BRPI0706977A2

BRPI0706977A2 - mecanismo de engrenagem de diferencial

Info

Publication number: BRPI0706977A2
Application number: BRPI0706977-4A
Authority: BR
Inventors: J. Kyle Robert; E. Morgensai Keith; L. Sape Thomas; L. Heatwole Gregory
Original assignee: Eaton Corporation
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2011-04-12
Also published as: CA2642675C; CN101384836A; JP5035699B2; CA2642675A1; WO2007093894A3; JP2009526960A; BRPI0706977B1; CN101384836B; ES2429403T3; MX2008010528A; US20070191174A1; EP1984653A2; RU2008136899A; AU2007216240A1; KR20080095287A; AU2007216240B2; RU2408810C2; KR101313453B1; WO2007093894A2; EP1984653B1

Abstract

MECANISMO DE ENGRENAGEM DE DIFERENCIAL. Um mecanismo de engrenagem de diferencial caracterizado por incluir um mecanismo blocante (63, 90, 129) operavelmente associado a um mecanismo de contrapesos (53) ou um membro blocante (119) cooperativo com o mecanismo de contrapesos (53) para retardar a ação de diferenciação no mecanismo de engrenagem de diferencial.

Description

"MECANISMO DE ENGRENAGEM DE DIFERENCIAL".

Histórico da Invenção

A presente invenção se relaciona a um mecanismo deengrenagem diferencial e, particularmente, a um mecanismodo tipo comumente chamado "Diferencial Blocante".Mais especificamente, se refere a bloqueadores mecânicos,i.e. diferenciais blocantes, nos quais o bloqueio é feitoem resposta a uma operação de um dispositivo mecânicoem oposição a uma atuação hidráulica ou eletromagnética.Um diferencial blocante convencional produzido pelodepositante da presente invenção usa um mecanismo decontrapesos para iniciar o bloqueio de embreagem dediferencial, onde o mecanismo de contrapesos retarda arotação da placa de carne em relação à entrada dediferencial (i.e., coroa e caixa de diferencial).Um bloqueio de diferencial usando um mecanismo decontrapesos é bem conhecido, e pode ser feito de acordocom os ensinamentos contidos em qualquer uma (ou mais deuma) das patentes U.S. Nos 3.086.803; 5.484.347; e6.319.166, depositadas para o depositante da invenção eincorporadas nesta por referência. No entanto, deve serentendido que a presente invenção não se limita somenteaos diferenciais blocantes feitos de acordo com osensinamentos contidos nas citadas patentes.

Os diferenciais blocantes produzidos e vendidos pelodepositante da presente invenção vêm sendo fornecidospara uso comercial há muitos anos e vêm desempenhandode maneira extremamente satisfatória, especialmente emveículos que operam, pelo menos parcialmente, em terrenosirregulares, em condições de tração precária. Taisdiferenciais blocantes são especialmente adequados parauso nas chamadas superfícies de atrito diferenciado("split-μ"), i.e. onde a roda motriz em um lado doveículo proporciona uma tração razoável, enquanto a rodamotriz do lado oposto não provê tração, fazendoo diferencial blocante engatar a embreagem blocante, edividir a velocidade na entrada na caixa do diferencial(i.e. a rotação da coroa) por ambas rodas.

Uma situação observada, na qual o diferencial blocanteconvencional não atua de maneira satisfatória ocorrequando o veículo com diferencial blocante mecânico atuaem uma condição na qual uma condição do próprio veículofaz a roda motriz patinar. Por exemplo, se veículoestiver operando com uma mini-roda (uma roda estepe quepara economizar espaço no porta-malas é substancialmentemenor que as rodas normais), a diferença de diâmetro daentre as rodas faz o mecanismo de contrapesos dediferencial bloquear a embreagem de diferencial, mesmocom o veículo em movimento em linha reta para frente.

Sumário da Invenção

Por conseguinte, trata-se de objetivo da invenção proverum mecanismo de engrenagem de diferencial melhorado, tipobloqueador mecânico, com o qual é possível de algumamaneira controlar a operação de dispositivos mecânicosque normalmente iniciam o engate da embreagem dediferencial, sendo que tal controle não depende somentedo modo normal de operação do dispositivo mecânico.

Trata-se de um objetivo mais específico da invenção,prover tal mecanismo de engrenagem de diferencialmelhorado, com qual é possível bloquear ou impedira operação de um mecanismo de contrapesos que reage àdiferença de velocidade entre as duas engrenagenslaterais do diferencial e inicie o engate da embreagem dediferencial.

Estes e outros objetivos da presente invenção descritossão realizados pela provisão de um mecanismo deengrenagem de diferencial melhorado compreendendo umacaixa de engrenagem que define uma câmara de engrenagem,um jogo de engrenagens de diferencial disposto na câmarade engrenagem e incluindo pelo menos uma engrenagem deentrada e um par de engrenagens de saída que definem umeixo geométrico de rotação. Uma embreagem blocanteé operável de modo a retardar uma ação de diferenciação,e incluído um meio atuador para atuar a embreagemblocante. A embreagem blocante sendo operável entre umacondição engatada, efetiva para retardar a rotaçãorelativa entre a caixa de engrenagem e as engrenagens desaída, e uma condição desengatada. 0 meio atuador incluium meio de carne operável para efetuar a condição engatadada embreagem blocante, e um meio de retardo operável paraengatar o meio de carne e retardar a rotação de um membrodo meio de carne. 0 meio de retardo compreende ummecanismo de contrapesos girável em torno de um eixogeométrico orientado geralmente paralelo ao eixogeométrico de rotação do mecanismo de engrenagem dediferencial, tal mecanismo de contrapesos sendo girávela uma rotação geralmente representativa da extensão daação de diferenciação e definindo uma superfícielimitadora que é móvel de uma posição retraída para umaposição estendida em resposta a uma pré-determinadaextensão da ação de diferenciação. O meio atuadoradicionalmente inclui uma superfície blocante dispostapara engatar a superfície limite, quando a superfícielimitadora se encontra na posição estendida.

