BR112014013126B1

BR112014013126B1 - Roda em duas partes

Info

Publication number: BR112014013126B1
Application number: BR112014013126-0A
Authority: BR
Inventors: Jens Werner; Christian Köhler; André Bartsch; Michael Dressler; Martin Lepper; Werner Hufenbach; Sandro Mäke
Original assignee: ThyssenKrupp Carbon Components GmbH
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2020-08-04
Also published as: US20150076896A1; US9573415B2; EP2788199B1; WO2013083501A8; WO2013083501A1; CN104053557A; ES2735539T3; BR112014013126A2; TR201911209T4; EP2788199A1; DE102011087923A1; CN104053557B

Abstract

roda em duas partes. a presente invenção refere-se a uma roda consistindo em uma parte de roda interior e uma exterior, sendo que cada parte de roda contém uma ponta de aro contínua, uma parte da base do aro e uma parte do centro de roda. a roda se caracteriza pelo fato de que entalhes nas partes de centro de roda de ambas as partes de roda estão envoltos por bordas. as bordas engatam então entre si em forma ideal, de modo que ao menos uma borda de um entalhe de um centro de roda envolve de modo plano continuamente uma borda do outro centro de roda ou é por ela envolta e as bordas se tocando mutuamente são unidas entre si.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma roda em duas partes para veículos, especialmente autos, sendo que as duas partes de roda estão unidas entre si com união positiva e de material.

[002] Uma roda apresenta, usualmente, um anel de aro com uma base da roda, que é limitada por uma aba da roda interior e uma exterior. A aba da roda interior e a exterior encerram continuamente o pneu, transportam o mesmo e o encerram de modo estanque a aro, à medida que as paredes do pneu se apoiam nas abas da roda de modo estanque devido à pressão interna do pneu. No interior do aro está disposto como elemento de suporte para o mesmo um centro da roda ou um disco de aro, que produz a união para com o eixo.

[003] Do estado da técnica é conhecida uma pluralidade de soluções de rodas em duas partes para a construção de automóveis. Essas rodas em duas partes são empregadas especialmente para caminhões, para facilitar a troca dos pneus. Para tanto as rodas são de tal maneira formadas que as duas partes de roda são configuradas soltáveis entre si. Cada uma das abas da roda fica então disposta em uma outra parte de roda em duas partes.

[004] Um outro ensejo de configuração de rodas em duas partes reside nos requisitos estéticos às mesmas. Ocasionalmente é desejável poder trocar o centro da roda por um de outra configuração. Um problema desse tipo é solucionado pela DE8526012U1, que propõe um anel de aro com base da roda bem como um centro da roda disposto de modo soltável no mesmo. O centro da roda é então fixado ao anel do aro à medida que as extremidades do centro engatam à maneira de fecho de baioneta por trás de contra peças correspondentes no anel de aro e são fixadas com parafusos sob as mesmas. Outra forma de execução descreve que a roda pode ser em duas partes, apresentando cada parte uma ponte de aro e estando as duas partes da roda unidas pelo mencionado acoplamento do tipo fecho de baioneta.

[005] A essa finalidade da economia de peso visa a solução conforme US 6,726,292 B1, em que duas partes de roda de material composto de fibras, das quais cada uma apresenta respectivamente uma aba da roda e uma parte do centro da roda, engatam entre si de forma complementar nos lados voltados um para o outro. Uma série de entalhes na parte de roda interior se contrapõe então a uma série de forma complementar de endentações na parte de roda exterior. Os cinco raios do centro da roda são retangulares em seção transversal e ocos e formados pela área de base, que é disponibilizada pela parte de roda interior, e por uma contra peça de três lados, que é disponibilizada pela parte de roda exterior. As duas partes de roda são mantidas juntas por uniões de parafuso bem como pelas porcas de fixação de roda, que retêm ambas as partes de roda.

