BR102015006035A2

BR102015006035A2 - semieixo

Info

Publication number: BR102015006035A2
Application number: BR102015006035A
Authority: BR
Inventors: Alberto Fabián Villalobos Rodríguez; David Michael Eblen; Jose Medina Guia; Joseph Randolph Masching; Matthew Yaksic; Oscar Reyes Morales; Patrick T Maled; Stephen W Straub; Thomas A Petschke
Original assignee: Sypris Technologies Inc
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2016-05-31
Also published as: ES2738863T3; US9266395B2; CN104924852A; EP2921320A1; MX353804B; CA2885069A1; US20150266343A1; CA2885069C; TR201907311T4; EP2921320B1; BR102015006035B1; MX2015003531A

Abstract

semieixo um semieixo tem uma porção de extremidade interna com uma ranhura para engate com um conjunto do diferencial e uma extremidade externa com um flange para montagem de um conjunto de cubo de roda. uma ou ambas as porções de extremidade temltêm cavidades para redução de peso. a cavidade da porção de extremidade interna se estende por sob a ranhura. a cavidade da porção de extremidade externa se estende completamente por sob o flange.

Description

SEMIEIXO

[0001] Esta invenção diz respeito em geral a conjuntos de eixo e mais particularmente a semieixos.

[0002] Semieixos são amplamente utilizados, particularmente em veículos para suportar uma roda de veículo para rotação. Muitos semieixos conectam rodas de veículos a dispositivos de condução, tal como o diferencial de um veículo automotor. Semieixos, particularmente para veículos automotores, normalmente são formados por hastes metálicas sólidas com as suas extremidades opostas formadas para a conexão com a unidade e membros movidas do veículo. Por exemplo, um flange pode ser forjado ou soldado em uma extremidade da haste para conexão a um conjunto de cubo de roda, enquanto que a extremidade oposta da haste pode ser provida com uma ranhura para conexão a uma engrenagem diferencial.

[0003] Semieixos devem transmitir torque considerável e são submetidos a arranques e paradas de transmissão de energia rápidos (as) e cargas ocasionais de choque. Danos ao eixo tais como fraturas podem ocorrer em um semieixo o qual não é robusto o suficiente para lidar com condições de sobrecarga. Lamentavelmente, semieixos os quais são superdimensionados para lidar com cargas de choque e outras condições de torque extremas adicionam peso e custo indesejáveis.

[0004] É desejável prover um semieixo o qual pode transmitir torque sob condições normais e de sobrecarga, mas que é ao mesmo tempo leve e econômico.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0005] A presente invenção diz respeito a um semieixo tendo uma seção central sólida alongada, uma primeira porção de extremidade tendo uma ranhura externa, e uma segunda porção de extremidade tendo um fiange que se estende radialmente para fora. Uma ou ambas as porções de extremidade definem uma cavidade. A cavidade na primeira porção de extremidade se estende axiaimente por sob a ranhura externa. A cavidade na segunda porção de extremidade se estende axiaimente por sob o fiange. Preferencialmente, o semieixo é um membro de aço de peça única integralmente formado com um fiange forjado. O semieixo é partícularmente útil para caminhões rodoviários de serviço pesado.

[0006] A presente invenção permite que eixos que são eficientes em termos de custo e têm peso reduzido sejam projetados com força suficiente para conduzir o torque necessário, mesmo em condições de sobrecarga. Vários aspectos desta invenção serão aparentes àquelas pessoas versadas na técnica a partir do seguinte relatório descritivo detalhado das modalidades preferenciais, quando lido à luz das figuras que acompanham.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0007] Figura 1 é uma representação esquemática de um conjunto de eixo com o semieixo da presente invenção.

[0008] Figura 2 é uma vista em seção transversal de um semieixo da presente invenção.

[0009] Figura 3 é uma vista em perspectiva da porção de extremidade interna do semieixo da Figura 2.

[00010] Figura 4 é uma vista em seção transversal de uma porção de extremidade interna alternativa do semieixo da Figura 2 antes do término.

