BR112014017921B1

BR112014017921B1 - Cilindro escravo

Info

Publication number: BR112014017921B1
Application number: BR112014017921-2A
Authority: BR
Inventors: Alexandre Chevet; Saravanan Lakshminarayanan
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2021-12-14
Also published as: WO2013143832A1; DE112013001712A5; EP2831441A1; EP2831441B1; BR112014017921A2; IN2014DN06476A; BR112014017921A8; CN104204586A; CN104204586B; DE102013204126A1

Abstract

CILINDRO ESCRAVO. O pedido se refere a um cilindro escravo com uma carcaça (1) disposta concêntrica em torno de um eixo de entrada da caixa de câmbio, e com um pistão (2) anular axialmente móvel na carcaça, que está em ligação efetiva com um mancal de desengate (4). Por meio de um acumulador de energia (5) que se apoia na carcaça (1), envolvendo o pistão (2), o mancal de desengate (4) recebe uma pré-carga axial. Neste caso, o acumulador de energia é envolvido por um fole de proteção (6), o qual com uma de suas extremidades (6.1) é recebido na carcaça (1), e com sua extremidade (6.2) no lado do mancal de desengate é recebido por um anel de fixação (7) ligado com o mancal de desengate (4). De acordo com a invenção a extremidade (6.2) do fole de proteção (6) no lado do mancal de desengate pode ser presa com clipe no anel de fixação (7) por meio de um movimento axial do pistão.

Description

[001] A invenção se refere a um cilindro escravo para sistemas de embreagem ou de freio de um veículo automotor de acordo com o preâmbulo da primeira reivindicação de patente.

[002] Genericamente, os cilindros escravos concêntricos (“concentric slave cylinder” - CSC) ou dispositivos de desengate central são utilizados em sistemas de embreagem hidráulicos na cadeia funcional entre o pedal de embreagem e a embreagem. Esses cilindros apresentam uma carcaça executada como cilindro anelar, que está disposto em torno de um eixo de embreagem ou de entrada da caixa de câmbio. Na carcaça é conduzido um pistão anelar móvel na direção axial, o qual suporta um mancal de desengate que se apoia em uma embreagem. Um acumulador de energia executado, por exemplo, como mola de pressão helicoidal envolve o pistão. No caso de admissão hidráulica do pistão através de um condutor de pressão, o acumulador de energia com pré-carga atua sobre o mancal de desengate, pelo que a embreagem é acionada. Para a proteção contra sujeira ou como vedação do pistão anelar são utilizados foles de proteção elásticos, que envolvem a mola de pré-carga. Esses foles de proteção ou extensíveis normalmente estão em ligação com a carcaça com sua primeira extremidade, e com sua outra extremidade estão em ligação com o mancal de desengate, e durante o movimento do pistão impedem uma entrada de sujeira do ambiente. Neste caso, são conhecidas diferentes fixações ou disposições do fole de proteção.

[003] Assim, no documento DE 10 2005 000619 T5 e no documento DE 10 2007 023 275 A1 são divulgados dispositivos de desengate central, nos quais respectivamente, está previsto um fole extensível, o qual se apoia com uma de suas extremidades na carcaça, e com sua outra extremidade, no mancal de desengate. Neste caso, tanto na carcaça, como também no mancal de desengate estão previstas recepções no lado frontal, nas quais pode ser inserido o fole extensível que pode ser prolongado na direção axial. Essas recepções no lado frontal apresentam uma superfície de contato radial e uma axial para a extremidade do fole extensível, executada em forma de rebordo, e servem somente para a sua condução e centragem. Uma vez que não está prevista nenhuma fixação das extremidades do fole de proteção, porém, pode ocorrer que, esse fole deslize para fora das recepções ou que, em virtude do efeito do calor, já depois de pouco tempo de uso, o fole de proteção elástico não assuma mais sua forma original (máxima posição de extração) e, por conseguinte, não possa assegurar nenhuma proteção ideal contra sujeira.

