BRPI0720415A2

BRPI0720415A2 - Eixo de acionamento longitudinal para veículos automotores

Info

Publication number: BRPI0720415A2
Application number: BRPI0720415-9A
Authority: BR
Inventors: Sebastian Frost; Christian Korotwa; Gerald Langer
Original assignee: Ifa Technologies Gmbh
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2013-12-31
Also published as: DE112007003354A5; DE102007015074B4; WO2008077371B1; JP2010513803A; WO2008077371A3; KR20090101177A; EP2102518B1; CN101675260A; ATE509208T1; WO2008077371A2; CN101675260B; DE102007015074A1; EP2102518A2; JP5220760B2; EP2102518B2

Description

“EIXO DE ACIONAMENTO LONGITUDINAL PARA VEÍCULOS AUTOMOTORES”

A invenção refere-se a um eixo de acionamento longitudinal para veículos automotores para a transmissão de um torque, consistindo de duas ou várias seções de eixo bem como de uma junta, em que as seções de eixo são interconectadas por meio de um eixo intermediário ou de um munhão.

Eixos de acionamento longitudinais deste tipo são geralmente conhecidos e servem tanto para a transmissão de um torque quanto são configurados, por outro lado, de tal maneira que em um "caso de colisão", isto é, em um acidente com incidência frontal ou em uma colisão na direção longitudinal do veículo, o eixo longitudinal é encurtado na direção axial para evitar um encurvamento e penetração no interior dos veículos automotores e ao mesmo tempo para também excluir o mais amplamente possível ferimentos das pessoas que se encontram na cabine de passageiros. Através da DE 43 44 177 Cl foi tomado conhecido um eixo de acionamento longitudinal do gênero acima descrito para veículos automotores.

Este eixo de acionamento longitudinal para veículos automotores é provido com uma junta intermediária que é configurada como junta giratória esférica axialmente deslocável e que consiste pelo menos de uma parte extema de junta com primeiras pistas de esferas que se entendem longitudinalmente, uma parte intema de junta com segundas pistas de esferas que se estendem longitudinalmente e esferas que transmitem torque, que são conduzidas radialmente em primeiras e segundas pistas de esferas que são dispostas opostas. Neste caso, a parte extema de junta é firmemente conectada com o eixo de tubo e a parte intema de junta é firmemente conectada com o munhão de eixo. O diâmetro intemo da parte extema de junta ou do eixo de tubo subsequente, que se segue ao espaço livre assumido pela parte intema de junta, é configurado, na operação em movimentos de deslizamento na direção para o eixo de tubo, com suas medidas menores que o diâmetro extemo da parte intema de junta.

Por meio desta configuração deve ser alcançado que, em um “caso de colisão” sobre o eixo longitudinal, energia seja dissipada ou 5 absorvida pela fricção ou extensão das partes do eixo de acionamento que se deslocam uma para dentro da outra.

Desvantajoso, neste caso, é que em uma tal operação não se pode excluir o fato de que, em conseqüência das forças que atuam no caso de colisão, um encurvamento do eixo de acionamento longitudinal pode ocorrer. Uma outra solução deste tipo foi tomada conhecida pela DE

42 24201 C2, com a qual um eixo longitudinal é colocado à frente no ramal de acionamento de um veículo, o qual é caracterizado pelo fato de que, por meio de uma conexão entre a parte intema de junta e o munhão de eixo, que é separável ou destacável quando é aplicada uma força axial predeterminada no 15 ramal de acionamento, para que, em um caso deste tipo, as outras partes do eixo longitudinal devam permanecer não danificadas. Para esta finalidade, meios de esbarro axiais são providos na parte extema de junta para a parte intema de junta, nos quais a parte intema de junta pode se apoiar por ocasião da soltura ou separação da conexão entre a parte intema de junta e o munhão 20 de eixo e um subsequente deslizamento do munhão de eixo deve ser apoiado pela parte intema de junta.