[00011] Figura 5 é uma vista em perspectiva da segunda porção de extremidade do semieixo da Figura 2.

[00012] Figura 6 é uma vista em seção transversal da segunda porção de extremidade do semieixo da Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERENCIAIS

[00013] Fazendo referência à Figura 1, um conjunto de eixo de veículo 10 para um caminhão rodoviário de serviço pesado inclui um semieixo de acionamento 20. A haste 20 tem uma porção de extremidade de ranhura interna 30 para conexão de acionamento com uma engrenagem lateral de um dispositivo diferencial 12, como é bem conhecido na técnica. A haste 20 tem uma porção de extremidade externa 40 incluindo um flange de acionamento de roda 50. O flange 50 é forjado na extremidade da haste, mas, alternativamente, pode ser ligado através de um processo tal como soldagem por fricção. O flange 50 inclui furos de parafusos para facilitar a fixação da haste a um conjunto de cubo de roda 14 o que facilita montagem de um conjunto de pneu e roda 16.

[00014] Fazendo referência à Figura 2, o semieixo 20 tem uma seção central sólida alongada 22 tendo um eixo longitudinal “A”. A porção interna 30 de haste 20 é forjada com um diâmetro alargado 32 para prover altura adequada para uma ranhura para conexão com uma engrenagem lateral do conjunto do diferencial 12. A porção externa 40 inclui um flange 50 para conexão de acionamento com o conjunto de cubo 14. Em um caminhão rodoviário pesado típico, o semieixo 20 tería cerca de 40 polegadas (aproximadamente 101,5 cm) de comprimento com um diâmetro de seção central 22 de cerca de 1,8 polegadas (aproximadamente 4,6 cm). A superfície exterior da porção de extremidade interna 30 teria um diâmetro alargado 32 de cerca de 2.0 polegadas (aproximadamente 5 cm). O flange 50 teria um diâmetro de cerca de 8,5 polegadas (aproximadamente 21,6 cm) e uma espessura de cerca de 0,5 polegadas (aproximadamente 1,27 cm) [00015] Fazendo referência à Figura 3, superfície exterior da porção de extremidade interna 30 tem uma ranhura externa 34 configurada para engatar uma engrenagem lateral do conjunto do diferencial 12. A ranhura 34 tem um comprimento de cerca de quatro polegadas (aproximadamente 10,1 cm). A superfície de extremidade anular 35 surrounds uma cavidade interna 36. A cavidade 36 se estende axialmente por sob uma porção da ranhura 34 cerca de uma polegada (2,54 cm). A cavidade 36 é coaxial com a ranhura 34 para o equilíbrio ideal.

[00016] A cavidade 36 tem uma superfície de transição 37 se estendendo axialmente para dentro a partir da superfície de extremidade 35 para facilitar o processo de forja da cavidade. A superfície de transição 37 tem um formato frustocônico. A cavidade 36 tem uma parede de fundo relativamente plana 38. Podem ser providas outras formas de cavidades para forjabilidade e força ideais e concentrações de tensão mínimas para aplicações diversas. Figura 4 é uma vista em seção transversal de uma porção de extremidade alternativa 30’. A porção de extremidade 30’ tem uma superfície de extremidade anular 35’ em torno de uma cavidade interna que se estende axialmente 36’. Para facilitar o processo de forja da cavidade 36’, a superfície de transição 37’ tem um raio simples que desce para uma parede de fundo semiesférica 38’. A profundidade da cavidade 39’ é de cerca de uma polegada (2,54 cm). O diâmetro da cavidade 31’ é de cerca de 0,8 polegadas (aproximadamente 2 cm) para prover redução de peso ideal e força de haste adequada. A razão do diâmetro da cavidade para o diâmetro da ranhura é de cerca de 0,4, mas pode variar a partir de cerca de 0,3 a 0,5 com outras características para tamanhos de eixo ou força, torque, etc. A razão do comprimento da ranhura para a profundidade da cavidade é de cerca de 0,25 mas pode variar a partir de cerca de 0,2 a cerca de 0,5 com outros tamanhos de eixo ou características.