[006] No WO 1997/13647 A1 é apresentada para uma construção de veículo particularmente conveniente em custo uma roda em duas partes, em que igualmente cada parte de roda apresenta uma aba da roda e uma parte do centro da roda. As duas partes de roda apresentam áreas de contato voltadas uma para a outra, as quais apresentam elevações e rebaixos de forma complementar engatando-se mutuamente. As duas partes de roda são mantidas juntas por união de cola e grampo bem como rebites. Além disso, no estado montado, também as porcas de roda mantêm juntas as duas partes. A roda é de preferência de plástico reforçada com fibras e deve ser particularmente leve. No estado montado, as duas partes de roda ficam coladas entre si em plena área. A base da roda é formada por uma borda saliente da parte de roda interior, que por união de grampo engata em uma correspondente ranhura da parte de roda exterior.

[007] Rodas estão sujeitas a solicitações de intensidade distinta. Essas solicitações ocorrem menos durante as simples operações de aceleração ou frenagem ou durante o rolamento operacionalmente típico, e muito mais quando as rodas incidem sobre obstáculos. Isso é particularmente crítico quando as rodas não são solicitadas indiretamente pelos pneus, mas sim diretamente lateralmente. Essas solicitações ocorrem por exemplo, quando da incidência lateral em arestas de calçada. As conhecidas construções de roda mal podem fazer face a essas solicitações. Além disso, é problemático executar a complexa forma de uma roda de automóvel de modo eficaz e a custo conveniente.

[008] Coloca-se assim o objetivo de propor uma construção de roda em duas partes, que reaja muito bem a casos de carga lateral e então seja de produção leve e a custo conveniente.

[009] Esse objetivo é alcançado com a roda em duas partes de acordo com a invenção. Outras execuções vantajosas da roda de acordo com a invenção estão descritas nas concretizações.

[0010] De acordo com a invenção, o objetivo é alcançado com uma roda, que apresenta duas partes de roda, sendo que cada parte de roda contém uma aba da roda contínua e uma parte do centro da roda e sendo o centro da roda de tal maneira executado que entalhes das partes de centro da roda de ambas as partes de roda estão envoltas por bordas, e sendo que pelo menos uma borda de um centro da roda envolve de modo plano continuamente uma borda do outro centro da roda engatando aquela e é por ela envolta e as bordas se tocando mutuamente estão unidas entre si. De preferência, e cada parte de roda existem pelo menos dois e, ainda preferencialmente, pelo menos três entalhes, que são envoltos pelas bordas e se adaptam de forma complementar aas bordas da outra parte de centro da roda, ou são envoltos por eles de forma complementar.

[0011] Por borda se entende aqui uma saliência, que envolve continuamente totalmente um entalhe no centro da roda. O centro da roda pode apresentar vários entalhes, dos quais alguns ou todos são envoltos pelas bordas. As bordas dos entalhes de um centro da roda podem estar executadas em um lado ou em ambos os lados do centro da roda. A altura da borda acima do plano do material do centro da roda é de preferência constante. Mas ela pode também variar, por exemplo, em forma ondulada. A espessura de material da borda é de preferência constante, mas pode variar, por exemplo, em forma de nervuras de reforço. De preferência, a seção transversal das bordas corresponde à forma do entalhe e é constante por toda a altura. Uma forma de execução preferida prevê, no entanto, também seções transversais aumentando ou diminuindo conicamente do centro da roda pela altura. Aí, vantajosamente, bordas, que diminuem em seu diâmetro quando da junção de ambas as partes de roda, são inseridos em bordas que aumentam em seu diâmetro, sendo que as bordas se ajustam um- tuamente de forma complementar. Essas bordas se ajustando mutuamente conicamente de forma complementar garantem uma condução e centragem particularmente boas das bordas entre si.

[0012] As bordas apresentam, vantajosamente, uma região de curvatura opcional quando da transição do centro da roda para a borda.

[0013] A construção de roda de acordo com a invenção apresenta duas partes de roda com respectivamente uma aba da roda contínua e um centro da roda bem como

[0014] abertura de eixo e/ou furos de aparafusamento para fixação, sendo que no estado reunido da roda os dois centros de roda das partes de roda formam em conjunto o centro da roda da roda.

