BRPI0613416A2

BRPI0613416A2 - processo para a fabricação de uma junta universal e junta fabricada de acordo com o mesmo

Info

Publication number: BRPI0613416A2
Application number: BRPI0613416-5A
Authority: BR
Inventors: Alfons Nordloh; Metin Ersoy; Volker Grube
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2011-01-11
Also published as: KR20080036990A; RU2392508C2; CN101228018A; RU2008105628A; DE102005034210A1; AU2006272232A1; MX2008000689A; DE102005034210B4; US20080193208A1; US9470259B2; US20140199113A1; CN101228018B; KR101311646B1; WO2007009423A1; JP2009501885A

Abstract

PROCESSO PARA A FABRICAçãO DE UMA JUNTA UNIVERSAL E JUNTA FABRICADA DE ACORDO COM O MESMO. A invenção refere-se a um processo para a fabricação de uma articulação esférica e a uma articulação fabricada de acordo com o mesmo. A presente invenção possibilita uma produção simples de uma junta universal montada completa com um baixo momento de torção e de tombamento. Neste caso, a junta universal descrita é fabricada, de tal modo que, a carcaça de articulação é produzida em um processo de injeção ou de fundição, no qual a esfera de articulação com o casquilho de articulação assentado, é envolvida por um material metálico ou por um material sintético. De acordo com a invenção a execução, em princípio esférica, do casquilho de articulação é modificada um pouco. Em, pelo menos, uma área, o casquilho de articulação é dotado de uma moldagem, que se comporta elástica em relação à pressão que atua durante o processo de injeção ou de fundição, e que após o término do processo de injeção ou de fundição se abaula um pouco para fora. Com isto é obtido que, após o processo de injeção ou de fundição, o casquilho de articulação não encosta com a superfície toda sobre a esfera de articulação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA A FABRICAÇÃO DE UMA JUNTA UNIVERSAL E JUNTA FABRI-CADA DE ACORDO COM O MESMO".

Descrição

A presente invenção refere-se a um processo para a fabricaçãode uma junta universal. Além disso, a invenção refere-se a uma junta uni-versal fabricada de acordo com o processo, sendo que, de acordo com ainvenção, em particular, seu casquilho de articulação ou o casquilho domancai são executados de forma especial.

Juntas universais transmitem e recebem forças de várias dire-ções. Elas são empregadas, por exemplo, na construção de veículos na á-rea da direção ou da barra de direção. Mancais de acordo com o gênero sãoconstituídos, em essência, de um pino de direção, em cuja primeira extremi-dade estão formados uma esfera, um casquilho que recebe a esfera do pi-no, bem como, uma carcaça de articulação que recebe o casquilho e partesdo pino da esfera. A esfera do pino da esfera desliza no casquilho Iubrifica-do continuamente sob tensão prévia, que é protegido através da carcaçacontra umidade e sujeira. Além disso, em seu lado aberto para a recepçãodo pino, a carcaça de articulação está protegida, através de um fole de ve-dação, adicionalmente contra sujeira, bem como, contra uma saída do lubri-ficante. Uma abertura múltipla da carcaça de articulação, além disso, previs-ta no lado traseiro está fechada por uma tampa de fechamento. Geralmenteos componentes de articulação mencionados anteriormente são produzidosseparadamente e, em seguida, são unidos em um processo de montagempara formar uma articulação. Contudo, sob o ponto de vista do dispêndio demontagem isto deve ser visto como desvantajoso.

Por isso, através da patente DE 195 13 714 C1 já foi tornadoconhecido um processo, no qual o casquilho de articulação é assentado so-bre a esfera do pino de articulação, e a disposição completa, proporcionadacom isto, é injetada em volta para a fixação dos componentes e para a for-mação de uma carcaça de articulação. Contudo, na forma de procedimentodescrita na publicação existe o perigo de que, através da pressão durante ainjeção em volta com a carcaça, o casquilho de articulação seja comprimidosobre a esfera de articulação, de tal modo que, ele encosta nessa esferacom toda a superfície. Contudo, uma superfície de contato muito grande, deforma desvantajosa, leva ao fato de que, o momento de torção e de tomba-mento aumenta de modo indesejado.