0 mecanismo de engrenagem de diferencial melhoradose caracteriza por um mecanismo blocante operavelmenteassociado a um mecanismo de contrapesos e incluindo ummembro blocante posicionável em resposta a um sinal deentrada, entre uma condição normal e uma condiçãobloqueada.

Na condição normal, o membro blocante permiteà superfície limitadora passar da posição retraída para aposição estendida. Na condição bloqueada, o membroblocante impede que o membro limitador passe da posiçãoretraída para a posição estendida.

0 mecanismo de engrenagem de diferencial melhorado tambémse caracteriza por um mecanismo blocante operavelmenteassociado a um mecanismo de contrapesos que inclui ummembro blocante posicionável em resposta a um sinal deentrada, entre uma condição normal e uma condiçãobloqueada. Na condição normal, o membro blocante permiteque a superfície limitadora passe da posição retraídapara a posição estendida. Na condição bloqueada, o membroblocante impede que o membro limitador passe da posiçãoretraída para a posição estendida.

Descrição Resumida dos Desenhos

A figura 1 é uma seção transversal axial de um mecanismode diferencial blocante (técnica anterior) do tipo comqual a presente invenção pode ser utilizada;

A figura 2 é uma seção transversal fragmentada, em umacerta extensão, do mecanismo de diferencial blocantemostrado na figura 1, aproximadamente na mesma escala;

A figura 3 é uma seção transversal axial similar àquelada figura 1, mas em uma escala maior, ilustrando, em umacerta extensão, o mecanismo de contrapesos que compreendeuma parte importante do mecanismo de diferencialblocante;

A figura 4 é uma vista em perspectiva de mecanismo dediferencial blocante, de acordo com uma configuração dapresente invenção;

A figura 5 é uma vista detalhada do mecanismo decontrapesos e de um mecanismo blocante que compreende umaparte importante do mecanismo de diferencial blocante dafigura 4;

A figura 6 é uma vista parcialmente em corte transversaldo mecanismo de diferencial blocante da figura 4,mostrando um membro blocante na condição normal;

A figura 7 é uma vista parcialmente em corte transversaldo mecanismo de diferencial blocante da figura 4,mostrando um membro blocante na condição bloqueada;

A figura 8 é uma vista em perspectiva ilustrando ummecanismo de diferencial blocante, de acordo com umaconfiguração alternativa da presente invenção;

A figura 9 é uma vista detalhada do mecanismo decontrapesos e de um mecanismo blocante, que compreendeuma parte importante do mecanismo de diferencial blocanteda figura 8;

A figura 10 é uma vista em corte transversal de umaporção do mecanismo blocante mostrado na figura 9;A figura 11 é uma vista parcialmente em corte transversaldo mecanismo de contrapesos e do mecanismo blocantemostrado na figura 9;

A figura 12 é uma vista parcialmente em corte transversaldo mecanismo de diferencial blocante da figura 8,mostrando um membro blocante na condição normal;

A figura 13 é uma vista parcialmente em corte transversaldo mecanismo de diferencial blocante da figura 8,mostrando um membro blocante na condição bloqueada;

A figura 14 é uma vista em perspectiva ilustrando ummecanismo blocante, de acordo com uma configuraçãoalternativa da presente invenção;

A figura 15 é uma vista em perspectiva detalhadado mecanismo de contrapesos e de um mecanismo blocante,que compreende uma parte importante do mecanismo dediferencial blocante da figura 14;

A figura 16 é uma vista em planta do mecanismo decontrapesos e de um mecanismo blocante da figura 14;

A figura 17 é uma vista em corte transversal do mecanismode diferencial blocante da figura 14, mostrando um membroblocante na posição blocante;

A figura 18 é uma vista em corte transversal do mecanismode diferencial blocante tomada ao longo da linha 18-18na figura 17, mostrando o mecanismo blocante na condiçãonormal;

A figura 19 é uma vista corte transversal do mecanismoblocante da figura 14, mostrando o membro blocante naposição desbloqueada; e

A figura 20 é uma vista em corte transversal do mecanismode diferencial blocante tomada ao longo da linha 20-20na figura 19, mostrando o mecanismo blocante na condiçãobloqueada.

Descrição Detalhada da Configuração PreferidaReferindo-se agora aos desenhos, que, contudo, nãolimitam o escopo da invenção, a figura 1 mostra uma seçãotransversal de um mecanismo de engrenagem de diferencialblocante do tipo que vantajosamente utiliza a invenção.A operação e construção global do diferencial blocante dafigura 1, conhecido por aqueles habilitados na técnica,estão ilustradas nas patentes acima mencionadas.

0 mecanismo de engrenagem de diferencial, da figura 1(técnica anterior) inclui uma caixa de engrenagem 11definindo uma câmara de engrenagens geralmente designadapelo número de referência 13. A entrada de torque nodiferencial blocante é feita tipicamente por umaengrenagem de entrada 15 (somente em vista fragmentada nafigura 1) . A engrenagem de entrada (coroa) engrena comum pinhão de entrada (não mostrado na figura 1) querecebe o torque a partir da transmissão do veículo.A engrenagem de entrada 15 pode ser afixada à caixa deengrenagem 11 por uma pluralidade de parafusos 17.

