BR102018011399A2

BR102018011399A2 - Módulo de transmissão de eixo

Info

Publication number: BR102018011399A2
Application number: BR102018011399-2A
Authority: BR
Inventors: Christo Braykoff
Original assignee: Man Truck & Bus Ag
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2019-05-07
Also published as: DE102017112405A1; RU2018120203A3; RU2767373C2; CN108995518A; CN108995518B; RU2018120203A; EP3412485A1; EP3412485B1

Abstract

a invenção se refere a um módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210), particularmente módulo de transmissão de eixo traseiro, para um veículo a motor acionado preferencialmente eletricamente, preferencialmente veículo comercial. o módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210) tem um primeiro eixo da roda (24a) e um segundo eixo da roda (24b) que são conectáveis acionando a rodas (40) do veículo a motor. o módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210) tem um diferencial transversal (22) que é conectado acionando com o primeiro eixo da roda (24a) e ao segundo eixo da roda (24b). o módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210) tem um estágio de engrenagem cônica (20) que é conectado acionando com o diferencial transversal (22). o módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210) tem um primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216) que é conectado ou conectável acionando com o estágio de engrenagem cônica (20) e que tem uma velocidade rotacional não igual a 1, particularmente superior a 1. o módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210) tem um eixo de entrada (14; 114; 214) que se estende preferencialmente em uma direção longitudinal do veículo a motor e que é conectado ou conectável acionando com o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216).

Description

Descrição [0001] A invenção se refere a um módulo de transmissão de eixo para um veículo a motor.

[0002] O trem de acionamento de um veículo a motor pode ter um eixo de transmissão. O eixo de transmissão, no caso de uma unidade de acionamento longitudinalmente situada, desvia um torque do motor em 90° para os eixos das rodas. No caso de uma unidade de acionamento transversalmente situada, o torque do motor não precisa ser desviado, e a transmissão de torque pode ser realizada por meio de engrenagens cilíndricas. Ademais, é conhecido que trens de acionamento de, por exemplo, veículos comerciais com um eixo tandem com dois eixos motrizes podem ter um eixo de acionamento. Por meio do eixo de acionamento, a força de acionamento é dividida entre os dois eixos motrizes. Eixos de acionamento conhecidos podem ter um estágio de engrenagem cilíndrica com uma velocidade rotacional de 1.

[0003] Um eixo de transmissão com estágio de engrenagem cônica para um veículo comercial é divulgado, por exemplo, em DE 100 43 622 A1. Um eixo de acionamento é divulgado, por exemplo, em DE 30 09 502 A1. DE 10 2013 021 008 A1 divulga um eixo de acionamento, que é conectado, de um lado, a um motor de acionamento e, em um lado oposto, a uma máquina elétrica.

[0004] Durante a passagem dos trens de acionamento com um motor de combustão interna convencional para trens de acionamento com um acionamento elétrico central, pode ser necessário prover uma transmissão adicional de adaptação (transmissão de redução) no trem de acionamento. A transmissão de adaptação reduz a velocidade de rotação do acionamento elétrico.

[0005] A provisão de uma transmissão de adaptação pode, porém, ser desvantajosa, porque é necessário espaço adicional para

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2/21 estruturas. Ademais, os custos adicionais para a transmissão de adaptação e, em geral, os altos custos de unidade para trens de acionamento em veículos elétricos devido às quantidades de unidade previamente baixas podem ser desvantajosos.

[0006] A invenção é, assim, baseada no objeto de provisão de uma integração de baixo custo e/ou de economia de espaço de uma transmissão de adaptação, particularmente em um veículo a motor elétrico.

[0007] O objeto é alcançado por meio de um módulo de transmissão de eixo conforme a reivindicação independente. Refinamentos vantajosos são especificados nas reivindicações dependentes e na descrição.

[0008] O módulo de transmissão de eixo é provido particularmente como um módulo de transmissão de eixo traseiro. O módulo de transmissão de eixo é provido para um veículo a motor preferencialmente acionado eletricamente, preferencialmente veículo comercial. O módulo de transmissão de eixo tem um primeiro eixo da roda e um segundo eixo da roda que são conectáveis acionando para rodas do veículo a motor. O módulo de transmissão de eixo tem um diferencial transversal que é conectado acionando com o primeiro eixo da roda e o segundo eixo da roda. O módulo de transmissão de eixo tem um estágio de engrenagem cônica que é conectado acionando com o diferencial transversal. O módulo de transmissão de eixo tem um primeiro estágio de engrenagem cilíndrica que é conectado ou conectável acionando para o estágio de engrenagem cônica e que tem uma velocidade rotacional não igual a 1, particularmente superior a 1. O módulo de transmissão de eixo tem, adicionalmente, um eixo de entrada que se estende preferencialmente em uma direção longitudinal do veículo a motor (uma direção transversal do módulo de transmissão de eixo) e que é conectado ou conectável acionando com o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica.

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3/21 [0009] Assim, é possível, para uma transmissão de adaptação, para a realização de uma velocidade rotacional que não pode ser provida pelo estágio de engrenagem cônica, ser integrada diretamente no eixo de transmissão, como um estágio de engrenagem cilíndrica com uma velocidade rotacional superior a 1. O estágio de engrenagem cônica sozinho pode, normalmente, devido a limitações físicas, realizar apenas uma velocidade rotacional máxima de cerca de 5,5 sem uma redução significativa na vida útil. A velocidade rotacional exigida pode, porém, ser consideravelmente superior, por exemplo, entre 6 e 15. Tal velocidade rotacional pode ser obtida em virtude do primeiro estágio de engrenagem cilíndrica realizar, adicionalmente, uma velocidade rotacional superior a 1. A integração da transmissão de adaptação diretamente no módulo de transmissão de eixo, em primeiro lugar, poupa espaço estrutural, porque a transmissão de adaptação não precisa ser separadamente integrada entre a unidade de acionamento e o eixo de transmissão. Em segundo lugar, isso cria a possibilidade de um sistema modular para os módulos de transmissão de eixo, que podem ser equipados com um estágio de engrenagem cilíndrica compreendendo uma velocidade rotacional superior a 1 ou com um estágio de engrenagem cilíndrica compreendendo uma velocidade rotacional igual a 1. Um estágio de engrenagem cilíndrica com uma velocidade rotacional igual a 1 pode ser usado, por exemplo, no caso de um eixo de acionamento. Por meio do sistema modular, os custos de produção podem ser consideravelmente reduzidos.

