RO131653B1 - Cutie de viteze pentru turaţii mici ce încorporează schimbător de trepte şi ambreiaj acţionate electronic - Google Patents

Description

RO 131653 Β1

Invenția se referă la o cutie de viteze pentru turații mici, ce încorporează schimbător de trepte și ambreiaj acționate electronic, ca ansamblu de roți dințate care servește la transformarea forței și turației prin schimbarea electronica a diferitelor rapoarte de transmisie numite trepte de viteză, amplificarea cuplului motor, dar și transmiterea în special a mișcării de rotație transversale pe axa longitudinala a ansamblului (pentru dispozitive, agregate sau vehicule), la întreruperea controlată electronic a lanțului motor, lărgirea domeniului de turație cu asigurarea unor performanțe dinamice și de consum energetic mai bun, în vederea înlocuirii cutiilor de viteze cunoscute - cu comandă manuală și/sau electrohidraulică - pentru actualele vehicule, precum și a tuturor instalațiilor și dispozitivelor care beneficiază de aceasta soluție.

Aceste cutii de viteze constau dintr-o carcasă, un ax principal pe care este dispusă o roată de acționare cu ambreiaj acționat electronic, un mecanism de transfer de asemenea comandat electronic ce alunecă pe o glisieră, și un ax secundar de ieșire a mișcării de rotație modificate.

Se cunosc cutiile de viteze mecanice cu comandă manuală, cele mai răspândite, sunt în general un ansamblu de doi arbori pentru pinioane și doi arbori motori din oțeluri speciale înalt aliate, pe care sunt distribuite roți dințate corespunzătoare treptelor de viteză. Cutia de viteze poate modifica rapoartele de transmisie, permite mersul înapoi și funcționarea motorului cu autovehiculul în staționare. Sunt complexe și complicate, sensibile, voluminoase și grele, cer atenție și dexteritate din partea conducătorului.

Se mai cunosc cutii de viteze automate (robotizate), care nu sunt altceva decât niște cutii de viteze mecanice a căror acționare a fost automatizată prin utilizarea unor dispozitive electrohidraulice sau electrice montate în locul timoneriei manetei de viteze, acestea fiind controlate de o centrală electronică. Ambreiajul este, la rândul său, acționat de un dispozitiv similar și comandat de aceeași centrală. Ansamblul intră în funcțiune fără intervenție din partea conducătorului auto, utilizând programe prestabilite de schimbare a treptelor. Marea majoritate a cutiilor de viteze automate permit și comanda manuală, prin padele la volan sau impulsuri înainte - înapoi asupra manetei de selectare.

Se mai cunosc și cutiile automate cu ambreiaj dublu ca o modalitate de îmbunătățire, dar care au în continuare ca principal dezavantaj timpul în care se efectuează manevra: timp global de efectuare a manevrei ce poate fi uneori deranjant de lung, și în plus, avem practic de-a face în acest caz cu un ansamblu ce înglobează două cutii de viteze, fiecare cuplată prin intermediul a câte unui ambreiaj, cu evidente dezavantaje privind masa generală, volum, preț, etc.

Se cunoaște astfel documentul US 5005438 A, care dezvăluie o transmisie cu mai multe viteze cu o utilitate deosebită la biciclete, eliminând complet utilizarea schimbătorului utilizat în mod obișnuit și a cablului flexibil expus și a problemelor de reajustare inerente structurii anterioare, fiind compusă din niște inele concentrice separate care, într-o anumită măsură, funcționează independent unul de celălalt, iar un mecanism de schimbare a treptelor de viteză este astfel conceput încât transmisia nu poate fi deplasată de la o treaptă de viteză la o altă treaptă de viteze, fără a se opri în treapta de viteză dintre ele, acest lucru fiind realizat printr-o relație particulară între un clichet, un împingător, o placă de segment de schimbare și cilindri montate pe placa de segment de schimbare.

Se mai cunoaște și documentul US 20060240919 A1, care dezvăluie o transmisie pentru bicicletă, care include un pinion de antrenare care este rotit de un arborele cotit cu un pinion de transmisie care este dispus în direcția axială și compus dintr-o multitudine de pinioane cu diferite diametre exterioare, un lanț este înfășurat în jurul pinioanelor de transmisie cu un mecanism de schimbare pentru deplasarea lanțului între grupul pinionului de transmisie iar un ghid de aliniere este situat între pinionul de antrenare și pinionul de transmisie pentru a alinia o parte stagnantă a lanțului.

