BRPI1001768A2

BRPI1001768A2 - transmissão continuamente variável

Info

Publication number: BRPI1001768A2
Application number: BRPI1001768-2A
Authority: BR
Inventors: Jose Luiz Bertazzolli
Original assignee: Jose Luiz Bertazzolli
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2012-01-24
Also published as: JP2013528265A; RU2565463C2; JP5890397B2; EP2577102A1; EP2577102A4; US20130184121A1; MX2012013583A; ZA201209088B; RU2012153798A; US9388883B2; WO2011147008A1; MX336264B; CA2800725A1

Abstract

TRANSMISSãO CONTINUAMENTE VARIáVEL. Novo equipamento de transmissão continuamente variável (CVT), que possui várias aplicações no mercado, suprindo uma lacuna existente na oferta de transmissão automática continuamente variável com torque acima de 150 Nm (não excluindo aplicações que exigem torque com valores menores que 150 Nm). Este produto é o resultado da melhoria de antigos conceitos e da criação de novos conceitos, criados para atender às soluções tecnológicas desta lacuna, resultando na solução que faltava, tanto com relação às características técnicas quanto ao baixo investimento, obtendo um produto principal e produtos derivados dos novos conceitos criados, evidenciando que a penetração dos produtos tem possibilidades que vão alem do segmento industrial, notadamente na geração de energia elétrica a partir de energia eólica e de correntes de rios ou de maré, no mercado automobilístico, de veículos fora de estrada e na indústria naval.

Description

TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL

Trata-se o presente relatório de patente, da descrição detalhada acompanhada de figuras ilustrativas, de um novo equipamento de transmissão continuamente variável (CVT), que possui varias aplicações no mercado, suprindo uma lacuna existente na oferta de transmissão automática continuamente variável com torque superior a 150 Nm, e também para torque com valores menores que 150 Nm. Este produto é o resultado da melhoria de antigos conceitos e da criação de novos conceitos teóricos, criados para atender às soluções tecnológicas desta lacuna, resultando na solução que faltava, tanto com relação às características técnicas quanto ao baixo investimento, obtendo um produto principal e produtos derivados dos novos conceitos criados. A penetração dos produtos resultantes tem possibilidades de aplicação nos mercados: industrial em geral, máquinas agrícolas, veículos fora de estrada, na indústria naval, na indústria automobilística, em geradores de energia eólica e em geradores de energia hidrocinéticos, sendo que nestes dois casos, esta CVT atua como regulador mecânico de velocidade angular (rpm), associado a uma caixa muItiplicadora instalada entre a turbina (eólica ou hidrocinética) e o gerador de energia elétrica.

CVT é a sigla em inglês para Transmissão Continuamente Variável. As CVT's classificam-se em três grandes grupos segundo o seu princípio de funcionamento, sendo: transmissões de fricção, de roda livre (ida e volta ou oscilatórias) e hidrostáticas.

- As transmissões de fricção são as toroidais e de polia variável e possuem pelo menos dois corpos que giram, tendo um ponto de contato entre eles, com a mesma velocidade tangencial, onde a relação de transmissão varia mudando o raio de contato efetivo dos dois elementos. Alguns exemplos clássicos de transmissão de fricção são: a transmissão Van Doorne de correia metálica, a Van Doorne de corrente, a de câmbio toroidal, transmissão Torotrak, a transmissão Extroid, a transmissão Milner e a transmissão de cones com anel, todas elas geralmente de pequeno porte, utilizadas em veículos automotores, maquinário, equipamentos de pequeno porte e de baixo torque.

- As transmissões de roda livre, ou ida e volta ou oscilatórias, são transmissões nas quais a rotação do eixo de entrada, mediante um determinado mecanismo, se converte em um movimento oscilatório de amplitude variável, onde esse movimento de vai e vem é retificado com uma roda livre a fim de se obter um movimento de rotação unidirecional no eixo de saída. Utilizando-se vários mecanismos em paralelo se consegue transmitir continuamente e minimizar a ondulação do ângulo de saída e assim minimizar a oscilação de torque no eixo de saída. Estas transmissões não são muito utilizadas na indústria automobilística devido a sua dificuldade de configuração e inconstância da velocidade de saída e conseqüente vibração devido à transmissão intermitente de torque. Alguns exemplos clássicos de transmissão de roda livre são: a transmissão de Lestraneng, a transmissão Varibox1 a transmissão continuamente variável IVPD, a transmissão de Constantinesca, e a transmissão Transrevolution.