[0010] Deve ser enfatizado aqui, particularmente, que o diferencial transversal, os eixos das rodas, o estágio de engrenagem cônica, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica e o eixo de entrada são, na verdade, integrados em um módulo comum, especificamente o módulo de transmissão de eixo. O diferencial transversal, os eixos das rodas, o estágio de engrenagem cônica, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica e o eixo de entrada não são, portanto, arranjados no lado de fora

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4/21 (por exemplo, posicionados a montante de) o módulo de transmissão de eixo (o alojamento de módulo de transmissão de eixo, onde presente), além de uma seção do eixo de entrada que é provida para a conexão de um eixo de acionamento.

[0011] Onde é usada aqui, a expressão não é igual a 1 ou superior a 1 significa que não existe uma diferença significativa em relação a uma velocidade rotacional de 1 (por exemplo, no intervalo do segundo ponto decimal), com base em diferentes números de dentes das engrenagens dentadas entrelaçadas. Para o exemplo com base no segundo ponto decimal, isso significa que uma velocidade rotacional superior a ou igual a 1,01 satisfaz o requisito de não ser igual a 1/superior a 1, enquanto uma velocidade rotacional inferior a 1,01 não satisfaz o requisito de não ser igual a 1/superior a 1.

[0012] Particularmente, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica pode ter uma engrenagem dentada de acionamento (pinhão de acionamento) que é arranjada no eixo de entrada. A engrenagem dentada de acionamento pode ser, preferencialmente, de maneira rotacional e conjunta, conectada ou conectável (por exemplo, por meio de um elemento de transmissão) ao eixo de entrada.

[0013] O primeiro estágio de engrenagem cilíndrica pode, preferencialmente, ter uma engrenagem dentada de saída, a qual é arranjada em um eixo intermediário. A engrenagem dentada de saída pode ser, preferencialmente, de maneira rotacional e conjunta, conectada ou conectável (por exemplo, por meio de um elemento de transmissão) ao eixo intermediário.

[0014] A engrenagem dentada de saída e a engrenagem dentada de acionamento do primeiro estágio de engrenagem cilíndrica podem se entrelaçar entre si.

[0015] Particularmente, o estágio de engrenagem cônica pode ter engrenagens de dentes retos, de dentes cônicos ou engrenagens

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5/21 cônicas de dentes em espiral. As engrenagens cônicas de dentes em espiral podem ser, preferencialmente, engrenagens em espiral ou cônicas hipoidais.

[0016] Também é possível, para o eixo de entrada, ser conectado a um eixo cardã, que é preferencialmente acionado por uma unidade de acionamento, por exemplo, um acionamento elétrico.

[0017] O estágio de engrenagem cônica pode, preferencialmente, ter um pinhão cônico e uma coroa de engrenagem, que entrelaçam entre si. Particularmente, o pinhão cônico pode ser arranjado no eixo intermediário e, de maneira rotacional e conjunta, conectado ou conectável ao eixo intermediário.

[0018] O estágio de engrenagem cônica também pode efetuar um desvio de força em aproximadamente 90°para os e ixos das rodas.

[0019] O módulo de transmissão de eixo pode ser preferencialmente concebido como um módulo de transmissão de eixo de veículo comercial, particularmente módulo de transmissão de eixo traseiro do veículo utilitário.

[0020] Particularmente, o módulo de transmissão de eixo é concebido para conexão a uma unidade de acionamento, preferencialmente um acionamento elétrico, que é central e/ou orientado em uma direção longitudinal do veículo.

[0021] O primeiro estágio de engrenagem cilíndrica pode, preferencialmente, servir como uma transmissão de adaptação, que não é nem fixa ao chassi do veículo a motor nem diretamente montada no flange no motor elétrico.

[0022] Em uma modalidade preferencial, o módulo de transmissão de eixo tem um alojamento de módulo de transmissão de eixo. O alojamento de módulo de transmissão de eixo admite o diferencial transversal, o primeiro eixo da roda, o segundo eixo da roda, o estágio de

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6/21 engrenagem cônica, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica e/ou, pelo menos parcialmente, o eixo de entrada.

[0023] Particularmente, o eixo de entrada pode ser conectado a um eixo cardã através de um flange. O eixo cardã pode, preferencialmente, ser acionado por uma unidade de acionamento, por exemplo, um acionamento elétrico. O flange é, preferencialmente, arranjado fora do alojamento de módulo de transmissão de eixo.

[0024] Em uma modalidade particularmente preferencial, o diferencial transversal, o primeiro eixo da roda, o segundo eixo da roda, o estágio de engrenagem cônica, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica e/ou o eixo de entrada são integrados em um suporte de eixo.

[0025] Em uma modalidade, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica e o estágio de engrenagem cônica têm em comum uma velocidade rotacional superior a 6 e/ou inferior a 50. Uma velocidade rotacional nesse intervalo não pode ser convencionalmente realizada por meio do estágio de engrenagem cônica.

[0026] O primeiro estágio de engrenagem cilíndrica pode ter, preferencialmente, uma velocidade rotacional em um intervalo entre 1 e 9. Alternativamente ou adicionalmente, o estágio de engrenagem cônica pode ter uma velocidade rotacional em um intervalo entre 1 e 5,5.