[00017] Fazendo referência às Figuras 5 e 6, a extremidade externa 40 do semieixo tem um flange se estendendo radiaimente para fora 50. O flange 50 é integralmente forjado com a porção central do semieixo 22 e porção interna 30. O flange tem uma campana anular 52 adjacente à seção central 22. A campana 52 se estende axialmente e radialmente para fora e tem uma superfície interna côncava 53. A campana 52 ê opcional mas pode ser provida para acomodar certos projetos do conjunto do cubo de roda 14 ou componentes relacionados, tais como vedações. Sem a campana 52, o flange 50 teria o formato de um disco achatado.

[00018] O flange 50 tem uma porção de montagem anular plana 54 se estendendo radialmente para fora a partir da campana 52. A porção de montagem 54 tem furos de parafusos 55 para montagem do conjunto do cubo de roda 14. Uma superfície de montagem anular plana 58 é acabada por usinagem e configurada para se apoiar em uma superfície plana no conjunto do cubo de roda 14. O flange 50 tem uma periferia exterior recortada 56 seguindo o padrão de furo de parafuso com um número igual de recortes para reduzir o peso O flange 50 tem uma espessura consistente de cerca de 0,45 polegadas (aproximadamente 1,14 cm) através de ambas a campana 52 e a porção de montagem 54.

[00019] Uma cavidade 60 se estende axialmente para dentro completamente por sob a campana 52 e porção de montagem 55 do flange 50. Em outras palavras, a cavidade 60 se estende axialmente para dentro passando do plano da superfície de montagem axialmente interior 58 e sob a seção central 22 do semieíxo, A cavidade 60 é formada pela forja simultânea com forja do flange 50, apesar de ela poder ser formada por usinagem. A cavidade 60 é coaxial com o eixo longitudinal “A” para o equilíbrio ideai.

[00020] A profundidade da cavidade 65 é de cerca de 1,25 polegadas (aproximadamente 3,2 cm) medida a partir da superfície axialmente mais exterior da campana 52. A profundidade da cavidade 66 medida a partir da superfície de montagem axialmente mais interior 58 da porção de montagem 54 é de cerca de 0,9 polegadas (aproximadamente 2,3 cm). A razão da profundidade da cavidade 66 para o diâmetro da seção central 22 é de cerca de 0,5, mas esta razão pode variar a partir de cerca de 0,4 a cerca de 0,6 com outras características para tamanhos de eixo ou força, torque, etc.

[00021] A cavidade 60 em uma superfície de transição anular 61 tendo um raio simples se estendendo axialmente para dentro a partir da campana 25 para facilitar o processo de forja. A cavidade 60 tem uma parede interna geralmente cilíndrica 62 e uma superfície interna de fundo semiesférica 64» O diâmetro da cavidade 66 é de cerca de 0,8 polegadas (aproximadamente 2 cm). A razão do diâmetro da cavidade 66 para o diâmetro da seção central é de cerca de 0,45, mas esta razão pode variar a partir de cerca de 0,3 a cerca de 0,6 com outros tamanhos de eixo ou características.

[00022J O processo preferencial para fazer o semieixo 20 é primeiramente forjar a extremidade interior para formar a cavidade 36 e a porção de diâmetro alargado 32. Em seguida, a extremidade externa 40 é forjada para formar simultaneamente o flange 50 e a cavidade 60. Embora o processo de forja seja presentemente preferencial para formar as cavidades, podem ser utilizados outros métodos, tais como usinagem. Após a forja, a ranhura 34, superfície de flange 58, etc. são usinadas, e o semieixo é endurecido como é bem conhecido na técnica.

[00023] O princípio e modo de operação desta invenção foram explicados e ilustrados nas modalidades preferenciais. No entanto, este invenção pode ser praticada de outro modo que não o especificamente explicado e ilustrado, sem nos afastarmos do seu espírito ou escopo tais como definidos nas reivindicações seguintes. Por exemplo, as dimensões aqui indicadas para uma concretização preferida pode variar com semieixos maiores ou menores ou semieixos com diferentes características de torque.