Da mesma maneira, um apoio deve ser efetuado por meio de um cone de inserção na parte extema de junta ou em uma parte de fundo, que se segue à dita parte extema, conectada com uma parte extema de junta. De 25 forma particularmente vantajosa, é evidenciado que, pelos meios para absorver trabalho de fricção ou de deformação por ocasião do deslocamento axial do munhão de eixo, por meio da parte intema de junta e no cone de inserção pode se estabelecer uma pretendida força axial positiva, que é divergente de zero, com absorção de energia controlada. Esta solução também apresenta a desvantagem que, em um caso de avaria, não se pode excluir o fato de que este eixo de acionamento longitudinal seja igualmente encurvado e penetre na cabine intema de passageiros, o que pode levar a ferimentos das pessoas que se encontram no 5 compartimento intemo da cabine. Além disto, o comprimento máximo do trajeto de colisão com esta variante é muito desfavorável, pois o munhão de eixo não pode se selecionado com qualquer comprimento, porque em um munhão de eixo de maior comprimento se formam números de rotações, que são críticos à flexão, do eixo longitudinal, que atuam de forma igualmente 10 desfavorável sobre o sistema de estabilidade de um eixo longitudinal configurado neste tipo.

Seja ainda feita referência a uma disposição de acionamento com um eixo de acionamento longitudinal e um mancai intermediário, a qual é usada em veículos automotores, e é descrita na DE 199 43 880 Cl.

Este eixo de acionamento longitudinal consiste de uma

primeira seção de eixo com uma primeira junta, uma segunda seção de eixo com uma segunda junta bem como com uma terceira junta em forma de uma junta homocinética que conecta a primeira seção de eixo e a segunda seção de eixo e o mancai intermediário, que, adjacente à junta homocinética, está 20 associado com a primeira seção de eixo, abrange um mancai de rolamento. Nesta disposição de acionamento, o menor diâmetro intemo da parte extema de junta, do segundo tubo de eixo, da parte extema de junta da junta e do tubo de eixo que pertence à segunda seção de eixo, é maior que o diâmetro extemo máximo da primeira seção de eixo e do mancai de rolamento do mancai 25 intermediário.

Por meio desta disposição, uma ação do tipo de telescópio e um deslocamento uma para dentro da outra, substancialmente sem forças, das duas seções de eixo deve ser possível quando o trajeto de deslocamento máximo admissível, na direção axial, da primeira junta e da segunda junta, por exemplo, por meio de um choque frontal do veículo, é ultrapassado. Por meio do diferente dimensionamento das correspondentes partes funcionais da disposição de acionamento, para tomá-las como tendo uma ação do tipo de telescópio uma em relação à outra, um deslocamento destas duas partes uma 5 para dentro da outra é assegurado, sobretudo são mesmo necessárias consideráveis ações de força para iniciar esta operação de ação do tipo de telescópio, e, da mesma maneira, não se pode excluir o fato de que o eixo de acionamento se encurve longitudinalmente.

Por conseguinte, a invenção tem como objetivo desenvolver 10 um eixo de acionamento longitudinal para veículos automotores, de tal maneira que, em um caso de colisão, os componentes determinantes do funcionamento do eixo de acionamento longitudinal são deslocáveis uns para dentro dos outros e um encurvamento descontrolado da seção de eixo do eixo de acionamento é evitado.

De acordo com a invenção, este objetivo é atingido de acordo

com as características de acordo com a reivindicação 1. Desenvolvimentos e soluções vantajosas são indicados nas reivindicações subordinadas.

Assim, um eixo de acionamento longitudinal para veículos automotores foi provido, o qual serve para a transmissão de um torque e que consiste de duas ou várias seções de eixo que são interligadas através de um eixo intermediário ou de um munhão, as quais são novamente conectadas firmemente com uma seção de eixo.

