BRPI0414538B1 - Sistema de eixos de veículo para um veículo utilitário agrícola ou industrial, e, tubo de torque - Google Patents

Sistema de eixos de veículo para um veículo utilitário agrícola ou industrial, e, tubo de torque Download PDF

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BRPI0414538B1
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Tarasinski Nicolai
Sobotzik Joachim
Reinards Marco
Kneer Bernd
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Deere & Company
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Abstract

"sistema de eixos de veículo, tubo de torque, eixo de veículo,e, veículo". a invenção refere-se a um sistema de eixos de veículo para um veículo utilitário agrícola ou industrial, com um eixo de veiculo (30) montado preferivelmente de forma pendular, sendo que pelo menos duas rodas (28) podem ser montadas giratórias no eixo de veiculo (30). um tubo de torque (38) é provido, o qual pode ser conectado por um lado com um chassi (14) de um veiculo (10) e por outro lado com o eixo de veiculo (30) para o suporte da suspensão de eixo. um acionamento elétrico (32), com o qual pelo menos uma roda (28) montada no eixo de veiculo (30) pode ser acionada, é disposto no eixo de veículo (30). o objetivo da invenção é suprir os acionamentos elétricos (32) com energia elétrica através de linhas de suprimentos que não serão danificadas nas condições normais. o sistema de eixos de veiculos é caracterizado pelo fato de que componentes elétricos (40, 42) para o acionamento elétrico (32) são previstos no preferivelmente no tubo de torque (38).

Description

(54) Título: SISTEMA DE EIXOS DE VEÍCULO PARA UM VEÍCULO UTILITÁRIO AGRÍCOLA OU INDUSTRIAL, E, TUBO DE TORQUE (51) Int.CI.: B60G 9/02; B60L 11/00 (30) Prioridade Unionista: 31/10/2003 DE 103 51 308.6 (73) Titular(es): DEERE & COMPANY (72) Inventor(es): NICOLAI TARASINSKI; JOACHIM SOBOTZIK; MARCO REINARDS; BERND KNEER “SISTEMA DE EIXOS DE VEÍCULO PARA UM VEÍCULO UTILITÁRIO AGRÍCOLA OU INDUSTRIAL, E, TUBO DE TORQUE”
A invenção refere-se a um sistema de eixos de veículo para um veículo utilitário agrícola ou industrial. O sistema de eixos de veículo apresenta um eixo de veículo montado móvel - preferivelmente de modo pendular -, sendo que pelo menos duas rodas podem ser montadas giratórias no eixo de veículo. É previsto um tubo de torque, o qual, por um lado, pode ser conectado com um chassi de um veículo e, por outro lado, com o eixo de veículo para o suporte da suspensão de eixo. É previsto pelo menos um acionamento elétrico no eixo de veículo, com o qual pelo menos uma roda montada no eixo de veículo pode ser acionada. Além disto, a presente invenção se refere a um tubo de torque, o qual, por um lado, pode ser conectado com um chassi de um veículo e, por outro lado, com um eixo de veículo, para o suporte de uma suspensão de eixo. Além disto, a invenção se refere a um eixo de veículo, o qual pode ser montado de forma móvel em um veículo e preferivelmente é montado de modo pendular, e no qual pelo menos duas rodas podem ser montadas giratórias. A presente invenção se refere também a um veículo, em particular um veículo utilitário agrícola ou industrial.