[0027] Em uma modalidade adicional, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica e o estágio de engrenagem cônica têm, em comum, uma velocidade rotacional em um intervalo entre 6 e 15, particularmente entre 6 e 12, preferencialmente entre 7 e 8. Assim, é possível, particularmente, atingir a velocidade rotacional necessária em veículos comerciais ao utilizar um acionamento elétrico.

[0028] Em uma variante de design, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica é conectado ou conectável diretamente acionando a um eixo intermediário do módulo de transmissão de eixo. O eixo intermediário é conectado ou conectável diretamente acionando com o

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7/21 estágio de engrenagem cônica. O eixo intermediário pode, preferencialmente, ser formado integralmente com um pinhão cônico do estágio de engrenagem cônica, por exemplo, como um eixo de pinhão cônico.

[0029] Particularmente, o eixo intermediário pode ser integrado no suporte de eixo e/ou admitido no alojamento de módulo de transmissão de eixo.

[0030] Em uma variante de design adicional, o estágio de engrenagem cônica é conectado diretamente acionando com o diferencial transversal, que é conectado diretamente acionando com o primeiro eixo da roda e ao segundo eixo da roda.

[0031] Particularmente, o diferencial transversal pode ser integrado no suporte de eixo e/ou admitido no alojamento de módulo de transmissão de eixo.

[0032] Em uma modalidade exemplar, o módulo de transmissão de eixo tem um segundo estágio de engrenagem cilíndrica, que é conectado ou conectável acionando com o estágio de engrenagem cônica. O eixo de entrada é conectado ou conectável acionando com o segundo estágio de engrenagem cilíndrica. O módulo de transmissão de eixo tem, preferencialmente, adicionalmente um elemento de transmissão para transição entre o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica. Desta forma, é possível alternar entre as diferentes velocidades rotacionais no módulo de transmissão de eixo.

[0033] O segundo estágio de engrenagem cilíndrica pode ter, preferencialmente, uma velocidade rotacional em um intervalo entre 1 e 9.

[0034] Particularmente, o segundo estágio de engrenagem cilíndrica pode ser conectado ou conectável diretamente acionando com o eixo intermediário.

[0035] Em uma modalidade exemplar adicional, o elemento de transmissão produz seletivamente uma conexão de acionamento entre o

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8/21 eixo de entrada e o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica ou entre o eixo de entrada e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica. Alternativamente ou adicionalmente, o elemento de transmissão é acionado de maneira pneumática, hidráulica e/ou eletromecânica.

[0036] Em um refinamento, o segundo estágio de engrenagem cilíndrica tem uma velocidade rotacional não igual a 1, particularmente superior a 1, e/ou diferente da velocidade rotacional do primeiro estágio de engrenagem cilíndrica.

[0037] Em um refinamento preferencial, o alojamento de módulo de transmissão de eixo, adicionalmente, admite o elemento de transmissão e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica. Alternativamente ou adicionalmente, o segundo estágio de engrenagem cilíndrica e o elemento de transmissão são integrados no suporte de eixo.

[0038] A invenção, ademais, se refere a um sistema de módulo de transmissão de eixo para um veículo a motor, particularmente veículo comercial. O sistema de módulo de transmissão de eixo tem um módulo de transmissão de eixo como divulgado neste documento. O módulo de transmissão de eixo é seletivamente adaptável como um primeiro módulo de transmissão de eixo ou um segundo módulo de transmissão de eixo. O estágio de engrenagem cônica, o primeiro eixo da roda, o segundo eixo da roda e/ou o diferencial transversal do primeiro módulo de transmissão de eixo e do segundo módulo de transmissão de eixo são de formas idênticas (são peças idênticas). O primeiro estágio de engrenagem cilíndrica do primeiro módulo de transmissão de eixo e o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica do segundo módulo de transmissão de eixo têm formas diferentes, em que o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica do primeiro módulo de transmissão de eixo tem uma velocidade rotacional diferente do que o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica do segundo módulo de transmissão de eixo.

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9/21 [0039] Em outras palavras, o estágio de engrenagem cônica, os primeiros eixos da roda e/ou o diferencial transversal podem ser providos como peças idênticas para o primeiro módulo de transmissão de eixo e o segundo módulo de transmissão de eixo.

[0040] Isso tem a vantagem de que, através do uso de um grande número de peças idênticas, os custos de produção para o primeiro e segundo módulos de transmissão de eixo podem ser consideravelmente reduzidos. Dessa forma, é possível até mesmo para os módulos de transmissão de eixo ser produzidos de forma econômica em baixas quantidades de unidade. Isso pode ser de grande importância, particularmente durante a transição de veículos com motor de combustão interna e transmissão de eixo correspondentemente adaptada para veículos com motor(es) elétrico(s) e transmissão de eixo correspondentemente adaptada.

[0041] Em uma modalidade, o eixo de entrada do primeiro módulo de transmissão de eixo e o eixo de entrada do segundo módulo de transmissão de eixo têm formas diferentes.

[0042] Em uma modalidade adicional, o alojamento de módulo de transmissão de eixo do primeiro módulo de transmissão de eixo e o alojamento de módulo de transmissão de eixo do segundo módulo de transmissão de eixo têm formas diferentes.

[0043] Em uma modalidade preferencial, pelo menos um mancal do diferencial transversal, do primeiro eixo da roda, do segundo eixo da roda, do eixo intermediário e/ou do eixo de entrada do primeiro módulo de transmissão de eixo e do segundo módulo de transmissão de eixo é de forma idêntica (peças idênticas). Alternativamente ou adicionalmente, pelo menos uma vedação, particularmente do alojamento de módulo de transmissão de eixo, do primeiro módulo de transmissão de eixo e do segundo módulo de transmissão de eixo é de forma idêntica (peça idêntica).