Na caixa de engrenagem 13 é montado um jogo deengrenagens incluindo uma pluralidade de pinhões 19(somente um deles mostrado na figura 1) giratoriamentemontados no eixo pinhão 21 (do qual somente uma porçãodeste é mostrada na figura 1). 0 eixo pinhão 21 é afixadoà caixa de engrenagem 11 por um meio adequado (nãomostrado). Os pinhões compreendem as engrenagens deentrada do jogo de engrenagens de diferencial engrenadocom um par de engrenagens laterais 2 3 e 25, quecompreendem as engrenagens do eixo do jogo de engrenagensde diferencial. As engrenagens laterais 23 e 25 sãorespectivamente acopladas através de um endentamento a umpar de semi-eixos 27, 29. A caixa de engrenagem 11 incluiuma porção de cubo 31 e 33 envolvendo os eixos 2 7 e 29,respectivamente. Tipicamente, conjuntos de rolamento(não mostrados) são montados nas porções de cubo 31 e 33para prover um suporte rotacional para o mecanismo dediferencial blocante, com respeito ao alojamentodiferencial externo principal (também não mostrado).

Durante operação normal em linha reta de um veículonão ocorre nenhuma ação de diferenciação entre os semi-eixos esquerdo e direito 27 e 29, e os pinhões 19 nãogiram em relação ao eixo do pinhão 21. Por conseguinte,a caixa de engrenagem 11, os pinhões 19, as engrenagenslaterais 23 e 25, e os semi-eixos 27 e 29, todos giramsolidários no eixo geométrico de rotação.

Em certas condições de operação, tal como quandoo veículo faz uma curva, ou quando houver uma diferençade diâmetro entre os pneus nos semi-eixos 2 7 e 29,é possível uma certa quantidade de ação de diferenciaçãoentre as engrenagens laterais 23 e 25 até uma certaextensão. Acima deste nível (acima de uma diferença decerca de 100 rpm entre as engrenagens laterais 23 e 25)que identifica a eminência de deslizamento, é desejávelretardar a rotação entre as engrenagens laterais 23 e 25e a caixa de engrenagem 11, para impedir uma excessivaação de diferenciação entre os semi-eixos 27 e 29.

Para retardar a ação de diferenciação, o mecanismo deengrenagem diferencial é provido com um meio blocantepara bloquear o jogo de engrenagens e com um meio atuadorpara atuar o meio blocante. A construção e a operação domeio blocante e do meio atuador são bem conhecidasna técnica e serão descritas nesta apenas resumidamente.

Para uma explicação mais detalhada do meio blocantedeve se fazer referência às patentes incorporadas eàs demais patentes U.S. N0 RE 28.004 e U.S. N0 3.831.462,ambas do depositante desta.

Na presente configuração, o meio blocante compreende umconjunto de embreagem geralmente designado pelo número dereferência 35. Como bem sabido na técnica, o conjunto deembreagem 3 5 compreende uma pluralidade de discosexternos denteados em uma caixa de engrenagem 11 e umapluralidade de discos internos denteados na engrenagemlateral 23. Ainda com referência à figura 1, o meioblocante adicionalmente inclui um mecanismo de carnegeralmente designado pelo número de referência 41. Comobem sabido na técnica, a função primordial do mecanismode carne 41 é passar o conjunto de embreagem 35 de umacondição desengatada, como mostrado na figura 1, paraa condição "carregada" (não ilustrada especificamente).Na condição engatada, o conjunto de embreagem 35 retardaa rotação relativa entre a caixa de engrenagem 11 ea engrenagem lateral 23 e, por conseguinte, retarda eminimiza a ação de diferenciação entre as engrenagenslaterais 23 e 25.

0 mecanismo de carne 41 inclui a engrenagem lateral 2 3 eum membro de carne principal 43. A engrenagem lateral 23define uma superfície de carne 45 e o membro de carne 43define uma superfície de carne 47. 0 membro de carne 43também define um jogo de dentes externos 49, cujopropósito será descrito subseqüentemente. Com o veículoem operação normal, em linha reta, pouca ou mesmo nenhumaação de diferenciação ocorre entre as superfícies de carne45 e 47, que permanecem em uma posição neutra, tal comomostrado na figura 12, sendo que o membro de carne 43 giracom a engrenagem lateral 23 na mesma rotação. 0 movimentodo conjunto de embreagem 3 5 para a condição engatadaé feito retardando a rotação do membro de carne 43em relação à engrenagem lateral 23, para provocar umaação de rampa das superfícies de carne 45 e 47, e comosabido por aqueles habilitados na técnica. Tal ação derampa resulta em um movimento axial do membro de carne 43para a esquerda na figura 1, daí iniciando o engate doconjunto de embreagem 35.

Para retardar a rotação do membro de carne 43 em relaçãoà engrenagem lateral 23, o mecanismo de engrenagem dediferencial blocante inclui um mecanismo de retardogeralmente designado pelo número de referência 51, quecompreende um meio atuador para atuar o meio blocante.

Deve ser aparente àqueles habilitados na técnica quedentro do escopo da invenção, muitas configurações etipos diferentes de mecanismo de retardo poderão serutilizados. Na presente configuração, e somente compropósito exemplar, o mecanismo de retardo 51 é do tipocentrífugo tendo contrapesos, ilustrado e descrito emdetalhes nas patentes acima e ao longo desta. O mecanismode retardo 51 montado na caixa de engrenagem 11, gira emtorno de seu próprio eixo geométrico e inclui a porçãocilíndrica 53. Ademais, o mecanismo de retardo 51adicionalmente inclui uma porção endentada externa 55 queé engrenada com os dentes externos da engrenagem 4 9do membro de carne 43.

