BRPI0708426A2

BRPI0708426A2 - disposição de roda dentada

Info

Publication number: BRPI0708426A2
Application number: BRPI0708426-9A
Authority: BR
Inventors: Olaf Beutler; Waldemar Rogowski; Remt Blankenspeck; Guenter Lohfink
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2011-05-31
Also published as: US20090044650A1; WO2007098745A1; DE102006010270B4; DE102006010270A1; US8151663B2; EP1989467A1; JP2009528485A; EP1989467B1; MX2008011161A

Abstract

DISPOSIçãO DE RODA DENTADA A presente invenção refere-se a uma disposição de roda dentada, com uma roda dentada construída, prevista para a disposição à prova de torção sobre, por exemplo, um eixo. A roda dentada consiste em uma coroa dentada e em dois flanges, dispostos axialmente nos dois lados da coroa dentada. Os flanges estão unidos com a coroa dentada em uma união por encaixe positivo, que fixa dos mesmos contra a coroa dentada. Em pelo menos uma das partes da roda dentada está formado um cubo, sobre o qual estão inseridas suas respectivas outras partes. As partes da roda dentada são unidas, sob dispensa de rebites ou paraf usos, por uma união por aperto, que está realizada por meio de pelo menos um anel de aperto,que é levado ao engate com uma ranhura circundante sobre o perímetro do cubo do eixo. O ou os anel (anéis) de aperto se comprimem elasticamente contra a superfície externa axial, afastada da coroa dentada, do respectivo flange.Nessecaso, elevações e reentrâncias correspondentes umas às outras sobre as superfícies externas axiais da coroa dentada, bem como as superfícies axialmente internas dos flanges engatam-se umas nas outras.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSIÇÃODE RODA DENTADA".

Descrição da Invenção

A presente invenção refere-se a uma disposição de roda denta-da. A presente invenção refere-se, particularmente, a uma disposição comuma roda dentada, que consiste em diversos componentes e que, nessecaso, também é designada por roda dentada construída. Rodas dentadasdesse tipo conhecidas consistem, por exemplo, em uma coroa dentada dematéria sintética e discos ou flanges dispostos axialmente nos dois lados,para estabilização mecânica dessa coroa dentada, sendo que, de preferên-cia, pelo menos um dos flanges consiste em metal. Desse modo, é obtidoque a roda dentada correspondente, devido à sua superfície de rolamento dematéria sintética, apresenta uma alta suavidade de rolamento, mas, pelo usosimultâneo de componentes metálicos, também dispõe da estabilidade me-cânica necessária e resistência ao desgaste.

Uma disposição de roda dentada, com uma roda dentada cons-truída é conhecida, por exemplo, do documento WO 01/44694. No documen-to é descrita uma roda dentada para montagem sobre um eixo ou um pi-nhão, que consiste em uma cora dentada, que está disposta entre dois flan-ges, sendo que a coroa dentada está formada em duas partes, no que serefere à sua extensão radial. Os dois segmentos da coroa dentada são uni-dos no decorrer da montagem por meio de parafusos, que estão guiadostransversalmente ao eixo longitudinal do pinhão ou do eixo pelos segmentosda coroa dentada. Nesse caso, a coroa dentada é montada sobre o eixo ouo pinhão, juntamente com os flanges dispostos axialmente nos dois lados,sendo que seus segmentos recobrem um cubo formado em um dos flanges.

A união axial da roda dentada também é produzida por meio de parafusos,que estão guiados pela roda dentada, paralelamente ao eixo longitudinal dopinhão ou do eixo, para união dos dois flanges. É desvantajosa nessa dispo-sição a complexidade de montagem relativamente alta, mas, particularmen-te, o fato de que a disposição não é autocentralizadora, no que se refere àposição da roda dentada construída em relação ao eixo ou ao pinhão.Por outro lado, as disposições de roda dentada conhecidas dosdocumentos EP 1 339 596 B1 e WO 2005/038303 A1, que também estãorealizadas com uma roda dentada construída, têm a vantagem de seremautocentralizadoras, devido a uma formação especial dos componentes daroda dentada construída. Nas mesmas, os dois discos ou fIanges externos,que junto com a coroa dentada formam a roda dentada, apresentam saliên-cias estendidas axialmente, que traspassam a roda dentada e se inseremem rebaixos correspondentes do respectivamente outro disco, situado nolado oposto. Desse modo, é obtida uma autocentralização, que leva a umatransmissão de força aperfeiçoada. Apesar de a montagem da roda dentadaser facilitada pela forma de configuração, a complexidade de montagem ain-da continua alta, pelo fato de que os componentes da roda dentada constru-ída, para obtenção de uma união segura são aparafusados ou rebitados nassoluções descritas nos documentos citados acima, para o que parafusos ourebites correspondentes são guiados por outras aberturas, previstas paraesse fim na região interna da coroa dentada. Além disso, a multiplicidadedas aberturas a ser previstas, por um lado, para a união por encaixe positivodos flanges, bem como, dos parafusos ou rebites na coroa dentada, deveser vista como desvantajosa no que se refere à produção das mesmas emum processo de fundição injetada. Nesse sentido, a coroa dentada, de certomodo, não é conveniente para matéria sintética.