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10/21 [0044] Em uma modalidade particularmente preferencial, apenas o primeiro módulo de transmissão de eixo tem o elemento de transmissão e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica. Alternativamente ou adicionalmente, apenas o segundo módulo de transmissão de eixo tem um diferencial longitudinal, uma trava diferencial e/ou um eixo de acionamento para conexão a outro eixo motriz.

[0045] Em um refinamento preferencial, um dispositivo acionador particularmente pneumático, hidráulico e/ou eletromecânico do primeiro módulo de transmissão de eixo e do segundo módulo de transmissão de eixo é de forma idêntica (peça idêntica). O dispositivo acionador do primeiro módulo de transmissão de eixo aciona o elemento de transmissão e o dispositivo acionador do segundo módulo de transmissão de eixo aciona a trava diferencial longitudinal. Dessa forma, o dispositivo acionador e, particularmente, o layout de uma linha para a pneumática, hidráulica e/ou mecatrônica também pode ser usado como uma peça idêntica.

[0046] Em uma modalidade exemplar, o primeiro módulo de transmissão de eixo é concebido para conexão a um acionamento elétrico que é particularmente central e/ou orientado em uma direção longitudinal do veículo.

[0047] Em uma modalidade adicionalmente exemplar, o segundo módulo de transmissão de eixo é concebido como um eixo de acionamento, particularmente de um eixo tandem do veículo a motor.

[0048] O eixo de acionamento (o módulo de transmissão de eixo de acionamento) é usado preferencialmente, no caso de dois eixos traseiros motrizes, por exemplo, de um veículo comercial, no primeiro eixo motriz, a fim de dividir a força de acionamento entre os dois eixos motrizes.

[0049] Em uma variante de design, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica do segundo módulo de transmissão de eixo tem uma velocidade rotacional de 1. Assim, é possível que, com base no sistema de

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11/21 módulo de transmissão de eixo divulgado neste documento, a fim de realizar, por exemplo, um eixo de acionamento convencional que só tem uma velocidade rotacional superior a 1 no estágio de engrenagem cônica.

[0050] A invenção também se refere a um veículo a motor, preferencialmente veículo comercial. O veículo a motor tem uma unidade de acionamento, que é particularmente central e/ou orientada em uma direção longitudinal do veículo. A unidade de acionamento é preferencialmente um acionamento elétrico. O veículo a motor, ademais, tem um módulo de transmissão de eixo como divulgado neste documento.

[0051] Particularmente, o veículo a motor é um veículo puramente elétrico ou um veículo híbrido, preferencialmente com um acionamento híbrido em série. Em outras palavras, o veículo a motor tem pelo menos um motor elétrico.

[0052] Por exemplo, o veículo comercial pode ser um veículo pesado de mercadorias ou um ônibus.

[0053] As modalidades e características preferenciais da invenção descritas acima podem ser combinadas uma com a outra de qualquer maneira desejada. Detalhes e vantagens adicionais da invenção serão descritos abaixo, tendo como referência as figuras anexas. Nas figuras:

[0054] Figura 1 mostra um esboço esquemático de uma modalidade de um módulo de transmissão de eixo;

[0055] Figura 2 mostra uma ilustração transversal esquemática da modalidade do módulo de transmissão de eixo da Figura 1;

[0056] Figura 3 mostra um esboço esquemático de uma modalidade adicional de um módulo de transmissão de eixo;

[0057] Figura 4 mostra uma ilustração transversal esquemática da modalidade do módulo de transmissão de eixo da Figura 3;

[0058] Figura 5 mostra um esboço esquemático de uma modalidade adicional e diferente de um módulo de transmissão de eixo; e

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12/21 [0059] Figura 6 mostra uma ilustração transversal esquemática da modalidade do módulo de transmissão de eixo da Figura 5.

[0060] As modalidades mostradas nas figuras se correspondem pelo menos parcialmente e, portanto, peças similares ou idênticas são denotadas pelas mesmas designações de referência e, para explicação das ditas peças, também se faz referência à descrição das outras modalidades ou figuras a fim de evitar repetições. Particularmente, na presente divulgação, designações de referência idênticas denotam componentes idênticos (componentes de construção idêntica e ação idêntica). É também evidentemente possível para designações de referência idênticas ser usadas para componentes que são meramente idênticos ou de ação similar. Designações de referência que usam os mesmos dois dígitos finais, mas diferem em etapas de cem (e.g. 16, 116, 216) denotam os componentes que são de ação similar ou idêntica e, particularmente, de construção diferente.

[0061] A presente divulgação é baseada, entre outros, na compreensão de que uma transmissão de adaptação ou redução pode ser integrada diretamente em um módulo de transmissão de eixo. Um eixo de transmissão é uma transmissão instalada em um eixo motriz. Para realizar a transmissão de adaptação, um estágio de engrenagem cilíndrica provido no módulo de transmissão de eixo pode ser adaptado a fim de realizar uma velocidade rotacional. Dessa forma, também é possível realizar velocidades rotacionais relativamente altas que não podem ser realizadas por meio de um estágio de engrenagem cônica da transmissão de adaptação sozinho.

[0062] No caso de um ou mais motores elétricos serem utilizados para conduzir um veículo a motor, isso possibilita realizar a velocidade rotacional mais alta necessária em relação às unidades com um motor de combustão interna. Tal solução não requer nenhum espaço estrutural, por exemplo, para a integração de uma transmissão de adaptação separada entre um motor elétrico e um eixo cardã.