[004] Em particular, no caso de disposições, que preveem uma fixação de uma das extremidades do fole de proteção na carcaça, enquanto que a extremidade no lado do mancal de desengate experimenta somente uma condução e centragem, ocorre a formação de uma fenda entre o fole de proteção e o mancal de desengate, através da qual partículas de sujeira podem chegar ao acumulador de energia e pistão anelar.

[005] No caso da execução de um cilindro escravo, mostrada no documento DE 100 80 438 C1, a extremidade do fole de proteção no lado do mancal de desengate está ligada com um anel de blindagem que se apoia no anel interno do mancal do mancal de desengate. Neste caso, o anel de blindagem na circunferência externa apresenta uma ranhura circundando radialmente, formada por um estreitamento da seção transversal, na qual se encaixa a extremidade em forma de rebordo do fole extensível. O perfil da seção transversal da ranhura é executado em forma de U, e mostra uma superfície de contato direcionada axialmente, bem como, duas superfícies de contato radiais que passam paralelamente uma à outra, para a extremidade do fole extensível executada complementarmente, que está disposta livremente móvel nessa ranhura na direção da circunferência. No caso dessa colocação do fole extensível, o risco da falha de sua função de proteção na verdade é mínimo, mas o perigo do deslizar para fora da extremidade do fole extensível no lado do mancal de desengate, para fora da ranhura direcionada radialmente para fora também existe aqui. Mas, sobretudo, essa solução conhecida apresenta um dispêndio de montagem elevado, uma vez que é necessária uma etapa de montagem adicional para a compressão da extremidade do fole extensível na ranhura.

[006] O cilindro escravo concêntrico descrito no documento DE 10 2010 010 137 A1 possui um fole de proteção, que tanto no lado da carcaça, como também no lado do mancal de desengate apresenta uma fixação. Assim, as extremidades em forma de rebordo do fole de proteção são recebidas por anéis de fixação fabricados de chapa, e são apertadas com esses anéis. Neste caso, no lado do mancal de desengate está previsto um anel de fixação ligado com o anel interno do mancal de desengate, através do qual um acumulador de energia está ligado com o fole de proteção. O anel de fixação apresenta segmentos de recepção radiais distribuídos através de sua circunferência externa, os quais apresentam aproximadamente uma execução em forma de U, vista na seção transversal. A extremidade em forma de rebordo do fole de proteção entra em contato na superfície de contato axial, correspondente à superfície de revestimento do anel de fixação, bem como, em uma primeira superfície de contato radial dos segmentos de recepção. A outra superfície de contato radial (saliência de compressão) está disposta deslocada axialmente em relação à primeira, e pode ser pressionada na extremidade em forma de rebordo do fole de proteção, equipada com uma inclinação correspondente. Através da extremidade apertada desse modo com o anel de fixação, durante o movimento axial do pistão, o fole de proteção deve ser fixado na posição no anel interno, e também no estado de repouso deve manter sua posição em relação aos componentes de referência.

[007] As desvantagens dessa solução conhecida consistem no fato de que, por um lado, através do aperto das extremidades do fole de proteção não é possível uma mobilidade na direção da circunferência, pelo que podem vir a ocorrer deformações e, com isso, desgaste muito prematuro, ou a restrições da função do fole de proteção. Por outro lado, também essa execução construtiva do anel de fixação, na atuação em conjunto com o fole de proteção abriga o risco - embora reduzido - do deslizar para fora da extremidade do fole de proteção para fora da recepção do anel de fixação: as saliências de compressão estão dispostas no lado do anel de fixação, voltado para o mancal de desengate. Na posição apertada, as saliências de compressão adjacentes à inclinação da extremidade em forma de rebordo do fole de proteção são inclinadas para longe do mancal de desengate, na direção do fole de proteção (para sua extremidade no lado da carcaça). Durante os movimentos axiais do pistão/ do acumulador de energia e com isso, também o fole de proteção de sua posição comprimida para sua posição de alongamento, devido à tração que atua sobre a extremidade do fole de proteção, de qualquer maneira também existe o perigo que, com o tempo, esse fole se solte da recepção do anel de fixação. Uma outra desvantagem consiste no fato de que, também neste caso, a inserção do fole de proteção no anel de fixação e o aperto em seguida exija uma etapa de montagem adicional. Isto ocorre antes da montagem definitiva, sendo que, o fole de proteção com o acumulador de energia e o anel de fixação forma uma unidade de construção pré-moldada.