[0015] Os centros de roda apresentam entalhes. Por esses entalhes é conferida ao centro da roda a suposição de que ele disporia de raios. Trata-se aí, de preferência, de três a doze, particularmente de preferência de três a oito e ainda preferencial mente de três a seis raios, sendo que entre dois raios existe pelo menos um entalhe. Em uma forma de execução preferida, entre dois raios está disposto mais do que um entalhe. São de preferência dois ou três, sendo ainda possível de preferência até cinco entralhes entre dois raios.

[0016] A forma dos entalhes pode ser distinta; assim, em um centro da roda que apresenta apenas três entalhes é preferida uma forma de rim, em que a aresta inferior e a aresta superior se estendem paralelamente à abertura de eixo e as arestas inferior e superior estão unidas em suas extremidades por segmentos de arco de círculo. Essa forma de rim é empregada vantajosamente também com um número maior de entalhes. É ainda preferida uma forma circular dos entalhes. Outras formas de execução preferidas são entalhes em forma de polígono (triangulares, quadrangulares, pentagonais, hexagonais, etc.), sendo especialmente vantajoso configurar os cantos dos polígonos arredondados, para se obter uma distribuição nas bordas não uniforme quanto possível.

[0017] A parte de roda, que não é visível no estado operacional de um veículo de quatro rodas, é designada como a parte de roda interior, a parte de roda visível no estado operacional como a parte de roda exterior. As duas partes de roda estão unidas entre si por união positiva e de material.

[0018] A união das partes de roda ocorre de preferência à medida que as bordas em torno dos entalhes dos centros de roda das partes de roda são encaixadas entre si e unidas por união positiva e/ou de material.

[0019] De preferência, a parte de roda interior apresenta em seu lado oposto ao veículo bordas em torno de alguns ou de preferência em torno de todos os entalhes. A parte de roda exterior apresenta igualmente uma borda, em seu lado voltado para o veículo, nos entalhes, que correspondem aos entalhes rebordados da parte de roda interior. As bordas são executadas de tal maneira que as bordas de uma parte de roda engatam de forma complementar nas bordas da outra parte de roda. De preferência, as bordas da parte de roda exterior se ajustam por união positiva nas bordas da parte de roda interior. Mas também é possível que as bordas da parte de roda interior sejam posicionadas dentro das bordas da parte de roda exterior. Naturalmente também é possível uma disposição alternativa. Nessa forma de execução, resta uma distância entre as partes da base da roda das partes de roda, pois as bordas atuam como distanciadores. Vantajosamente, a distância entre as partes da base da roda de ambas as partes de roda possibilita amortecer particularmente bem choques laterais, pois as propriedades elásticas da parte de roda exterior podem suportar particularmente bem, pois é amplamente evitada uma simultânea deformação da parte de roda interior.

[0020] Outra forma de execução preferida prevê que as bordas dos entalhes da parte de roda interior são dirigidas para dentro e as bordas da parte de roda exterior engatam de forma complementar nas mesmas. Dessa maneira, vantajosamente, não resta distância entre as partes de base da roda das partes de roda. A união pode, portanto, ocorrer não apenas ao longo das bordas, mas sim de preferência também em plena área ao longo de ambas as partes do centro da roda.

[0021] Em outra forma de execução preferida, as bordas dos entalhes da parte de roda exterior ficam dirigidas para fora e as bordas da parte de roda interior engatam nas mesmas de forma complementar. Dessa maneira resta, vantajosamente, no interior da parte de roda interior espaço para se poder dispor o equipamento de freio (disco e sapata de freio). Vantajosamente, nessa forma de execução um anteparo visual (calota) é encaixado externamente sobre as bordas da parte de roda exterior dirigidas para fora.

[0022] As partes de roda podem consistir dos mesmos materiais ou de materiais distintos. De preferência, como materiais para as partes de roda são empregados os mesmos materiais como para rodas convencionais segundo o estado da técnica. São de preferência metais leves (Al, Mg) ou ligas de metais leves, aço, materiais compostos, especialmente materiais compostos de fibras como plásticos reforçados com fibras de carvão, fibras de vidro ou kevlar.