A conexão é efetuada, em um lado, através de uma junta homocinética disposta com a primeira seção de eixo, em cujo cubo de esferas 25 o eixo intermediário/o munhão é adaptado. No lado oposto, o eixo intermediário é montado em uma bucha que está conectada firmemente com o tubo da segunda seção de eixo. Um suporte central provido entre as duas seções de eixo é conformado e realizado de tal maneira que o eixo intermediário, ou, no uso de um munhão, este é o suporte do suporte central. A segunda seção de eixo do eixo de acionamento longitudinal bem como o suporte central, aqui o mancai de rolamento do suporte central, são dimensionados e configurados em suas dimensões externas de tal maneira que estes, quando de um choque frontal, no caso de uma colisão, podem ser inseridos no tipo de telescópio na primeira seção de eixo e, com isto, pode ser garantido que todo o eixo de acionamento longitudinal e também as peças parciais individuais não mais sejam encurvados para fora. A junta homocinética, disposta na primeira seção de eixo, é firmemente conectada com o tubo extemo da primeira seção de eixo, sendo que o anel extemo de junta e o cubo de esferas da junta homocinética são configurados em sua parede intema ou parede extema com pistas de esferas, nas quais são dispostas esferas, de forma guiada, e revolventes.

No uso de um munhão em lugar de um eixo intermediário, o munhão é conectado firmemente com a junta homocinética, com relação à primeira seção de eixo, e conectado diretamente com a segunda seção de eixo, com relação à segunda seção de eixo, o que pode ser realizado, por exemplo, através de uma soldagem.

Na seleção de um munhão, este munhão é configurado de tal maneira na direção da segunda seção de eixo que ele é configurado com um maior diâmetro extemo que é adaptado ao diâmetro extemo do tubo da segunda seção de eixo e é obtida uma conexão firme por meio de soldagem.

A junta homocinética é vedada, por um lado, por meio de uma tampa de vedação e um fole de vedação com relação à atmosfera e, no lado oposto, é provida com uma tampa de fechamento, que evita que corpos estranhos possam penetrar no interior da junta homocinética, os quais produzem sujeiras e, com isto, perturbações da operação e, ao mesmo tempo, é assegurado que lubrificante não possa sair de dentro da junta homocinética.

Esta tampa de fechamento serve não apenas para impedir a saída de lubrificante ou a entrada de substancias que provocam dano na junta homocinética, mas também, ainda mais, esta tampa de fechamento é configurada como um elemento de segurança que possui pontos de ruptura teórica, os quais são destruídos por ocasião da ocorrência de uma avaria e assegura uma livre ação de telescópio de uma seção de eixo para dentro da 5 outra.

A tampa de fechamento é configurada como uma peça conformada em forma de funil e possui um rebordo extemo com chanfro de guia posposto que apresenta uma transição para a parte cilíndrica da tampa de fechamento, a qual é fechada pelo lado da extremidade por meio da parte 10 plana. Os pontos de ruptura teórica da tampa de fechamento são formados, por um lado, por meio da fixação da tampa de fechamento à junta homocinética ou à parede intema do tubo da primeira seção de eixo ou, em uma outra variante de realização, na região de transição da parte cilíndrica da tampa de fechamento para a parte plana.

Além da função da vedação da junta homocinética e da

configuração de pontos de ruptura teórica, a tampa de fechamento cumpre a função de um elemento de guia, em um caso de colisão, isto pelo fato de que as partes do tipo de telescópio, o eixo intermediário ou o munhão, o mancai de rolamento do suporte central e as esferas, a gaiola bem como o cubo de 20 esferas da junta homocinética, são guiados na parte cilíndrica da tampa de fechamento.

Neste caso, é vantajoso o fato de que a junta homocinética se decompõe em suas partes individuais quase que na ausência de força, que os pontos de ruptura teórica previstos estão situados fora da junta homocinética, 25 de modo que, sem considerar a destruição da tampa, uma ação de telescópio desimpedida das partes funcionais deslocadas é possibilitada no sentido mais amplo, no caso de colisão, o que atua positivamente, no total, sobre todo o processo de ação de telescópio.

A invenção deve ser explicada mais detalhadamente com o seguinte exemplo de realização. Nos correspondentes desenhos, as figuras mostram:

a figura 1: o eixo de acionamento longitudinal no estado de

operação,

a figura 2: o eixo de acionamento longitudinal em uma primeira posição de colisão,

a figura 3: o eixo de acionamento longitudinal em outra posição de colisão, com a qual é tomado ativo o primeiro ponto de ruptura teórica, e

a figura 4: o eixo de acionamento longitudinal em outra posição de colisão, com a qual é tomado ativo o segundo ponto de ruptura teórica.

