BR102015001180A2 - roda dentada de componentes múltiplos - Google Patents

Abstract

roda dentada de componentes múltiplos. a invenção refere-se a uma roda dentada de componente múltiplos com um componente externo (20) com coroa dentada (22), um componente interno (30) e um componente de ligação (40) de plástico para ligação positiva do componente interno (30) e do componente externo (20). no caso, o componente externo (20) está montado em uma face circunferencial externa (45) e o componente interno (30) está montado em uma face circunferencial interna (44) do componente de ligação (40). em caráter adicional, o componente de ligação (40) possui em duas faces principais (46, 47), opostas, situadas externas e em sentido perpendicular para com um eixo de giro (12), uma variedade de concavidades (48, 49). no caso, a invenção se caracteriza pelo fato de que as concavidades (48) estão dispostas na primeira face principal (46) do componente de ligação (40), em comparação com as concavidades (49) na segunda face principal (47) do componente de ligação (40), em sentido radial e/ou reciprocamente defasadas na direção circunferencial no sentido do eixo de giro (12).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RODA DENTADA DE COMPONENTES MÚLTIPLOS".

[001] A presente invenção refere-se a uma roda dentada de componentes múltiplos, de acordo com as características do preâmbulo da reivindicação 1.

[002] Uma roda dentada de componentes múltiplos desta espécie, como está sendo usada, por exemplo, para direções elétricas de veículos automotores, passou a ser a conhecida da patente europeia EP 1 777 439 B1. Esta roda dentada de componentes múltiplos consiste essencialmente em três componentes. A efetiva coroa dentada é constituída por um componente externo que é de plástico e, para a formação da coroa dentada, apresenta uma variedade de dentes. Na parte interna, a roda dentada possui um componente de inserção 3 que é comumente configurado como um cubo ou uma árvore giratória. Este componente interno normalmente consiste em metal, preferencialmente em aço. O componente externo com a sua coroa dentada e o componente interno estão interligados de forma coesa através de um componente de ligação que é produzido por fundição de crivo. O componente de ligação plástico fundido por injeção dispõe nas suas duas faces principais reciprocamente oposta, isto é, as faces em formato anelar externas, situadas perpendicularmente para com o eixo de giro, apresentando nervuras de reforço que se projetam em direção radial, desde o centro imaginário do eixo de giro partindo do componente interno, na direção do componente externo, e, portanto, na direção da coroa dentada. Adicionalmente, as duas faces principais do componente de ligação dispõem de um anel de reforço que se projeta em forma anelar na direção do componente interno, bem como tendo um outro anel de reforço voltado na direção do componente externo. As nervuras de reforço se estendem radialmente entre estes dois anéis de reforço. Considerando-se um corte radial por este componente de liga- ção entre as nervuras de reforço mencionadas, apresenta-se um contorno transversal em formato de H do componente de ligação circundante.

[003] Diferentes modalidades de rodas dentadas de componentes múltiplos são também reveladas pelo documento DE 101 27 224 A1. A Figura 8 naquele documento mostra também uma roda dentada de componentes múltiplos com um cubo de metal situado internamente e uma coroa dentada de plástico, sendo que esta coroa dentada, através de um disco plástico e com nervuras de reforço, dispostas nas duas faces principais, está em ligação com o cubo metálico. Um componente plástico de ligação, de seção transversal em formato de H, mostra também a Figura 10 naquele ponto.

[004] Ficou evidenciado que estas rodas dentadas de componentes múltiplos requerem aperfeiçoamentos, especialmente quando estiverem disponíveis apenas um espaço de construção limitado e especialmente uma largura limitada da roda dentada e quando, apesar disso torna-se necessário produzir uma roda dentada na maior extensão com estabilidade axial. Uma maneira ideal seria prover uma roda dentada axialmente muito rígida por meio de um corpo de roda dentada de material inteiriço. Isto fracassa, todavia, no emprego de plástico devido ao processo da produção. Ocorre que a produção de corpos plásticos de paredes grossas apresenta o problema da formação de cavidades contraídas. Aqui se entende na moldagem por injeção de plástico do surgimento de cavidades ocas indesejadas no interior de uma peça moldada por injeção, apresentando também mossas na sua superfície. Quanto mais grossa for uma peça moldada por injeção tanto maior é a probabilidade do surgimento dessas cavidades contraídas. Teoricamente seria possível configurar o componente interno com uma seção transversal H. Para corpos de rodas de simetria rotacional, como rodas dentadas, uma seção transversal deste tipo, todavia, não pode ser concretizada porque os correspondentes compartimentos ocos não podem ser injetados.