[008] A tarefa da invenção consiste em evitar as deficiências das soluções conhecidas e sugerir um cilindro escravo disposto concêntrico em torno de um eixo de entrada da caixa de câmbio, no qual um fole de proteção sem montagem dispendiosa, e com custos de fabricação relativamente pequenos apresente uma fixação mais segura funcional no lado do mancal de desengate.

[009] Essa tarefa é solucionada com as características da primeira reivindicação de patente. Execuções vantajosas da invenção podem ser deduzidas das reivindicações subordinadas.

[010] No caso de um cilindro escravo com uma carcaça, disposta concêntrica em torno de um eixo de entrada da caixa de câmbio, e com um pistão anular axialmente móvel na carcaça, que está em ligação efetiva com um mancal de desengate, e por meio de um acumulador de energia que se apoia na carcaça, envolvendo o pistão, o mancal de desengate recebe uma pré-carga axial, sendo que, o acumulador de energia é envolvido por um fole de proteção, o qual com uma de suas extremidades é recebido na carcaça, e com sua extremidade no lado do mancal de desengate é recebido por um anel de fixação ligado com o mancal de desengate, de acordo com a invenção, a extremidade do fole de proteção no lado do mancal de desengate pode ser presa com clipe no anel de fixação por meio de um movimento axial do pistão.

[011] Assim, durante um movimento do pistão para a sua posição final mínima, pelo menos, um elemento de encaixe disposto na circunferência externa do anel de fixação pode ser levado para engate com um elemento de recepção executado complementarmente, da extremidade do fole de proteção no lado do mancal de desengate.

[012] Neste caso, o elemento de encaixe do anel de fixação é formado por, pelo menos, um colar disposto radialmente circunferencial, e o elemento de recepção do fole de proteção é formado por uma ranhura disposta radialmente circunferencial. O, pelo menos um, colar do anel de fixação está direcionado inclinadamente para fora em relação ao mancal de desengate, e pode ser levado para engate com a ranhura do fole de proteção complementar, direcionado inclinadamente para dentro.

[013] De preferência, o elemento de encaixe do anel de fixação é formado por vários colares dispostos distribuídos através da circunferência.

[014] Além disso, o anel de fixação apresenta no lado do mancal de desengate, pelo menos, um elemento de proteção, direcionado radialmente para fora, que impede um contato do mancal de desengate e do fole de proteção. De preferência, o elemento de proteção é formado por várias linguetas radiais dispostas distribuídas através da circunferência, as quais estão dispostas distanciadas axialmente em relação ao colar/ aos colares. Neste caso, as linguetas e os colares estão dispostos alternadamente no anel de fixação.

[015] De preferência, o anel de fixação é constituído de um material plástico.

[016] A invenção será esclarecida em mais detalhes a seguir, com auxílio de um exemplo de execução e de desenhos componentes. São mostrados:Na figura 1 um cilindro escravo de acordo com a invenção em corte parcial em uma posição final máxima do pistão,Na figura 2 um detalhe X de acordo com a figura 1,Na figura 3 uma representação em perspectiva de um anel de fixação de acordo com a invenção,Na figura 4 um corte parcial do anel de fixação de acordo com a figura 3,Na figura 5 um corte parcial do cilindro escravo de acordo com a invenção em uma posição intermediária do pistão,Na figura 6 um corte parcial do cilindro escravo de acordo com a invenção em uma posição final mínima do pistão.