Por isto, a tarefa da invenção é indicar um processo, que possi-bilite uma produção simples de uma junta universal montada completamen-te, e em cujo resultado surge uma junta universal com segurança de funcio-namento com um momento de fricção baixo, bem como, com um momentode torção e de tombamento baixo, no qual é assegurada uma lubrificaçãosuficiente das superfícies de deslizamento da junta universal e do casquilhode articulação ou do casquilho do mancai. Além disso, deve ser descritauma junta universal que pode ser fabricada com este processo.

A tarefa é solucionada por um processo de acordo com as ca-racterísticas da reivindicação principal. Uma junta universal que soluciona atarefa é caracterizada pela primeira reivindicação técnica. Execuções e a-perfeiçoamentos vantajosos da invenção são dados através das respectivasreivindicações subordinadas.

Tanto o processo sugerido para a solução da tarefa, como tam-bém a junta universal, que pode ser fabricada com isto, se referem a umajunta universal de tipo, em princípio, conhecido. Esta junta é constituída deum pino de articulação com uma esfera de articulação executada em umaextremidade do pino de articulação, com uma carcaça de articulação, abertaem um lado, que recebe esta esfera de articulação, com um casquilho dearticulação, com lubrificação contínua, disposto entre a esfera de articulaçãoe a carcaça de articulação, em essência, esférico e de um fole de vedaçãoque, na área da passagem entre a esfera de articulação e a haste do pinode articulação que se projeta para fora da carcaça de articulação, fecha olado aberto da carcaça de articulação. Neste caso, a correspondente juntauniversal é fabricada, de tal modo que, a carcaça de articulação é produzidaem um processo de injeção ou de fundição (por exemplo, fundição sobpressão), no qual a esfera de articulação com o casquilho de articulaçãoassentado é envolvida por um material metálico ou por um material sintético.Contudo, de acordo com a invenção a execução, em princípio, esférica, docasquilho de articulação é modificada um pouco. Para isto, em, pelo menos,uma área, o casquilho de articulação é dotado de uma moldagem, que secomporta elástica em relação à pressão que atua durante o processo deinjeção ou de fundição, e que após o término do processo de injeção ou defundição se abaula para fora em relação à forma, do contrário, esférica, docasquilho de articulação ou do casquilho do mancai. Com isto é alcançadoque, após o processo de injeção ou de fundição, o casquilho de articulaçãonão encosta com a superfície toda sobre a esfera de articulação. Para a fa-bricação da junta universal o casquilho de articulação executado da formadescrita anteriormente é assentado sobre a esfera de articulação do pino dearticulação e é injetado em volta em conjunto com este. Em um processo demontagem ligado posteriormente ao processo de injeção ou de fundição,finalmente o sistema de vedação é completado com um fole de vedação.

Devido ao impedimento de um contato com a superfície todaentre o casquilho de articulação e a esfera de articulação, durante o empre-go da junta universal o momento de fricção entre o casquilho de articulaçãoe a junta universal, bem como, o momento de torção e de tombamento sãolimitados. Deste modo, são asseguradas boas propriedades de operação dajunta universal e uma alta estabilidade de seus componentes. De modo van-tajoso, em uma junta universal com carcaça de articulação metálica, no cur-so de um processo de fundição pode ser realizada uma cobertura metálicaentre a esfera de articulação e a carcaça de articulação. Neste caso, a car-caça de articulação é executada, de tal modo que, ele se estende quase atéa passagem entre a esfera de articulação e a haste do pino de articulação,sendo que, na área de sua abertura atravessada pelo pino de articulação, odiâmetro da carcaça de articulação é menor que o diâmetro da esfera dearticulação. Em virtude da cobertura metálica proporcionada com isto, a re-sistência à ruptura do pino de articulação se eleva de forma vantajosa.