RO 131653 Β1

De asemenea mai este cunoscut și documentul RO 115346 B care dezvăluie un 1 mecanism destinat acționării bicicletelor, alcătuit dintr-o transmisie planetară montată pe axa pedalier a bicicletei, prin intermediul unui port-satelit, solidarizat cu axa, transmisia planetară 3 fiind comandată de un dispozitiv de frânare, care acționează un tambur de frână și asigură transformarea progresivă într-o transmisie planetară, simplă, mono-mobilă, la frânarea cu 5 o forță de frânare valabilă a unei roți centrale și într-o transmisie sincronă, cu raport de transmisie unitar la deblocarea totală a roții centrale și cuplarea altei roți centrale și a unor 7 roți satelit printr-un cuplaj uni-sens.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția, este aceea că, prin utilizarea cutiei de 9 viteze pentru turații mici, ce încorporează schimbător de trepte și ambreiaj acționate electronic, ca ansamblu de roti dințate care servește la transformarea forței si turației prin 11 schimbarea electronică a diferitelor rapoarte de transmisie, amplificarea cuplului motor, dar și transmiterea în special a mișcării de rotație transversale pe axa longitudinală a 13 ansamblului (pentru dispozitive, agregate sau vehicule), la întreruperea controlată electronic a lanțului motor (cinematic), în final lărgirea domeniului de turație, cu asigurarea unor 15 performante dinamice și de consum energetic mai bun.

Cutie de viteze pentru turații mici, ce încorporează schimbător în trepte și ambreiaj 17 acționate electronic, conform invenției, este alcătuită dintr-o carcasă în care este montat un ax principal de acționare prin intermediul a două lagăre, un ax secundar de ieșire și un ax 19 intermediar de ieșire a lucrului mecanic, prevăzute fiecare cu niște perechi de lagăre, mai cuprinzând un ghidaj de precizie metalic, pe care se poate deplasa un ansamblu de transfer 21 format dintr-o a doua carcasă prevăzută cu elemente de alunecare și care conține niște servomecanisme și o comandă electronică ce acționează un mecanism de avans cu cruce 23 de Malta ce deplasează cu câte o treaptă sau mai multe un pinion de transfer prevăzut pe fețele laterale cu un manșon din silicon sau alt material cu aderență ridicată, pe axul principal 25 este dispusă o roată principală de acționare formată din mai multe discuri suprapuse, prevăzute fiecare cu orificii dimensionate și poziționate împreună cu rândurile succesive de 27 danturi legate sinusoidal pentru a corespunde unei anumite trepte de viteză, iar pe cercul ce definește o treaptă de viteză, orificiile au același pas cu cel al dinților pinionului de transfer, 29 roata principală de acționare este deplasată pe axul principal prin intermediul unui ambreiaj acționat și controlat electronic și care are încorporat un sistem anti-blocare pe canale cu bile 31 cu funcție de cuplare înainte, pe axul principal fiind montate una sau mai multe roți motrice-exterioare ce pun în mișcare axul principal, care la rândul lui, prin intermediul 33 ambreiajului, acționează roata principală de acționare pentru a transfera momentul motor axului secundar, respectiv axului intermediar, printr-un angrenaj de roți multiple profilate, iar 35 ansamblul de transfer alunecă pe ghidajul de precizie datorită mișcării imprimate de mecanismul de avans cu cruce de Malta, acționat de servomecanismele ansamblului de 37 transfer, pe care se află și un cadru ce susține și ghidează pinionul de transfer ce are rolul de a transmite mișcarea de rotație transformată, pinion ce este dublat de manșonul din 39 silicon sau alt material cu aderență ridicată, cu rol de amortizare și frânare între roata principală de acționare și pinionul de transfer. 41 într-o variantă de realizare, la transmiterea mișcării transversal pe axa cutiei de viteze prin intermediul axului intermediar, prin angrenajul de roți multiple, acționat la rândul său de 43 către mecanismul de avans cu cruce de Malta concomitent cu pinionul de transfer, se transferă rotația axului secundar ce are prevăzut solitar un pinion simplu identic pinionului 45 de transfer, deplasarea pinionului de transfer cu câte o treaptă sau mai multe determinată de una sau mai multe rotiri complete a mecanismului de avans cu cruce de Malta, determină 47 și deplasarea roților multiple și selectează astfel turațiile dorite pentru întreaga cutie de

RO 131653 Β1 viteze, iar mutarea doar în staționare, înainte sau înapoi și ușor lateral a axului secundar și blocarea lui pe poziția corespunzătoare pentru un contact optim cu setul de roți multiple, permite încă o transformare, suplimentară, a raportului de turații.

Prin utilizarea cutiei de viteze pentru turații mici, ce incorporează schimbător de trepte și ambreiaj acționate electronic conform invenției, se obțin următoarele avantaje:

- construcție simplă la calitate ridicata și constantă;

- reducerea uzurii, zgomotelor și vibrațiilor;

- performanțe dinamice și de consum energetic foarte bun;

- un bun randament, o mai mare siguranță în funcționare;

- reducerea masei și a gabaritelor, condiție esențiala pentru vehicule;

- preț scăzut, economii însemnate la energie și la materiile prime.