[005] O objetivo da presente invenção consiste em disponibilizar uma roda dentada de componentes múltiplos que consome material relativamente reduzido e mesmo assim se destaca por uma rigidez a-xial elevada.

[006] Este objetivo é logrado pelo fato de que nas duas faces principais do componente de ligação plástico está prevista uma variedade de concavidades, porém, estas estão de tal modo reciprocamente defasadas de uma face principal para a outra, em sentido radial e/ou axial, que podem engranzar reciprocamente em forma alternada.

[007] As concavidades nas duas faces principais são escolhidas e dispostas de tal modo reciprocamente defasadas que isto - em uma visão de corte paralela para com o eixo de giro - produz um traçado em forma de meandro da parede do componente de ligação.

[008] Portanto, preferencialmente com relação ao eixo de giro, as concavidades apresentam pelo menos a metade da espessura, ou seja, largura, da própria roda dentada, ou seja, do componente de ligação, sendo configurada como uma gamela com um fundo.

[009] No contexto da presente invenção está previsto que o componente externo seja formado de plástico, também eventualmente com reforço de fibras, e o componente interno é produzido de metal. No caso, o componente interno pode ser configurado como um cubo, especialmente como um cubo de aço, ou também como uma árvore giratória. As demais modalidades da invenção serão explicadas mais detalhadamente com base no exemplo de execução subsequente, em conexão com as Figuras. As Figuras mostram: [0010] Fig. 1 vista em perspectiva de um exemplo de execução de uma roda dentada de componentes múltiplos de acordo com a invenção, com visualização de uma posição oblíqua dianteira para uma pri- meira face principal da roda dentada de componente múltiplo, [0011] Fig. 2 uma vista de corte através da roda dentada de componentes múltiplos da Fig. 1, ao longo da linha de interseção A-A da Fig. 1, [0012] Fig. 3 uma vista de corte ao longo da linha de interseção B-B da roda dentada de componentes múltiplos da Fig. 1, [0013] Fig. 4 vista em corte ao longo da linha de interseção C-C da roda dentada de componentes múltiplos da Fig. 1, [0014] Fig. 5 vista superior para a primeira face principal 46 da roda dentada de componentes múltiplos 10, e [0015] Fig. 6 vista em perspectiva semelhante da roda dentada de componentes múltiplos de acordo com a Fig. 1, sendo, todavia, ao longo de um corte D-D, parcialmente fragmentado, situado em sentido concêntrico para com o eixo de giro.

[0016] Nas Figuras subsequentes, números de referência iguais designam componentes iguais e possuem igual significado.

[0017] A Figura 1 apresenta em perspectiva um exemplo de execução de uma roda dentada de componentes múltiplos 10 como pode ser empregada, por exemplo, roda sem fim para uma direção elétrica de um veículo automotor. Esta roda dentada de componentes múltiplos 10 consiste em vários componentes que estão dispostos radialmente ao redor de um eixo de giro 12 com simetria rotacional. A roda dentada de componentes múltiplos 10 é constituída de um componente externo 20, o qual possui na sua face circunferencial externa 25 uma variedade de dentes 23 para formação de uma cora dentada 22. O componente externo 20 consiste preferencialmente em material plástico não reforçado. O componente externo 20 dispõe de uma face circunferencial interna 24, a qual, no exemplo de execução apresentado (comparar neste sentido as vistas dos cortes nas Figuras 2, 3 e 4) não apresenta um diâmetro constante para com o eixo de giro 12 e, portanto, visto em corte, se projeta em forma dentada. Uma estrutura dentada ou engranzada desta espécie aprimora a aderência recíproca do componente externo 20 e do componente de ligação 40 que em seguida ainda será explicado. Esta face circunferencial interna 24 é seguida de um componente de ligação 40, o qual produz uma união positiva entre o componente externo e um componente interno 30, situado internamente.

[0018] Conforme mostrado, o componente interno 30 pode ser um cubo em formato anelar, especialmente um cubo metálico, e preferencialmente um cubo de aço. No exemplo de execução apresentado, o componente interno 30 anelar dispõe de uma face circunferencial interna 34 que pode ser posicionada, por exemplo, sobre um eixo giratório bem como sobre uma face circunferencial 35 externa.