De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, acarcaça de articulação é dotada de uma haste, na qual um tubo ou uma bar-ra moldados de modo correspondente é injetado em volta junto, no curso daprodução da carcaça de articulação. Uma possibilidade alternativa reside nofato de, durante a invenção ou a fundição, produzir somente uma ponta dehaste na carcaça de articulação e colocar um tubo ou uma barra a ser ligadacom ela através de impacto a frio ou impacto a quente.

No caso da junta universal de acordo com a invenção, no cas-quilho de articulação, na área do pólo da esfera de articulação é formadauma elevação abaulada para fora. Neste caso, o casquilho de articulação oucasquilho do mancai é constituído de um material sintético, que pode serelasticamente deformado, pelo menos, na área deste abaulamento. Duranteo processo de injeção ou de fundição que ocorre para a produção da carca-ça de articulação, o abaulamento que pode ser elasticamente deformado docasquilho do mancai assentado antes sobre a esfera de articulação é pres-sionado sobre a superfície da esfera de articulação. Por meio da moldagemespecial e da escolha de um material elástico correspondente como, porexemplo, polioximetileno, poliamida, sulfeto de polifenilo ou poliftalamido,todavia, após o término do processo de injeção ou de fundição, a moldagemmencionada se abaula novamente para fora, pelo menos, parcialmente.

Deste modo permanece uma fenda, pelo menos, na área da moldagem, en-tre o contorno interno do casquilho de articulação e a esfera de articulação.

Com isso, é evitado um contato de toda a superfície entre o casquilho domancai e a esfera de articulação, pelo que é obtida uma redução de mo-mento de fricção, bem como, do momento de torção e do momento de tom-bamento. Correspondente a um aperfeiçoamento preferido da junta univer-sal executada de acordo com a invenção, além disso, o casquilho de articu-lação apresenta uma formação de nervuras na área da moldagem se abau-Iando para fora, sobre sua superfície interna. Essa formação de nervurasestá prevista para o caso que, em virtude de tolerâncias, com respeito àpressão que domina durante o processo de injeção ou de fundição ou detolerâncias com respeito ao material e à forma do casquilho de articulação,após o término do processo de injeção ou de fundição, no caso individualexcepcionalmente, o abaulamento não dá molejo para trás mesmo. Nestecaso, através da formação de nervuras é assegurado que o casquilho dearticulação, todavia não encosta em toda a superfície sobre a esfera de arti-culação.

A formação de nervuras mencionadas pode ser formada de ma-neira distinta no sentido geométrico. Correspondente a uma possibilidadeprevista, partindo do pólo da geometria, em essência, esférica, várias nervu-ras em formato de raios se estendem sobre a superfície interna da área a-baulada para fora do casquilho de articulação, sendo que, transversalmentea elas passam várias nervuras dispostas paralelas umas às outras, bemcomo, ao equador da esfera da esfera de articulação. Em uma outra formade execução, em sua superfície interna, na área da moldagem se abaulandopara fora, o casquilho de articulação apresenta uma infinidade de nervuras,que em relação a uma projeção superficial da superfície esférica, se inter-ceptam em ângulo reto.

De preferência, em sua superfície externa, além disso, o casqui-lho da esfera apresenta várias seções em forma de nervuras que passamlongitudinalmente, através das quais é formada uma segurança contra a tor-ção. Através dessa segurança é evitada uma torção do casquilho de articu-lação, na carcaça dè articulação.

Em uma outra forma de execução vantajosa, na área da abertu-ra da carcaça de articulação, entre a carcaça de articulação e o casquilho dearticulação é inserido um anel, cuja seção que se projeta para fora da aber-tura da carcaça de articulação forma o assento do fole para o fole de veda-ção. Deste modo, no caso de uma carcaça de articulação metálica, de formavantajosa, a cobertura metálica entre a carcaça de articulação e a esfera dearticulação é mais aumentada.