A porção cilíndrica 53 é girável em torno do eixogeométrico (a), mostrado na figura 5, e orientadageralmente paralela ao eixo geométrico de rotação (A)em uma rotação geralmente representativa da extensão daação de diferenciação. A porção cilíndrica 53 inclui umpar de membros de contrapeso 56, cada um deles definindouma superfície limitadora 57, qual superfície 57sendo móvel a partir de uma posição retraída (figura 2)para uma posição estendida (não mostrada) em resposta auma pré-determinada extensão de ação de diferenciação.

0 membro de contrapeso 56 também define uma porção pivô59 que define um eixo geométrico pivô geralmente paraleloe espaçado do eixo geométrico (a) da porção cilíndrica53. A superfície limitadora 57 é geralmente dispostaoposta ao eixo geométrico pivô. O meio atuador inclui umasuperfície blocante 61 posicionada de modo a engatara superfície limitadora 57, quando a superfícielimitadora se encontra na posição estendida.

Em operação, se a ação de diferenciação começa a ocorrerentre os semi-eixos 27 e 29, a engrenagem lateral 23 e omembro de carne 4 3 começam a girar em uníssono em umarotação diferente da caixa de engrenagem 11, fazendo omecanismo de retardo 51 começar a girar em torno de seueixo (a) em uma rotação que é função da extensão da açãode diferenciação. À medida que aumenta a rotação domecanismo de retardo 51, a força centrífuga faz queos contrapesos 56 se desloquem para fora até que uma dassuperfícies limite 57 engate a superfície blocante 61, eimpeça uma rotação adicional do mecanismo de retardo 51.

Quando o mecanismo de retardo 51 pára de girar, o engateda porção endentada 55 e os dentes da engrenagem 4 9fazem o membro de carne 4 3 girar na mesma rotação da caixade engrenagem (diferente da rotação da engrenagem lateral23), que resulta uma ação de rampa e na inicialização doengate do conjunto de embreagem 35.

Referindo-se às figuras 4 a 7, um mecanismo de engrenagemdiferencial é mostrado substancialmente similar aomecanismo da figura 1, com pelo menos uma exceção,especificamente um mecanismo blocante 63 operavelmenteassociado ao mecanismo de retardo 51. O mecanismoblocante 63 permite que o mecanismo de retardo 51 sejaseletivamente desativado, quando não se desejar umbloqueio automático de diferencial (por exemplo, quandoo veículo estiver usando um mini-estepe).

O mecanismo blocante 63 inclui um membro blocante 65 queé móvel em resposta a um sinal de entrada entre umacondição normal (figura 6) e uma condição bloqueada(figura 7). Na condição normal, o membro blocante 65permite que a superfície limitadora 57 passe da posiçãoretraída para a posição estendida. Na condição bloqueada,o membro blocante 65 impede que o membro limitador 57passe da posição retraída para a posição estendida.Em uma configuração ilustrada nas figuras 4 a 7, o membroblocante é geralmente cilíndrico e tem um corpo móvelem forma de taça suportado no mecanismo de retardo 51entre a porção denteada externa 55 e os contrapesos 56.

Na condição bloqueada (figura 7) , o membro blocante 65envolve, pelo menos parcialmente, o mecanismo decontrapesos 53 para impedir que os membros de contrapesopivotem para fora, enquanto o mecanismo de contrapesosgira. Na condição normal (figura 6), o membro blocante 65se retrai na direção da porção endentada externa 55liberando os contrapesos 56 que então pivotam para fora.

O mecanismo blocante 63 também compreende um primeiromembro geralmente anular 69 tendo uma bobinaeletromagnética 71 que quando energizada produz um campomagnético. Um segundo membro geralmente anular 73, cujaspropriedades magnéticas são conhecidas, é posicionadoem torno do primeiro membro anular 69 e inclui uma rampa75. 0 primeiro membro anular 73 é estacionário em relaçãoà caixa de engrenagem 11, de modo que a caixa deengrenagem 11 gire em torno do primeiro membro anular 69durante operação. 0 segundo membro anular 73 é livre paragirar com caixa de engrenagem 11 quando a bobina 71estiver desenergizada, e impedido de girar com a caixa deengrenagem 11 quando a bobina 71 estiver energizada, pelainteração do segundo membro anular com o campo magnéticogerado pela bobina. A bobina 71 é energizada por um sinalelétrico de entrada que é seletivamente transmitidoà bobina 71 através de um conector elétrico 77.0 conector é provido em comunicação com um controlador(não mostrado), tal como a unidade de controle eletrônico(ECU) do veículo, que controla a comunicação do sinalelétrico de entrada para a bobina 71.

Referindo-se ainda às figuras 4 a 7, o mecanismo blocante63 também inclui um pino alongado móvel 79 conectadoao membro blocante, adaptado para engatar a rampa 7 5quando a bobina 71 estiver energizada para mover o membroblocante 65 para a posição bloqueada. O pino 79é suportado pela caixa de engrenagem 11 para se deslocarao longo do eixo geométrico geralmente paralelo ao eixogeométrico (a) . O pino 79 é lateralmente deslocado domecanismo de retardo 51 e conectado ao membro blocante 65por um membro conectante 81. O pino 79 se estende atravése sai da caixa de engrenagem 11 adjacente ao segundomembro anular 73, e inclui uma porção de extremidade 83ortogonalmente posicionada em relação a uma porção dopino 79 suportado dentro da caixa de engrenagem 11.A porção de extremidade 83 engata a rampa 75, quandoa bobina 71 estiver energizada, impedindo a rotação dosegundo membro anular 73. Quando a porção de extremidade83 sobe a rampa 75 durante o engate, o pino 79 é retiradoda caixa de engrenagem (a direita na figura 5) e o membroblocante 65 passa para a condição bloqueada. Quandoo membro blocante 65 estiver na condição bloqueada eo pino 79 completamente estendido (figuras 5 e 7),o segundo membro anular 73 é forçado a girar com a caixade engrenagem 11 e o pino 7 9 contra a força magnéticaanti-rotação gerada pela bobina 71. A rampa 75 incluiprimeira e segunda porções de rampa 85a e 85b, engatáveispela porção de extremidade 83 do pino 79, dependendoda direção da rotação da caixa de engrenagem 11.

