poligonal, bem visível na figura 11. Assegura-se assim uma melhor tomada de arrastamento do carrete motor 10.

Finalmente, no interior do espeço delimitado pelas duas falcas fixa 1 e móvel 3 encontram-se dois porta-satélites 20 -10-

D-363 em estrela e que são constituídos por um metal resistente e suficientemente elástico, em geral um aço com elasticidade, de boa qualidade visto ser utilizado com pouca espessura mas suficiente para resistir aos esforços e tensões requeridos.

Como se mostra claramente na figura 6, o porta satélites 20 compõe-se de quatro braços 20a, 20b, 20c, 20d, apresentando cada braço no seu centro uma protuberância 21 voltada para o interior e destinada a servir de eixo de rotação a cada um dos satélites 15. Os braços 20a, 20b, 20c, 20d do porta--satélites 20 em estrela são separados por recortes profundos 22 talhados nos alargamentos 23 de modo a dar uma flexibilidade suficiente a cada porta-satélites 20 em estrela com a finalidade de lhes permitir armazenar suficiente energia elástica devido a uma prévia contracção de montagem, e de poder assim placar eficientemente os denteados dos satélites nos denteados das falcas. Estes recortes profundos 22 permitem também assegurar uma determinada independência entre cada um dos braços 20a, 20b, 20c, 20d e aceitar melhor eventuais variações de cotas entre os satélites 15 ou eventuais defeitos de cilindricidade dos dentedaos das falcas 1 e 3.

Quando o mecanismo redutor para articulações está montado como se representou nas figuras 1 e 2 e se deseja fazer variar a posição do encosto do banco em questão relativamente ao assento, provoca-se, através dos meios atrás indicados, o -11 D-363 arrastamento do veio de comando 9 que arrasta o carrete 10. O movimento é então transmitido aos satélites duplos 15 que, de um modo em si conhecido, provocam a rotação da falca móvel 3 relativamente à falca fixa 1 com o coeficiente de redução determinado pela escolha do número de dentes dos diferentes denteados. 0 esforço dos porta-satélites 20 nos satélites 15 exerce-se na zona central cilíndrica 16 destes satélites de um modo contínuo. Esta disposição permite, portanto, dar aos cabeções 17 a função de proteger os porta-satélites 20 quando o mecanismo é solicitado por um binário importante entre as duas falcas fixa e móvel 1, 3. Isto é impossível com o mecanismo anteriormente referido, visto que os cabeções exteriores dos satélites estão, neste caso, directamente em relação com o sistema porta-satélites elástico.

Com efeito, em função do ângulo de pressão dos denteados (geralmente formando um círculo), quando se aplica um binário à falca móvel 3 do mecanismo, surge nos satélites 15 uma componente de esforço radial (para o centro) contrária ao esforço de impulso do porta-satélites 20. Ora, este porta-satélites deve, em resultado da sua função, ser suficientemente flexível para aceitar as variações de cotas devidas às inevitáveis tolerâncias de fabrico e esta componente de esforço era responsável no mecanismo antigo pela destruição do mecanismo porta-satélites. -1 D-363

De acordo com o presente invento, para não destruir nem deformar de maneira permanente os porta-satélites 20 sob fortes solicitações do mecanismo, as projecções cilíndricas 17 ou cabeções exteriores dos satélites possuem um diâmetro tal que reagem entre si sob fortes cargas e isto bastante antes que os limites de deformação e as contracções mecânicas admissíveis dos porta-satélites elásticos sejam atingidas. Isto está ilustrado na figura 4 onde se pode ver a folga J entre os cabeções. Esta folga é pequena quando o mecanismo não é fortemente solicitado e torna-se nula quando a carga na falca móvel 3 se torna importante e ultrapassa um determinado valor.

Uma tal disposição permite aumentar consideravelmente a duração dos porta-satélites que conservarão assim a sua eficácia, quaisquer que sejam as solicitações impostas ao mecanismo, mas permite também aumentar a duração global do mecanismo porque, reagindo entre si, as projecções cilíndricas impedem que os denteados dos satélites se soltem dos denteados das falcas. Esta disposição permite, por outro lado, limitar a flecha susceptível de ser medida sob um binário importante na falca móvel. Para este mecanismo sem folga, fala-se então de rigidez.

Notar-se-á, portanto que, segundo o presente invento, os porta-satélites 20 são concebidos de modo a apresentar uma tensão suficiente para efectuar a recuperação das folgas sob -13- D-363 as cargas correspondentes à aplicação desejada do produto e apresentar uma flexibilidade suficiente para aceitar e compensar as tolerâncias de fabrico. Estes porta-satélites podem, por exemplo, ser efectuadas no aço flexível liso e as projecções cilíndricas machos serem então obtidas por encurvamento.

Na figura 13 representou-se uma variante possível para a ligação entre os satélites 15 e os porta-satélites 20. Esta variante pode ser interessante para determinados processos de fabrico, por exemplo se os satélites forem fabricados por extrusão. Como se vê na figura 13, os satélites 15 não possuem orifícios centrais mas apresentam, cada um, duas projecções cilíndricas machos 24 e 25 centradas em relação aos denteados e que tomam posição e actuam nos orifícios cilíndricos 26 praticados nos porta-satélites 20 em vez das precedentes protuberâncias 21.