A seguir, a invenção será esclarecida de novo por meio de e-xemplos de execução. Nos desenhos correspondentes são mostrados:

na figura 1: uma primeira forma de execução da junta univer-sal de acordo com a invenção com uma haste em forma de tubo;

na figura 2: uma junta universal comparável com a forma deexecução de acordo com a figura 1, cuja carcaça está ligada com uma bar-ra;

na figura 3: uma outra forma de execução com uma haste emforma de tubo;

na figura 4: uma forma de execução com uma arruela inseri-da na área da abertura da carcaça entre o casquilho de articulação e a car-caça;

Na figura 5: formas de execução do casquilho de articulação.

A figura 1 mostra uma possível forma de execução da junta uni-versal de acordo com a invenção. De modo bem-conhecido, esta é constitu-ida de um pino de articulação 3, 4, cuja esfera de articulação 4 é recebidapor uma carcaça de articulação 7. Entre a carcaça de articulação 7 e a esfe-ra de articulação 4 está disposto um casquilho de articulação 1,1' com Iubri-ficação contínua. A forma de execução representada foi produzida, de talmodo que, o casquilho de articulação 1, 1' foi colocado sobre a esfera dearticulação 4 e, em seguida a carcaça de articulação 7 foi produzida atravésde injeção em volta ou de fundição em volta do casquilho de articulação 1,1'e da esfera de articulação 4. Em uma etapa de trabalho de montagem sub-seqüente o sistema de vedação foi completado com o fole de vedação 8.

A fim de impedir que, após o processo de injeção em volta, ocasquilho de articulação 1,1' encoste com toda a superfície sobre a esferade articulação 4, o casquilho de articulação 1,1', seguindo a idéia básica dainvenção, foi executado de forma especial. Como pode ser reconhecido, naárea do pólo 5 da esfera de articulação 4 o casquilho de articulação apre-senta uma moldagem 1' que está abaulada para fora. Em adição a isto, naárea deste abaulamento 1' sobre a superfície interna do casquilho de articu-lação 1,1' está prevista uma formação de nervuras 2. Através destas medi-das que se referem à moldagem do casquiino de articulação 1, 11 é impedi-do o assentamento com toda a superfície do casquilho de articulação 1,1'sobre a esfera de articulação 4. Certamente o casquilho de articulação 1,1'é comprimido sobre a superfície da esfera de articulação 4 durante o pro-cesso de injeção ou de fundição, contudo, após o término do processo deinjeção ou de fundição, a moldagem 1' prevista no casquilho de articulação1, 1' se abaula por sua vez para fora, pelo menos, parcialmente. No casodeste resultado desejado excepcionalmente não ocorrer, é, porém garanti-do, pelo menos, através da formação de nervuras 2 prevista no contornointerno, que é obtida uma limitação do momento de fricção. Na junta univer-sal representada na figura 1 uma haste 12, prevista para ligação com outroselementos, é componente integrante da carcaça de articulação 7. Para isso,durante a produção da carcaça de articulação foi injetado em volta junto umtubo metálico 13.

A figura 2 mostra uma forma de execução da junta universal deacordo com a invenção, em princípio, comparável com a figura 1. Desviandoda forma de execução esclarecida anteriormente, neste caso, contudo, aoinvés de um tubo 13, uma barra 13' foi injetada em volta junto, para a produ-ção da haste 12. Do mesmo modo que a junta universal de acordo com afigura 1, o colar de encosto do pino da esfera é executado em forma de múl-tiplos cantos 14. Com isto, a facilidade de serviços do componente é melho-rada. A fim de, compensar a redução da superfície de contato causada comisto, abaixo dos múltiplos cantos 14 ainda está comprimida uma arruela 15sobre o pino ou sobre a haste 3 do pino da esfera 3, 4.

A figura 3 mostra uma outra forma de execução, em princípio,do mesmo modo comparável com as formas de execução esclarecidas ante-riormente. Contudo, neste caso, para a realização de uma haste na carcaçade articulação 7 é meramente injetada uma ponta 12', e esta ponta foi ligadacom um tubo 13, por exemplo, através de impacto a frio.