A configuração do eixo de acionamento longitudinal é mostrada em uma representação de princípio na figura 1.

Este consiste de uma primeira e de uma segunda seções de eixo 1; 2, as quais consistem, cada, de um tubo 3 e 4 que são conectados um com o outro através de um eixo intermediário 12 ou configurado como munhão 16. Entre as duas seções de eixo 1; 2 está previsto o suporte central 6, cujo mancai de rolamento 7 é provido de forma suportante sobre o eixo intermediário 12, ou, quando for utilizado um munhão 16, é provido de forma suportante sobre este.

Na seqüência que se segue será somente feita referência a um eixo intermediário. A primeira seção de eixo 1 consiste do tubo 3, dentro do qual ou no qual a junta homocinética 5 é disposta.

A junta homocinética 5 consiste do cubo de esferas 8, que é disposto sobre o eixo intermediário 12, ainda do anel extemo de junta 9, da gaiola IOe das pistas de esferas não representadas mais detalhadamente, as quais são providas no anel extemo de junta 9 e no cubo de esferas 8, ditas pistas nas quais as esferas 13 revolvem. A junta homocinética 5 é vedada no lado direito por uma tampa de vedação 15 e um fole de vedação não representado mais detalhadamente, e no lado esquerdo da junta homocinética 5, para esta finalidade, é provida uma tampa de fechamento 11 que funciona como 5 elemento de segurança.

Esta tampa de fechamento 11 é feita de um material de parede delgada, por exemplo, produzida de uma chapa de metal e realizada como uma peça conformada. Ela consiste de um rebordo circundante extemo 20 e de uma parte cilíndrica 17, os quais são interligados através de um chanfro de guia 19.

No lado de extremidade da tampa de fechamento 11, esta é configurada como uma parte plana 18, a qual veda a tampa de fechamento 11 e, no estado montado, a junta homocinética 5.

Da figura 1 resulta que a tampa de fechamento 11 é conectada

com o anel extemo de junta 9 da junta homocinética 5.

Este ponto de conexão representa um primeiro ponto de ruptura teórica 14, cujo objetivo é o de entrar em funcionamento no caso de uma colisão, isto é, aqui a conexão entre a tampa de fechamento Ilea junta homocinética 5 é destacada ou é cancelada, para possibilitar uma ação de 20 introdução do tipo de telescópio da segunda seção de eixo 2 na primeira seção de eixo 1.

Uma primeira posição do deslocamento da seção de eixo 2 na direção da junta homocinética 5 é mostrada na figura 2, na qual pode ser igualmente visto que a seção de eixo 2 já foi deslocada tão extensamente para 25 a esquerda que o mancai de rolamento 7 foi pressionado para fora do suporte central 6 e o eixo intermediário bem como o cubo de esferas se chocaram contra, ou encostaram se à, a tampa de fechamento 11. Um carregamento axial foi igualmente efetuado sobre a junta homocinética 5, durante o deslocamento, isto com a conseqüência que o cubo de esferas 8 se movimentou para fora por uma parte determinada a partir do anel externo de junta 9 e o eixo intermediário 12 passou a encostar ao lado interno da parte plana da tampa de fechamento 11. Nesta posição, a conexão entre a tampa de fechamento Ilea junta homocinética 5 é ainda existente, como documentado 5 com o ponto de ruptura teórico designado com o número de referência 14 na figura 2.

Na penetração continuada da seção de eixo 2 na junta homocinética 5 e, na seqüência, para o interior do tubo 3, o ponto de ruptura teórica 14 entra em funcionamento na medida em que a conexão entre a tampa de fechamento Ile a junta homocinética 5 é interrompida.

A figura 3 mostra exatamente a posição em que a inserção do tipo de telescópio da seção de eixo 2 na seção de eixo 1 progrediu em tal extensão que também as esferas 13 saíram da gaiola 10 e se encontram no espaço intermediário entre o cubo de esferas 8 e o mancai de rolamento 7; analogamente a isto, também a gaiola 10.

