BR0203417B1 - conjunto de eixo de acionamento para interconectar um componente de acionamento e um componente impulsionado. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTODE EIXO DE ACIONAMENTO PARA INTERCONECTAR UM COMPONEN-TE DE ACIONAMENTO E UM COMPONENTE IMPULSIONADO".

A invenção refere-se a um acoplamento de eixo de acionamentoque inclui uma faixa rotacional de "movimento livre" para interconectar umcomponente de acionamento e um componente impulsionado. Além disso, ainterconexão precisa permitir um grau de movimento relativo entre os com-ponentes de acionamento e impulsionado. Por exemplo, em muitas opera-ções de agricultura é usado um trator para rebocar um implemento secundá-rio de agricultura, assim como para acionar, de forma operável, o implemen-to de agricultura secundário. Para obter isso, o trator inclui, tipicamente, umeixo de saída (isto é, um componente de acionamento)que é interconectado,de forma operável, a um eixo de entrada (isto é, componente impulsiona-do)do implemento de agricultura secundário. Tal interconexão é tipicamenteobtida usando-se um eixo de acionamento disposto entre elas.

Em quase todos os exemplos, o trator é utilizável para uma vari-edade de tarefas e, portanto, vários tipos de implementos secundários deagricultura precisam ser prontamente engatáveis com o trator. Assim, a co-nexão e desconexão do conjunto de eixo de acionamento é requerida. Emgeral, o eixo de saída do trator e o eixo de entrada do implemento de agricul-tura secundário não são suficientemente alinhados e, assim, proíbe uma rá-pida interconexão entre elas. Assim, é desejável prover um conjunto de eixode acionamento que inclui uma gama de movimentos rotacionais, ou "movi-mento livre" para permitir a interconexão entre os eixos de entrada e saídaquando estão fora do alinhamento rotacional exato.

Para este fim, é conhecido, na técnica, o fato de prover um con-junto de eixo de acionamento de encaixe, incluindo uma faixa rotacionalde "movimento livre" ao longo da interconexão de encaixe. Tal conjunto deeixo de acionamento é ilustrado na patente US. Nos. 5.872.122 e 5.938.534,cedido para Neapco, Inc. As patentes provêem um conjunto de eixo de acio-namento, incluindo primeira e segunda metades de eixo de acionamento,interconectados em forma de encaixe. A interconexão de encaixe inclui,ainda, uma disposição de dente/sulco para permitir uma faixa de rotaçãorelativa entre a primeira e a segunda metades, enquanto provê, concomi-tantemente, um movimento axial relativo entre elas.

Os métodos da técnica anterior detalhados acima apresentamcertas desvantagens. Especificamente, a interconexão de encaixe do con-junto de eixo de acionamento inclui, preferivelmente, primeiro e segundo ei-xos, cada um tendo uma seção transversal em forma de limão, incluindouma forma geralmente circular com partes ou arestas que se estendem dia-metricamente opostas. Desse modo, as arestas fixam o primeiro e o segun-do eixo para rotação comum, enquanto permite um êmbolo relativo axial en-tre eles. Tal seção transversal, enquanto, preferivelmente devido aos custosreduzidos de fabricação, não pode funcionar devidamente quando inclui umafunção de "movimento livre" entre eles. Uma outra desvantagem dos méto-dos da técnica anterior é que não existe a possibilidade de separar as fun-ções rotacional e de encaixe. Tal separação pode ser, desejavelmente, paraaplicações particulares.

Por conseguinte, a presente invenção provê um conjunto de eixode acionamento para interconectar um componente de acionamento e umcomponente impulsionado. O conjunto de eixo de acionamento inclui umprimeiro eixo, um segundo eixo que engata o primeiro eixo para permitir atransmissão do torque e o movimento de deslizamento axial relativo entreeles e um componente de junta que interconecta, de forma operável, um dosprimeiro e segundo eixos dos componentes de acionamento e impulsionado,onde o componente de junta é tanto giratório através de uma faixa específicade rotação, quanto fixo a partir do movimento axial relativo a um dentre osegundo eixo, o componente de acionamento e o componente impulsionado.