- As transmissões Hidrostáticas são as que convertem a energia rotacional de um eixo de entrada em um fluxo de fluido mediante uma bomba e depois este fluxo de fluído é convertido em um movimento giratório de um eixo de saída por meio de um motor hidrostático ou turbina. Nestas transmissões, às vezes o fluxo é variado através de bomba a vazão variável e outras vezes se controla a vazão no por meio de válvulas de controle e assim a relação de transmissão do sistema, de forma a se obter uma gama infinita de velocidades.

Este tipo de transmissão tem a vantagem de poder ter configurações de grande porte, geralmente são utilizadas para mecanismos utilitários, tratores e veículos pesados, mas não se aplicam a altas rotações. Alguns exemplos clássicos de transmissão hidrostática são aquelas que empregam bomba variável de pistões axiais acionados por meio de disco inclinado com inclinação variável.

Existem alguns documentos que descrevem transmissões continuamente variáveis destinadas para diversas aplicações, porém nenhuma dessas transmissões possui configuração, aplicação e funcionamento descritos nesta patente. Dentre esses documentos podem-se destacar os seguintes:

A PI 0315187-5, TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL, onde se descreve uma transmissão continuamente variável para uso com veículos a motor. Inclui uma unidade de controle eletrônico, uma unidade de marchas automatizada, um variador, um conjunto de engrenagens de entrada, um elemento de relação fixa de entrada e um elemento de relação fixa de saída. A unidade de controle eletrônico é configurada para incluir regras de lógica para controlar uma transmissão, as regras de lógica incluem emitir comandos de controle da transmissão.

A PI 0407856-0, TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL, esta patente descreve a invenção de uma transmissão de velocidade variável que tem uma pluralidade de esferas de inclinação (1) e discos de entrada (34) e de saída (101) opostos, sendo ilustrada e descrita, que provê um número infinito de combinações de velocidade por sua faixa de relação de transmissão.

O uso de um conjunto de engrenagens planetárias permite que velocidades mínimas estejam na inversão e a geometria única da transmissão permite que todos os percursos de potência sejam coaxiais, desse modo se, reduzindo o tamanho geral e a complexidade da transmissão, em comparação com transmissões que atingem faixas de relação de transmissão similares;

A PI 9301842-8, DISPOSITIVO VARIADOR DE VAZÃO EM BOMBAS ROTATIVAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO OU VARIADOR DE VELOCIDADE DE ROTAÇÃO EM MOTORES HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS, E VARIADOR HIDROSTÁTICO DE VELOCIDADE DE ROTAÇÃO, e constituido de todo e qualquer elemento mecânico ou conjunto de elementos que tenham a propriedade de variar a largura útil "I" (3), das engrenagens internas e externas, lobos, lobos dentados, rodas de atrito, cubos, palhetas, parafusos, etc., que compõem uma bomba rotativa e ou um motor rotativo hidráulico e ou pneumático, com a junção do dispositivo de variação da vazão em bombas rotativas e do dispositivo de variação da rotação em motores rotativos hidráulicos e pneumáticos, formando o variador hidrostático de velocidade de rotação; e

A PI 9604066-1, BOMBA DE ENGRENAGENS A VAZÃO VARIÁVEL PELO PRINCÍPIO DO DESLOCAMENTO AXIAL DA ENGRENAGEM MOVIDA, REVERSÍVEL EM MOTOR HIDRÁULICO, esta invenção proporciona bombeamento de fluídos a vazão variável sem a necessidade de se variar a velocidade de rotação do acionador e sem a necessidade de se obstruir a vazão do recalque e recircular a vazão excedente até a sucção da bomba, economizando combustível e racionalizando os controles dos circuitos hidráulicos. O princípio consiste em variar as posições de engrenamento ("largura útil".) entre as engrenagens de dentes externos motriz (4) e movida (9), variando o volume bombeado a cada revolução. A engrenagem motriz (4) não possui movimento longitudinal. Quando não então engrenadas, as extremidades opostas entre si das engrenagens tem seus espaços vazios entre os dentes, ocupados pelas engrenagens de dentes internos (3) e (10), impedindo a recirculação interna do fluído. O aumento da largura útil é obtido por meio das forças hidrostáticas internas; a diminuição é obtida pelo movimento do eixo (8) e do mancai (2), solidários entre si, que se deslocam axialmente da esquerda para a direita levando a engrenagem de dentes internos (3) e a engrenagem movida (9) no mesmo sentido. A engrenagem de dentes internos (10) não se desloca na direção axial. O acionamento das partes móveis no sentido axial é obtido por meio de comando hidráulico aproveitando o próprio fluído bombeado, recirculando-o até o bocal de comando (15), ou obtido por meio de mecanismos externos. A bomba de engrenagens a vazão variável é reversível, podendo ser utilizada como motor hidráulico a velocidade de rotação variável. Neste caso tem-se uma vazão constante de fluído destinado a transmitir potência ao eixo do referido motor hidráulico, sendo que o eixo tem sua velocidade de rotação variável em função da variação da largura útil interna do motor, obtida pelo mesmo princípio da bomba de engrenagens a vazão variável;