Resulta também desta figura 3 como a tampa de fechamento

11 cumpre sua função de guia, na medida em que a tampa de fechamento 11 desliza sobre seu rebordo externo 20 na parede interna do tubo 3 e proporciona assim uma guia para os elementos de funcionamento do tipo de 20 telescópio e um encurvamento do eixo de acionamento longitudinal é evitado. A característica de ação do segundo ponto de ruptura teórica 14 da tampa de fechamento 11 é mostrado na figura 4. Aqui, a tampa de fechamento 11 é configurada de tal maneira que o ponto de ruptura teórica 14 está situado na região da transição da parte cilíndrica 17 para a parte plana 18 e, neste ponto, 25 é efetuada também a destruição da tampa de fechamento 11, como resulta da figura 4.

Neste caso, este ponto de ruptura teórica 14 é dimensionado de tal maneira que o cubo de esferas 8 não pressiona para fora toda a tampa de fechamento 11 desde o anel externo de junta 9 da junta homocinética 5, mas sim punciona ou estampa para fora o cubo de esferas 8, a parte dianteira, a parte plana 18 da tampa de fechamento 11, no sentido mais amplo, com o que

o trajeto para o outro deslocamento dos componentes que penetram em tipo de telescópio é liberado, sendo que, nesta realização, a parte cilíndrica 17 da tampa de fechamento 11 assume a função de guia destas partes.

Claims

1. Eixo de acionamento longitudinal para veículos automotores para a transmissão de um torque, consistindo de duas ou várias seções de eixo (1; 2) que são interconectadas através de um eixo intermediário ou um munhão, o eixo intermediário (12) ou o munhão (16) atua na direção da seção de eixo (2) como um suporte de um mancai de rolamento (6), enquanto na direção da seção de eixo (1) o eixo intermediário (12) e o munhão (16) são conectados através de uma junta que é fixamente disposta dentro do tubo, e as dimensões das partes do suporte central (6) bem como da seção de eixo (2) que são deslocadas em caso de uma colisão são configuradas menores que o diâmetro interno do tubo (3) da seção de eixo (1), em que o diâmetro interno do anel externo de junta (9) é maior que o diâmetro externo do mancai de rolamento (7) do mancai de rolamento (6) e do tubo (4), caracterizado pelo fato de que - a junta é realizada como uma junta homocinética (5) consistindo de um anel externo de junta (9), de um cubo de esferas (8), de esferas (13) que revolvem de forma guiada em pistas de esfera, e de uma gaiola (10), - a junta homocinética (5) é vedada por uma tampa de vedação (15) e um fole de vedação na direção da seção de eixo (2), e - uma tampa de fechamento (11) que é configurada como elemento de guia e segurança e se estende para o interior do tubo (3) é associada com a junta homocinética (5).

2. Eixo de acionamento longitudinal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tampa de fechamento (11) é firmemente conectada com o anel externo de junta (9) da junta homocinética (5)·

3. Eixo de acionamento longitudinal de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a tampa de fechamento (11) é configurada como uma peça conformada produzida de material de parede delgada, consistindo de um rebordo de fixação (20), de uma parte cilíndrica (17), de uma parte plana (18) e de um chanfro de guia (19), e com pontos de ruptura teórica (14).

4. Eixo de acionamento longitudinal de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ponto de conexão da tampa de fechamento (11) com anel externo de junta (9) é configurado como um ponto de ruptura teórica (14).

5. Eixo de acionamento longitudinal de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ponto de transição da parte cilíndrica (17) para a parte plana (18) da tampa de fechamento (11) é configurado como ponto de ruptura teórica.

6. Eixo de acionamento longitudinal de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte cilíndrica (17) da tampa de fechamento (11), no caso de colisão, serve como guia dos componentes que penetram no tipo de telescópio no interior do tubo (3) a partir da seção de eixo (1) e o chanfro de guia (19) é configurado como cone de inserção.

7. Eixo de acionamento longitudinal de acordo com a reivindicação 1 e as reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que a tampa de fechamento (11) é conectada firmemente com a parede interna do tubo (3) da seção de eixo (1).

8. Eixo de acionamento longitudinal de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o munhão (16) é configurado em um lado com um diâmetro externo ampliado que corresponde ao diâmetro do tubo (4) da seção de eixo (2) e o munhão de eixo (17) é firmemente soldado ao tubo (4).