Desse modo, a presente invenção segrega as funções de êm-bolo e "movimento livre" para separar os componentes do conjunto de eixode acionamento. Como tal, as seções transversais alternativas, tal como aseção transversal em forma de limão, são utilizáveis para permitir a imersãodo eixo de acionamento. Uma vantagem significativa disso é que tais seçõestransversais alternativas são mais econômicas para produzir, como resultadoda centralização das arestas. Além disso, a separação das funções de imer-são e "movimento livre" permite qualquer tipo de componentes de impulsio-namento conhecido na técnica a ser implementada. Adicionalmente, a fun-ção de "movimento livre" não tem efeito cinemático na função de imersão.

A presente invenção será melhor compreendida a partir da des-crição detalhada e dos desenhos em anexo, nos quais:

A figura 1 é uma vista em seção transversal de um conjunto deeixo de acionamento, de acordo com os princípios da presente invenção;

A figura 2 é uma vista em seção transversal de um componentede junta universal acoplado a um eixo do conjunto de eixo de acionamento,de acordo com uma primeira modalidade preferida da presente invenção;

A figura 3 é uma vista em seção transversal é uma vista em se-ção transversal de uma junta universal e engate de eixo ao longo da linha A-A da figura 2;

A figura 4 é uma vista em seção transversal de uma parte doconjunto de eixo ao longo da linha B-B da figura 2;

A figura 5 é uma vista em seção transversal de um componentede junta universal acoplado ao eixo de acordo com uma segunda modalida-de preferida da presente invenção;

A figura 6 é uma vista em seção transversal de uma junta uni-versai e de engate de eixo ao longo da linha C-C da figura 5;

A figura 7 é uma vista em seção transversal de um componentede junta universal acoplado ao eixo de um componente de acionamento, ouimpulsionado.

A figura 8 é uma vista em seção transversal de uma junta uni-versai de um engate de eixo ao longo da linha D-D da figura 7;

A figura 9 é uma vista em seção transversal, parcial, de umamodalidade alternativa de uma junta universal acoplada a um componentede acionamento externo, ou impulsionado.

A figura 10 é uma vista em seção transversal do engate de juntauniversal ao longo da linha E-E da figura 9.

Com referência às figuras, um conjunto de eixo de acionamento1 é mostrado. O conjunto do eixo de acionamento 1 inclui geralmente umprimeiro conjunto de junta universal 2, um conjunto de eixo de encaixe 3 eum segundo conjunto de junta universal 4. O primeiro conjunto de junta uni-versal 2 inclui primeira e segunda forquilha universal 5, 6 interconectado, deforma operável, por uma primeira cruzeta 7. Similarmente, o segundo con-junto de junta universal 4 inclui terceira e quarta forquilhas de junta universal8, 9, interconectados, de forma operável, por uma segunda cruzeta 10. Ge-ralmente, a primeira e segunda juntas universais 2, 4 permitem que o con-junto de eixo de acionamento 1 fique um tanto articulável para interconectarum componente de acionamento (não mostrado)e um componente impulsio-nado (não mostrado)que requer um grau de movimento independente entreeles. Embora a presente modalidade descreva primeira e segunda juntasuniversais 2, 4, será observado que a primeira e segunda juntas universais2, 4 podem ser substituídas por outros tipos de juntas conhecidos da técnica,tais como juntas de velocidade constante.

Uma tampa protetora 11 é ainda provida e circunda completa-mente o conjunto de eixo de acionamento 1. A capa protetora 11 inclui pri-meiro e segundo tubos 12, 13, engatados um ao outro de forma encaixável,uma primeira tampa flexível 14 disposta em torno da primeira junta universal2 e uma segunda tampa flexível 15 disposta em torno da segunda junta uni-versai 4. A primeira tampa flexível 14 é conectável ao componente impulsio-nado, ou de acionamento, e a segunda tampa flexível 15 é conectável à ou-tro do componente impulsionado ou de acionamento. Desse modo, a tampaprotetora 11 é fixada para impedir a rotação em relação aos componentes deacionamento e impulsionado e o conjunto de eixo de acionamento 1 gira aí.