Ainda podem ser citados os documentos de patentes do exterior como o WO 2006049500, o EP 0478514 ou EP 1991 0830381, o US 7,137,798, e o US 7,153,110.

A transmissão continuamente variável (CVT), objeto da presente patente de invenção, tem como característica funcional a utilização e melhoria de dois princípios de funcionamento conhecidos: O primeiro, também utilizado em bombas de pistão axial variável em circuito óleo-hidráulico de alta pressão, é o da conversão de movimento rotativo constante ou variável, em movimento alternativo de curso controlado em tempo real, por meio de um disco com inclinação variável, articulado por meio de servo-mecanismo automático (fig. 1C e 2C), posicionado no eixo motriz, de onde vem o acionamento da máquina primária. O sistema de disco inclinado foi modificado e, ao invés de acionar pistões axiais, aciona um anel oscilatório, ou pivô (fig. 4) por meio de dois rolamentos opostos fixados no pivô (fig. 1B7 2B e 4B). O pivo aciona dois elementos alternativos de transmissão de força opostos, denominados biela (E).

Nesta configuração, a melhoria resulta na criação de dois novos conceitos:

- a aplicação de força nos dois sentidos do movimento (ida e volta), com a introdução do anel oscilatório, (ou pivô) que envolve o disco inclinado, e

- a introdução de uma sobre-espessura variável no ponto de contacto entre o disco inclinado e os rolamentos (dimensão "e" - fig. 1, 2, 4 e 8) para retificar o torque de saída (fig. 9).

O segundo princípio de funcionamento, melhorado e utilizado neste projeto, é utilizado em transmissões de roda-livre, nas quais se dá a reconversão, por meio de rolamento de contra-recuo, ou rolamento catraca instalados nos mancais unidirecionais, do movimento alternativo de curso variável das bielas, em movimento rotativo de velocidade controlada. A força transmitida pelas bielas é aplicada a um braço de alavancas opostas, denominado balancim (F), com raio de giro originando na linha de centro de um eixo transversal ao eixo motriz (M)1 posicionado no centro da transmissão. O balancim transfere movimento angular oscilatório ao eixo transversal. O eixo transversal gira de zero, quando a relação de transmissão é zero, até o ângulo requerido pela relação de transmissão, sempre inferior a 180° e retorna a zero.

O sentido de direção de giro do eixo transversal se inverte quando atinge os limites máximo e mínimo. A cada giro de 180° do eixo motriz corresponde um ciclo de transmissão de torque ao eixo transversal. A amplitude do ciclo é função do ângulo de inclinação do disco, a, (fig. 2) e determina a relação de transmissao, "i". Um lado do eixo transversal é instalado no interior de um semi- eixo (P) e transmite a ele rotação contínua em um único sentido, por meio de rolamento de contra-recuo (rolamento catraca) (L). No outro lado, de forma simétrica e posição rebatida no plano reverso, existe outro semi-eixo, idêntico e com a mesma função, mas com sentido de rotação oposto, obtido pela montagem invertida do rolamento catraca (L). Na extremidade de cada semi- eixo, no lado interno do conjunto, há uma engrenagem cônica helicoidal externa (K), integral ao semi-eixo. O eixo de saída, ou movido (H), é o próprio eixo de um pinhão (G), posicionado simetricamente entre as duas engrenagens, cuja linha de centro é mostrada nas figuras como sendo axial ao eixo de entrada da transmissão, mas que pode ter saída lateral a 90° ou inclinada com relação ao eixo de entrada. O pinhão recebe o torque de uma das engrenagens quando o eixo motriz gira no primeiro e segundo quadrantes e da outra engrenagem, quando o eixo motriz gira no terceiro e quarto quadrantes e assim sucessivamente. A inovação introduzida neste segundo princípio se caracteriza por criar outros dois novos conceitos: - A amplitude do ciclo é função do ângulo de inclinação do disco e determina a relação de transmissão, "i" e a redução ou multiplicação de velocidade de rotação é transfinita, ou continuamente variável dentro de um intervalo de rotações, com apenas três engrenagens, sendo que a cada giro de 360° do eixo motriz correspondem dois ciclos de aplicação de torque no eixo movido quando i = 1,0.