în cele ce urmează se dau exemple de realizare a invenției, cu referire la fig. 1, care reprezintă:

- fig. 1, schema generală (în secțiune).

Cutie de viteze pentru turații mici, ce încorporează schimbător de trepte și ambreiaj acționate electronic, conform invenției, este alcătuită dintr-o carcasă A din aliaje ușoare sau compozite, având inserții metalice în zonele de contact cu piese metalice, respectiv în cele de solicitare (prindere, trecere arbori, etc.), realizată după tehnologii în sine cunoscute și având forma corespunzătoare scopului, respectiv cilindrică pentru cele nedemontabile și paralelipiped cu baza triunghiulară pentru cele demontabile; în continuare va fi prezentată varianta triunghiulară cu pereți laterali ușor curbați pentru integrarea în cadrul unei biciclete. Carcasa A în care este poziționat un ax principal (de acționare) 1 cu două lagăre B și B1, un ax secundar S de ieșire, respectiv un ax intermediar S' ce doar în varianta cutiei cilindrice este și ax de ieșire a lucrului mecanic, prevăzute fiecare cu o pereche de lagăre C și C1, respectiv C' și C'1 (cu aceeași funcție și funcționare) și un ghidaj de precizie E metalic, pe care se poate deplasa ansamblul de transfer D, ce este constituit la rândul sau dintr-o carcasă 2 prevăzută cu elemente de alunecare și care conține niște servomecanisme 3 și respectiv comanda electronică aferentă (în sine cunoscută în variante diverse și nereprezentată) ce acționează un mecanism de avans cu cruce de Malta 4, ce deplasează cu câte o treaptă sau mai multe un pinion de transfer 5 ce are prevăzut un manșon 6 siliconic (sau alt material plastic cu aderență bună) pe fețele laterale/interioare; pe axul principal 1 este dispusă o roată principală de acționare 7 formată din mai multe discuri suprapuse, prevăzuta cu orificii 8 dimensionate pentru diametrul dinților pinionului 5, dimpreună cu rândurile succesive de frezări profilate/teșiri ovoidale către margini legate orificiilor - concentric - și poziționate față de axa roții 7 la o distanță/pe rază astfel încât să corespundă unei anumite trepte de viteze, respectiv raport de viteză, iar pe cercul ce definește o treaptă/un raport, găurile profilate 8, să fie cu același pas cu cel al dinților pinionului 5, formând astfel o dantură asemănătoare pinioanelor multiple clasice de biciclete, dar mai plată. Roata principală de acționare 7 deplasată pe axul 1, prin intermediul unui ambreiaj 9 acționat de unul din servomecanismele 3, roată de acționare 7 ce poate avea sau nu, încorporat un sistem anti-blocare pe canale cu bile (în sine cunoscut) cu funcție de cuplare înainte. Pe axul principal 1 sunt montate una (de obicei) sau mai multe roți 10 motrice-exterioare, ce pun în mișcare axul principal 1, care la rândul lui prin intermediul ambreiajului 9 - dacă este cuplat - acționează roata principală 7 de angrenare pentru a transfera momentul motor axului secundar S, respectiv celui intermediar S', (doar dacă este cazul) printr-un angrenaj de roți multiple 11, asemănător constructiv roții principale 7. Ansamblul de transfer D alunecă pe sistemul de glisare E prin intermediul mișcării imprimate de mecanismul tip cruce de Malta 4 în sine cunoscut și

RO 131653 Β1 nereprezentat în detaliu, acționat de servomecanismele 3 ce fac parte din ansamblul de 1 transfer D, pe care se află și un cadru 12 ce susține pinionul 5, ce are rolul de a transmite mișcarea de rotație transformată, pinion ce este dublat de manșonul 6 din materiale plastice 3 cu rol de amortizare și frânare între roata motoare 7 și pinionul 5.