Claims

1. Semieixo caracterizado pelo fato de que compreende uma seção central sólida alongada tendo um eixo longitudinal, a haste tendo primeira e segunda porções de extremidade espaçadas longitudinalmente, a primeira porção de extremidade tendo uma superfície exterior definindo uma ranhura externa, a segunda porção de extremidade tendo um flange que se estende radialmente para fora, em que a primeira porção de extremidade define uma cavidade se estendendo axialmente sob a ranhura externa, e em que a segunda porção de extremidade define uma cavidade se estendendo axialmente sob o flange,

2. Semieixo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o flange é íntegraimente formado com o semieixo.

3. Semieixo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cavidade da segunda porção de extremidade se estende axialmente completamente sob o flange.

4. Semieixo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o flange compreende uma campana anular se estendendo axialmente para fora adjacente à seção central.

5. Semieixo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o flange compreende uma seção de montagem planar afastada radialmente para fora da campana.

6. Semieixo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a seção de montagem do flange é posicionada axialmente para dentro a partir da campana

7. Semieixo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a cavidade da segunda porção de extremidade se estende axialmente completamente sob a campana do flange e seção de montagem e sob uma porção da seção central.

8. Semieixo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que semieixo é de aço e o flange é integral com a seção central.

9. Semieíxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ranhura externa é configurada para engatar em um conjunto do diferencial de veículo.

10. Semieixo caracterizado pelo fato de que compreende uma seção central sólida alongada tendo um eixo longitudinal, a haste tendo uma porção de extremidade interna e uma porção de extremidade externa, a porção de extremidade interna tendo uma superfície exterior definindo uma ranhura externa configurada para engate de acionamento com um conjunto do diferencial de veículo, a porção de extremidade externa tendo um flange que se estende radialmente para fora configurado para montagem de um cubo de roda de veículo, em que a porção de extremidade interna define uma cavidade interna se estendendo axialmente sob a ranhura externa.

11. Semieixo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a razão da profundidade axíal da cavidade interna para o comprimento da ranhura é a partir de cerca de 0,2 a cerca de 0,5.

12. Semieixo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a cavidade interna tem uma porção anular, e em que a razão do diâmetro da porção anular para o diâmetro da ranhura é a partir de cerca de 0,3 a cerca de 0,5.

13. Semieíxo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a cavidade interna tem uma parede de fundo semiesférica.

14. Semieixo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a porção de extremidade interna tem uma superfície de extremidade anular se estendendo radialmente, e em que a cavidade tem uma parede de fundo semiesférica e uma superfície de transição que se estende axialmente a partir da superfície de extremidade para a parede de fundo.

15. Semieixo caracterizado pelo fato de que compreende uma seção central sólida alongada tendo um eixo longitudinal, a haste tendo uma porção de extremidade interna e uma porção de extremidade externa, a porção de extremidade externa tendo um flange que se estende radialmente para fora configurado para montagem de um cubo de roda de veículo, em que a porção de extremidade externa define uma cavidade externa se estendendo axialmente sob o flange.

16. Semieixo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que seção central da haste é cilíndrica, e em que flange tem uma superfície interna para interagir com um conjunto de cubo de roda, e em que a razão da profundidade axial da cavidade externa medida da superfície Interna do flange para o diâmetro da seção central da haste é a partir de cerca de 0,4 a cerca de 0,6.

17. Semieixo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que seção central da haste é cilíndrica e em que a cavidade externa tem uma porção anular, e em que a razão do diâmetro da cavidade para o diâmetro da seção central é de cerca de 0,3 a cerca de 0,6.

18. Semieixo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o flange tem uma campana e em que a cavidade externa se estende completamente sob a campana.

19. Semieixo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a cavidade tem uma parede de fundo semi esférica e uma superfície de transição que se estende axialmente a partir do flange para a parede de fundo.