Sistemas de eixos de veículo do tipo inicialmente mencionado já são há muito tempo conhecidos do estado da técnica. Assim, por exemplo, da EP O 913 280 A1 é conhecido um sistema de eixos de veículo, no qual o eixo dianteiro é instalado em um tubo de torque para o suporte da suspensão de eixo. Neste caso, uma das extremidades do tubo de torque está em ligação com o chassi do veículo através de uma articulação esférica. A outra extremidade do tubo de torque é fixada rigidamente no eixo dianteiro. O eixo dianteiro é montado modo pendular. O tubo de torque serve, no veículo utilitário conhecido da EP 0 193 280 A1, - o qual é configurado na forma de um trator agrícola - para o suporte do eixo dianteiro na direção longitudinal de
Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 11/24 veículo. De forma totalmente genérica, o tubo de torque é também desenhado como guiador de tração ou guiador de empuxe. O tubo de torque recebe usualmente um eixo de acionamento, o qual transmite pelo menos uma parte do momento de rotação produzido por um motor de combustão interna para as rodas associadas ao eixo de veículo - eventualmente através de uma transmissão diferencial. Com isto, o tubo de torque serve, por um lado, para o suporte da suspensão de um eixo de veículo e, por outro lado, para a proteção de um eixo de acionamento que transcorre no interior do mesmo.
Ainda, da DE 196 23 738 A1 é conhecido um veículo 10 utilitário, o qual pode apresentar um eixo dianteiro com acionamentos elétricos de rodas individuais. Neste caso, é previsto que as rodas do eixo dianteiro são acionadas por um motor de combustão interna através de um eixo cardan e/ou pelo acionamento elétrico através de uma engrenagem de soma, sendo que a transmissão de acionamento do eixo cardan e a do acionamento elétrico é transferida para a roda através de uma transmissão de soma. Por meio disto, é possível uma adaptação sem escalonamento dos números de rotação das rodas individuais do eixo dianteiro, com o que um uso de várias facetas deste veículo é possível.
Então, os acionamentos elétricos dispostos no eixo de veículo podem ser ligados com um gerador previsto no veículo através de flexíveis ligações de linha elétrica. O desvantajoso aqui é o fato de que tais linhas elétricas instaladas de modo flexível podem ser danificadas no uso do veículo utilitário ou no estado desligado, especialmente por martas ou fuinhas.
Por conseguinte, a presente invenção tem como objetivo indicar e aperfeiçoar um sistema de eixos de veículo, um eixo de veículo, um tubo de torque e um veículo, do tipo inicialmente mencionado, através dos quais os problemas anteriormente mencionados são superados. Em particular, um suprimento do acionamento elétrico com corrente elétrica deve ser efetuado, sendo que as respectivas linhas de suprimento, sob condições
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O objetivo é atingido, de acordo com a invenção, por meio do ensinamento da reivindicação 1. Outras configurações e desenvolvimentos vantajosos da invenção são depreendidos das reivindicações subordinadas.
De acordo com a invenção, um sistema de eixos de veículo do tipo inicialmente mencionado é caracterizado pelo fato de que nos componentes elétricos são previstos no tubo de torque para o acionamento elétrico.
De acordo com a invenção, foi inicialmente reconhecido que, em particular linhas de suprimento elétricas podem ser conduzidas de um sistema de gerador ou de suprimento de corrente, disposto no veículo, para o eixo de veículo através do tubo de torque, e, mais precisamente, em particular, decorrendo no tubo de torque, de modo que as linhas elétricas são protegidas pelo veículo contra influências externas no eixo de veículo montado móvel.
Com isto, as linhas de suprimento elétricas, por exemplo, não têm que ser instaladas ao longo de um cilindro hidráulico, o qual conecta um chassi do veículo com o sistema de eixos de veículo disposto móvel, onde as linhas de suprimento elétricas são expostas de forma desprotegida às influências externas. Por conseguinte, é preferivelmente previsto dispor os componentes elétricos para o acionamento elétrico no tubo de torque. Neste caso, o tubo de torque assume as funções já existentes - apoio da suspensão de eixo e proteção de um eixo de acionamento mecânico eventualmente previsto - uma outra função, mais precisamente, a condução e a proteção de linhas de ligação elétricas ou, de forma muito geral, a proteção de componentes elétricos.