[017] O cilindro escravo representado na fig. 1 em um corte parcial apresenta uma carcaça 1 cilíndrica oca, a qual forma uma parede dupla no interior. Um pistão 2 anular está disposto axialmente móvel em um espaço intermediário existente entre a parede do cilindro interna e a parede do cilindro externa da carcaça 1, no qual durante o movimento do pistão 2 surge uma câmara de pressão 3. A parede interna da carcaça 1 também pode ser formada por uma luva de guia, ao longo da qual o pistão 2 anular desliza. A extremidade do pistão 2 que fica oposta à câmara de pressão 3 está ligada com um mancal de desengate 4, no qual um acumulador de energia 5, por exemplo, uma mola de pressão helicoidal se apoia com pré-carga, envolvendo o pistão 2. Para a vedação da superfície de rolamento ou de guia do pistão 2 contra a sujeira, esse pistão, bem como, o acumulador de energia 5 são envolvidos com um fole de proteção 6. Neste caso, uma das extremidades 6.1 do fole de proteção 6 é fixada na carcaça 1, e a outra extremidade 6.2 do fole de proteção 6 no lado do mancal de desengate é ligada com um anel de fixação 7 constituído, de preferência, de plástico. Aqui não será discutida em detalhes a fixação do fole de proteção 6 na carcaça 1, uma vez que isto não é essencial à invenção.

[018] O anel de fixação 7 ligado com o anel interno do mancal 4.1 do mancal de desengate 4 possui um corpo de base em forma de anel ou de cilindro, que apresenta um elemento de encaixe 7.1, inclinado radialmente para fora, afastado da extremidade no lado da carcaça 6.1 do fole de proteção 6, e direcionado para o mancal de desengate 4. O elemento de encaixe 7.1, neste caso, é formado por, pelo menos, um colar que está disposto na circunferência externa do anel de fixação 7 radialmente circunferencial. Na execução mostrada aqui, o elemento de encaixe 7.1 é constituído de vários colares 7.1, dispostos de forma distribuída na circunferência. Além disso, o anel de fixação 7 apresenta um elemento de proteção 7.2 no lado do mancal de desengate, direcionado radialmente para fora, o qual serve para o impedimento de um contato entre o fole de proteção 6 e o mancal de desengate 4. Neste caso, o elemento de proteção 7.2 está distanciado axialmente em relação ao colar/ aos colares 7.1, e pode ser formado de, pelo menos, uma lingueta 7.2 disposta radialmente circunferencial, ou de várias linguetas 7.2 previstas, distribuídas através da circunferência. Neste caso, as linguetas 7.2 estão dispostas, de preferência, alternadamente em relação aos colares 7.1. Além disso, no anel de fixação 7 é formada uma ranhura interna 7.3 para a recepção da última espira do acumulador de energia 5, e é formada uma recepção 7.4 para a ligação da aba axial do anel interno do mancal 4.1 com o anel de fixação 7 (representada na fig. 4).

[019] Enquanto as linguetas 7.2 radiais devem impedir seu contato com o mancal de desengate 4, em particular, durante a compressão do fole de proteção 6, os colares 7.1 servem para a ligação com a extremidade em forma de rebordo 6.2 do fole de proteção 6. Para a realização da ligação com o anel de fixação 7, a extremidade em forma de rebordo 6.2 no lado do mancal de desengate do fole de proteção 6 apresenta um elemento de recepção 6.3, no qual é ou são presos com clipe o elemento de encaixe 7.1, isto é, o colar ou os colares 7.1 executados complementarmente do anel de fixação 7. Neste caso, o elemento de recepção 6.3 do fole de proteção 6 é formado por uma ranhura 6.3 direcionada inclinadamente para dentro, disposta radialmente circunferencial.

[020] Na fig. 1 está representada a máxima posição de desengate do pistão 2, e com isso, também do mancal de desengate 4. Neste caso, o acumulador de energia 5 e o fole de proteção 6 também apresentam sua extensão máxima. Os elementos de encaixe ou colares 7.1 do anel de fixação 7 são presos com clipe no elemento de recepção ou na ranhura 6.3 do fole de proteção 6.