[0019] Embora na apresentação da Figura 1 seja apresentado um cubo em formato anelar como componente interno 30, também é possível, ao invés deste componente interno em formato anelar, prever também diretamente uma árvore de giro, especialmente uma árvore de giro metálica como componente interno 30.

[0020] Uma retenção aderente do componente externo 20 e do componente interno 30 é assegurada através do componente de ligação 40 pelo fato de que este está configurado como um componente moldado por injeção plástica. Para produzir este componente de ligação 40, o componente externo 20 e o componente interno 30 serão inseridos em uma ferramenta de injeção e em seguida o componente de ligação 40 será moldado por injeção, de maneira que apresenta a forma mostrada nas Figuras 1 a 4. No caso, o componente interno 30, no processo da moldagem por injeção poderá ser produzido por uma chamada moldagem pontual. Convenientemente, estão previstos vários pontos de injeção, por exemplo, cinco pontos de injeção. Estes pontos múltiplos de injeção convenientemente estão colocados em sentido de simetria rotacional no mesmo ângulo convergente dentro da ferramenta de injeção. Nas Figuras, os pontos de injeção apresentam o número de referência 60.

[0021] Para lograr um corpo de roda na maior extensão possível axial e rígido, o componente de ligação 40 é configurado de tal maneira que a maior quantidade possível de material está disponível nas duas faces principais 46, 47. Isto é conseguido pelo fato de que cada uma das duas faces principais 46, 47 possui uma variedade de concavidades 48, 49 em forma de bolsa. A primeira face principal 46 do componente de ligação 40 é a face anelar do componente de ligação 40, voltada ao observador na Figura 1, que se encontra em sentido perpendicular para com o eixo de giro 12. A segunda face principal 47 do componente de ligação 40 não pode ser vista na Figura 1, estando afastada em relação ao observador. De acordo com a Figura 1, na primeira face principal anelar 46 são engastadas várias concavidades 48 em formato de bolsa, no presente caso dez concavidades, sendo que estas concavidades 48 apresentam um fundo 48a que também forma um segmento da parede da segunda face principal 47 oposta do componente de ligação 40. As concavidades 48 estão voltadas uma à outra em formato anelar, estando reciprocamente defasadas em 36°. Com relação ao eixo de giro 12, estas concavidades 48 estão posicionadas com idêntica distância radial recíproca na primeira face principal 46. Conforme mostrado, as concavidades 48 se alargam em alguma extensão no sentido do componente externo 20.

[0022] Na segunda face principal 47 do componente de ligação 40 também estão dispostas dez concavidades 49. Elas também são configuradas à semelhança de uma gamela e dispõem de um fundo 49a que forma um segmento da parede da primeira face principal 46 do componente de ligação 40. Estas concavidades 49 são indicadas de forma tracejada na Figura 1. Conforme mostrado, estas concavidades 49 estão posicionadas na segunda face principal 47 do componente de ligação 40, de tal modo radial e em direção circunferencial no sentido das concavidades 48 na primeira face principal 46 do componente de ligação 40, de maneira que se situam sempre entre as concavidades 48.

[0023] Esta configuração é assegurada por um componente de ligação 40 rígido, no qual a maior quantidade possível de material do componente de ligação 40 está prevista nas faces externas, ou seja, nas faces principais 46,47. Isto fica especialmente evidente com base na apresentação em corte na figura 2.

[0024] A Figura 2 apresenta a roda dentada de componente múltiplo 10 da Figura 1 em uma vista de corte ao longo de uma linha de interseção A-A. Esta linha de interseção se projeta entre duas concavidades 48 na primeira face principal 46 e interseciona duas concavidades 49 na segunda face principal 47 do componente de ligação 40.

[0025] A Figura 3 apresenta a roda dentada de componente múltiplo 10 da Figura 1 em um corte ligeiramente defasado em sentido radial em relação ao corte A-A, projetando-se ao longo da linha de interseção B-B. Neste corte B-B verifica-se uma interseção de duas concavidades 48 do componente de ligação 40. Estas concavidades 48 podem ser nitidamente reconhecidas na Figura 3.

