BRPI0611317A2

BRPI0611317A2 - disposicão de articulacão e/ou suporte

Info

Publication number: BRPI0611317A2
Application number: BRPI0611317-6A
Authority: BR
Inventors: Frank Scheper
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2010-08-31
Also published as: DE102005025551C5; US20080213035A1; KR20080018864A; DE102005025551B4; CN101203683A; JP2008545929A; CN101203683B; EP1886034A1; MX2007014893A; WO2006128436A1; DE102005025551A1; ZA200709818B

Abstract

DISPOSIcãO DE ARTICULAcãO E/OU SUPORTE. A presente invencao refere-se a uma disposicao de articulacóo e/ou de suporte (1; 101; 201; 301; 401) com um corpo de articulacao ou de suporte abrangendo um pino de articulacao (2; 102, 202; 302; 402), que po- de ser firmemente retido em uma abertura de alojamento (6), por exemplo, uma abertura de compressao de um braco transversal (7), e para tanto apre- senta ao menos um segmento (8) afilada na direcao da extremidade de pino (9) para o apoio ao menos parcial em um corpo anular (10; lOa; 110; 210; 310), especialmente um disco conico, ao qual no sentido da extremidade de pino (9) se conecta uma regióo (11) ao menos parcialmente cilíndrica ou afilada menos em comparacao com o segmento (8), é de tal maneira executada que a transicao (14) entre o segmento afilada, apoiado no corpo anular (10; lOa; 110; 210; 310), e o segmento (11) cilíndrico ou afilada menor para a extremidade de pino (9) está situada fora da extensao axial do corpo anular(10; lOa; 110; 210; 310).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSIÇÃODE ARTICULAÇÃO E/OU SUPORTE".

A presente invenção refere-se a uma disposição de articulaçãoe/ou suporte segundo o preâmbulo da reivindicação 1 bem como a um veí-culo automotor com uma ou várias de tais disposições de articulação e/ousuporte, especialmente em partes de mecanismo de marcha e/ou de direção.

Em disposições de articulação, que apresentam um pino fixofeito por exemplo de aço, que deve ser retido por exemplo em suportes derodas, barras transversais ou suportes semelhantes apresentando uma aber-tura de alojamento, feitos de um material mais macio, por exemplo uma fun-dição de ferro ou de alumínio, apresenta-se a dificuldade de se obter umaunião estável e pobre em tolerância do pino na abertura de alojamento, semque o material mais macio seja demasiadamente solicitado. Para tanto é co-nhecido comprimir uma manga fixa para dentro do suporte. Mas isso tem adesvantagem de que, com essa compressão, elevadas forças atuam sobre omaterial envolvendo a abertura de alojamento, as quais podem levar a umadilatação da abertura de alojamento e, como ali freqüentemente estão dis-poníveis apenas poucos milímetros de material, podem enfraquecer demasi-ado o suporte.

É ainda conhecido comprimir um disco cônico sobre o pino. Opino apresenta, para tanto, um segmento de parede paralela, sobre o qual éde tal maneira pressionado o disco cônico que um segmento cônico do pinopode ser sujeito por tração axial relativamente a uma área chanfrada do dis-co cônico. É então muito pequena a área de encosto do pino no disco côni-co, chanfrada, atuando para a transmissão de força, resultando ademais natransição entre o segmento de pino cônico para o segmento axial do pino umenfraquecimento, especialmente com ocorrência de tensão por flexão.

A invenção tem por objetivo prover um aperfeiçoamento da re-tenção do pino na abertura de alojamento.

A invenção soluciona esse problema através de uma disposiçãode articulação com as características da reivindicação 1 bem como de umveículo automotor com as características da reivindicação 14. Quanto àsconfigurações e execuções vantajosas da invenção, remete-se às demaisreivindicações 2 a 13.

De acordo com a invenção, consegue-se que o pino de articula-ção na região de transmissão de força permaneça livre de um ponto fraco eque tampouco precise ser realizada uma compressão de uma manga paradentro da abertura de alojamento. O suporte envolvendo a mesma é portan-to apenas minimamente solicitado e pode ser formado muito fino e de mate-rial relativamente macio e leve, por exemplo também de uma fundição demetal leve. O corpo anular não precisa então ser pressionado sobre o pino.

Não obstante, a região afilada pode apresentar, ao menos emuma parte de sua extensão axial, um ângulo de inclinação para com o eixodo pino de 15 0 até 20 0 e, com isso, também possibilitar uma elevada pro-tensão axial.