[021] Na fig. 2 é mostrado um detalhe X de acordo com a fig. 1, em representação ampliada. Os colares 7.1 do anel de fixação 7 estão encaixados com a ranhura 6.3 da extremidade 6.2 do fole de proteção 6, sendo que, a parte da extremidade 6.2 do fole de proteção 6, que se encontra acima da ranhura 6.3 - no estado montado - encosta em um corte traseiro executado nos colares 7.1, bem como, na superfície de revestimento axial do corpo de base do anel de fixação 7. Através do colar 7.1 do anel de fixação 7 direcionado radialmente para fora e inclinado na direção do mancal de desengate 4, que se encontra encaixado com a ranhura 6.3 complementar, direcionado inclinado radialmente para dentro, foi criada uma ligação, que se mantém ilesa ao movimento axial do pistão 2 e, com isso, também às dilatações e às compressões do fole de proteção 6. Além disso, em virtude da ligação com folga entre o colar 7.1 e a extremidade 6.2 existe uma mobilidade relativamente livre na direção da circunferência, pelo que deformações e, com isso, prejuízos de funcionamento do fole de proteção 6 podem ser excluídos. As superfícies de contato dos colares 7.1 executadas complementares à ranhura 6.3 do fole de proteção 6 não estão mais dispostas radialmente, isto é, ortogonalmente em relação à direção de movimento axial do pistão 2 (como, por exemplo, as superfícies de contato do anel de proteção no documento DE 100 80 438 C1). Na forma de execução de acordo com a invenção, as superfícies de contato dos colares 7.1 são inclinadas para uma direção que se encontra entre a direção axial e a direção radial, a qual está afastada na direção do mancal de desengate 4, e da extremidade no lado da carcaça 6.1 do fole de proteção 6. Esse alinhamento possibilita uma montagem simplificada do fole de proteção 6, sem etapas de montagem adicionais. Isto será discutido em mais detalhes na descrição da fig. 5 e da fig. 6.

[022] A fig. 3 e a fig. 4 mostram o anel de fixação 7 de acordo com a invenção. Na fig. 3 o anel de fixação 7 pode ser visto em uma representação tridimensional, e na fig. 4, em uma representação em corte. No corpo de base estão dispostos distanciados axialmente e se alternando os colares 7.1 e as linguetas 7.2. Além disso, são citadas a ranhura interna 7.3 que forma uma superfície de apoio para o acumulador de energia 5, e a recepção 7.4 que produz uma ligação com o anel interno do mancal 4.1.

[023] A fig. 5 e a fig. 6 mostram cortes parciais do cilindro escravo de acordo com a invenção com pistão 2 que se encontra em diferentes posições, aqui apenas indicado. Neste caso, é ilustrada uma grande vantagem da invenção. Para a fixação do fole de proteção 6, imediatamente na montagem ocorre uma extensão mínima, por meio de um primeiro acionamento do pistão 2, sem necessitar para isso uma etapa de montagem adicional. Por conseguinte, a prisão da extremidade 6.2 do fole de proteção 6 com sua ranhura 6.3 nos colares 7.1 do anel de fixação 7 ocorre unicamente através do movimento axial do pistão 2 para sua posição final mínima.

[024] Assim, a fig. 5 mostra o pistão 2 que se encontra em uma posição intermediária, pouco antes da posição final mínima, correspondente a uma extensão mínima. O colar 7.1 do anel de fixação 7 e a ranhura 6.3 do fole de proteção 6 ainda não estão encaixados. Sem dúvida, o acumulador de energia 5 e o fole de proteção 6 já estão em uma posição comprimida. A extremidade 6.2 do fole de proteção 6 já toca o anel de fixação 7.

[025] Na fig. 6 o pistão 2 se encontra em sua posição final correspondente à extensão mínima. O acumulador de energia 5 e o fole de proteção 6 estão completamente comprimidos. Através da pressão das dobras adjacentes à extremidade 6.2 do fole de proteção 6, esse fole foi empurrado para o anel de fixação 7, pelo que os colares 7.1 se encaixam nas ranhuras 6.3 e, com isso, ligam o fole de proteção 6 com o anel de fixação 7.