É tarefa da invenção indicar uma disposição de roda dentada,que evita as desvantagens do estado da técnica citadas acima. A disposiçãode roda dentada correspondente,com uma roda dentada construída, deveestar formada, por um lado, de modo autocentralizador e, por outro lado,apresentar uma estrutura simples, que leva a uma complexidade de monta-gem pequena.

A tarefa é solucionada por uma disposição de roda dentada comas características da reivindicação principal. Modalidades ou desenvolvimen-tos vantajosas da invenção são indicadas pelas reivindicações secundárias.

A disposição de roda dentada proposta apresenta pelo menosuma roda dentada construída, que está prevista para montagem à prova detorção sobre um eixo ou um pinhão. A roda dentada consiste, substancial-mente, em uma coroa dentada e em dois flanges dispostos axialmente nosdois lados da coroa dentada. Os flanges estão unidos com a coroa dentadapor encaixe positivo, que fixa os mesmos radialmente, à prova de torçãocontra a coroa dentada. Em menos uma das partes da roda dentada constru-ída, está formado um cubo, sobre o qual estão inseridas as respectivamenteoutras partes da roda dentada construída.

De modo essencial para a invenção, as partes da roda dentadaconstruída estão unidas na direção axial sob dispensa de rebites, parafusosou similares, que traspassam a coroa dentada. De preferência, elas estãofixadas e unidas na direção axial por uma união por aperto, que está realiza-da por meio de pelo menos um anel de aperto, que é posto em engate comuma ranhura circundante sobre o perímetro do cubo ou do eixo ou do pi-nhão. O ou os anel(anéis) de aperto se comprimem elasticamente contra asuperfície externa axial, afastada da coroa dentada, do respectivo flange.Nesse caso, elevações e reentrâncias correspondentes umas às outras so-bre as superfícies externas axiais da coroa dentada, bem como as superfí-cies axialmente internas dos flanges engatam-se umas com as outras. Nes-se caso, tanto as elevações, como também as reentrâncias correspondentespodem estar formadas na coroa dentada e/ou nos flanges. Mas, em todo ocaso, a coroa dentada, diferentemente do estado da técnica, não é traspas-sada nem por rebites ou parafusos, nem pelas elevações citadas acima, op-cionalmente formadas nos flanges, de modo que a coroa dentada, no que serefere ao número pequeno de aberturas a ser previsto, está formada de mo-do vantajoso, particularmente para a sua produção de matéria sintética, doponto de vista de tecnologia de produção.

O cubo já citado, de acordo com uma modalidade possível, podeestar formado por um rebaixo no lado axialmente interno, voltado para a co-roa dentada, de um dos flanges.Nesse caso, a coroa dentada e o outro flân-ge estão inseridos sobre esse cubo.Uma outra possibilidade é dada pelo fatode que na coroa dentada estão formados axialmente, nos dois lados, rebai-xos correspondentes, pelos quais é realizado o cubo, sobre o qual, de cadacaso um lado, está inserido um flange.

Também para a formação da união por aperto, na dependênciada configuração restante da roda dentada, existem diferentes possibilidades.