Uma compressão do corpo anular sobre o pino ou uma uniãoíntima, autotravante, não obstante, é possível quando a região afilada é es-calonada e em sua direção oposta à extremidade do pino é formado umsegmento cilíndrico, axialmente paralelo, ou segmento de menor inclinação.Assim, a região do pino apoiada sobre o corpo anular, especialmente umdisco cônico, pode executar, sem interferência, uma transmissão de forçamáxima para o disco cônico. Um escalonamento no lado oposto à extremi-dade do pino em nada é afetado.

Quando a região afilada apresenta uma inclinação variável, quese reduz para a extremidade do pino, pode ser asseguro um apoio especi-almente bom contra solicitação por flexão com simultânea elevada protensãoaxial. A inclinação pode apresentar transição, sem ponto de quebra, parauma região cilíndrica, que se conecta à extremidade do pino e por exemplode parede paralela.

Ao contorno externo do corpo anular aberto ou fechado devemser feitas apenas poucas exigências. Ele não precisa ser comprimido paradentro do suporte da abertura de alojamento, mas sim pode, por exemplo,também ser retido por colagem ou por outras medidas. Com isso, são tam-bém possíveis diversas configurações exteriores do contorno externo docorpo anular. Por exemplo, ele pode ser também em forma de parábola, dehipérbole, de cone ou de segmento esférico.

Na medida em que o corpo anular consista em um material a-proximadamente tão resistente quanto o pino de articulação, é confiavelmen-te evitado o perigo de uma deformação plástica de uma das duas partes. Asforças e tensões atuantes podem ser uniformemente distribuídas entre asmesmas.

Tais disposições de articulação ou suporte podem ser solicitadasintensamente em flexão com a protensão axial tanto axialmente como tam-bém devido ao grande apoio superficial.

Para a protensão axial pode o pino apresentar na extremidadedo pino uma rosca e ser definidamente sujeitável através de uma correspon-dente porca.

Uma disposição de articulação de acordo com a invenção podeassim ser empregada também em suportes altamente solicitados e, não obs-tante, otimizados em peso, de partes firmes em aberturas de alojamento departes mais macias, por exemplo dentro de partes de mecanismo de marchae/ou de direção de veículos automotores, como no apoio de partes da sus-pensão da roda.

Outras vantagens e características da invenção se depreendemde exemplos de execução do objeto da invenção representados no desenhoe a seguir descritos.

No desenho mostram:

Figura 1 - um desenho panorâmico esquemático de uma dispo-sição de articulação e/ou de suporte de acordo com a invenção com pinoretiro em um braço transversal e extremidade de tipo apontando para cima,

Figura 2 - uma vista detalhada, aproximadamente corresponden-te ao recorte Il na figura 1,

Figura 3 - uma vista semelhante à figura 2 antes da montagemda cápsula de articulação e vedação e adicionalmente com um escalona-mento no segmento de pino em forma de cone em seu lado oposto à extre-midade do pino,

Figura 4 - o recorte IV na figura 3,

Figura 5 - uma vista semelhante à da figura 3, mas com inclina-ção contínua na região cônica do pino e com um disco cônico saliente poresse segmento para a extremidade do pino,

Figura 6 - uma vista semelhante à da figura 5, mas com execu-ção côncava do segmento apoiado no disco cônico,

Figura 7 - uma vista semelhante à figura 6, mas com execuçãoconvexa do segmento apoiado no disco cônico,

Figura 8 - uma representação semelhante à da figura 2, mascom uma inclinação maior para a extremidade do pino na transição para osegmento mais estreito.

A disposição de articulação 1 representada no primeiro exemplode execução segundo as figuras 1 e 2 abrange um corpo de articulação 2estirado axialmente e executado aqui no total à maneira de pino, com umacabeça de articulação 3 executada por uma deformação essencialmente emforma esférica. Esta pode estar retida móvel em uma cápsula de articulação4 - freqüentemente fendida Uma vedação 5 adicional para a região de con-tato entre cabeça de articulação 3 e cápsula de articulação 4 pode ser pre-vista para impedir uma poluição exterior e para manter uma reserva de lubrificante.