0 pino 79 e o membro blocante 65 são forçados paracondição normal por uma mola de compressão 87 posicionadaentre uma superfície de janela definida pela caixa deengrenagem 11 e um flange 89 no pino 79. Quando a porçãode extremidade 65 se afasta da caixa de engrenagem 11 porcausa do engate com a rampa 75, a mola 87 é comprimida.

Quando a bobina 71 é desenergizada e impedida a rotaçãodo segundo membro anular 73, a mola 87 força o pino 79 eo membro blocante 675 para condição normal, à medida quea porção de extremidade 83 desce a rampa 75.

Referindo-se às figuras 8 a 13, onde será mostradauma outra configuração da invenção, na qual o mecanismoblocante 90 compreende um eixo de duas partes tendo umaprimeira porção de eixo 91 e uma segunda porção de eixo93 em que o mecanismo de contrapesos é suportado pararotação com a mesma. As primeira e segunda porções deeixo 91, 93 são engatáveis em torno do eixo geométrico(a) orientado geralmente paralelo ao eixo geométrico derotação (A) em uma extensão geralmente representativa daextensão da ação de diferenciação. A primeira porção deeixo 91 inclui a porção denteada externa 55 que engata osdentes externos 49 do membro de carne 43. Uma primeiraextremidade 95 da primeira porção de eixo 91 é suportadapela caixa de engrenagem 11, como feito comumente, e umasegunda extremidade 97 da primeira porção de eixo 91é suportada pela segunda porção de eixo 93. A primeiramola de compressão é disposta entre a primeira porção 91e a segunda porção 93, para forçar a primeira porção deeixo 91 a se afastar da segunda porção 93.

A primeira porção de eixo 91 inclui um membro blocante101 adaptado para ser recebido em um receptáculo 103da segunda porção de eixo 93. 0 membro blocante 101compreende uma projeção geralmente poligonal (quandovista em corte transversal) ajustada ao correspondentereceptáculo 103 quando propriamente orientado.Na condição normal, o membro blocante 101 é recebidono receptáculo 103, bloqueando conjuntamente as primeirae segunda porções de eixo 91 e 93 contra rotação comum,e permitindo que a superfície limitadora 57 passe daposição retraída para a posição estendida. Na condiçãobloqueada (figuras 9 a 11) , o membro blocante 101 não éposicionado no receptáculo 103, permitindo que a primeiraporção de eixo 91 gire livremente em relação à segundaporção de eixo 93 e impedindo que o membro limitador 57passe da posição retraída para a posição estendida.A configuração de membro blocante 101 e receptáculo 103ilustrada nas figuras 9 a 12 é provida apenasexemplarmente. Deve ser apreciado que muitasconfigurações diferentes de membro blocante e receptáculopodem ser empregadas incluindo configurações onde omembro blocante compreende uma projeção poligonal(hexagonal, octogonal, etc.) ou um endentamento, ouconfigurações nas quais se provê o membro blocante 101 nasegunda porção de eixo para ser recebido em umreceptáculo na primeira porção de eixo.

Referindo-se ainda às figuras 8 a 13, o mecanismoblocante 90 também inclui um solenóide elétrico 105acoplado à segunda porção de eixo 93 suportada na caixade engrenagem 11 e girando com a mesma. 0 solenóide 105é seletivamente operável em resposta a um sinal elétricode entrada para mover a segunda porção de eixo 93axialmente entre uma posição na qual o membro blocante101 se encontra na condição normal (recebido noreceptáculo 103) e uma posição na qual o membro blocante101 se encontra na condição bloqueada (retirado doreceptáculo 103). Um mecanismo elétrico de aneldeslizante 107 pode ser usado para transferir o sinalelétrico de entrada de uma fonte remota (ECU do veículo)para o solenóide 105. O mecanismo de anel deslizante 101inclui um primeiro membro anular 109 estacionárioem relação à caixa de engrenagem 11 e um segundo membroanular 111 livre para girar com a caixa de engrenagem 11e o solenóide 105. 0 segundo membro anular 111 éeletricamente conectado ao solenóide 105 por um ou maisfios 113, e contata o primeiro membro anular 109 duranterotação para permitir que o sinal elétrico de entradaseja enviado a partir do primeiro membro anular 109 parao solenóide 105, passando através do segundo membroanular 111.

A segunda porção de eixo 95 é forçada contra a primeiraporção de eixo 91 por uma segunda mola de compressão 115posicionada entre o solenóide 105 e um flange 117na segunda porção de eixo 93. Quando o solenóide 105afasta a segunda porção de eixo 93 da primeira porção deeixo 91, e quando o membro blocante 101 estiver nacondição bloqueada, a mola 115 é comprimida. Quandoo solenóide é desenergizado, a mola 115 força a segundaporção de eixo 93 para a primeira porção de eixo 91,fazendo retornar o membro blocante 101 para a condiçãonormal. A força de mola gerada pela segunda mola decompressão 115 é maior que a força de mola gerada pelaprimeira mola de compressão 99 para permitir o retornopara condição normal.