Agora, o tubo de torque pode apresentar uma seção transversal poderá ser circular, oval, poligonal ou em forma de U, em que nervuras podem ser montadas/afixadas no tubo para resfriamento de componentes elétricos. Ao longo de sua direção longitudinal, o tubo de torque pode decorrer conicamente, sendo que a parte do tubo de torque, voltada para o
Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 13/24 eixo de sistema de eixos de veículo, pode apresentar uma maior seção transversal que a parte voltada para o chassi do veículo utilitário. Eventualmente, no tubo de torque pode ser previsto um abaulamento alongado, no qual as linhas de suprimento elétricas são dispostas decorrendo no mesmo. Neste caso, os correspondentes componentes elétricos são dispostos na região externa do tubo de torque - todavia protegidos pelo abaulamento. Preferivelmente, o tubo de torque pode ser composto de várias partes e, em particular, o tubo de torque será constituído por módulos, cujas seções poderão variar no formato dos seus perfis componentes, de acordo com a conveniência técnica. Assim, uma parte do tubo de torque pode apresentar uma seção transversal poderá ser em forma de U, sobre a qual a outra parte do tubo de torque pode ser montada, a qual pode substancialmente apresentar uma plataforma. Uma tal configuração do tubo de torque possibilita uma montagem simples dos componentes elétricos dispostos dentro do mesmo.
Neste caso, o tubo de torque também é constituído por módulos, em todos casos pode ser montado consistindo de módulos individuais.
Em uma forma de realização preferida, os componentes elétricos previstos no tubo de torque podem apresentar pelo menos um módulo eletrônico de potência. Com um tal módulo eletrônico de potência, por exemplo, a intensidade potência elétrica pode ser controlada, a qual pode ser fornecida para o acionamento elétrico.
Alternativamente ou adicionalmente à disposição de um módulo eletrônico de potência no tubo de torque, pode ser previsto dispor pelo menos um módulo eletrônico de potência no eixo de veículo, sendo que este módulo eletrônico de potência pode cumprir uma função equivalente.
Em uma forma de realização igualmente preferida, os componentes elétricos previstos no tubo de torque podem apresentar um conversor de frequência. Fundamentalmente, pode ser previsto que a corrente elétrica para os acionamentos elétricos seja produzida com o auxílio de um
Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 14/24 gerador. Usualmente, um tal gerador é acionado pelo motor de combustão interna do veículo utilitário. Visto que o motor de combustão interna, todavia, apresenta um variável número de rotações na dependência da respectiva situação de marcha do veículo utilitário, a corrente elétrica gerada pelo gerador apresenta uma frequência variável. Tal conversor de frequência pode servir para a conversão da corrente elétrica alternada tendo frequência variável em corrente elétrica alternada tendo uma predeterminada frequência substancialmente constante. Com o conversor de frequência, a corrente elétrica alternada, produzida pelo gerador elétrico, tendo frequência variável, é inicialmente convertida em corrente contínua e então em corrente alternada tendo uma predeterminada frequência. O acionamento elétrico pode então ser acionado com esta corrente alternada, o qual é preferivelmente executado como motor assíncrono.
Em uma forma de realização preferida, os componentes elétricos previstos no tubo de torque podem apresentar uma resistência de freio. Tal resistência de freio pode ser usada para a frenagem com as rodas do sistema de eixos de veículos, mais precisamente, quando os acionamentos elétricos dispostos no sistema de eixos de veículo são acionados na operação de gerador. Tão logo os acionamentos elétricos são acionados na operação de gerador, estes geram corrente elétrica que, por exemplo, pode ser conduzida para a resistência de freio ou para um outro consumidor elétrico. Por meio disto, os acionamentos elétricos produzem um momento de frenagem, o qual pode ser usado, por exemplo, para uma frenagem que demora longo tempo por ocasião de marcha de descida de montanhas do veículo utilitário. A resistência de freio pode, por exemplo, ser executada na forma de uma bobina de aquecimento, com a qual eventualmente componentes do veículo, por exemplo, o circuito de óleo de transmissão pode ser aquecido através de correspondentes condutos contendo líquido trocador de calor. De maneira totalmente genérica, a corrente elétrica gerada pelo acionamento elétrico que
Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 15/24 pode ser operado pelos circuitos do gerador pode ser convertida em energia mecânica e/ou termodinâmica e ser consumida ou armazenada em outro local do veículo.