Disposições de articulação e/ou de suporte 1, 101, 201, 301, 401de acordo com a invenção podem, contudo, ser executadas das mais diver-sas maneiras. Em todo caso, para união entre uma abertura 6 em um mate-rial relativamente macio e um corpo 2 mais firme abrangem uma execuçãoao menos parcialmente em forma de pino do corpo de articulação ou de su-porte 2, 102, 202, 302, 402, que pode ser firmemente retido em uma abertu-ra de alojamento, aqui uma abertura de compressão interna 6 de um braçotransversal 7. O braço transversal 7 consiste, por exemplo, em um materialforjado ou fundido de alumínio, magnésio ou ferro e pode apresentam emtorno da abertura 6 apenas pouco material, por exemplo em uma espessurade apenas dois a cinco milímetros, e com isso manter tão reduzidas quantopossível a dimensão e peso da unidade estrutural.

Tal disposição de articulação 1, 101, 201, 301, 401 pode ser axi-almente pressionada para dentro com um ajuste prensado. A articulaçãopode ser fabricada com tolerâncias de diâmetro na faixa de algumas cente-nas de milímetros, assim como a medida interna da abertura 6 do corpo 7 dealojamento.

Para um firme apoio na abertura 6 especialmente da parte demecanismo de marcha ou direção 7, o corpo de articulação 2 segundo a fi-gura 1 abrange ao menos um segmento 8 se afilando na direção da extremi-dade de pino 9 contraposta à cabeça de articulação 3. Por ele está o corpode articulação 2 apoiado indiretamente com relação à abertura 6. Como ocorpo de articulação 2 pode ser executado consideravelmente mais durocom relação ao material envolvendo a abertura 6, por exemplo podendoconsistir em um aço ao cromo-molibdênio, no mesmo e na abertura 6 estáintercalado um corpo anular 10 aberto ou fechado, especialmente um discocônico, que se encontra em contato tanto com a borda da abertura 6 comotambém com o segmento 8 afilada. O corpo anular 10 consiste em um mate-rial aproximadamente tão firme quanto o pino de articulação 2.

Como se pode ver na figura 5, o disco cônico 10a pode se proje-tar na direção da extremidade de pino 9 pela região 8 apoiada no disco côni-co 10a ou, como representado na figura 1, se encontrar totalmente acima desua extremidade 17 voltada para a extremidade de pino 9. Em ambos oscasos, a região 8 cônica apoiada se encontra em contato com as paredesinternas da abertura 6 apenas através do disco cônico 10, 10a.

Para a extremidade de pino 9 pode se conectar à extremidade17 do segmento 8 afilada uma região 11 mais estreita e ao menos parcial-mente paralela e, com isso, cilíndrica ou mais fraca, se afilando, a qual temum diâmetro suficientemente pequeno para engatar pela abertura 6 tambémem seu ponto mais estreito e poder desembocar em uma rosca 12 para coo-peração com uma porca 13 ou um outro elemento de fixação. O pino 2 podeassim ser axialmente protendido. Tal disposição de articulação e/ou de su-porte 1 pode suportar tanto solicitações radiais, como em articulações deguia, como também solicitações axiais e radiais, por exemplo em articula-ções de suporte.

Para altas solicitação é necessária uma área de contato tãogrande quanto possível entre a região 8 atilada e o corpo anular 10.

De acordo com a invenção, para tanto há uma transição 14 entreo segmento 8 atilada, apoiado no corpo anular, e o segmento 11 mais fino,que se segue para a extremidade de pino 9, fora da extensão axial do corpoanular 10 na direção da extremidade de pino 9. Assim (vide figura 2), aqui ocorpo anular 10 pode ter em seu lado interno pleno contato para com o seg-mento 8 afilada, de modo que resulta uma área de introdução de força gran-de, que não é enfraquecida por uma quebra ou transição 14 semelhante,pois essa transição 14 se situa fora da área de contato entre corpo anular 10e segmento 8 afilada, apoiado, do pino 2.

Na disposição de articulação 401 segundo a figura 8 fica claroque na transição 14 da região 8 apoiada para a região 11 mais estreita dopino 402 também pode haver uma inclinação maior, de modo que a região11 não precisa se afilar no total menos do que a região 8 apoiada.

A região 8, afilada está apoiada no corpo anular 10, tem em umaparte 8a, que ocupa no primeiro exemplo de execução segundo figura 1 efigura 2 toda a extensão axial da região 8, apresenta um ângulo de inclina-ção aqui uniforme com relação ao eixo 15 do pino 2 de 15 0 até 20 A incli-nação da região 8 é, portanto, no primeiro exemplo de execução, uniforme-mente em linha reta, o que não é obrigatório, como especificado em outrosexemplos de execução.