Referindo-se às figuras 14 a 20, onde outra configuraçãoda invenção é mostrada, Em qual configuração,as superfícies blocantes 61 formam uma porção de membroblocante 119 girável em torno de um eixo 121 acopladoà caixa de engrenagem 11. O membro blocante 119 inclui umcorpo relativamente massivo 123 que é afetado pela forçacentrífuga durante a rotação da caixa de engrenagem 11para girar o membro blocante 119 no eixo 121 para aposição desbloqueada mostrada na figura 19. Uma mola 125(mola de torção) é enrolada no eixo 121 e força o membroblocante 119 para a posição desbloqueada mostradana figura 19. Uma mola 125 (mola de torção) é enroladano eixo 121 e força o membro blocante 119 para posiçãobloqueada mostrada na figura 17. Em uma configuração,uma primeira extremidade da mola 125 engata um membrocilíndrico 126 no eixo 67 que suporta o mecanismo decontrapesos 53, e uma segunda extremidade da mola 125engata um flange 127 (figuras 17 e 19) no membro 119.A força produzida pela mola 125 e/ou massa do corpo 123pode ser determinada, de modo que a força centrífugarequerida para mover o membro blocante 119 exceda a forçada mola, quando a caixa de engrenagem 11 gira acimade uma certa rotação. Na prática isto faz que o mecanismode engrenagem de diferencial seja bloqueado em rotaçõesrelativamente baixas, quando houver uma diferenciação,mas impede o bloqueio do mecanismo de engrenagem dediferencial em rotações relativamente altas, quando nãofor desejável bloquear o diferencial.

Um mecanismo blocante 12 9 é operavelmente associadoao membro blocante 119 e inclui um membro blocante 131posicionável em resposta a um sinal de entrada, emuma condição normal e em uma condição bloqueada.Na condição normal, o membro blocante 131 permite queo membro blocante 119 se movimente livremente entreas posições bloqueada e desbloqueada (figuras 17 e 19).

No entanto, na condição bloqueada, o membro blocante 131impede que o membro blocante 119 passe para a posiçãobloqueada, mesmo em velocidades relativamente baixas.Em uma configuração, o membro blocante 131 inclui umaporção de eixo 133 que se estende geralmente paralelaao eixo 121. Uma extremidade 135 (figuras 18 e 20)da porção de eixo 133 adjacente ao membro blocante 119é ligeiramente deslocada do resto da porção de eixo 133,de modo que o corpo 123 fique livre para girar em tornodo eixo 121, quando o membro blocante 131 passa paraa condição normal (figura 18) , e engata a porção de eixo133 quando o membro blocante 131 passa para condiçãobloqueada (figura 20) para impedir que o mecanismoblocante 119 passe para a posição bloqueada (figura 19).Referindo-se às figuras 14 a 20, o mecanismo blocante 129também inclui um solenóide elétrico 137 na porção de eixo133 e suportado para rotação na caixa de engrenagem 11.

0 solenóide 137 é seletivamente operável, em respostaa um sinal elétrico de entrada, para mover axialmentea porção de eixo 133. Um mecanismo de anel deslizante 139é usado para transferir o sinal elétrico de entradaa partir de uma fonte remota (ECU) para o solenóide 137.0 mecanismo de anel deslizante 13 9 inclui um primeiromembro anular 141 que é estacionário em relação à caixade engrenagem 11 e um segundo membro anular 143, estelivre para girar com a caixa de engrenagem 11 e como solenóide 137. O segundo membro anular 143 pode sereletricamente conectado ao solenóide 137 por um ou maiscabos, e durante a rotação contata o primeiro membro fios145, e contata o primeiro membro anular 141 duranterotação para permitir que um sinal elétrico de entradaseja transmitido do primeiro membro anular 141 parao solenóide 137, passando pelo segundo membro anular 143.A presente invenção foi descrita em detalhesna especificação acima, mas deve se acrescentar queaqueles habilitados na técnica poderão prever váriasalterações e modificações através de uma leituraminuciosa desta. Mas os inventores da presente invençãopretendem que tais alterações e modificações igualmenteestejam incluídas na mesma, desde que contidas no escopodefinido pelas reivindicações anexas.

Claims

1. - Mecanismo de engrenagem de diferencial,compreendendo uma caixa de engrenagem (11) que define umacâmara de engrenagens (13), um jogo de engrenagens dediferencial disposto na citada câmara de engrenagens(13), e incluindo pelo menos uma engrenagem de entrada(15) e um par de engrenagens de saída (23, 25) definindoum eixo geométrico de rotação (A); uma embreagem blocante(35) operável para retardar uma ação de diferenciação, eum meio atuador para atuar sobre a citada embreagemblocante (35); a citada embreagem blocante sendo operávelentre uma condição engatada, efetiva para retardar arotação relativa entre a citada caixa de engrenagem (11)e as citadas engrenagens de saída (23, 25), e umacondição desengatada; o citado meio atuador incluindo ummeio de carne (41) operável para efetuar a citada condiçãoengatada da citada embreagem blocante (35), e um meio deretardo (51) operável para engatar o citado meio de carne(41) e retardar a rotação de um membro dos citados meiosde carne (41), o citado meio de retardo compreendendo ummecanismo de contrapesos (53) girável em torno de um eixogeométrico (a) orientado geralmente paralelo em relaçãoao citado eixo geométrico de rotação (A) , em umavelocidade geralmente representativa da extensão dacitada ação de diferenciação, e definindo uma superfícielimitadora (57) móvel de uma posição retraída para umaposição estendida, em resposta a uma pré-determinadaextensão da ação de diferenciação; o citado meio atuadoradicionalmente incluindo uma superfície blocante (61)disposta para engatar a citada superfície limitadora(57), quando a citada superfície limitadora (57) seencontrar na citada posição estendida, caracterizadopelo fato de:a) - um mecanismo blocante (63, 90) operavelmenteassociado ao citado mecanismo de contrapesos (53) eincluindo um membro blocante (65, 101) ser posicionável,em resposta a um sinal de entrada, em uma condição normale em uma condição bloqueada;b)- na citada condição normal, o citado membro blocante(65, 101) permitir que a citada superfície limitadora(57) passe da citada posição retraída para a citadaposição estendida; ec)- na citada condição bloqueada, o citado membroblocante (65, 101) impedir que a citada superfícielimitadora (57) passe da citada posição retraída para acitada posição estendida.

2. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado mecanismo decontrapesos (53) incluir um membro de contrapeso (56)definindo a citada superfície limitadora (57) , o citadomembro de contrapeso definindo uma porção pivô (59) quedefine um eixo geométrico pivô paralelo e espaçado docitado eixo geométrico (a) do citado mecanismo decontrapesos (53) , a citada superfície limitadora sendodisposta geralmente oposta ao citado eixo geométricopivô.

3. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado membro blocante (65)ser geralmente cilíndrico, de a citada condição normalcompreender o citado membro blocante cilíndrico (65)sendo disposto axialmente adjacente ao citado mecanismode contrapesos (53), e de a citada condição bloqueada(figura 7) compreender o citado membro blocantecilíndrico envolvendo, pelo menos parcialmente, o citadomecanismo de contrapesos (53) .

4. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado mecanismo blocante(63) compreender um primeiro membro anular (69) tendo umabobina eletromagnética (71) , um segundo membro anular(73) de propriedades magnéticas conhecidas posicionadoem torno do citado primeiro membro anular e incluindo umarampa (75) , e um pino móvel (79) conectado ao citadomembro blocante (65) e adaptado para engatar a citadarampa (75) quando a citada bobina (71) for energizadapara levar o citado membro blocante para a citadacondição bloqueada (figura 7).

5.- Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado primeiro membroanular (69) ser estacionário em relação à citada caixa deengrenagem (11), de modo que a citada caixa de engrenagem(11.) gire em relação ao citado primeiro membro anular (69).

6.- Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado segundo membro anular(73) ficar livre para girar com a citada caixa deengrenagem (11), quando a citada bobina (71) estiverdesenergizada, e ser impedido de girar com a citada caixade engrenagem (11), quando a citada bobina (71) estiverenergizada.

7.- Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de a citada bobina (71) serenergizada pelo citado sinal de entrada.

8.- Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado pino (79) sersuportado pela citada caixa de engrenagem (11) de modo ase deslocar ao longo de um eixo geométrico geralmenteparalelo ao citado eixo geométrico (a).

9.- Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado pino (79) serdeslocado lateralmente a partir do citado mecanismo decontrapesos (53) e conectado ao citado membro blocante(65) por um membro conectante (81).

10.- Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado pino (79) se estenderao longo e sair da citada caixa de engrenagem (11)adjacente ao citado segundo membro anular (73), o citadopino incluindo uma porção de extremidade (83)ortogonalmente posicionada em relação a uma porção dopino (79) suportada na citada caixa de engrenagem (11),a citada porção de extremidade (83) engata a citada rampa(75), quando a citada bobina (71) estiver energizada,impedindo a rotação do citado segundo membro anular (73).

11. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de a citada rampa (75) incluiruma primeira porção de rampa (85a) e uma segunda porçãode rampa (85b), qualquer uma delas sendo engatável pelocitado pino (79), dependendo da direção de rotação dacitada caixa de engrenagem (11) e do citado pino (79).

12. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o citado pino (79) e o citadomembro blocante (65) serem forçados para a condiçãonormal (figura 6) por uma mola (87).

13. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado mecanismo blocante(90) compreender um eixo de duas partes, tendo umaprimeira porção (91) e uma segunda porção de eixo (93) ,em quais porções o citado mecanismo de contrapesos (53)é suportado para rotação, uma primeira extremidade (95)da primeira porção de eixo (91) sendo suportada pelacitada caixa de engrenagem (11) e uma segunda extremidade(97) da citada primeira porção de eixo (91) sendosuportada pela citada segunda porção de eixo (93), acitada primeira porção (91) ou a citada segunda porção deeixo (93) incluindo o citado membro blocante (101), que éadaptado para ser recebido em um receptáculo (103) daoutra das citadas primeira e segunda porções de eixo (91)e (93).

14. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de o citado membro blocante (101)compreender uma protuberância de formato correspondenteao receptáculo (103), que na condição normal (figura 12),o citado membro blocante (101) é recebido no citadoreceptáculo (103), bloqueando as citadas primeira esegunda porções uma na outra para rotação concorrente, epermitindo que a citada superfície limitadora (57) passeda citada posição retraída para a citada posiçãoestendida, e na citada condição bloqueada (figura 13) ,o citado membro blocante (101) sendo retirado do citadoreceptáculo (103) para permitir que a citada primeiraporção de saída (91) gire livremente em relação à citadasegunda porção de saída (93) e impedir que a citadasuperfície limitadora (57) passe da citada posiçãoretraída para a citada posição estendida.

15. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de o citado mecanismo blocante(90) incluir uma mola de compressão (99) disposta entrea citada primeira porção de eixo (91) e a segunda porçãode eixo (93) para forçar a citada primeira porção desaída (91) a se afastar da citada segunda porção de eixo(93) .

16. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de o citado mecanismo blocanteadicionalmente compreender um solenóide elétrico (105)operavelmente associado à citada segunda porção de eixo(93) e suportado na citada caixa de engrenagem (11)para girar com a mesma, e uma mola de compressão (115)que força a segunda porção de eixo (93) em direçãoà primeira porção de eixo (91) , através do que, quandoo citado solenóide (105) move a segunda porção de eixo(93) da citada primeira porção de eixo (91) para longe dacitada primeira porção de eixo (91) e com o citado membroblocante na citada condição bloqueada (figura 13) , acitada mola (115) será comprimida e, quando o citadosolenóide (105) for desenergizado, a citada mola (115)deve forçar a citada segunda porção de eixo (93)em direção à citada primeira porção de eixo, fazendoo citado membro blocante retornar para a citada condiçãonormal (figura 12).