Modul de funcționare: de la roata motrice-exterioară 10 momentul motor este 5 transferat prin axul 1 și prin intermediul ambreiajului 9, roții principale de acționare 7, ce la rândul ei acționează pinionul 5, poziționat cu ajutorul mecanismului cruce de Malta 4, rotit 7 la rândul său de servomecanismul 3, corespunzător treptei cerute, către un ansamblu de transfer D cu pinionul 5, de unde mișcarea de rotație este trecută direct axului intermediar 9 S', cu pinion simplu solitar și identic cu unul din pinioanele disc ale roții principale 7, în varianta simplă - cilindrică. 11 în varianta complexă de transmitere a mișcării - transversal pe axa cutiei prin intermediul axului S' - prin angrenajul de roți multiple 11, care este și el acționat de către meca- 13 nismul cruce de Malta 4 concomitent cu pinionul de transfer 5, se transferă rotația axului secundar S ce are prevăzut solitar un pinion simplu, identic pinionului de transfer 5; 15 deplasarea pinionului 5 cu câte o treaptă sau mai multe determinată de o rotire completă respectiv mai multe rotiri complete - a mecanismului cruce de Malta 4, determină și depla- 17 sarea roților multiple 11 și selectează astfel turațiile dorite pentru întreaga cutie de viteze. Mutarea doar în staționare, înainte/înapoi și ușor lateral a axului secundar S și apoi blocarea 19 lui pe poziția corespunzătoare pentru un contact optim cu setul de pinioane 11, permite încă o transformare, suplimentară, a raportului de turații. Această soluție permite totodată o 21 demontare rapidă a cutiei de viteze de pe cadrul vehiculului, respectiv bicicletei. De precizat că această soluție de transfer a rotației pentru o cutie de viteze oferă o multitudine de 23 varietate și de aplicare.

Claims (2)

1. RO 131653 Β1

   Revendicări

   1. Cutie de viteze pentru turații mici, ce încorporează schimbător în trepte și ambreiaj acționate electronic, alcătuită dintr-o carcasă (A) în care este montat un ax principal (1) de acționare prin intermediul a două lagăre (B, B1), un ax secundar (S) de ieșire și un ax intermediar (S') de ieșire a lucrului mecanic, prevăzute fiecare cu niște perechi de lagăre (C, C1) și (C¹, C'1), caracterizat prin aceea că mai cuprinde un ghidaj de precizie (E) metalic, pe care se poate deplasa un ansamblu de transfer (D) format dintr-o a doua carcasă (2) prevăzută cu elemente de alunecare și care conține niște servomecanisme (3) și o comandă electronică ce acționează un mecanism de avans cu cruce de Malta (4) ce deplasează cu câte o treaptă sau mai multe un pinion (5) de transfer prevăzut pe fețele laterale cu un manșon (6) din silicon sau alt material cu aderență ridicată, pe axul principal (1) este dispusă o roată principală de acționare (7) formată din mai multe discuri suprapuse, prevăzute fiecare cu orificii (8) dimensionate și poziționate împreună cu rândurile succesive de danturi legate sinusoidal pentru a corespunde unei anumite trepte de viteză, iar pe cercul ce definește o treaptă de viteză, orificiile (8) au același pas cu cel al dinților pinionului (5) de transfer, roata principală de acționare (7) este deplasată pe axul principal (1) prin intermediul unui ambreiaj (9) acționat și controlat electronic și care are încorporat un sistem anti-blocare pe canale cu bile cu funcție de cuplare înainte, pe axul principal (1) fiind montate una sau mai multe roți (10) motrice-exterioare ce pun în mișcare axul principal (1), care la rândul lui, prin intermediul ambreiajului (9), acționează roata principală de acționare (7) pentru a transfera momentul motor axului secundar (S), respectiv axului intermediar (S'), printr-un angrenaj de roți multiple profilate (11), iar ansamblul de transfer (D) alunecă pe ghidajul de precizie (E) datorită mișcării imprimate de mecanismul de avans cu cruce de Malta (4), acționat de servomecanismele (3) ansamblului de transfer (D), pe care se află și un cadru (12) ce susține și ghidează pinionul (5) de transfer ce are rolul de a transmite mișcarea de rotație transformată, pinion (5) ce este dublat de manșonul (6) din silicon sau alt material cu aderență ridicată, cu rol de amortizare și frânare între roata principală de acționare (7) și pinionul (5) de transfer.
2. 2. Cutie de viteze pentru turații mici, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că la transmiterea mișcării transversal pe axa cutiei de viteze prin intermediul axului intermediar (S'), prin angrenajul de roți multiple (11), acționat la rândul său de către mecanismul de avans cu cruce de Malta (4) concomitent cu pinionul (5) de transfer, se transferă rotația axului secundar (S) ce are prevăzut solitar un pinion simplu identic pinionului (5) de transfer, deplasarea pinionului (5) de transfer cu câte o treaptă sau mai multe determinată de una sau mai multe rotiri complete a mecanismului de avans cu cruce de Malta (4), determină și deplasarea roților multiple (11) și selectează astfel turațiile dorite pentru întreaga cutie de viteze, iar mutarea doar în staționare, înainte sau înapoi și ușor lateral a axului secundar (S) și blocarea lui pe poziția corespunzătoare pentru un contact optim cu setul de roți multiple (11), permite încă o transformare, suplimentară, a raportului de turații.