O conjuto de eixo de encaixe 3 inclui um primeiro eixo 16 dis-posto de forma deslizável dentro de um segundo eixo 17. O primeiro eixo 16é interconectado, de forma operável, com a segunda forquilha 6 da primeirajunta universal 2, conforme descrito em maiores detalhes abaixo. O segundoeixo 17 é interconectado com a terceira forquilha 8 da segunda junta univer-sal 4. Conforme melhor visto na figura 4, o primeiro e segundo eixos 16, 17incluem uma seção transversal tendo uma forma circular com partes, ouarestas, que se estendem, diametricamente opostas, 16', 17', respectiva-mente. O primeiro e segundo eixos 16, 17 engatam um ao outro, com o pri-meiro eixo deslizando em um orifício 20 do segundo eixo 17, onde as ares-tas 16' engatam, de forma deslizável, as arestas 17'. Desse modo, o primeiroe segundo eixos 16, 17 são fixados para movimento rotacional um com ooutro, enquanto permite movimento axial relativo, ou imersão, ao longo doeixo longitudinal X. Tal seção transversal para permitir a interconexão daimersão é preferível, uma vez que é a opção mais econômica para produziro primeiro e segundo eixos de acionamento 16, 17 do que os métodos datécnica anterior, incluindo o engate com a ranhura.

Embora a presente invenção descreva uma aresta que interco-necta para prover uma função de encaixe, prevê-se que o engate com a ra-nhura entre o primeiro e o segundo eixos 16, 17 possa ser opcionalmenteimplementado para prover essa função.

Com referência particular às figuras 2 e 3, uma primeira modali-dade preferida da interconexão entre o primeiro e o segundo eixo 16 e aprimeira junta universal 2 será descrita em detalhes. De acordo com a pri-meira modalidade preferida, o primeiro eixo 16 é provido como um tubo ten-do um orifício 23 disposto através daí. Um eixo de esteio 24 interconecta oprimeiro eixo 16 e a segunda forquilha 6, e uma solda 25 é incluída para in-terconectar, de forma fixa, o eixo de esteio 24 e primeiro eixo 16. O eixo deesteio 24 inclui uma primeira extremidade 26 tendo um diâmetro reduzido,disposto dentro do orifício 23 do primeiro eixo 16 e uma segunda extremida-de 27, tendo um diâmetro maior, disposto, de forma operável, dentro de umorifício 28 da segunda forquilha 6.

O orifício 28 da segunda forquilha 6 inclui uma série de ranhuras29 e uma segunda extremidade 27 do eixo de esteio 24 inclui uma série dedentes axiais, que se estendem radialmente, 30. A segunda extremidade 27do eixo de esteio 24 é recebida no orifício 28 da segunda forquilha 6, ondeos dentes 30 se alinham, respectivamente, com os sulcos 29. Conformemelhor visto na figura 3, os sulcos 29 são geralmente de uma largura maiordo que os dentes 30. Como resultado, uma faixa de movimento rotacionalrelativo, ou "movimento livre" é provida entre a segunda forquilha 6 e o eixode esteio 24. A quantidade de "movimento livre" é provida como o ângulo A.

Embora a segunda forquilha 6 e o eixo de esteio 24 possam gi-rar um em relação ao outro, dentro da faixa provida, eles são fixados paraimpedir movimento axial relativo entre si. Por conseguinte, um primeiro anel31 é disposto em torno de uma extremidade 32 do eixo de esteio 24 e umsegundo anel 33 é disposto dentro de um sulco 34 do eixo de esteio 24 paramanter o primeiro anel 31 contra uma face 35 do eixo de esteio 24. Dessemodo, a segunda forquilha 6 é fixada para impedir movimento axial entre oprimeiro anel 31 e uma arruela 36 disposta em torno do primeiro eixo 16.