Em uma forma de realização muito particularmente preferida, os componentes elétricos previstos no tubo de torque apresentam uma unidade de controle. Com a unidade de controle, o acionamento elétrico, eventualmente o módulo eletrônico de potência, o conversor de frequência e/ou a resistência de freio podem ser controlados ou regulados.
Em particular quando o sistema de eixos de veículo de acordo com a invenção é utilizado para eixo dianteiro de um veículo utilitário pode ser previsto que o eixo de veículo apresenta um eixo de direção. Neste caso, é conveniente acionar as rodas do eixo traseiro de modo puramente mecânico por um motor de combustão interna conjugado ao veículo utilitário, e acionar de modo puramente elétrico as rodas do eixo de direção. Por meio disto, as rodas de cada metade de eixo do eixo de direção podem ser controladas de maneira totalmente particularmente vantajosa com um número de rotações independente uma da outra, de modo que, através disto, por exemplo, um apoio de direção pode ser realizado, sem, todavia, prover uma dispendiosa transmissão entre as rodas das respectivas metades de eixo.
De modo particularmente totalmente preferido, no tubo de torque é prevista pelo menos uma interface elétrica, com a qual pelo menos uma linha elétrica prevista no chassi do veículo e/ou no eixo de veículo pode ser conectada com pelo menos uma linha elétrica que é disposta no tubo de torque. Por meio disto, a montagem do veículo utilitário pode ser simplificada, maneira totalmente particularmente vantajosa; mais precisamente não é preciso puxar uma árvore de cabos através do tubo de torque ou ser colocada no tubo de torque. Antes, ao contrário, se deve produzir apenas as ligações das interfaces elétricas, sendo que uma interface elétrica pode apresentar um sistema de conectores, o qual preferivelmente é
Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 16/24 configurado aparafusável e, por meio de tal aparafusamento, a dita interface é protegida contra uma soltura não desejada.
Para simplificar ainda mais a montagem do veículo utilitário, mas também para a equipagem de maneira simples de veículos utilitários já existentes, os componentes elétricos previstos no tubo de torque podem ser montados previamente em uma estrutura de suporte. Por meio disto, os componentes elétricos mais a estrutura de suporte formam um módulo, o qual pode ser montado dentro ou ao lado do tubo de torque. A estrutura de suporte propriamente dita pode novamente abranger componentes de uma unidade de resfriamento, com a qual os componentes elétricos no tubo de torque podem ser resfriados.
Em um sistema de acionamento elétrico para um veículo utilitário, o resfriamento dos componentes elétricos pode representar um aspecto importante da concepção de veículo. Diante deste pano de fundo, a superfície e/ou as paredes do eixo dianteiro de veículo e/ou do tubo de torque podem ser configuradas de modo que um resfriamento dos componentes elétricos seja possível. Isto pode ser obtido, em detalhe, pelo fato de que a superfície e/ou as paredes do eixo de veículo e/ou do tubo de torque apresente ou apresentem nervuras de resfriamento e/ou, pelo menos, um canal.
Preferivelmente, o canal tem um arranjo semelhante a um meandro e pode transportar, em particular, fluxo de um agente de resfriamento. Com as nervuras de resfriamento dispostas no tubo de torque ou no eixo de veículo, um resfriamento a ar dos componentes elétricos pode ser realizado. Com um canal transportando um fluxo de um agente de resfriamento, por exemplo, um resfriamento por água pode ser realizado.
Um tubo de torque pode ser conectado, por um lado, com um chassi de um veículo e, por outro lado, com um eixo de veículo, para apoiar uma suspensão de eixo. O tubo de torque de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que o tubo de torque pode ser instalado em um
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Adicionalmente, um eixo de veículo pode ser montado móvel em um veículo e preferivelmente é montado de modo pendular. O eixo de veículo de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que ele pode ser adaptado a um sistema de eixos de veículo.
O objetivo acima mencionado com respeito a um veículo e, em particular, a um veículo utilitário agrícola ou industrial, é caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de eixos de veículo.