[0026] A Figura 4 apresenta, finalmente, a roda dentada de componente múltiplo 10 da Figura 10 ao longo de um corte C-C, que foi feito ao longo de uma secante que interseciona as duas concavidades 48 superiores na primeira face principal 46 do componente de ligação 40. Neste corte C-C verifica-se um corte simultâneo de três concavidades 49 na segunda face principal 47. No caso, pode se verificar que entre estas cinco concavidades 48, 49 ao todo resulta um percurso em formato de meandro das paredes do componente de ligação 40. Este percurso em formato de meandro das paredes do componente de liga- ção 40 provê a necessária rigidez axial do componente de ligação 40 e, portanto, de toda a roda dentada de componente múltiplo 10. O traçado em formato de meandro das paredes do componente de ligação 40 é caracterizado por um deslocamento saltiforme alternado, em vaivém, dos segmentos de parede do componente de ligação 40 na primeira e na segunda faces principais 46, 47, sendo que estes segmentos de parede são condicionados pelos fundos 48a, 49a das concavidades 48, 49.

[0027] A Figura 5 apresenta em vista superior a roda dentada de componente múltiplo 10 e a Figura 6 é uma apresentação em perspectiva, parcialmente fragmentada. A linha de interseção se projeta ao longo de um corte D-D que se estende em sentido concêntrico em relação ao eixo de giro 12 da roda dentada de componente múltiplo 10. O raio do corte D-D é selecionado de tal maneira que interseciona as concavidades 48, 49 e na metade da face circunferencial da roda dentada de componente múltiplo 10 salta novamente para a face circunfe-rencial externa da roda dentada de componente múltiplo 10. Na apresentação da Figura 6 pode se reconhecer de forma especialmente boa o percurso em formato de meandro do componente de ligação 40 entre as concavidades 48, 49 nas duas faces principais 46, 47. Também pode se reconhecer bem como o componente externo 20, com sua face circunferencial interna 24, se projeta dentro de uma ranhura circundante da face externa 45 do componente de ligação 40.

[0028] Como pode ser visto das representações de corte nas Figuras 2, 3 e 4, o componente interno 30 apresenta uma face circunferencial interna 34 com diâmetro constante. A face circunferencial externa 35 dispõe, todavia, no lado voltado na direção da primeira face principal 46 do componente de ligação 40 de um recorte 36 em formato anelar dentro do qual se projeta uma saliência 41 em formato anelar do componente de ligação 40. Desta maneira, é assegurada uma ligação aperfeiçoada, aderente, entre o componente de ligação 40 e o componente interno 30. Para o aprimoramento adicional na ligação com união aderente, a face circunferencial externa 35 do componente interno 30 poderá também possuir uma endentação adequada, serriiha, estri-as ou também acanaladuras, para que o material moldado por injeção possua uma face de encosto ampliada. Na escolha de uma estrutura de endentação, esta também poderá ser escolhida em forma globoide.

[0029] Além disso, mostrou ser conveniente configurar as duas faces principais 46,47 do componente de ligação 40 em forma côncava, em extensão reduzida. Isto pode ser reconhecido nas reentrâncias nas apresentações dos cortes, ao lado esquerdo e direito das figuras 2 a 4, desta forma, é obtido espaço adicional da construção no setor lateral da roda dentada de componentes múltiplos 10, destinado a outros componentes necessários de uma carga elétrica, como, por exemplo, mancais de rolamento ou sensores.