De acordo com uma modalidade possível, estão dispostos, nesse caso, nosdois lados axiais da roda dentada anéis de aperto, que, em cada caso, seencontram em engate com uma ranhura e se comprimem elasticamente con-tra a superfície externa axial do respectivo flange. Mas, para a disposição àprova de torção da roda dentada sobre o eixo ou o pinhão, também é conce-bível uma modalidade, na qual um dos flanges está formado em uma peçaúnica com o eixo ou o pinhão. Nesse caso, é suficiente realizar a união poraperto por meio de apenas um anel de aperto. Nesse caso, o anel de apertose comprime na direção axial contra o lado axialmente externo do flange,que, junto com a coroa dentada, está inserido sobre o cubo formado no outroflange. A disposição à prova de torção da roda dentada sobre o eixo ou so-bre o pinhão é obtida, pro um lado, pela formação em peça única de um dosflanges com o eixo ou o pinhão e, por outro lado, pela fixação axial dos doisoutros componentes que formam a roda dentada nesse flange formado empeça única com o eixo ou o pinhão.

Em princípio, a(s) ranhura(s), com a(s) qual (quais) os anéis deaperto são levados ao engate, dependendo da modalidade, pode(m) estarformada(s) sobe o eixo ou o pinhão ou então também no cubo. De acordocom uma variante importante na prática da modalidade descrita acima, comum flange unido em peça única com o eixo, nesse caso, o um anel de aper-to, que produz a união por aperto, está levado ao engate com uma ranhuracircundante sobre o eixo ou o pinhão. Opcionalmente, nessa modalidade, dacoroa dentada e o flange formado em peça única com o eixo podem consistirem matéria sintética, enquanto o outro flange é de metal. Desse modo, aroda dentada da disposição, equipada com uma coroa dentada de matériasintética, apresenta uma alta suavidade de rolamento, sendo que, por outrolado, pelo flange metálico, ela possui a estabilidade mecânica necessária. Aprodução de uma disposição correspondente pode dar-se, nesse caso, van-tajosamente pelo fato de que o flange formado em peça única com o eixo(pinhão), igualmente constituído de metal, é realizado por encapsulamentono eixo ou no pinhão em um processo de fundição injetada.

De acordo com um desenvolvimento vantajoso da invenção, en-tre os flanges e a coroa dentada estão dispostos elementos de amortecimen-to. Os mesmos estão formados, de preferência, como anéis em O, que apre-sentam diversos prolongamentos em seu perímetro, que no estado montadoda roda dentada estão dispostos entre elevações correspondentes, forma-das na coroa dentada ou nos flanges. Desse modo, é obtido, particularmen-te, um amortecimento radial e torsional muito bom, sendo que a formaçãoespecial dos elementos de amortecimento na forma dos anéis em O possibi-lita, de modo vantajoso, influenciar o comportamento de identificação comrelação ao amortecimento radial e/ou torsional.

A seguir, a invenção é explicada mais uma vez, por meio de umexemplo de modalidade. Nos desenhos respectivos mostram;

figura 1: a representação em explosão de uma forma de modali-dade possível da disposição de roda dentada de acordo com a invenção,

figura 2: a forma de modalidade de acordo com a figura 1, emuma representação em corte.

A figura 1 mostra uma forma de modalidade possível da disposi-ção de roda dentada de acordo com a invenção, com uma roda dentada 2, 3,3' construída, em uma representação em explosão. A forma de modalidaderepresentada exemplificadamente refere-se a uma roda dentada 2, 3, 3'construída, montada ou a ser montada à prova de torção sobre um pinhão 1.A roda dentada2, 3, 3' construída consiste, de acordo com o exemplo, subs-tancialmente, na coroa dentada 2 e dois flanges 3, 3' a ser unidos com essacoroa dentada 2, dos quais, em cada caso, um está ou é disposto sobre umlado externo axial 10, 10' da coroa dentada 2. Em um dos dois flanges 3 estáformado um rebaixo, que forma um cubo 5, sobre o qual a coroa dentada 2 eo outro flange 3' são inseridos no decorrer da montagem da roda dentada 2,3, 3' sobre o pinhão 1. Os componentes da roda dentada 2, 3, 3' são unidosna montagem da mesma sobre o pinhão 1. Nos lados axialmente internos 8,8', com relação à disposição total, dos flanges 3, 3', estão formadas diversaselevações 9, 9' distribuídas sobre o perímetro, que se estendem em direçãoaxial. No decorrer da montagem, as mesmas entram em engate com reen-trâncias 11, 11' correspondentes sobre as superfícies externas axiais 10, 10'da coroa dentada 2, sem que, nesse caso, traspassem a coroa dentada 2.