[0023] A união das bordas dos entalhes das partes de roda ou também dos centros de roda das partes de roda, caso se toquem, ocorre em função dos materiais das partes de roda. Particularmente preferida é uma colagem em plena área das bordas de ambas as partes de roda sobre toda a área de contato das bordas. São ainda preferidas soldagem ou união por forma mediante compressão de um ou vários pontos de contato das bordas. Caso a roda seja prevista para emprego com pneus sem câmara, é essencial que a união das bordas ocorra estanque a ar. Em uma forma de execução preferida, algumas ou todas as linhas de contato das bordas com a parte de roda vizinha são tratadas continuamente com um meio de vedação (por exemplo, à base de silicone).

[0024] De preferência, as partes de centro da roda das partes de roda são providas de uma perfuração axial, pela qual se estende o eixo do veículo. A abertura de eixo ou perfuração axial está envolta por uma borda em ambas as partes de roda assim como os entalhes. Em uma forma de execução particularmente preferida, a fixação da roda é executada como fixação axial. Em uma outra configuração preferida dessa forma de execução, é empregado um anel de apoio que envolve de forma complementar as bordas na mesma altura de construção e assim absorve uma parte da força que é exercida quando do aperto do parafuso de fixação da roda.

[0025] Uma outra forma de execução preferida prevê que a roda apresenta, ao lado da abertura de eixo central, também furos de parafuso para fixação. Esses furos de parafuso são distribuídos radialmente em torno da abertura de eixo e servem à fixação da roda nos discos ou tambores de freio padronizados. De preferência, os furos de parafuso são construídos assim como os entalhes para união de ambas as partes de roda e apresentam bordas situadas umas dentro das outras, sendo que a roda interior corresponde ao diâmetro de pino do parafuso. Outra forma de execução prevê que cada furo de parafuso está envolto com um anel de apoio, que absorve uma parte da força que exercida quando do aperto dos parafusos. Uma forma de execução ainda preferida disponibiliza um anel, que envolve a abertura de eixo e apresenta para cada furo de parafuso uma abertura correspondente. Esse anel de apoio absorve uma parte da força, que é exercida sobre as partes de roda quando do aperto das porcas de roda ou parafusos.

[0026] Como material para os mencionados anéis de apoio são empregados de preferência os mesmos materiais que para as partes de roda. Mas também podem ser utilizados outros materiais que possam absorver as forças incidentes. Podem assim ser empregados por exemplo, anéis de apoio metálicos também entre partes de roda como material composto de fibras.

[0027] As bordas em torno dos entalhes das partes de centro da roda apresentam, em rodas de automóveis de passageiros típicos com um diâmetro de 15 Zoll a 17 Zoll, uma altura de 0,5 cm a 4 cm. A altura de borda efetivamente empregada se rege pelo caso de carga a ser esperado e, por exemplo, em rodas para utilitários esportivos é maior do que em automóveis de passageiros para o mero emprego em rodovias. Com diâmetros de roda maiores a altura de borda pode também ser maior. A altura de borda necessária é ainda dependente do número dos entalhes. No total, a altura de borda e sua espessura de material, assim como toda a configuração de espessura de parede, etc., são objeto de projeção técnica de engenharia usual, por exemplo, com emprego de métodos de elementos finitos. As bordas consistem, de preferência, no mesmo material que a parte de roda da qual se projetam. Vantajosamente, as bordas são fabricadas juntamente com a parte de roda a que pertencem.

[0028] A roda de acordo com a invenção apresenta, vantajosamente, melhor capacidade de resistência contra solicitações em direção lateral. Como a união de ambas as partes de roda não ocorre em plenas áreas, a elasticidade da parte de roda exterior deve ser melhor utilizada. Uma forma de execução preferida prevê, portanto, que a parte de roda interior consiste em material relativamente rígido, enquanto que a exterior apresenta propriedades elásticas particularmente boas. Também a fabricação da roda de acordo com a invenção é melhorada, pois ambas as partes de roda são fabricadas individualmente e assim a complexa forma da roda total pode ser resolvida em duas formas individuais de produção mais fácil.