Quanto menor o ângulo de inclinação da região 8, mais é possi-bilitada uma compressão do corpo anular 10 executado aqui como disco cô-nico, sem que este possa escorregar do pino 2.

Para tanto, para a disposição de articulação 101 de acordo como segundo exemplo de execução pelas figuras 3 e 4 está previsto que parauma união íntima, autotravante com o disco cônico 110a região 8 do pino102 nele apoiada seja escalonada 16 em um segmento axialmente sujeitocom o disco cônico e, em sua direção oposta à extremidade de pino 9, emum segmento axialmente paralelo ou segmento 8b de menor inclinação. As-sim, não obstante, a região 8a do pino 2, apoiada sobre o corpo anular 10,especialmente um disco cônico, pode realizar, sem interferência, umatransmissão de força máxima para o disco cônico 10. Sobre a região 8b, pe-lo contrário, o corpo anular 10 pode ser pressionado. Um escalonamento 16no lado da região 8 oposto à extremidade de pino 9 não afeta o apoio daregião 8a voltada para a extremidade de pino 9.

Adicionalmente ou alternativamente ao escalonamento 16, a re-gião 8 afilada pode também apresentar uma inclinação variável, se reduzin-do para a extremidade de pino 9, segundo a figura 6, ou uma inclinação au-mentado para a extremidade de pino 9, segundo a figura 7.

Na execução côncava da disposição de articulação ou suporte202 segundo a figura 6, a região 8 pode apresentar transição para a região11 mais estreita, que se segue à extremidade de pino 9, sem qualquer pontode quebra ou outro enfraquecimento. A ranhura aqui desenhada é condicio-nada então por motivos meramente de técnica de fabricação e se situa, a-demais, axialmente bem para fora do segmento 8 apoiado. O contorno inter-no do corpo anular 210 voltado para a parede externa do pino de articulação202 é provido, em adaptação à região 8 do pino de articulação 202 afilada,apoiada, de uma execução convexa, complementar ao pino de articulação 202.

Precisamente ao inverso é a situação na execução segundo afigura 7. Aí, o pino 302 da disposição de articulação ou suporte 301 é provi-do de um segmento 8 convexo; correspondentemente, a parede interna docorpo anular 310 é executada côncava em adaptação a isso.

Em todo caso, ao menos em uma região parcial do segmento 8deve existir uma inclinação suficientemente grande, para se poder obter umaprotensão axial pelo elemento de fixação 13.

A forma do segmento 8 pode, portanto, ser executada no totaltanto em forma de hipérbole como também de parábola, com ou sem esca-lonamento, ou mesmo de outra maneira, sendo que em todo caso há umatransição 14 do lado da extremidade de pino para o outro segmento 11, maisestreito, fora da região de apoio 8 no corpo anular 10, 110, 210, 310.

A união entre região de apoio 8 e corpo anular 10, 110, 210, 310pode ser executada distintamente; além da compressão pode também serpossível por exemplo uma união por colagem. Também a união com encostosolto apenas pode ser produzida por uma vedação 5.

Igualmente, o contorno externo do corpo anular 10, 10a, 110,210, 310 voltado para a parede interna da abertura de alojamento 6 pode sermoldado distintamente e ser, por exemplo, em forma de parábola, de hipér-bole ou de cone.

O corpo anular 10, 10a, 110, 210, 310 não precisa então ser e-xecutado em todo caso simétrico em rotação para com o eixo de pino, massim pode, por exemplo, quando de uma solicitação por flexão da disposiçãode articulação ou de suporte, ser executado com uma direção de força prefe-rida, como com uma flexão sempre recorrente apenas em um plano, tambémelíptica ou longitudinalmente estirada de outra maneira para fazer face a es-sa solicitação. Também o pino 2, 102, 202, 302, 402 pode ele próprio apre-sentar então uma seção transversal adequada, por exemplo elíptica.

Também as áreas externas 18 do disco cônico 10, 10a, 110,210, 310, que encostam diretamente no componente 7 mais macio, são con-cebíveis em moldagem de distinto tipo, devendo ser dado um apoio axial eradial dependendo do que for exigido. Ademais, também aí é bastante útiluma grande área de contato para evitar pontualmente solicitações demasia-do grandes do componente 7 relativamente macio e o perigo de deforma-ções plásticas.