No exemplo representado, estão inseridos, além disso, entre a coroa denta-da 2 e os flanges 3, 3', anéis de O 12, 12' de um material elástico, que fun-cionam como elementos de amortecimento. Pelos anéis em O 12, 12', a dis-posição de roda dentada está equipada com um amortecimento, de açãovantajosa, particularmente, na direção de torção e na direção radial r. Naunião por encaixe positivo, dada pela configuração especial de suas superfí-cies axiais, os componentes que formam a roda dentada 2, 3, 3' construídasão fixados por uma união por aperto. Para esse fim, de pelo menos um ladoexterno axial 7' um anel de aperto 4 é comprimido contra o flange 3' corres-pondente, que se engata em uma ranhura 6 prevista para esse fim. No e-xemplo mostrado, o flange 3' que apresenta o rebaixo para formação do cu-bo 5, está formado em peça única com o pinhão 1, sobre o qual a roda den-tada 2, 3, 3' construída é montada. Nesse sentido, já pela condição de peçaúnica do flange 3 correspondente com o pinhão 1, é dada uma fixação axialem um lado. Consequentemente, uma união por aperto correspondente pormeio de um anel de aperto 4 é necessária apenas no outro lado externo axi-al 7'. Dependendo do caso de aplicação e da formação concreta da disposi-ção, determinada por esse fato, na qual, opcionalmente, nenhum dos flanges3, 3' está unido em peça única com o eixo ou o pinhão 1, pode, no entanto,ser necessário fixar a disposição nos dois lados por meio de um anel de a-perto 4 correspondente.

Na forma de modalidade representada, o anel de aperto 4 é in-serido sobre o pinhão 1 pelo lado externo axial oposto ao flange 3 unido empeça única com o pinhão 1 e chega ao engate com uma ranhura 6 circun-dante sobre o perímetro do pinhão 1, que, no que se refere à extensão axialdo pinhão 1, está disposta de acordo com o posicionamento previsto para aroda dentada 2, 3, 3'. Mas, no exemplo mostrado, também é concebível queo cubo 5 formado nesse flange 3 traspasse a coroa dentada 2, bem como oflange 3' oposto e que a ranhura necessária para engate do anel de aperto4esteja prevista na região de traspasse sobre o perímetro externo do cubo 5.Em todo o caso, a ranhura 5 está posicionada de tal modo que o anel deaperto 4, que entra em engate com a mesma, se comprime contra a superfí-cie externa axial T do flange 3' e, desse modo, comprime conjuntamente oflange 3' e a coroa dentada 2 contra o flange oposto 3. Desse modo, sãogarantidas uma fixação axial segura dos componentes de roda dentada e aunião segura dos mesmos, sem que seja necessária uma união adicional porparafusos ou rebites. Como, devido à formação de acordo com a invenção, acoroa dentada 2, 3, 3' não apresenta quaisquer aberturas, exceto na regiãocentral, na qual ela é traspassada pelo cubo 5 do flange 3, a forma da mes-ma é nitidamente mais vantajosa no que se refere ao processo de fundiçãoinjetada, a ser usado para sua produção, do que em outras soluções, conhe-cidas do estado da técnica.

A figura 2 mostra a disposição de acordo com a figura 1, expli-cada acima, mais uma vez em uma representação em corte axial, no estadomontado. Particularmente, a união dada pela união por aperto, dos compo-nentes da roda dentada 2, 3, 3' construída, é bem visível nessa representa-ção. Tal como pode ser visto, na montagem da disposição, o anel de aperto4 chegou ao engate com uma ranhura 6 circundante sobre o perímetro ex-terno do pinhão 1. Devido à sua configuração correspondente, o anel de a-perto 4 se comprime, à maneira de uma mola de aperto, contra os compo-nentes restantes da roda dentada 2, 3, 3' e fixa os mesmos em sua disposi-ção uns em relação aos outros.