[026] Essa ligação garante uma fixação segura funcional do fole de proteção 6, tanto na direção axial como também na direção radial. Com a construção do novo anel de fixação 7 constituído de plástico no lado do mancal de desengate 4 e da execução complementar correspondente do fole de proteção 6 com sua extremidade 6.2, durante a montagem do cilindro escravo concêntrico na linha de produção podem ser evitados etapas e custos adicionais. A fixação por meio da ligação de clipes entre o fole de proteção 6 e o anel de fixação 7 ocorre durante o primeiro acionamento para a extensão mínima. Não é necessária nenhuma pré-montagem do fole de proteção 6.Lista de números de referênciaa. carcaçab. pistão c. câmara de pressãod. mancal de desengate4.1 anel interno do mancal5 acumulador de energia6 fole de proteção6.1 extremidade no lado da carcaça6.2 extremidade no lado do mancal de desengate6.3 elemento de recepção/ ranhura7 anel de fixação7.1 elemento de encaixe/ colar7.2 elemento de proteção7.3 ranhura interna7.4 recepção

Claims

1. CILINDRO ESCRAVO com uma carcaça (1) disposta concêntrica em torno de um eixo de entrada da caixa de câmbio, e com um pistão (2) anular axialmente móvel na carcaça, que está em ligação efetiva com um mancal de desengate (4), e por meio de um acumulador de energia (5) que se apoia na carcaça (1), envolvendo o pistão (2), o mancal de desengate (4) recebe uma pré-carga axial, sendo que, o acumulador de energia (5) é envolvido por um fole de proteção (6), o qual com uma de suas extremidades (6.1) é recebido na carcaça (1), e com sua extremidade (6.2) no lado do mancal de desengate é recebido por um anel de fixação (7) ligado com o mancal de desengate (4), em que a extremidade (6.2) do fole de proteção (6) no lado do mancal de desengate poder ser presa com clipe no anel de fixação (7) por meio de um movimento axial do pistão (2),e o fole de proteção (6) é então fixado tanto na direção axial quanto na direção radial, em que pelo menos um elemento de encaixe (7.1) disposto na circunferência externa do anel de fixação (7), durante um movimento do pistão (2) para sua posição final mínima, pode ser levado para engate com um elemento de recepção (6.3) formado complementarmente, da extremidade (6.2) do fole de proteção (6) no lado do mancal de desengate,e em que o anel de fixação (7) apresenta no lado do mancal de desengate, pelo menos, um elemento de proteção (7.2), direcionado radialmente para fora, que impede um contato do mancal de desengate (4) e do fole de proteção (6), caracterizado pelo elemento de proteção (7.2) do anel de fixação (7) ser formado por uma pluralidade de linguetas radiais dispostas distribuídas através da circunferência, as quais estão dispostas distanciadas axialmente em relação ao elemento de encaixe (7.1).

2. CILINDRO ESCRAVO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento de encaixe (7.1) do anel de fixação (7) ser formado por, pelo menos, um colar disposto radialmente circunferencial, e o elemento de recepção (6.3) do fole de proteção (6) ser formado por uma ranhura disposta radialmente circunferencial.

3. CILINDRO ESCRAVO de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o, pelo menos um, colar (7.1) do anel de fixação (7) estar direcionado inclinadamente para fora em relação ao mancal de desengate (4), e poder ser levado para engate com a ranhura (6.3) do fole de proteção (6) complementar, direcionado inclinadamente para dentro.

4. CILINDRO ESCRAVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo elemento de encaixe (7.1) do anel de fixação (7) ser formado por uma pluralidade de colares dispostos distribuídos através da circunferência.

5. CILINDRO ESCRAVO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas linguetas (7.2) e os colares (7.1) estarem dispostos alternadamente no anel de fixação (7).

6. CILINDRO ESCRAVO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo anel de fixação (7) ser constituído de um material plástico.