- A velocidade de rotação do eixo movido (ou de saída) pode partir de zero até o valor máximo adotado em cada projeto, independentemente da velocidade de rotação do eixo motriz, dispensando embreagem ou conversor hidrodinâmico de conjugado de partida.

Desta forma, a transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, descreve um mecanismo de movimentação com relação de transmissão que reduz a rotação de saída até zero e a multiplica até 1,3 na mesma configuração, independentemente da velocidade de rotação do eixo de entrada, destinado a varias aplicações, apresentando uma configuração nova e única que lhe proporciona grandes vantagens em relação às transmissões já existentes atualmente utilizadas e encontradas no momento. Dentre essas vantagens podem-se citar:

- O fato de ser um produto mais versátil com relação aos segmentos de mercado, podendo ser aplicado em agitadores de um típico reator químico cilíndrico vertical, onde a utilização da CVT dispensa o redutor planetário comumente utilizado, porque a sua relação de transmissão, "i", parte de zero e atinge uma ampla gama de rotações;

- Também o fato de poder ser utilizado em geradores eólicos (aero - geradores) ou geradores hidrocinéticos para conversão de energia cinética das correntes de rios em energia elétrica, onde uma caixa de engrenagens multiplica a rotação do eixo da turbina (eólica ou hidrocinética), que gira em baixa rotação e em velocidade instável devido à instabilidade na velocidade do fluxo;

- Ainda na aplicação para a transmissão mecânica automotiva de alto torque, pelo fato de partir de zero, dispensa o uso de embreagem ou de conversor hidrodinâmico de conjugado, diminuindo os custos de fabricação e manutenção.

- A possibilidade de utilização em outros segmentos do mercado industrial, tais como mineração, indústria de cimento, manuseio de materiais, instalações portuárias, tratamento de água, plásticos, borracha, papel e celulose, tinta, indústrias alimentícias, de bebida, de tabaco, na agroindústria em geral, etc.; e

- Ainda pode-se empregar o conceito de disco inclinado que transmite às bielas movimento alternativo com extensão controlada em tempo real, para beneficiar indiretamente outros produtos, como é o caso do mercado de modernos compressores de ar e de gás refrigerante que, para economia de energia, atualmente controlam rotação através de inversores de freqüência do motor elétrico, com o objetivo de equilibrar demanda e quantidade de trabalho gerada, evitando os picos de corrente de partida do motor elétrico. Neste caso as bielas acionam diretamente os pistões do compressor alternativo, dispensando o uso dos mancais unidirecionais de rolamento catraca.

A seguir faz-se referencia às Figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê: A Figura 1: mostra parte da configuração da transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, destacando em o disco inclinado e o balancim, vistos em um corte longitudinal, posicionados a 90 graus (a = 0,0) com relação ao eixo motriz, ou eixo de entrada, quando a velocidade angular na saída é igual zero, independentemente da velocidade angular na entrada. Destaca-se também o eixo movido, bielas e pinhão.

A Figura 2: mostra a configuração da transmissão continuamente variável objeto da presente patente, destacando o disco inclinado e o balancim, vistos em um corte longitudinal, a um ângulo α = 28,3° com relação ao eixo perpendicular ao eixo motriz, ou eixo de entrada, quando a relação de transmissão é igual 1,3, onde a máxima velocidade angular na saída é igual a 1,3 vezes a velocidade angular na entrada, independentemente de qual seja a velocidade de entrada. Destaca-se também o eixo movido, bielas e pinhão.

A Figura 3 mostra parte da configuração da transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, destacando o eixo transversal, as engrenagens cônicas esquerda e direita, cada uma integral a um semi-eixo, o balancim no centro e os rolamentos de contra-recuo esquerdo e direito alojados em cada semi-eixo.