Listagem de Referência

1 eixo ou pinhão2 2, 3, 3' roda dentada construída com2 coroa dentada3, 3' flange4 anel de aperto5 cubo6 ranhura7, T superfície externa axial

8, 8' superfície lateral axial interna9,9' elevação

10,10' superfície lateral axial da coroa dentada

11,11' rebaixo

12, 12' elemento de amortecimento (anel em O)

13, 13' prolongamento

14 espaço intermediário

15 elevação

10 a direção axial

r direção radial

Claims

1. Disposição de roda dentada, com pelo menos uma roda den-tada (2, 3, 3') construída, prevista para montagem à prova de torção sobreum eixo ou um pinhão (1), que consiste em uma coroa dentada (2) e flanges(3, 3') dispostos axialmente nos dois lados da coroa dentada (2), que estãounidos em uma união por encaixe positivo, fixando os mesmos radialmente eà prova de torção em relação à coroa dentada (2), caracterizado pelo fato deque em uma das partes da roda dentada (2, 3, 3') está formado pelo menosum cubo (5), sobre o qual as outras partes da roda dentada (2, 3, 3') estãoinseridas, caracterizada pelo fato de que as partes da roda dentada (2, 3, 3')estão unidas e fixadas umas em relação às outras em direção axial (a) poruma união por aperto, que está realizada por meio de pelo menos um anelde aperto (4), que está levado ao engate com uma ranhura (6) circundantesobre o perímetro do cubo (5) ou do eixo ou do pinhão (1) e se comprimeelasticamente contra a superfície externa axial (7, 7'), afastada da coroadentada (2), de um dos flanges (3, 3'), sendo que elevações (9, 9') formadasnas superfícies laterais axiais (8, 8') internas dos flanges (3, 3'), estendidasaxialmente (a) na direção da coroa dentada (2), chegam ao engate com re-entrâncias (11, 11') correspondentes, formadas nas superfície laterais axiais(10, 10') da coroa dentada, ou reentrâncias formadas nas superfícies lateraisaxiais (8, 8') internas dos flanges (3, 3') entram em engate com elevaçõescorrespondentes, formadas nas superfícies laterais (10, 10')da coroa denta-da (2), estendidas axialmente (a)na direção dos flanges (3, 3').

2. Disposição de roda dentada de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o cubo (5) está formado por um rebaixo nolado axialmente interno, voltado para a coroa dentada (2), de um dos flanges (3).

3. Disposição de roda dentada de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o cubo (5) está formado por dois rebaixos emdois lados externos axiais (10, 10') da roda dentada (2).

4. Disposição de roda dentada de acordo com uma das reivindi-cações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que nos dois lados axiais da rodadentada (2, 3, 3') está disposto um anel de aperto (4), que, em cada caso, seencontra em engate com uma ranhura (6) e que se comprime elasticamentecontra a superfície externa axial do respectivo flange (3, 3').

5. Disposição de roda dentada de acordo com a reivindicação 1ou 2, com um cubo (5) formado por um rebaixo em um dos dois flanges (3,-3'), caracterizada pelo fato de que o flange (3) que apresenta o rebaixo paraformação do cubo (5) está formado em peça única como eixo ou o pinhão (1)e a roda dentada (2, 3, 3') está unido na direção axial (a) pela formação empeça única desse flange (3), com o eixo ou o pinhão (1) e um anel de aperto(4), que se comprime na direção axial (a) contra o lado axialmente externo(7') do outro flange (3'), inserido junto com a cora dentada (2) sobre o cubo(5) formado no primeiro flange (3), de modo que, desse modo, toda a rodadentada (2, 3, 3') está disposta à prova de torção sobre o eixo ou o pinhão(1).

6. Disposição de roda dentada de acordo com a reivindicação 5,caracterizada pelo fato de que a coroa dentada (2) e o flange (3) consistemem matéria sintética, enquanto o flange (31) é de metal, sendo que o flange(3) está formado por injeção em volta do eixo que consiste em metal ou dopinhão (1) que consiste em metal.

7. Disposição de roda dentada de acordo com a reivindicação 5ou 6, caracterizada pelo fato de que o anel de aperto (4) está em engatecom uma ranhura (6)circundante sobre o eixo ou o pinhão (1).

8. Disposição de roda dentada de acordo com uma das reivindi-cações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de que entre a coroa dentada (2) eos flanges (3, 3') da roda dentada (2, 3, 3') estão dispostos elementos deamortecimento (12, 12') elastoméricos.

9. Disposição de roda dentada de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de que os elementos de amortecimento (12, 12') es-tão formados como anéis em O, que apresentam diversos prolongamentos(13, 13'), que se elevam radialmente (r) para fora sobre seu perímetro, quese projetam para dentro de elevações (15), que se elevam em direção axial (a)em espaços intermediários (14) dos flanges (3, 3') e/ou a coroa dentada (2).