Para evitar repetições, é feita referência à parte precedente da descrição.
Existem agora diferentes possibilidades de configurar e desenvolver o ensinamento da presente invenção, de maneira vantajosa. É feita referência à seguinte explicação dos exemplos de realização preferidos da invenção com base nos desenhos. Em conexão com a explicação dos exemplos de realização preferidos da invenção com base nos desenhos, são explicados também, em geral, configurações e desenvolvimentos preferidos do ensinamento. Nos desenhos estão mostrados em uma representação esquemática:
na figura 1 um exemplo de realização da presente invenção, em uma vista de cima, e na figura 2 o exemplo de realização da figura 1 em uma vista lateral.
Nas figuras 1 e 2 está mostrado, em cada, um veículo utilitário agrícola 10, sendo que os mesmos ou similares grupos de construção são caracterizados com os mesmos números de referência. O veículo utilitário agrícola 10 abrange um motor de combustão interna 12, o qual é instalado no chassi 14. O motor de combustão interna 12 aciona através do eixo de acionamento 16 e da transmissão mecânica conectada de forma automatizada 18 bem como da transmissão diferencial 20 as rodas traseiras 22, as quais são associadas ao eixo traseiro 24 do veículo utilitário agrícola 10.
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Em torno do Eixo de acionamento 16 está disposto o gerador de eixo de manivela 26, cujo rotor é colocado no eixo de acionamento 16. Na operação do motor de combustão interna 12 ou quando de uma rotação do eixo de acionamento 16, o gerador de eixo de manivela 26 gera corrente elétrica alternada, a qual apresenta uma frequência, que é dependente do número de rotações do motor de combustão interna 12. Com a energia elétrica gerada pelo gerador de eixo de manivela 26 são acionados os motores elétricos 32, associados às duas rodas 28 do eixo de veículo 30, os quais são executados na forma de motores assíncronos. O eixo de veículo 30 é realizado na forma de um eixo dianteiro articulado do veículo utilitário agrícola 10, e mais precisamente na forma de um eixo rígido. Entre os motores elétricos 32 e as rodas 28 são previstos estágios de transmissão 34 e 36, com os quais o número de rotações dos motores elétricos 32 é reduzido.
O eixo de veículo 30 é instalado de maneira móvel no chassi
14 do veículo utilitário agrícola 10, sendo que o eixo de veículo 30 é suspenso de modo pendular. Para o suporte da suspensão móvel ou montada de modo pendular está previsto um tubo de torque 38, o qual é instalado com sua uma extremidade no chassi 14 e com sua outra extremidade no eixo de veículo 30.
De acordo com a invenção, ao lado ou dentro do tubo de torque 38 são previstos componentes elétricos 40, 42 para os acionamentos elétricos 32. Estes componentes elétricos 40, 42 abrangem um grupo de construção de eletrônica de potência 40, ao qual um conversor de frequência e uma unidade de controle para o controle dos acionamentos elétricos 32 são conjugados e os quais são mostrados na figura 2 como um grupo de construção. Como outro componente elétrico no tubo de torque 38 está prevista uma resistência de freio 42, com a qual a energia elétrica gerada por um acionamento elétrico 32 na operação de gerador pode ser convertida em energia térmica. Com esta energia térmica, componentes individuais do veículo utilitário agrícola 10 podem ser aquecidos, sendo que os condutos de
Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 19/24 aquecimento previstos para esta finalidade não são mostrados, a guisa de simplicidade.
Em conclusão, seja feita referência de modo totalmente especial ao fato de que os exemplos de realização anteriormente revelados servem apenas para a descrição dos ensinamentos reivindicados, estes, contudo não são limitados aos exemplos de realização.