Exemplo de execução

[0029] A invenção será explicada com base no exemplo de execução a seguir.

[0030] A figura 1 e a figura 2 mostram a parte de roda 1 interior e a parte de roda 2 exterior de dois ângulos de visão diferentes. Cada parte de roda 1, 2 apresenta uma parte de base da roda 14, 24, uma aba da roda 15, 25 e um centro da roda 11, 21. Os centros de roda 11, 21 apresentam respectivamente três entalhes 12, 22, que estão envoltos por bordas 13, 23, no meio de cada parte de roda 1,2 está representada a abertura de eixo 32 com a correspondente borda 33. As partes de roda aqui mostradas são fabricadas de aço de repuxamento profundo DD11. As partes de roda formam em conjunto uma roda de 15 Zoll 6. A espessura de material na região da base da roda importa então em 2 mm. As abas da roda apresentam uma espessura de material de 4 mm, enquanto que a espessura de material do centro da roda e da respectiva borda correspondente importa em 4,5 mm.

[0031] A figura 3 e a figura 4 mostram uma roda 6 montada pronta de diversos ângulos de visão. A parte de roda 2 interior e a parte de roda 1 exterior são unidas entre si à medida que a borda 23 das partes de roda 2 exterior engata de forma complementar na borda 13 da parte de roda 1 interior. Na figura 4, a borda 23 da parte de roda exterior encobre a borda 13 da parte de roda interior. As duas partes de roda 1,2 estão fixadas por adesivo.

[0032] A figura 5 mostra a vista da roda 6 como se percebe no estado operacional do veículo. Apenas a parte de roda 2 exterior é visível no centro da roda 21. Aí podem ser vistas especialmente as regiões de curvatura 231, que conduzem da base da roda para as bordas.

[0033] A figura 6 mostra um corte pela roda 6 de acordo com a figura 5 ao longo do eixo A-A. Como se pode identificar, as partes de roda 1, 2 apresentam partes de base da roda 14, 24 de distinto ta-manho. Devido ao fato de que a parte de roda 1 interior apresenta uma parte de base da roda 14 mais larga, no interior da parte de roda resta espaço suficiente para o dispositivo de frenagem da roda. Como se pode identificar, há uma distância 4 entre a parte de base da roda 14 interior e a parte de base da roda 24 exterior. Como a roda 6 deve ser operada com pneus sem câmara, é necessária a união estanque a ar de todas as bordas.

[0034] A figura 7 mostra o recorte X da figura 6. A borda 23 da parte de roda 2 exterior engata na borda 13 da parte de roda 1 interior. Graças a essa configuração, pelo lado visual (exterior) não se pode ver a estrutura em duas partes da roda 6. Graças à representação em corte fica claro que o centro da roda 21 se projeta pela curvatura 231 para a borda 23 e o centro da roda 21, região de curvatura 231 e borda 23 são executados em uma só peça. Na região inferior da representação em corte se pode ver que as aberturas axiais de ambas as partes de roda 1, 2 apresentam igualmente bordas 33, que de fato se distinguem em altura das bordas 13, 23 dos demais entalhes do centro da roda 11,21, mas quando da junção de ambas as partes de roda 1,2 engatam uma na outra igualmente por união positiva. Está ainda ilustrado que as bordas dessa forma de execução apresentam paredes se estendendo paralelamente, isto é, a seção transversal (a abertura das bordas) corresponde àquela dos entalhes e não diminui com distância crescente do centro da roda. LISTA DE REFERÊNCIAS 1 parte de roda interior 11 centro da roda da parte de roda interior 12 entalhe no centro da roda da parte de roda interior 13 borda em torno do entalhe no centro da roda da parte de roda interior 14 base da roda da parte de roda interior 15 aba da roda da parte de roda interior 2 parte de roda exterior 21 centro da roda da parte de roda exterior 22 entalhe no centro da roda da parte de roda exterior 23 borda em torno do entalhe no centro da roda da parte de roda exterior 231 região de curvatura na transição do centro da roda para a borda 232 base da roda da parte de roda exterior 233 aba da roda da parte de roda exterior 234 abertura de eixo 235 borda da abertura de eixo 236 distância entre as partes de base da roda da parte de roda interior e exterior 237 roda pronta