A figura 4 mostra um aperfeiçoamento da junta universal de a-cordo com a invenção, na qual entre o casquilho de articulação 1, 1' e a car-caça de articulação 7, na área de sua abertura, foi inserido um anel 11 adi-cional e foi injetado em voita, pelo menos, parcialmente. Deste modo, deforma vantajosa, a cobertura (no caso de uma carcaça de articulação 7 me-tálica, fala-se da cobertura metálica) entre a carcaça de articulação 7 e opino da esfera 4 é aumentada e, com isto, sua resistência à ruptura é au-mentada mais. Do mesmo modo, como todas formas de execução esclare-cidas anteriormente, a junta universal é vedada, através de um fole de ve-dação 8 colocado após o processo de injeção ou de fundição, contra sujeirae contra a saída do lubrificante.

A figura 5 mostra possíveis formas de execução do casquilho dearticulação 1, 1' da junta universal de acordo com a invenção. De modo cor-respondente à idéia da invenção, o casquilho de articulação 1,1' apresenta,na área do pólo 5, uma moldagem 1' ligeiramente abaulada para fora. Naárea dessa moldagem, sua superfície interna é contornada por uma forma-ção de nervuras 2. Exemplos para esta formação de nervuras 2 estão indi-cados ao lado sob a) e b). No caso da formação de nervuras 2 de acordocom a forma a), partindo do pólo 5' se estendem em formato de raios váriasnervuras 2'. Transversal a estas nervuras, passam várias nervuras 2" parale-las uma à outra, e ao equador da esfera. No caso da forma de execução deacordo com b), é executada uma infinidade de nervuras 2'" que, em relaçãoa uma projeção superficial da superfície esférica do casquilho de articulação1, 1', se cruzam em ângulo reto. As estruturas de nervuras mostradas são atítulo de exemplo e, somente para melhor elucidação, são representadasseparadas da forma externa do casquilho de articulação 1, 1' na figura. Con-tudo, em todo caso, elas são executadas em uma só peça com o casquilhode articulação 1, 1'. O casquilho de articulação 1, 1' representado na figuraapresenta, além disso, em sua superfície externa, várias nervuras 10 ou al-mas, que servem como segurança à torção e impedem uma torção do cas-quilho de articulação 1, 1' na carcaça de articulação 7.Lista dos números de referência

1, 1' casquilho de articulação ou do mancai 1' moldagem 2 formação de nervuras 2', 2", 2'" nervuras 3 haste do pino de articulação 4 esfera do pino de articulação 5 pólo da esfera de articulação 5' pólo do casquilho de articulação 6 equador da esfera de articulação 7 carcaça de articulação 8 fole de vedação 9 fenda 10 nervuras ou almas (externas) 11 anel 12 haste 12' ponta de haste 13 tubo 13' barra 14 múltiplos cantos 15 arruela

Claims

1. Processo para a fabricação de uma articulação esférica cons-tituída de um pino de articulação (3, 4) com uma esfera de articulação (4)executada em uma extremidade, com uma carcaça de articulação (7) querecebe a esfera de articulação (4) e com um casquilho de articulação (1, 1'),em essência, esférico, disposto entre a esfera de articulação (4) e a carcaçade articulação (7), sendo que, a carcaça de articulação (7) é produzida emum processo de injeção ou de fundição, no qual a esfera de articulação (4)com o casquilho de articulação (1, 1') assentado é envolvida com um mate-rial metálico ou um material sintético e, sendo que, em um processo demontagem, ligado posteriormente ao processo de injeção ou de fundição,um sistema de vedação é completado com um fole de vedação (8), caracte-rizado pelo fato de que, em, pelo menos, uma área, o casquilho de articula-ção (1, 1') é dotado de uma moldagem (1'), que se comporta elástica emrelação à pressão que atua durante o processo de injeção ou de fundição, eque após o término do processo de injeção ou de fundição se abaula parafora em relação à sua forma, do contrário, esférica, de tal modo que, após aprodução da carcaça de articulação (7), o casquilho de articulação (1, 1')não está com a superfície toda sobre a esfera de articulação.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, sendo que, a jun-ta universal é envolvida com uma carcaça de articulação (7) metálica, carac-terizado pelo fato de que, no decurso do processo de injeção ou de fundi-ção, é realizada uma cobertura metálica entre a esfera de articulação (4) e acarcaça de articulação (7).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza-do pelo fato de que, no decurso do processo de injeção ou de fundição, acarcaça de articulação é dotada de uma haste (12) para a ligação com ou-tras unidades, pelo fato de que, um tubo (13) ou uma barra (13') é injetadaem volta.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza-do pelo fato de que, na carcaça de articulação é injetada uma ponta de has-te (12'), e após o término do processo de injeção ou de fundição essa hasteé ligada, através de impacto a frio ou de impacto a quente, com um tubo(13) ou com uma barra (13').