A Figura 4 mostra parte da configuração da transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, destacando o pivô (D) com o disco inclinado (I) no centro e os dois rolamentos (B) que transferem movimento oscilatório do disco inclinado ao pivô e do pivô às bielas.

A Figura 5 mostra parte da configuração da transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, destacando o balancim (F) e o eixo transversal (M). A Figura 6 mostra parte da configuração da transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, destacando o detalhe n°.1 indicado na Figura 3, que mostra a montagem do rolamento de contra-recuo (rolamento catraca) (L) entre dois rolamentos radiais de esfera, constituindo assim dois mancais opostos que transferem movimento unidirecional do eixo transversal a cada semi-eixo, este integral à engrenagem cônica, sendo que os dois mancais unidirecionais possuem sentido de rotação invertido, fazendo com que as duas engrenagens cônicas, com sentido de rotação invertido, transfiram movimento de rotação contínua ao pinhão (G), e este ao eixo movido (eixo de saída) (H).

A Figura 7 mostra em planta, uma vista em corte longitudinal, que representa o eixo transversal, os dois mancais unidirecionais, o balancim, as duas engrenagens cônicas, o pinhão e o eixo movido (ou de saída), objetos da presente patente.

A Figura 8 mostra parte da configuração da transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, destacando o eixo motriz, o disco inclinado, o pivô, as bielas e os pistões (S) quando estes componentes são empregados no projeto e fabricação dos produtos também beneficiados pela melhoria conceituai, como é o caso de compressores de ar e de gás refrigerante que, visando economia de energia, a quantidade de trabalho mecânico gerada é equilibrada com a demanda, por meio da inclinação do disco que é comandada por sensores que medem e comparam esta demanda em tempo real. Esta configuração permite substituir os onerosos inversores de freqüência do motor elétrico, evitando também os picos de corrente de partida do motor elétrico. Neste caso as bielas acionam diretamente os pistões do compressor alternativo, dispensando o uso dos mancais unidirecionais (rolamento catraca), sendo que o retorno dos pistões ocorre devido à aplicação de força das bielas nos dois sentidos de direção, ao contrário do que ocorre com as bombas de pistão axiais de disco inclinado, que necessitam de sistema externo de pressurização de fluido no lado da sucção, a fim de obter este retorno.

A Figura 9 mostra o gráfico que representa a posição angular dos eixos motriz e movido da transmissão continuamente variável, objeto da presente patente, quando a relação de transmissão é igual a 1,0 (número de giros do eixo motriz é igual ao número de giros do eixo movido) e o comportamento da posição angular no intervalo de um giro completo, entre zero e 360°, durante a transmissão de movimento entre os mesmos. Por analogia, o mesmo gráfico representa o comportamento da transferência de torque entre o eixo motriz e o eixo movido. A curva tracejada mostra o comportamento da relação de transmissão quando a superfície de rolamento do disco inclinado é plana, sem rampa e a conseqüente oscilação de torque. A linha cheia representa a condição ideal, também proposta deste equipamento, quando se introduz rampa no disco inclinado, cuja espessura é igual a "e", mostrada nas figuras 1, 2 e 4. Esta espessura, que não é uniforme, varia em função da posição angular do ponto de contato entre as superfícies do disco inclinado (I) e dos rolamentos (B) do pivô e atua em todos os contatos puntiformes da circunferência do disco inclinado, no sentido de compensar avanços ou atrasos na velocidade angular, garantindo que a posição angular do eixo de saída acompanhe a mesma posição do eixo de entrada durante toda a extensão do giro de 360° e assim garantindo continuidade de torque, com funcionamento livre de oscilações e de vibração.

Nas Figuras e no relatório descritivo as referencias alfanuméricas representam os elementos da transmissão continuamente variável, objeto de presente patente, esclarecendo e elucidas a descrição, onde: A = eixo motriz; B = rolamentos; C = servo-mecanismo; D = pivô. E = biela; F = balancim; G = pinhão; H = eixo movido; I = disco inclinado; K = engrenagem cônica; L = rolamento catraca; M = eixo transversal; P = semi-eixo; R = centro de gravidade; S = pistão; T = Chaveta externa; V = Chaveta interna.