Com particular referência às figuras 5 e 6, uma segunda modali-dade preferida de interconexão entre o primeiro eixo 16 e a primeira juntauniversal 2 será descrita em detalhes.

De acordo com a segunda modalidade preferida, a segunda for-quilha 6 da primeira junta universal 2 inclui uma extremidade de esteio 37que se estende a partir daí, a qual é recebida no orifício 20 do primeiro eixo16. O orifício 20 do primeiro eixo 16 inclui uma série de sulcos dispostos axi-almente 38 e a extremidade de esteio 37 da segunda forquilha 6 inclui umasérie de dentes 39, que se estendem radialmente. A extremidade de esteio37 é recebida no orifício 20 do primeiro eixo 16, onde os dentes 39 se ali-nham, respectivamente, com os sulcos 38. Conforme melhor visto na figura5, os sulcos 38 são geralmente de uma largura maior do que a largura dosdentes 39. Como resultado, uma faixa de movimento rotacional, ou "movi-mento livre" é provida entre a segunda forquilha 6 e o primeiro eixo 16. Aquantidade de "movimento livre" é provida como o ângulo A.

Novamente, a segunda forquilha 6 e o primeiro eixo 16 são fixa-dos, para evitar movimento axial relativo entre eles. Por conseguinte, umanel 40 é disposto dentro de um sulco 41 da extremidade de esteio 37 e umsulco 42 do primeiro eixo 16. O anel 40 fica disposto dentro dos sulcos 41,42 para interconectar, de modo suficiente, a extremidade de esteio 27 e oprimeiro eixo 16, onde a desconexão da extremidade de esteio 27 e o pri-meiro eixo podem ser feitos através da aplicação de uma carga axial eleva-da, aplicada além da ação máxima de encaixe do conjunto de eixo de encai-xe 3.

Prevê-se ainda que a interconexão de "movimento livre" podeser provida em qualquer um dos vários locais ao longo do conjunto de eixode acionamento 1, à medida que o conjunto de eixo de acionamento 1 inter-conecta os componentes de acionamento e impulsionado. Com referênciaparticular às figuras 7 e 8, a interconexão de "movimento livre" é incluídaentre uma das primeira e segunda juntas universais 2, 4 e um dos compo-nentes de acionamento e impulsionado. Mais especificamente, a forquilhamostrada na figura 7 é ou a segunda forquilha 6 da primeira junta universal2, ou a quarta forquilha 9 da segunda junta universal 4. Também é mostradoum eixo de esteio 44 que se estende e é interconectado de forma operávelcom um componente 43, que é ou o componente de acionamento, ou ocomponente impulsionado. A forquilha 6, 9 inclui um orifício 45 que tem umasérie de sulcos que passam axialmente 46, e o eixo de esteio 44 inclui umasérie de dentes axiais, que se estendem radialmente, 47. O eixo de esteio 44é recebido no orifício 45 da forquilha 6, 9 , onde os dentes 47 se alinham,respectivamente, com os sulcos 46. Conforme melhor visto na figura 8, ossulcos 46 são, geralmente, mais largos do que os dentes 47. Como resulta-do, uma faixa de movimento rotacional relativo, ou de "movimento livre" éprovida entre a forquilha 6, 9 e o eixo de esteio 44. A quantidade de "movi-mento livre" é provida como o ângulo A.