Para concluir e tendo em vista remediar os fenómenos cíclicos de passagem dos dentes, foi previsto que a combinação do número de dentes dos diferentes denteados seja escolhida de modo a evitar que as diferentes engrenagens se efectuem em fase e dêm origem a sensações desagradáveis amplificadas pela acção dos porta-satélites.

Com efeito, para asegurar esta disposição, o número de dentes dos denteados das falcas deve ser tal que o máximo divisor D-363 -1 comum entre o produto do número de dentes das falcas l, 3 e o número de satélites 15 seja normalmente igual a 1 (unidade). Nas figuras 3 e 4 em que a escolha do número de dentes é bem colocada em evidência, verifica-se que efectivamente as engrenagens não se efectuam em fase para evitar assim a criação de pontos duros ou esticões.

Claims

D-363 -15r

S - -REIVINDICAÇOE Ia.- Mecanismo redutor para uma articulação sem folga utilizável nomeadamente para a regulação de diversas partes de um banco de veiculo automóvel que compreende duas falcas, uma fixa (1), a outra móvel (3) possuindo, cada uma, interiormente um denteado circular (5, 6) que pode ser diferente um do outro mas disposto em diâmetros próximos, delimitando assim uma pequena caixa que contem, pelo menos, três satélites (15) apresentando, cada um, dois denteados exteriores (18, 19) dispostos de ambos os lados de uma projecção cilíndrica (17) chamada cabeção, engrenando o primeiro denteado de cada satélite com o denteado de uma das falcas e o segundo denteado de cada satélite com o denteado da outra falca e com um carrete motor (10), flutuante em relação às falcas (1, 3) e escorada num veio de comando (9), caracterizado por cada satélite (15) apresentar no seu eixo central uma projecção cilíndrica (16) interior ou exterior, destinada a ser centrada e reagir numa projecção cilíndrica complementar (21) (respectivamente exterior ou interior) prevista numa peça porta-satélites (20) em forma de estrela que apresenta, pelo seu material e pela sua concepção, uma elasticidade suficiente para placar constantemente os denteados dos satélites no denteado da sua falca respectiva, permitindo assim recuperar as folgas inerentes ao fabrico deste tipo de mecanismo e permitindo igualmente absorver sem deterioração as sobrecargas que podem surgir, por exemplo, no -16 D-363 decorrer da utilização do mecanismo redutor como articulação de banco de um veículo automóvel.
2*.- Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o diâmetro dos cabeções (17) dos satélites (15) ser calculado de maneira a que estes cabeções (17) entrem em contacto e reajam entre si guando o mecanismo redutor é submetido a fortes cargas, protegendo assim o porta-satélites (20) de qualquer contracção prejudicial e aumentando assim a resistência do mecanismo impedindo que os deneteados (18, 19) se soltem dos denteados (5, 6) das falcas (1, 3).
3*.- Mecanismo, de acordo com (qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de, para remediar os fenómenos ciclicos de passagem dos dentes que dão origem a sensações desagradáveis, pontos duros ou esticões, amplificadas pela acção dos porta-satélites (20) elásticos, ter sido previsto que a combinação do número de dentes dos diferentes denteados seja escolhida de maneira a evitar que as diferentes engrenagens se efectuem em fase, isto é, que o número de dentes dos denteados (5, 6) das falcas (1, 3) seja escolhido de tal modo que o máximo divisor comum entre o produto do número de dentes das falcas (1, 3) e o número de satélites (15) seja igual a 1 (unidade).
4*.- Mecanismo, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a -17- D-363 3, caracterizado por o porta-satélites (20) ser composto de braços (20a, 20b, 20c...)/ cujo número é igual ao número de satélites (15), que apresentam, cada um, uma protuberância (21) voltada para o interior, destinada a servir de eixo de rotação a cada um dos satélites (15) posicionando-se num cavado cilíndrico (16) previsto em cada satélite (15) e que são separados por recortes profundos (22) talhados nos alargamentos (23) de modo a proporcionar uma flexibilidade suficiente a cada porta-satélites (20) com a finalidade de permitir a estes porta-satélites armazenar suficiente energia elástica, graças a uma prévia contracção de montagem e de poder assim picar eficazme,nte os denteados dos satélites (15) nos denteados das falcas (1, 3), assegurando uma determinada independência entre cada um destes braços (20a, 20b, 20c...) e aceitando assim melhor eventuais variações de cotas entre os satélites (15) ou eventuais defeitos de clindricidade dos denteados (5, 6) das falcas (1, 3).
5*.-Mecanismo, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por cada satélite (15) estar posicionado e ser colocado em contracção nos denteados (5, 6) das falcas (1, 2) por duas peças porta-satélites (20) em estrela colocados na pequena caixa, uma contra cada face lateral dos satélites (15) a fim de melhor repartir os esforços nestes satélites.
6*.- Mecanismo, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a -18- D-363 5, caracterizado por cada estrela (20) ser realizada por engastamento e recorte num material elástico flexível, tal como o aço elástico.
7*.- Mecanismo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os satélites (15) não possuírem orifício central (16), mas possuir cada um dos satélites duas projecções cilíndricas machos (24, 25) centradas em relação aos denteados (18, 19) e que vêm posicionar-se e reagir nos orifícios cilíndricos (26) realizados nos porta-satélites (20) em vez das precedentes protuberâncias (21). Lisboa

V