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13/21 [0063] Em segundo lugar, isso possibilita prover um sistema modular para a construção de módulos de transmissão de eixo para acionamento por meio de um motor elétrico e para a construção de módulos de transmissão de eixo para acionamento por meio de um motor de combustão interna. Especificamente, um estágio de engrenagem cilíndrica do sistema de módulo de transmissão de eixo pode ser utilizado para, opcionalmente, realizar a transmissão de adaptação. Tal estágio de engrenagem cilíndrica é provido, por exemplo, no caso de módulos de transmissão de eixos de eixo de acionamento. Propõe-se que o sistema de módulo de transmissão de eixo seja provido de tal modo que o maior número possível de peças idênticas seja utilizado. Ademais, o sistema de módulo de transmissão de eixo destina-se a permitir a construção de um primeiro módulo de transmissão de eixo com um estágio de engrenagem cilíndrica modificada, que realiza a transmissão de adaptação, e a construção de um segundo módulo de transmissão de eixo como um eixo de acionamento. Tal abordagem tem a vantagem de que os custos de produção são reduzidos totalmente, e é possível, particularmente, produzir módulos de transmissão de eixo com baixo custo para veículos elétricos, mesmo em pequenas quantidades de unidade, porque um grande número de peças idênticas são compartilhadas com o módulo de transmissão de eixo de acionamento que é ainda hoje muito mais comumente produzido.

[0064] A Figura 1 mostra um esboço esquemático de um módulo de transmissão de eixo 10, e a Figura 2 mostra uma vista de seção esquemática do módulo de transmissão de eixo 10. O módulo de transmissão de eixo 10 pode ser usado, por exemplo, como um módulo de transmissão de eixo traseiro em um veículo comercial, por exemplo, um veículo pesado de mercadorias ou um ônibus. Particularmente, o módulo de transmissão de eixo 10 é provido para uso com um acionamento elétrico 12, como ilustrado a título de exemplo na Figura 1.

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14/21 [0065] Na modalidade ilustrada, o módulo de transmissão de eixo 10 tem um eixo de entrada 14, um estágio de engrenagem cilíndrica 16, um eixo intermediário 18, um estágio de engrenagem cônica 20, um diferencial transversal (eixo diferencial) 22 (não ilustrado em detalhes), e dois eixos das rodas 24A, 24B. O módulo de transmissão de eixo 10, adicionalmente, tem um alojamento de módulo de transmissão de eixo 26.

[0066] O acionamento elétrico 12 pode, por exemplo, no caso de um veículo pesado de mercadorias, ser na forma de um motor elétrico central, que é arranjado, por exemplo, no centro do veículo. No caso de um ônibus, o acionamento elétrico 12 pode ser arranjado na região frontal do veículo, no centro do veículo, ou na região traseira do veículo.

[0067] O acionamento elétrico 12 é conectado por meio de um eixo de transmissão 28 para o módulo de transmissão de eixo 10 sem a interposição de uma transmissão de adaptação. Especificamente, o eixo de transmissão 28 é conectado, rotacionalmente e em conjunto, a um flange 30 que, por sua vez, é arranjado rotacionalmente e em conjunto no eixo de entrada 14.

[0068] É possível dispensar a interposição de uma transmissão de adaptação, porque o estágio de engrenagem cilíndrica 16 em conjunto com o estágio de engrenagem cônica 20 realiza a velocidade rotacional necessária. Em algumas modalidades, eixos de transmissão adicionais, por exemplo, um eixo cardã, podem ser providos entre o eixo de transmissão 28 e o eixo de entrada 14.

[0069] O estágio de engrenagem cilíndrica 16 tem uma engrenagem dentada de acionamento (pinhão) 32 e uma engrenagem dentada de saída 34. A engrenagem dentada de acionamento 32 é arranjada rotacionalmente e em conjunto no eixo de entrada 14. A engrenagem dentada de saída 34 é arranjada rotacionalmente e em conjunto no eixo intermediário 18. A engrenagem dentada de acionamento 32 entrelaça com a engrenagem dentada de saída 34.

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15/21 [0070] O estágio de engrenagem cilíndrica 16 tem uma velocidade rotacional superior a 1. Particularmente, o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica pode prover uma velocidade rotacional de até 9, por exemplo, de aproximadamente 7. O estágio de engrenagem cilíndrica constitui, assim, a transmissão de adaptação para prover, juntamente com a velocidade rotacional provida pelo estágio de engrenagem cônica 20, a velocidade rotacional total necessária entre o eixo de transmissão 28 (o motor elétrico 12) e os eixos das rodas 24A, 24B. Particularmente, o estágio de engrenagem cilíndrica 16 e o estágio de engrenagem cônica 20, juntos, têm uma velocidade rotacional superior a 5,0, o que, devido a limitações físicas, não pôde ser realizada pelo estágio de engrenagem cônica 20 sozinho.

[0071] O estágio de engrenagem cilíndrica 16 e o estágio de engrenagem cônica 20, juntos, podem prover uma velocidade rotacional de até aproximadamente 50. No caso de utilização em conjunto com o motor elétrico 12, uma velocidade rotacional em comum pode residir, particularmente, em um intervalo entre 6 e 15, preferencialmente entre 7 e

8.

[0072] O estágio de engrenagem cilíndrica 16 aciona o estágio de engrenagem cônica 20 através do eixo intermediário 18. O estágio de engrenagem cônica 20 tem um pinhão cônico 36 e uma coroa de engrenagem 38. O pinhão cônico 36 e a coroa de engrenagem 38 se entrelaçam entre si. O estágio de engrenagem cônica 20 desvia a força provida pelo eixo intermediário 18 em 90° via o diferencial transversal 22 para os eixos das rodas 24A, 24B. O eixo intermediário 18 é arranjado paralelamente ao eixo de entrada 14. O eixo de entrada 14 se estende em uma direção longitudinal do veículo. Em algumas modalidades, o eixo intermediário 18 e o pinhão cônico 36 do estágio de engrenagem cônica 20 podem ser formados como uma unidade integral na forma de um eixo de pinhão cônico. O estágio de engrenagem cônica 20 pode, por exemplo, ter

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16/21 engrenagens de dentes retos, dentes helicoidais ou engrenagens cônicas de dentes em espiral (espiral ou hipoidal).