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Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Sistema de eixos de veículo para um veículo utilitário agrícola ou industrial, com um eixo de veículo (30) - montado preferivelmente de forma pendular -, sendo que pelo menos duas rodas (28)
    5 podem ser montadas giratórias no eixo de veículo (30), com um tubo de torque (38), o qual pode ser conectado por um lado com um chassi (14) de um veículo (10) e por outro lado com o eixo de veículo (30) para o suporte da suspensão de eixo, e com pelo menos um acionamento elétrico (32) disposto no eixo de veículo (30), com o qual pelo menos uma roda (28) montada no
    10 eixo de veículo (30) pode ser acionada, caracterizado pelo fato de que componentes elétricos (40, 42) para o acionamento elétrico (32) são previstos, preferivelmente no tubo de torque (38).
  2. 2. Sistema de eixos de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tubo de torque (38) apresenta uma seção
    15 transversal que pode ser circular, oval, poligonal ou em forma de U, preferivelmente pode ser composta de várias partes e em particular é constituída por módulos.
  3. 3. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os
    20 componentes elétricos (40, 42) que são previstos no tubo de torque (38) apresentam pelo menos um módulo eletrônico de potência (40), com o qual, por exemplo, a intensidade da potência elétrica que pode ser fornecida para o acionamento elétrico (32) pode ser controlada.
  4. 4. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma
    25 das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos um módulo eletrônico de potência (40) é disposto no eixo de veículo (30), em que, por exemplo, a intensidade da potência elétrica que pode ser fornecida para o acionamento elétrico (32) pode ser controlada com o módulo eletrônico de potência (40).
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  5. 5. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os componentes elétricos (40, 42) que são previstos no tubo de torque (38) apresentam um conversor de frequência, com o qual preferivelmente a corrente alternada que
    5 pode ser gerada por um gerador elétrico (26) e possui uma frequência variável pode ser convertida inicialmente em corrente contínua e então novamente em corrente alternada com uma predeterminada frequência.
  6. 6. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os componentes
    10 elétricos (40, 42) que são previstos no tubo de torque (38) apresentam uma resistência de freio (42), com a qual preferivelmente a corrente elétrica que é gerada pelo acionamento elétrico (32) que pode ser acionado em um circuito de gerador pode ser convertida em energia mecânica e/ou termodinâmica.
  7. 7. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma
    15 das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os componentes elétricos (40, 42) que são previstos no tubo de torque (38) apresentam uma unidade de controle, com a qual preferivelmente o acionamento elétrico (32), eventualmente o módulo eletrônico de potência (40), o conversor de frequência e/ou a resistência de freio (42) pode ser controlado ou regulado.
    20
  8. 8. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma interface elétrica é prevista no tubo de torque (38), com a qual pelo menos uma linha elétrica prevista no chassi do veículo e/ou no eixo de veículo (30) pode ser conectada com pelo menos uma linha elétrica que é disposta no tubo
    25 de torque (38).
  9. 9. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os componentes elétricos (40, 42) que são previstos no tubo de torque (38) podem ser previamente montados em uma estrutura de suporte, sendo que, para a
    Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 22/24 montagem final, a estrutura de suporte pode ser montada ao lado ou dentro do tubo de torque (38).
  10. 10. Sistema de eixos de veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a superfície e/ou a
    5 parede do eixo de veículo (30) e/ou do tubo de torque (38) é/são configurada(s) de tal maneira que um resfriamento dos componentes elétricos (40, 42) é possível.
  11. 11. Sistema de eixos de veículo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a superfície e/ou a parede do eixo de
    10 veículo (30) e/ou do tubo de torque (38) apresentam/apresenta nervuras de resfriamento e/ou pelo menos um canal, sendo que o canal preferivelmente é disposto decorrendo em forma de meandro e, em particular, através do qual pode fluir um agente de resfriamento.
  12. 12. Tubo de torque, o qual pode ser conectado, por um lado,
  13. 15 com um chassi (14) de um veículo (10) e, por outro lado, com um eixo de veículo (30), para apoiar uma suspensão de eixo, caracterizado pelo fato de que o tubo de torque (38) pode ser instalado em um sistema de eixos de veículo como definido em uma das reivindicações 1 a 11.
    Petição 870170050965, de 20/07/2017, pág. 23/24
    1/1
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