Em seguida descreve-se uma forma preferencial não restritiva de realização do presente equipamento, objeto desta patente, onde a configuração e aplicação podem variar na forma adequada para cada modelo desejado, descrevendo uma das possibilidades construtivas que levam a concretizar o objeto descrito e a forma em que o mesmo funciona.

A transmissão continuamente variável, objeto de presente patente, trata-se de um mecanismo essencialmente composto por um disco inclinado (I), com articulação em seu centro de gravidade (R), com inclinação de até 28,3° (a = 28,3°), que faceia com dois rolamentos diametralmente opostos (B), instalados em um pivô (D). Os rolamentos recebem o movimento oscilatório do disco inclinado provocado pela rotação do eixo motriz (A), e transmitem este movimento ao pivô, que por sua vez transfere o mesmo movimento às bielas (Ε). A força do movimento axial oscilatório transmitida pelas bielas (E) é aplicada a um braço de alavancas opostas, denominado balancim (F), com raio de giro originando na linha de centro de um eixo transversal ao eixo motriz (M)5 posicionado simetricamente no centro da transmissão. O eixo transversal gira de zero até o ângulo requerido pela relação de transmissão, sempre inferior a 180° e retorna a zero. O sentido de direção de giro do eixo transversal inverte quando são atingidos os limites máximo e mínimo. A cada giro de 180° do eixo motriz corresponde um ciclo de transmissão de torque ao eixo transversal, quando "a" vai de - 28,3° até 28,3°.

Assim, a amplitude do ciclo é função do ângulo de inclinação do disco (a) e determina a relação de transmissão, "i". Um lado do eixo transversal é instalado no interior de um semi-eixo (P) e transmite a ele rotação contínua em um único sentido, por meio de rolamento de contra-recuo (rolamento catraca). No outro lado, de forma simétrica e posição rebatida no plano reverso, existe outro semi- eixo, idêntico e com a mesma função, mas com sentido de rotação oposto. Na extremidade de cada semi-eixo, no lado interno do conjunto, há uma engrenagem cônica externa, integral ao semi-eixo (Κ). O eixo de saída, ou movido (H), é o próprio eixo de um pinhão (G), posicionado simetricamente entre as duas engrenagens, cuja linha de centro é axial ao eixo de entrada da transmissão. O pinhão recebe o torque de uma das engrenagens quando o eixo motriz gira no primeiro e segundo quadrantes (de zero a 180°) e da outra engrenagem, quando o eixo de entrada gira no segundo e terceiro quadrantes (de 180° a 360°) e assim sucessivamente. A inclinação do disco ocorre pelo movimento axial de um servo-mecanismo (C) composto basicamente por dois tacos-geradores ou geradores de pulso, sendo que um mede a velocidade angular do eixo motriz e o outro mede a velocidade angular do eixo movido. Os sinais analógicos, de 4 a 20 mA (ou 5 a 10 V), são transmitidos a um transdutor de sinais e daí a um driver que comanda um motor de passo. Este aciona um pinhão de rosca sem-fim, que aciona duas coroas simultaneamente e estas acionam dois fusos esféricos que movem uma alavanca articulada no ponto indicado pelas figuras 1 (C) e 2 (C). O comando do servo-mecanismo de inclinação do disco pode ser manual, por meio do acionamento de um potenciômetro linear ou de uma régua capacitiva, que posiciona o motor de passo, ou automático através de PLC, que posiciona o motor de passo pela comparação e processamento das variáveis (velocidade, torque, potência, freqüência de corrente elétrica, viscosidade de fluido de reator, etc.) a serem controladas, por meio de um algoritmo de controle, que estabelece em tempo real a relação de transmissão a ser ajustada, resultando essencialmente em uma transmissão mecânica continuamente variável automática ou manual, que ajusta a rotação de saída em tempo real em função da rotação de entrada. A malha de controle é programada em um processador dedicado (PLC), que é parte integrante da transmissão automática continuamente variável, objeto da presente patente, por meio de algoritmo específico para cada uso, constituindo, assim, um equipamento para diversas aplicações.

Assim, pelas características de configuração, aplicações e funcionamento acima descritas, pode-se notar claramente que a TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL se trata de um equipamento novo e que é único para o Estado da Técnica, o qual se reveste de condições de inovação, atividade inventiva e industrialização inéditas, que o fazem merecer o Privilégio de Patente de Invenção.