[0073] Os eixos das rodas 24A, 24B acionam as rodas 40. Por meio do diferencial transversal 22, é possível, de maneira conhecida, para uma equalização das velocidades de rotação entre as duas rodas 40 ser realizada. Especificamente, é, então, o caso de uma roda 40 ser acionada por um primeiro eixo da roda 24A e a outra roda 40 ser acionada pelo segundo eixo da roda 24B.

[0074] O alojamento de módulo de transmissão de eixo 26 admite o eixo de entrada 14 (parcialmente), o estágio de engrenagem cilíndrica 16, o eixo intermediário 18, o estágio de engrenagem cônica 20, o diferencial transversal 22 e os eixos das rodas 24A, 24B. É mostrado na Figura 2 que o eixo de entrada 14 é montado rotativamente no alojamento de módulo de transmissão de eixo 26 por meio de mancais 41, 42. O eixo intermediário 18 é montado rotativamente no alojamento de módulo de transmissão de eixo 26 por meio de mancais 43, 44, 45. O diferencial transversal 22 é montado rotativamente no alojamento de módulo de transmissão de eixo 26 por meio de mancais 46, 47. O alojamento de módulo de transmissão de eixo 26 tem elementos adicionais, tais como, por exemplo, vedações, etc. O alojamento de módulo de transmissão de eixo 26 pode ser incluído em um suporte de eixo (não ilustrado).

[0075] A Figura 3 mostra um esboço esquemático de um módulo de transmissão de eixo 110, e a Figura 4 mostra uma vista de seção esquemática do módulo de transmissão de eixo 110. Por outro lado, para o módulo de transmissão de eixo 10 das Figuras 1 e 2, o módulo de transmissão de eixo 110 tem, particularmente, dois estágios de engrenagem cilíndrica 116, 150 e um elemento de transmissão 152. Devido à provisão dos dois estágios de engrenagem cilíndrica 116, 150 e do elemento de transmissão 152, um eixo de entrada 114 e um eixo intermediário 118 podem ter devidamente a mesma ação que o eixo de

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17/21 entrada 14 e o eixo intermediário 18, mas podem ser de construções diferentes (por exemplo, pontos de mancal diferentes e/ou adicionais).

[0076] O primeiro estágio de engrenagem cilíndrica 116 tem uma engrenagem dentada de acionamento (pinhão de acionamento) 132 e uma engrenagem dentada de saída 134 que se articule com esta. O segundo estágio de engrenagem cilíndrica 150 tem uma engrenagem dentada de acionamento (pinhão de acionamento) 154 e uma engrenagem dentada de saída 156 que se articule com esta. O elemento de transmissão 152 conecta o eixo de entrada 114 seletivamente à engrenagem dentada de acionamento 132 do primeiro estágio de engrenagem cilíndrica 116 ou à engrenagem dentada de acionamento 154 do segundo estágio de engrenagem cilíndrica 150.

[0077] O primeiro estágio de engrenagem cilíndrica 116 e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica 150 têm diferentes velocidades rotacionais, que podem ser superiores a 1. Assim, é possível para uma saída do motor elétrico 12 ser transmitida seletivamente com duas diferentes velocidades rotacionais para as rodas 40. Assim, pode ser, por exemplo, garantido que, por meio de um dos estágios de engrenagem cilíndrica 116, 150, uma velocidade rotacional seja provida, com a qual uma habilidade de subir colinas necessária do veículo a motor é realizada. Isto é, o veículo deve ser capaz de arrancar em certas inclinações. Determinadas forças de tração são necessárias com essa finalidade.

[0078] O dispositivo acionador hidráulico, pneumático e/ou eletromecânico 158 (ver Figura 3) pode ser provido para a atuação do elemento de transmissão 150. O dispositivo acionador 158 pode, por exemplo, ser um motor de acionamento elétrico (acionador).

[0079] A Figura 5 mostra um esboço esquemático de um módulo de transmissão de eixo 210, e a Figura 6 mostra uma vista de seção esquemática do módulo de transmissão de eixo 210. Por outro lado, para o módulo de transmissão de eixo 10 (Figuras 1 e 2) e para o módulo

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18/21 de transmissão de eixo 110 (Figuras 3 e 4), o módulo de transmissão de eixo 210 é concebido como um eixo de acionamento. Um eixo de acionamento é usado, por exemplo, no caso de eixos tandem em um veículo pesado de mercadorias, se ambos os eixos do eixo tandem são acionados.

[0080] Para funcionar como um eixo de acionamento, o módulo de transmissão de eixo 210 tem um diferencial longitudinal 260 e um eixo de acionamento 262, cuja seção é ilustrada. O diferencial longitudinal 260 distribui a força de acionamento entre dois eixos. Especificamente, o diferencial longitudinal 260 distribui a força de acionamento recebida do eixo de entrada 214 entre o estágio de engrenagem cilíndrica 216 e o eixo de acionamento 262. O eixo de acionamento 262 pode ser conectado acionando para um módulo de transmissão de eixo adicional (não ilustrado em mais detalhes).

[0081] O módulo de transmissão de eixo 210 pode, adicionalmente, ter um elemento de transmissão 264 que atua como uma trava (trava diferencial longitudinal). A trava 264 pode produzir uma conexão de acionamento direto entre o eixo de entrada 214 e o estágio de engrenagem cilíndrica 216. A trava 264 pode ser concebida, por exemplo, como uma embreagem dentada.