Da mesma forma como descrito acima, a forquilha 6, 9 e o eixode esteio 44 são fixados para impedir movimento relativo axial. Por conse-guinte, uma arruela 48 e um parafuso 49 são providos, onde a arruela 48 éaparafusada contra uma face de extremidade 50 do eixo de esteio 44 peloparafuso 49. A arruela 48 tem um diâmetro maior do que o eixo de esteio 44e fica dentro de um recesso 51 do orifício 45 da forquilha 6, 8 contra umaprimeira face de batente 52. Um anel de batente 53 fica dentro de um sulco54 do orifício 45 e provê uma segunda face de batente 55. Assim, a arruela48 é fixada para impedir movimento axial entre a primeira e segunda facesde batente 52, 55, impedindo, assim, o movimento axial da forquilha 6, 8com relação ao eixo de esteio 44.Uma modalidade alternativa da interconexão de "movimento li-vre" entre a primeira e a segunda junta universal 2, 4 e um dos componentesde acionamento, ou impulsionado, é mostrado nas figuras 9 e 10. A forquilha6, 9 inclui uma extremidade de esteio 56 que se estende e é operavelmenteinterconectada com o componente 43. O componente 43 inclui um orifício 57tendo uma série de sulcos que passam axialmente 58 e a extremidade deesteio 56 inclui uma série de dentes axiais, que se estendem radialmente,59. A extremidade de esteio 56 é recebida no orifício 57, onde os dentes 59se alinham, respectivamente, com os sulcos 58. Conforme melhor visto nafigura 10, os sulcos 58 têm uma largura maior do que a largura dos dentes59. Como resultado, uma faixa de movimento rotacional relativo, ou de "mo-vimento livre" é provida entre a extremidade de esteio 56 e o componente43. A quantidade de "movimento livre" é provida como o ângulo A.

Também deve-se notar que o mecanismo de "movimento livre"da presente invenção pode incluir um número variado de combinação dedentes e sulcos. Por exemplo, conforme mostrado nas figuras, seis den-tes/sulcos são implementados. Porém, esse número pode variar, de acordocom o design.

A descrição da invenção é meramente a título de exemplo e, as-sim, as variações que não se afastem do âmbito da invenção são aceitas.Números de Referência 1 conjunto de eixo de acionamento 2 primeiro conjunto de junta universal 3 conjunto de eixo de encaixe 4 segundo conjunto de junta universal 5 primeira forquilha de junta universal 6 segunda forquilha de junta universal 7 primeiro cruzamento 8 terceira forquilha de junta universal 9 quarta forquilha de junta universal 10 segundo cruzamento 11 tampa protetora 12 primeiro tubo 13 segundo tubo 14 primeira tampa flexível 15 segunda tampa flexível 16 primeiro eixo 16' aresta 17 segundo eixo 17' aresta 20 orifício 23 orifício 24 eixo de esteio 25 solda 26 primeira extremidade 27 segunda extremidade 28 orifício 29 sulcos axiais 30 dentes axiais 31 primeiro anel 32 extremidade 33 segundo anel34 sulco 35 face 36 arruela 27 extremidade de esteio 38 sulcos axiais 39 dentes axiais 40 anel 41 sulco 42 sulco 43 componente 44 eixo do esteio 45 orifício 46 sulcos axiais 47 dentes axiais 48 arruela 49 parafuso 50 face de extremidade 51 recesso 52 primeira face de batente 53 anel de batente 54 sulco 55 segunda face de batente 56 extremidade de esteio 57 orifício 58 sulcos axiais 59 dentes axiais

Claims (10)

1. Conjunto de eixo de acionamento para interconectar umcomponente de acionamento e um componente impulsionado possuindo:- um conjunto de eixo telescópico (3) que compreende:- um primeiro eixo (16) e- um segundo eixo (17) que engata o primeiro eixo (16) paraser axialmente deslizante e deslocável ao longo de um eixo longitudinal (X)para permitir a transmissão do torque entre os dois eixos,- uma primeira junta universal (2) que compreende:- uma primeira forquilha de junta universal (5),- uma segunda forquilha de junta universal (6) e- uma primeira cruzeta (7) que conecta a primeira forquilha dejunta universal (5) e a segunda forquilha de junta universal (6) uma à outra,- uma segunda junta universal (4) que compreende:- uma terceira forquilha de junta universal (8) e- uma quarta forquilha de junta universal (9) e- uma segunda cruzeta (10) que conecta a terceira forquilhade junta universal (8) e a quarta forquilha de junta universal (9) uma à outra,- um meio de rotação ajustável que- enquanto estando limitado a um ângulo de rotação pre-determinado (A) permite um movimento rotacional relativo livre de uma dasjuntas universais engatadas (5, 6; 8, 9) de uma das juntas universais (2; 4)em relação a um dos dois componentes de eixo (16) de um lado ou em rela-ção a um componente (44) associado com um componente de acionamentoou componente impulsionado (43) por outro lado,caracterizado pelo fato de que os meios de regulagem giratóriocompreendem meios dentados com dentes (30, 39, 47, 59) estendidos axi-almente e sulcos (29, 38, 46, 58) como elementos, dos quais um forma partede uma forquilha de junta universal (6, 9) e o outro forma parte de um com-ponente de eixo (16) ou o componente (44), esendo que a forquilha de junta universal (6) está fixada de maneira imóvelaxialmente no componente de eixo (16) ou no componente (44).