[0030] Embora no exemplo de execução apresentado, as concavidades 48 sejam reveladas na primeira face principal 46 do componente de ligação 40 - em comparação com as concavidades 49 na segunda face principal 47 do componente de ligação 40 como estando, preferencialmente radialmente defasadas reciprocamente - está, naturalmente, também incluído no contexto da invenção que as concavidades estejam defasadas nas duas faces principais 46,47 não somente na direção circunferencial, em sentido convergente, porém - com relação ao eixo de giro 12 - também, ou apenas, estão radialmente defasadas em sentido convergente. Isto quer dizer, por exemplo, que a concavidade 48 está radialmente mais próxima da seção interna 30 e as concavidades 49 se encontram, radialmente, na mesma direção circunferencial, mais próxima da seção externa 20, entre as concavidades 48 e a seção externa 20, ou vice-versa. Também desta forma poderá ser assegurado que a maior quantidade possível do material do compo- nente de ligação 40 esteja disponibilizada nas duas faces externas 46,47. Não obstante, a disposição das concavidades 48,49, apresentada em relação aos exemplos de execução apresentados, é a mais otimizada, porque o componente de ligação 40 está mais rígido, de forma tão evidente. A rigidez do componente de ligação 40 pode ainda ser aprimorada por ser constituído o componente de ligação 40 de plástico reforçado, especialmente reforçado por fibras. LISTAGEM DE REFERÊNCIA 10 Roda Dentada 12 Eixo de Giro 20 Componente Externo 22 Coroa Dentada 23 Dentes 24 Face Circunferencial Interna 25 Face Circunferencial Externa 30 Componente Interno 34 Face Circunferencial Interna 35 Face Circunferencial Externa 36 Recorte em Formato Anelar 40 Componente de Ligação 41 Flange em Formato Anelar 44 Face Circunferencial Interna do Componente de Ligação 40 45 Face Circunferencial Externa do Componente de Ligação 40 46 Primeira Face Principal 47 Segunda Face Principal 48 Concavidades na Primeira Face Principal 46 48a Fundo 49 Concavidades na Segunda Face Principal 47 49a Fundo 60 Pontos de Injeção A-A Corte B-B Corte C-C Corte B-B Corte Concêntrico B Largura do Componente Interno

Claims (11)

1. Roda dentada de componentes múltiplos (10) com as seguintes características: - um componente externo (20) com coroa dentada (22), - um componente interno (30), - um componente de ligação de plástico para união positiva do componente interno (30) e do componente externo (20), sendo que o componente externo (20) está disposto em uma face circunferencial externa (45) e o componente interno (30) está disposto em uma face circunferencial interna (44) do componente de ligação (40) e o componente de ligação (40) adicionalmente possui, em duas faces principais (46, 47), opostas, externas e perpendiculares para com um eixo de giro (12), uma variedade de concavidades (48, 49), caracterizada pelo fato de que, pelas seguintes características: - as concavidades (48) na primeira face principal (46) do componente de ligação (40), em comparação com as concavidades (49) na segunda face principal (47) do componente de ligação (40), estão dispostas em sentido radial e/ou reciprocamente defasadas na direção circunferencial em relação ao eixo de giro (12).

2. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, as concavidades (48) na primeira face principal (46), com relação às concavidades (49) e com relação à segunda face principal (47) do componente de ligação (40), estão de tal modo dispostas convergentes que um corte (corte C-C), paralelo para com o eixo de giro (12), ou um corte concêntrico (corte D-D), em sentido ao eixo giratório (12), através da roda dentada de componente múltiplo (10) revela um percurso em formato de meandro ou pelo menos aproximadamente em formato de meandro do componente de ligação (40).

3. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que, pelo menos uma parte das concavidades (48, 49) na primeira face principal (46) ou na segunda face principal (47) se estende por mais do que a metade da largura (B) do componente de ligação (40), sendo configurada, em formato de gamela, apresentando um fundo (48a, 49a).

4. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que, o componente externo (20) é de plástico.

5. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que, a parte interna (30) consiste em metal, sendo ou um anel metálico ou uma árvore giratória metálica.

6. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que, tanto a primeira face principal (46) como também a segunda face principal (47) possuem uma variedade de concavidades (48, 49), reciprocamente distanciadas em uma carreira, estendendo-se em cada uma das duas faces principais (46, 47) com uma distância radial idêntica em relação ao eixo de giro (12).

7. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que, o componente externo (20) apresenta uma face circunferencial interna (24) com uma estrutura de serrilha ou de endentação.

8. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que, o componente interno (30) apresenta pelo menos um recorte (36) em formato anelar, voltado na direção do componente de ligação (40) recorte este dentro do qual encaixa o componente de ligação (40) com um flange (41), saliente em formato anelar.

9. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que, o componente de ligação (40), em pelo menos uma de suas duas faces principais (45, 46), apresenta vários pontos de injeção (60), dispostos entre duas das concavidades (48, 49).

10. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que, tanto a face circunferencial interna (44) como também a face circunferencial externa (45) do componente de ligação (40), visto em corte, apresenta uma largura (B) que corresponde à largura da roda dentada de componente múltiplo (10) ou pelo menos corresponde aproximadamente à largura da roda dentada de componente múltiplo (10).

11. Roda dentada de componentes múltiplos (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que, tanto a primeira face principal (46) como também a segunda face principal (47) do componente de ligação (40) são configuradas côncavas.