17. Mecanismo de engrenagem de diferencial,compreendendo uma caixa de engrenagem (11) que define umacâmara de engrenagens (13), um jogo de engrenagens dediferencial disposto na citada câmara de engrenagens(13) , e incluindo pelo menos uma engrenagem de entrada(15) e um par de engrenagens de saída (23, 25) definindoum eixo geométrico de rotação (A); uma embreagem blocante(35) operável para retardar uma ação de diferenciação, eum meio atuador para atuar sobre a citada embreagemblocante (35); a citada embreagem blocante sendo operávelentre uma condição engatada, efetiva para retardara rotação relativa entre a citada caixa de engrenagem(11) e as citadas engrenagens de saída (23, 25), e umacondição desengatada; o citado meio atuador incluindo ummeio de carne (41) operável para efetuar a citada condiçãoengatada da citada embreagem blocante (35), e um meio deretardo (51) operável para engatar o citado meio de carne(41) e retardar a rotação de um membro dos citados meiosde carne (41) , o citado meio de retardo compreendendo ummecanismo de contrapesos (53) girável em torno de um eixogeométrico (a) orientado geralmente paralelo em relaçãoao citado eixo geométrico de rotação (A) , em umavelocidade geralmente representativa da extensão dacitada ação de diferenciação, e definindo uma superfícielimitadora (57) móvel de uma posição retraída para umaposição estendida, em resposta a uma pré-determinadaextensão da ação de diferenciação; o citado meio atuadoradicionalmente incluindo uma superfície blocante (61)disposta para engatar a citada superfície limitadora(57), quando a citada superfície limitadora (57) seencontrar na citada posição estendida, caracterizadopelo fato de:a)- a citada superfície blocante (61) formar uma porçãode um membro blocante (119) móvel entre uma posiçãobloqueada, onde a citada superfície blocante (61) engataa citada superfície limitadora (57), e uma posiçãodesbloqueada, na qual a citada superfície limitadora (57)não é capaz de engatar a citada superfície blocante;b)- um mecanismo blocante (129) operavelmente associadoao citado membro blocante (119) e incluindo um membroblocante (131) ser posicionável, em resposta a um sinalde entrada, entre uma condição normal e uma condiçãobloqueada;c)- na citada condição normal, o citado membro blocante(131) permitir que o citado membro blocante (119) sermóvel livremente entre uma posição bloqueada e a citadaposição desbloqueada; ed) - na citada condição bloqueada, o citado membroblocante (13) impedir que o citado membro blocante (119)passe para a citada posição liberada.

18. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o citado mecanismo decontrapesos (53) incluir um membro de contrapeso (56)definindo a citada superfície limitadora (57), o citadomembro de contrapeso que define uma porção pivô (59),também define um eixo geométrico pivô paralelo e espaçadodo citado eixo geométrico (a) do citado mecanismo decontrapesos (53), a citada superfície limitadora sendogeralmente oposta ao citado eixo geométrico pivô.

19. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 17,caracterizado pelo fato de o citado membro blocante (119)incluir um corpo (123) suportado em um eixo (121) eincluir uma mola (12 5) que força o citado membro blocante(119) para a citada posição bloqueada, a força da citadamola (125) sendo determinada de modo que a forçarequerida dos contrapesos para mover o citado membroblocante (119) exceda a força da mola, quando a citadacaixa de engrenagem (11) gira acima de uma pré-determinada rotação.

20. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de o citado membro blocante (131)incluir uma porção de eixo (133) que se estendegeralmente paralelo ao citado eixo (121), a citada porçãode eixo (133) tendo uma extremidade (135) posicionadaadjacente ao citado membro blocante (119) ligeiramentedeslocada do resto da citada porção de eixo (133),de modo que o citado corpo (123) fique livre parase mover em torno do citado eixo (121), quando o citadomembro blocante (131) é levado para a condição normal eengata a citada porção de eixo (133), e quando o citadomembro blocante (131) é levado para a condição bloqueada,para impedir o movimento do citado mecanismo blocante(119) para a citada posição bloqueada.

21. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 17,caracterizado pelo fato o citado mecanismo blocante (129)adicionalmente compreender um solenóide elétrico (13 7)operavelmente associado ao citado membro blocante (131) esuportado na citada caixa de engrenagem (11) para girarcom a mesma, o citado solenóide elétrico (137) sendoseletivamente operável em resposta a um sinal elétrico deentrada para mover o citado membro blocante (131)axialmente entre a citada condição normal e a citadacondição bloqueada.

22. - Mecanismo, de acordo com a reivindicação 21,caracterizado pelo fato o citado mecanismo blocante (129)adicionalmente compreender um mecanismo de aneldeslizante (139) configurado para transferir o sinalelétrico de entrada procedente de uma fonte remota parao citado solenóide elétrico (137) , o citado mecanismo deanel deslizante (139) incluindo um primeiro membro anular(141) que é estacionário em relação à citada caixa deengrenagem (11) e um segundo membro anular (14 3) livrepara girar com a citada caixa de engrenagem (11) eo citado solenóide (13 7), o citado segundo membroblocante (143) sendo eletricamente conectado ao citadosolenóide (13 7) e contatar o citado primeiro membroanular (141) durante rotação para permitir que o sinalelétrico de entrada a partir do citado primeiro membroblocante (141) seja transmitido do citado primeiro membroanular (141) para o citado solenóide (137), passandoatravés do segundo membro anular (143).