5. Junta universal constituída de um pino de articulação (3, 4)com uma esfera de articulação (4) executada em uma extremidade, comuma carcaça de articulação (7), aberta de um lado, constituída de metal oude material sintético e produzida em um processo de injeção ou de fundição,que recebe a esfera de articulação (4), com um casquilho de articulação (1,-1'), em essência, esférico, Iubrificado continuamente, disposto entre a esferade articulação (4) e a carcaça de articulação (7), e de um fole de vedação(8) que fecha o lado aberto da carcaça de articulação (7) na área da passa-gem entre a esfera de articulação (4) e a haste (3) do pino de articulação (3,-4) que se projeta para fora da carcaça de articulação (7), caracterizado pelofato de que, na área do pólo (5) da esfera de articulação (4), o casquilho dearticulação (1, 1') apresenta uma moldagem (11) abaulada para fora, em cujaárea, após o término do processo de injeção ou de fundição, no qual a esfe-ra de articulação (4) e o casquilho de articulação (1, 1'), colocado sobre ela,são injetados em volta em conjunto com a carcaça de articulação (7), tam-bém permanece uma fenda (9) entre o contorno interno do casquilho de arti-culação (1, 1') e a esfera de articulação (4).

6. Junta universal de acordo com a reivindicação 5, caracteriza-da pelo fato de que, em sua superfície interna voltada para a esfera de arti-culação (4), na área da moldagem (1') o casquilho de articulação (1, 1') a-presenta uma formação de nervuras (2).

7. Junta universal de acordo com a reivindicação 5 ou 6, carac-terizada pelo fato de que, sobre a superfície interna da moldagem (1'), abau-lada para fora, do casquilho de articulação (11), em essência, esférico, par-tindo de seu pólo (5'), se estendem várias nervuras (2') em formato de raiose, transversal a estas nervuras (21), passam várias outras nervuras (2") dis-postas paralelas uma à outra, bem como, ao equador da esfera (6) da esfe-ra de articulação.

8. Junta universal de acordo com a reivindicação 5 ou 6, carac-terizada pelo fato de que, sobre a superfície interna da moldagem (11), abau-lada para fora, o casquilho de articulação (1, 1') apresenta uma infinidade denervuras (2'"), que, em relação a uma projeção superficial da superfície es-férica, se interceptam em um ângulo reto.

9. Junta universal de acordo com a reivindicação 7 ou 8, carac-terizada pelo fato de que, para a formação de uma segurança contra a tor-ção, na superfície externa do casquilho de articulação (1, 1'), afastada daesfera de articulação (4), estão dispostas uma ou mais nervuras (10).

10.

Junta universal de acordo com uma das reivindicações de 5a 9, caracterizada pelo fato de que, na área da abertura da carcaça de arti-culação (7), entre a carcaça de articulação (7) e o casquilho de articulação(1, 1') é inserido um anel (11), cuja seção que se projeta para fora da abertu-ra da carcaça de articulação (7) forma o assento do fole para o fole de ve-dação (8).