[0082] O estágio de engrenagem cilíndrica 216 pode ter uma velocidade rotacional de 1 ou uma velocidade rotacional superior a 1. Particularmente, no caso de um motor de combustão interna ser utilizado como uma unidade de acionamento 212, a velocidade rotacional do estágio de engrenagem cilíndrica 216 pode ser igual a 1. No caso de um motor elétrico ser utilizado como a unidade de acionamento 212, a velocidade rotacional do estágio de engrenagem cilíndrica 216 pode ser superior a 1, de forma similar que o estágio de engrenagem cilíndrica 16 da modalidade discutida com referência às Figuras 1 e 2.

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19/21 [0083] É enfatizado particularmente que os módulos de transmissão de eixo 10, 110, 210 têm um grande número de peças idênticas, de tal modo que os módulos de transmissão de eixo podem ser construídos em um sistema modular. As designações de referência idênticas utilizadas denotam peças que podem ser utilizadas particularmente como peças idênticas. Particularmente, o estágio de engrenagem cônica 20, o eixo intermediário 18, o diferencial transversal 22, os eixos das rodas 24A, 24B, os mancais 41-47, o flange 30, vedações e/ou o dispositivo acionador 158 etc. podem ser peças idênticas.

[0084] Por exemplo, o dispositivo acionador 158 poderá, no caso do módulo de transmissão de eixo de acionamento 210 (ver Figuras 5 e 6), ser utilizado para acionar a trava 264. Devido a sua construção modular, o dispositivo acionador 158 pode, no entanto, também, no caso do modelo de transmissão de eixo 110 (ver Figuras 3 e 4), ser utilizado para atuar o elemento de transmissão 152.

[0085] Como um exemplo adicional, é, por exemplo, possível, para uma combinação de eixo intermediário 18 e do pinhão cônico 36, na forma de um eixo de pinhão cônico integrado, ser usado tanto no módulo de transmissão de eixo 10 (ver Figuras 1 e 2) quanto no módulo de transmissão de eixo 210 (ver Figuras 5 e 6).

[0086] A invenção não é restrita às modalidades exemplares preferenciais descritas acima. Na verdade, é possível um grande número de variantes e modificações, as quais também usam o conceito inventivo e, assim, estão no escopo de proteção. Em particular, a invenção também reivindica proteção para o assunto e os recursos das sub-reivindicações, independentemente das reivindicações às quais se referem.

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Lista de designações de referência

Módulo de transmissão de eixo

Motor elétrico (unidade de acionamento)

Eixo de entrada

Estágio de engrenagem cilíndrica (transmissão de adaptação)

Eixo Intermediário

Estágio de engrenagem cônica

Diferencial transversal (eixo diferencial)

24A Primeiro eixo da roda

24B Segundo eixo da roda

Alojamento de módulo de eixo de transmissão

Eixo de transmissão

Flange

Engrenagem dentada de acionamento (pinhão)

Engrenagem dentada de saída

Pinhão cônico

Coroa de engrenagem

Roda

41-47 Mancais

110 Módulo de transmissão de eixo

114 Eixo de entrada

116 Primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (transmissão de adaptação)

132 Engrenagem dentada de acionamento (pinhão)

134 Engrenagem dentada de saída

118 Eixo intermediário

126 Alojamento de módulo de eixo de transmissão

150 Segundo estágio de engrenagem cilíndrica (transmissão de adaptação)

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152 Elemento de transmissão

154 Engrenagem dentada de acionamento (pinhão)

156 Engrenagem dentada de saída

158 Dispositivo acionador

210 Módulo de transmissão de eixo (módulo de transmissão de eixo de acionamento)

212 Unidade de acionamento

214 Eixo de entrada

216 Estágio de engrenagem cilíndrica

226 Alojamento de módulo de eixo de transmissão

232 Engrenagem dentada de acionamento (pinhão)

234 Engrenagem dentada de saída

260 Diferencial longitudinal

262 Eixo de acionamento

264 Elemento de transmissão (trava diferencial)

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Claims

1. Módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210), particularmente módulo de transmissão de eixo traseiro, para um veículo a motor acionado preferencialmente eletricamente, preferencialmente um veículo comercial, caracterizado pelo fato de que possui:

um primeiro eixo da roda (24A) e um segundo eixo da roda (24B), que são conectáveis acionando com as rodas (40) do veículo a motor;

um diferencial transversal (22) que é conectado acionando com o primeiro eixo da roda (24A) e o segundo eixo da roda (24B);

um estágio de engrenagem cônica (20) que é conectado acionando com o diferencial transversal (22);

um primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216) que é conectada ou conectável acionando com o estágio de engrenagem cônica (20) e que tem uma velocidade rotacional não igual a 1, particularmente superior a 1; e um eixo de entrada (14; 114; 214) que se estende preferencialmente em uma direção longitudinal do veículo a motor e que é conectado ou conectável acionando com o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216).

2. Módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que possui, adicionalmente:

um alojamento de módulo de transmissão de eixo (26; 126; 226) que admite o diferencial transversal (22), o primeiro eixo da roda (24A), o segundo eixo da roda (24B), o estágio de engrenagem cônica (20), o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216) e, pelo menos parcialmente, o eixo de entrada (14; 114; 214); e/ou o diferencial transversal (22), o primeiro eixo da roda (24A), o segundo eixo da roda (24B), o estágio de engrenagem cônica (20), o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216) e o eixo de entrada (14; 114; 214) são integrados em um suporte de eixo.

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2/6

3. Módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210), de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que:

o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216) e o estágio de engrenagem cônica (20) têm em comum uma velocidade rotacional superior a 6 e/ou inferior a 50; e/ou o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216) e o estágio de engrenagem cônica (20) têm em comum uma velocidade rotacional em um intervalo entre 6 e 15, particularmente entre 6 e 12, preferencialmente entre 7 e 8.

4. Módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210), de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que:

o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116; 216) é conectado ou conectável diretamente acionando a um eixo intermediário (18; 118) do módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210), cujo eixo intermediário é conectado ou conectável diretamente acionando com o estágio de engrenagem cônica (20) em que, preferencialmente, o eixo intermediário (18; 118) é formado integralmente com um pinhão cônico (36) do estágio de engrenagem cônica (20); e/ou um estágio de engrenagem cônica (20) é conectado diretamente acionando com o diferencial transversal (22), que é conectado diretamente acionando com o primeiro eixo da roda (24A) e o segundo eixo da roda (24B).

5. Módulo de transmissão de eixo (110), de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que possui, adicionalmente:

um segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150) que é conectado ou conectável acionando com o estágio de engrenagem cônica (20) em que o eixo de entrada (114) é conectado ou conectável acionando com o segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150); e

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3/6 um elemento de transmissão (152) para a comutação entre o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (116) e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150).

6. Módulo de transmissão de eixo (110), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:

o elemento de transmissão (152) produz seletivamente uma conexão de acionamento entre o eixo de entrada (114) e o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (116) ou entre o eixo de entrada (114) e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150); e/ou o elemento de transmissão (152) é acionado de maneira pneumática, hidráulica e/ou eletromecânica.

7. Módulo de transmissão de eixo (110), de acordo com a reivindicação 5 ou reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150) tem uma velocidade rotacional não igual a 1, particularmente superior a 1, e/ou diferente da velocidade rotacional do primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (116).

8. Módulo de transmissão de eixo (110), de acordo com uma das reivindicações de 5 a 7, caracterizado pelo fato de que:

o alojamento de módulo de transmissão de eixo (126), adicionalmente, admite o elemento de transmissão (152) e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150); e/ou o segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150) e o elemento de transmissão (152) são integrados no suporte de eixo.

9. Sistema do módulo de transmissão de eixo para um veículo a motor, particularmente veículo comercial, caracterizado pelo fato de que possui:

um módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210) conforme uma das reivindicações anteriores, em que o módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210) é adaptável seletivamente como um primeiro módulo de

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4/6 transmissão de eixo (10; 110) ou um segundo módulo de transmissão de eixo (210), em que:

o estágio de engrenagem cônica (20), o primeiro eixo da roda (24A), o segundo eixo da roda (24B) e/ou o diferencial transversal (22) do primeiro módulo de transmissão de eixo (10; 110) e do segundo módulo de transmissão de eixo (210) têm formas idênticas; e o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116) do primeiro módulo de transmissão de eixo (10; 110) e o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (216) do segundo módulo de transmissão de eixo (210) têm formas diferentes, em que o primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (16; 116) do primeiro módulo de transmissão de eixo (10; 110) tem uma velocidade rotacional diferente do primeiro estágio de engrenagem cilíndrica (216) do segundo módulo de transmissão de eixo (210).

10.Sistema de módulo de transmissão de eixo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que:

o eixo de entrada (14; 114) do primeiro módulo de transmissão de eixo (10; 110) e o eixo de entrada (214) do segundo módulo de transmissão de eixo (210) têm formas diferentes; e/ou o alojamento de módulo de transmissão de eixo (26; 126) do primeiro módulo de transmissão de eixo (10; 110) e o alojamento de módulo de transmissão de eixo (226) do segundo módulo de transmissão de eixo (210) têm formas diferentes; e/ou pelo menos um mancal (41-47) do primeiro eixo da roda (24A), do segundo eixo da roda (24B), do eixo intermediário (18; 118) e/ou do eixo de entrada (14; 114; 214) do primeiro módulo de transmissão de eixo (10; 110) e do segundo módulo de transmissão de eixo (210) têm formas idênticas; e/ou pelo menos uma vedação, particularmente do alojamento de módulo de transmissão de eixo (26; 126; 226), do primeiro módulo de

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5/6 transmissão de eixo (10; 110) e do segundo módulo de transmissão de eixo (210) tem forma idêntica.

11.Sistema de módulo de transmissão de eixo, de acordo com a reivindicação 9 ou a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:

apenas o primeiro módulo de transmissão de eixo (110) tem o elemento de transmissão (152) e o segundo estágio de engrenagem cilíndrica (150); e/ou apenas o segundo módulo de transmissão de eixo (210) tem um diferencial longitudinal (260), uma trava diferencial (264) e/ou um eixo de acionamento (262) para conexão a outro eixo motriz.

12.Sistema de módulo de transmissão de eixo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um dispositivo acionador particularmente pneumático, hidráulico e/ou eletromecânico (158) do primeiro módulo de transmissão de eixo (110) e do segundo módulo de transmissão de eixo (210) tem forma idêntica, em que o dispositivo acionador (158) do primeiro módulo de transmissão de eixo (110) aciona o elemento de transmissão (152) e o dispositivo acionador (158) do segundo módulo de transmissão de eixo (210) aciona a trava diferencial (264).

13.Sistema de módulo de transmissão de eixo, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 12, caracterizado pelo fato de que:

o primeiro módulo de transmissão de eixo (10; 110) é concebido para conexão a um acionamento elétrico (12), que é particularmente central e/ou orientado em uma direção longitudinal do veículo; e/ou o segundo módulo de transmissão de eixo (210) é concebido como um eixo de acionamento, particularmente de um eixo tandem do veículo a motor.

14.Sistema de módulo de eixo de transmissão, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 13, caracterizado pelo fato de que o primeiro

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6/6 estágio de engrenagem cilíndrica (216) do segundo módulo de transmissão de eixo (210) tem uma velocidade rotacional de 1.

15.Veículo a motor, preferencialmente veículo comercial, caracterizado pelo fato de que possui:

uma unidade de acionamento (12; 212), preferencialmente um acionamento elétrico, que é particularmente central e/ou orientada em uma direção longitudinal do veículo; e um módulo de transmissão de eixo (10; 110; 210), conforme uma das reivindicações de 1 a 8.