Claims

1. TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL, caracterizada por tratar-se de um mecanismo essencialmente composto por um disco com inclinação variável (I), articulado por meio de servo-mecanismo automático (C)1 posicionado no eixo motriz (A), em seu centro de gravidade (R), por meio de um pino transversal ao eixo motriz, sendo que do eixo matriz vem o acionamento rotacional da máquina primária, sendo que esta pode ser uma turbina, um motor elétrico, um motor à combustão interna ou outros; onde o sistema de disco inclinado aciona um anel oscilatório, também denominado pivô (D), por meio de dois rolamentos opostos (B) fixados no pivô; onde o pivô aciona dois elementos alternativos de transmissão de força opostos, denominados biela (E); a força transmitida pelas bielas é aplicada a um braço de alavancas opostas, denominado balancim (F), com raio de giro originando na linha de centro de um eixo transversal (M) posicionado no centro da transmissão; onde o balancim transfere movimento angular oscilatório ao eixo transversal; onde a reconversão deste movimento alternativo (vai e vem) em movimento rotativo de velocidade controlada se dá por meio de rolamentos catraca (ou de contra-recuo) (L), instalados entre dois rolamentos radiais nos mancais unidirecionais; onde os dois mancais unidirecionais são constituídos por um eixo transversal ao eixo motriz (M); onde em um lado do eixo transversal é instalado no interior de um semi-eixo (P) e transmite a ele rotação contínua em um único sentido, por meio do rolamento catraca e no outro lado, de forma simétrica e posição rebatida no plano reverso, existe outro semi-eixo, idêntico e com a mesma função, mas com sentido de rotação oposto, obtido pela montagem invertida do rolamento catraca; onde na extremidade de cada semi-eixo, no lado interno do conjunto, há uma engrenagem cônica helicoidal externa (K), integral ao semi-eixo; onde o eixo de saída, ou movido (H), é o próprio eixo de um pinhão (G), posicionado simetricamente entre as duas engrenagens, cuja linha de centro é axial ao eixo de entrada da transmissão, podendo ter saída lateral a 90° ou saída inclinada com relação ao eixo de entrada; onde o pinhão recebe o torque de uma das engrenagens quando o eixo motriz gira no primeiro e segundo quadrantes e da outra engrenagem, quando o eixo motriz gira no terceiro e quarto quadrantes e assim sucessivamente.

2. TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, parte da transmissão continuamente variável, caracterizada por criar o conceito segundo o qual é possível a aplicação de força nos dois sentidos do movimento alternativo das bielas (E) com a introdução do anel oscilatório, ou pivô (D) que envolve o disco inclinado, ao contrário do que ocorre com bombas de pistões radiais acionadas por disco inclinado, variável ou não, cujo retorno dos pistões ocorre por meio de pressurização prévia, por meio externo, do fluido a ser bombeado, permitindo seu uso em bombas ou em compressores alternativos de pistão, com ida e volta dos pistões acionadas pelo motor, onde os pistões são acionados diretamente pelas bielas, sem a necessidade de utilizar os mancais unidirecionais com rolamentos catraca, instalados no eixo transversal.

3. TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, parte da transmissão continuamente variável, caracterizada por introduzir uma sobre-espessura na face do disco inclinado, "e", com medida variável no ponto de contacto entre o disco inclinado e os rolamentos do pivô, com a finalidade de retificar a curva do torque de saída sem necessidade de utilizar vários mecanismos em paralelo para conseguir transmissão continua; onde a cada posição angular do eixo motriz corresponde uma diferente espessura "e", não uniforme, que varia em função da posição angular do ponto de contato entre as superfícies do disco inclinado e dos rolamentos do pivô e atua em todos os contatos puntiformes da circunferência do disco inclinado, no sentido de compensar avanços ou recuos na velocidade angular, garantindo que a posição angular do eixo de saída acompanhe a mesma posição do eixo de entrada durante toda a extensão do giro de 360° e garantindo continuidade de torque para funcionamento livre de vibrações.

4. TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, parte da transmissão continuamente variável, caracterizada por ser transfinita, ou seja, possuir infinitas relações de transmissão dentro de um intervalo de rotações, onde reduz ou multiplica a velocidade de rotação com apenas três engrenagens, sendo que a velocidade de rotação do eixo movido parte de zero até o valor máximo adotado em cada projeto, independentemente da velocidade de rotação do eixo motriz, dispensando embreagem ou conversor hidrodinâmico de conjugado de partida.