Claims

1. Roda em duas partes consistindo em uma parte de roda interior e uma exterior (1, 2), sendo que cada parte de roda apresenta uma aba da roda contínua (15, 25), uma parte da base da roda (14, 24) e uma parte do centro da roda (11, 21), e entalhes (12, 22) das partes de centro da roda (11, 21) de ambas as partes de roda (1, 2) estão envoltos por bordas (13, 23) que engatam uma na outra de forma complementar, sendo que uma borda é uma saliência, que envolve completamente um entalhe no centro da roda e pelo menos uma borda de um entalhe de um centro da roda envolve de modo plano continuamente uma borda do outro centro da roda ou é por ela envolta e as bordas que se tocam mutuamente estão unidas entre si, caracterizada pelo fato de que - a parte de roda interior (1) apresenta, em seu lado oposto ao veículo, bordas (13) em torno de alguns ou de todos os entalhes (12), e a parte de roda exterior (2) apresenta entalhes (22), dos quais alguns ou todos são envoltos por bordas (23) em seu lado voltado para o veículo, que correspondem aos entalhes (12) rebordados da parte de roda interior (1), e algumas das bordas (13) da parte de roda interior (1) engatam de forma complementar nas bordas correspondentes (23) da parte de roda exterior (2) e algumas das bordas (23) da parte de roda exterior (2) engatam de forma complementar nas bordas correspondentes (13) da parte de roda interior (1), ou - as bordas (13) dos entalhes (12) da parte de roda interior (1) são dirigidas para dentro e as bordas (23) da parte de roda exterior (2) engatam de forma complementar nas mesmas, ou - as bordas (23) dos entalhes (22) da parte de roda exterior (2) são dirigidas para fora e as bordas (13) da parte de roda interior (1) engatam nas mesmas de forma complementar.

2. Roda em duas partes, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada parte de roda apresenta uma abertura de eixo (32), que é envolta por bordas (33), que engatam uma na outra de forma complementar.

3. Roda em duas partes, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as partes de roda apresentam furos de parafuso para fixação da roda, sendo que os furos de parafuso de cada parte de roda são envoltos por bordas, que engatam uma na outra de forma complementar.

4. Roda em duas partes, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a união das bordas que se tocam mutuamente é executada estanque a ar.

5. Roda em duas partes, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a parte de roda interior (1) apresenta, em seu lado oposto ao veículo, bordas (13) em torno de alguns ou de todos os entalhes (12), e a parte de roda exterior (2) apresenta entalhes (22), dos quais alguns ou todos são envoltos por bordas (23) em seu lado voltado para o veículo, que correspondem aos entalhes (22) rebordados da parte de roda interior (1), sendo que as bordas (13, 23) são executadas de tal maneira que as bordas de uma parte de roda engatam de forma complementar nas bordas da outra parte de roda.

6. Roda em duas partes, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as bordas (23) da parte de roda exterior (2) engatam de forma complementar nas bordas (13) da parte de roda interior (1) ou as bordas (13) da parte de roda interior (1) engatam de forma complementar nas bordas (23) da parte de roda exterior (2).

7. Roda em duas partes, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a abertura de eixo (32) apresenta bordas (33) e é envolta por um anel de apoio, que envolve de forma complementar as bordas na mesma altura de construção.

8. Roda em duas partes, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a roda apresenta furos de parafuso para parafusos de fixação.

9. Roda em duas partes, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que os furos de parafuso apresentam bordas e são envoltos por anéis de apoio, que envolvem de forma complementar as bordas em igual altura de construção.

10. Roda em duas partes, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que a abertura de eixo (32) é envolta por um anel de apoio, que apresenta aberturas para as bordas dos furos de parafuso e envolve as bordas de abertura de eixo (32) e furos de parafuso em igual altura de construção de forma complementar.