2. Conjunto de eixo de acionamento, de acordo com a reivindi-cação 1, caracterizado pelo fato de que a forquilha (6) inclui sulcos axiais(29) e o primeiro (16) eixo inclui uma parte de extremidade (27) tendo dentesque se estendem radialmente (30) configurados para engatar os sulcos (29)e assim permitir uma faixa específica de rotação relativa a eles.

3. Conjunto de eixo de acionamento, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que os sulcos axiais (29) são formados dentro deum orifício (28) da forquilha de junta universal (6), e os dentes (30) se esten-dem para fora a partir da parte de extremidade (27), sendo que a parte deextremidade (27) é recebida no orifício (28), para permitir o engate entre osdentes (30) e os sulcos axiais (29).

4. Conjunto de eixo de acionamento, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que os sulcos axiais (29) são formados em umasuperfície de circunferência externa da forquilha de junta universal (6) e osdentes se estendem radialmente para dentro a partir da parte de extremida-de, em que a forquilha de junta universal (6) é parcialmente recebida na par-te de extremidade para permitir o engate entre dentes e os sulcos.

5. Conjunto de eixo de acionamento, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado por compreender ainda um anel (33, 40) engatado com umsulco de anel (41, 42) na forquilha de junta universal (6) ou no primeiro eixo,para fixar a forquilha de junta universal (6) e o primeiro eixo (16) para impe-dir movimento axial relativo entre eles.

6. Conjunto de eixo de acionamento, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a forquilha de junta universal (6) inclui sulcosaxiais (46), e um dentre o componente de acionamento e o componente im-pulsionado inclui dentes axiais (47) que se estendem radialmente e engatamnos sulcos axiais (46), permitindo, assim, a faixa especificada de rotaçãorelativa.

7. Conjunto de eixo de acionamento, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que os sulcos axiais (46) são formados dentro deum orifício (45) da forquilha de junta universal (6) e os dentes (47) se esten-dem radialmente para fora de um dos componentes de acionamento e im-pulsionado, em que o componente impulsionado ou de acionamento é rece-bido no furo (45), de modo que ocorre engate entre os dentes (47) e os sul-cos axiais (46).

8. Conjunto de eixo de acionamento de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que os sulcos axiais são providos ao longo de ummancai (37) da forquilha de junta universal (6), e que os deites estendem-seradialmente para dentro do furo do componente impulsionado ou acionado,em que o mancai (37) é parcialmente recebido no furo, de modo que ocorreengate entre os dentes e os sulcos axiais.

9. Conjunto de eixo de acionamento de acordo com a reivindica-ção 6, caracterizado pelo fato de que ele compreende ainda um anel (48)que engata num sulco (51) da forquilha de junta universal (6) do componenteimpulsionado ou de acionamento, de modo que a forquilha de junta universal(6) é fixa em relação ao componente impulsionado ou de acionamento de talmodo que é impedido um movimento axial relativo entre os dois.

10. Conjunto de eixo de acionamento de acordo com a reivindi-cação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro eixo (16) compreende ummancai (24), que é conectado ao mesmo e que estabelece uma conexão deacionamento entre a forquilha de junta universal (6) e o primeiro eixo (16).