LISTA DE REFERÊNCIAS

1 disposição de articulação ou suporte (101; 201, 301, 401)

2 corpo de articulação ou de suporte (102, 202, 302, 402)

3 cabeça de articulação

4 cápsula de articulação

5 vedação

6 abertura de compressão para dentro

7 braço transversal8 região atilada9 extremidade de pino10 corpo anular (10a; 110; 210; 310)11 região cilíndrica12 rosca13 porca14 transição15 eixo16 aresta de escalonamento17 extremidade da região 818 área externa do disco cônico

Claims

1. Disposição de articulação e/ou de suporte (1; 101; 201; 301;-401) com um corpo de articulação ou de suporte abrangendo um pino dearticulação (2; 102; 202; 302; 402), que pode ser firmemente retido em umaabertura de alojamento (6), por exemplo, uma abertura de compressão deum braço transversal (7), e para tanto apresenta ao menos um segmento (8)atilada na direção da extremidade de pino (9) para o apoio ao menos parcialem um corpo anular (10; 10a; 110; 210; 310), especialmente um disco côni-co, ao qual no sentido da extremidade de pino (9) se conecta uma região(11) ao menos parcialmente cilíndrica ou atilada menos em comparação como segmento (8), caracterizada pelo fato de que a transição (14) entre o seg-mento atilada, apoiado no corpo anular (10; 10a; 110; 210; 310), e o seg-mento (11) cilíndrico ou atilada menor para a extremidade de pino (9) estásituada fora da extensão axial do corpo anular (10; 10a; 110; 210; 310).

2. Disposição de articulação e/ou suporte de acordo com a rei-vidicação 1, caracterizada pelo fato de que o pino de articulação (2; 102;-202; 302; 402) é formado de um material mais firme em comparação com omaterial envolvendo a abertura de alojamento (6).

3. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo com umadas reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a região (8) afiladaapresenta ao menos em uma paTte de sua extensão axial um ângulo de in-clinação com relação ao eixo (15) do pino de 15 0 até 20

4. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo com umadas reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a região (8) afilada éescalonada (16) e apresenta em sua direção oposta à extremidade de pino(9) um segmento cilíndrico ou segmento (8b) com inclinação comparativa-mente menor.

5. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo com umadas reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a região (8) apre-senta uma inclinação variável, se reduzindo ou aumentando para a extremi-dade de pino (9).

6. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo com umadas reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o corpo anular (10;10a; 110; 210; 310) apoiado se encontra em contato tanto com uma paredeinterna da abertura de alojamento (6) como também com uma parede exter-na do pino de articulação (2; 102; 202; 302; 402).

7. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo com areivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o contorno externo do corpoanular (10; 10a; 110; 210; 310) voltado para o pino de articulação (2; 102;-202; 302; 402) é executado, em adaptação à região (8) apoiada, afilada, dopino de articulação (2; 102; 202; 302; 402) é executada essencialmente cô-nica com um ângulo de inclinação complementar ao pino de articulação (2;-102; 202; 302; 402) em sua região (8) apoiada.

8. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo com umadas reivindicações 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que o contorno interno,voltado para o pino de articulação (2; 102; 202; 302; 402), do corpo anular(10; 10a; 110; 210; 310) é em forma de parábola, hipérbole ou de cone.

9. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo com umadas reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o corpo anular (10;-10a; 110; 210; 310) consiste em um material aproximadamente tão firmequanto o do pino de articulação (2; 102; 202; 302; 402).

10. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo comuma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a disposição dearticulação e/ou suporte é solicitável em flexão tanto axialmente como tam-bém radialmente.

11. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo comuma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o corpo anular(10; 10a; 110; 210; 310) apresenta uma extensão longitudinal divergente deuma simetria de rotação para se contrapor a uma direção preferencial dasolicitação.

12. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo comuma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a abertura dealojamento (6) está executada em uma barra ou suporte (7) de material fun-dido.

13. Disposição de articulação e/ou de suporte de acordo comuma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o pino (2; 102;-202; 302; 402) pode ser axialmente protendido por meio de uma rosca (12)associada à extremidade de pino (9) e de um elemento de fixação (13).

14. Veículo automotor com ao menos uma disposição de articu-lação e/ou suporte (1; 101; 201; 301) de acordo com uma das reivindicações-1 a 13, especialmente dentro de partes de mecanismo de marcha e/ou dedireção.