BRPI0912957B1

BRPI0912957B1 - eixo de veículo que compreende um elemento intermediário

Info

Publication number: BRPI0912957B1
Application number: BRPI0912957-0A
Authority: BR
Inventors: Dan Pettersson
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2021-02-17
Also published as: CN102131615A; RU2011110734A; WO2010021588A1; RU2469876C2; EP2326456A1; SE532776C2; CN102131615B; EP2326456A4; EP2326456B1; BRPI0912957A2

Abstract

EIXO DE VEÍCULO A invenção se refere a um eixo de veículo (1) que compreende um elemento intermediário (10) com um ponta de eixo (30) em cada uma das duas extremidades do elemento intermediário, em que o elemento intermediário e a ponta de eixo respectivas têm superfícies de contato mútuo (12, 32) possuindo substancialmente a mesma espessura de material, cada ponta de eixo sendo conectada à extremidade respectiva do elemento - intermediário por uma costura de solda (50) feita por solda a laser, e pelo menos uma da superfície de contato da ponta de eixo respectiva e da superfície de contato do elemento intermediário possuindo pelo menos pelo menos um chanfro (18, 38, 20, 40). A invenção também se refere a um veículo a motor.

Description

EIXO DE VEÍCULO QUE COMPREENDE UM ELEMENTO INTERMEDIÁRIO

CAMPO TÉCNICO

[001] A invenção se refere a um eixo de veículo, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A invenção também se refere a um veículo a motor acordo com a reivindicação 8.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] A produção de eixos traseiros de veículos a motor implica a soldagem de uma ponta de eixo a cada lado do elemento intermediário do eixo traseiro. Um problema de tal união por soldagem é que a precisão da tecnologia de soldagem convencional não é satisfatória, o que significa que o processamento adicional das soldas é necessário depois que as pontas de eixo em respectivas foram soldadas ao elemento intermediário do eixo traseiro. O uso de laser para a dita soldagem resulta em soldas com melhor precisão que não necessita de processamento posterior.

[003] O documento SE 522485 descreve um método para fazer eixos de aço veículo que envolve o uso de solda a laser para soldar pontas do eixo totalmente processados às respectivas extremidades de eixo de um elemento intermediário de eixo rígido, onde superfícies de extremidade axiais que se faceiam mutuamente do elemento de eixo e as pontas de eixo respectivas possuem substancialmente a mesma espessura de material e entram em contato uma com a outra em locais fixos dentro de tolerâncias de medida pré-determinadas com relação à concentricidade e paralelismo das duas pontas. Uma seção parcial da superfície de encontro é pré-aquecida dentro de uma primeira região predeterminada que em aspectos semelhantes circunda a seção parcial. As respectivas seções parciais são soldadas durante a rotação das pontas de eixo e o elemento de eixo intermediário de modo que as costuras de solda respectivas têm uma largura externa que fica dentro da primeira região. A solda a laser é executada com energia elétrica superior a 10 kW e raios laser com foco entre 0 e 4 mm dentro da superfície externa do material, de modo que uma velocidade de soldagem de mais de 2 cm/s resulta em uma costura de solda totalmente capaz de penetrar o material respectivo das pontas de eixo.

[004] Um problema com a tecnologia de soldagem a laser do tipo mencionado acima é que há uma tendência para a ocorrência de uma formação semelhante a gota no interior da solda a laser, conforme ilustrado na figura 10 e descrito em detalhes abaixo. O resultado entre o elemento de eixo e a emenda de solda saliente é uma aresta viva na qual concentrações de tensão altas podem ocorrer, aumentando o risco de que a ponta do eixo pode soltar-se.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[005] Um objetivo da presente invenção é proporcionar um eixo de veículo com um elemento de eixo intermediário por meio do qual as pontas de eixo são presas por solda a laser às extremidades de eixo respectivas do elemento de eixo intermediário por costuras que atendem aos requisitos de alta resistência.

SUMÁRIO DA INVENÇAO

[006] Estes e outros objetivos indicados pela descrição feita a seguir são alcançados por um eixo de veículo e um veículo a motor como acima que adicionalmente apresentam as características indicadas nas partes caracterizantes das respectivas reivindicações independentes 1 e 8. Modalidades preferidas do eixo de veículo são definidas nas reivindicações dependentes 2-7.

[007] De acordo com a invenção, os objetivos são alcançados com um eixo de veículo compreendendo um elemento intermediário com uma ponta de eixo em cada uma das duas extremidades do elemento intermediário, em que o elemento intermediário e as respectivas pontas de eixo possuem superfícies de contato mútuo com substancialmente a mesma espessura de material, cada ponta de eixo e a respectiva extremidade do elemento intermediário têm uma superfície da casca correndo internamente na direção circunferencial e uma superfície de casca correndo externamente, e cada ponta de eixo é ligada à extremidade respectiva do elemento intermediário por uma costura de solda feita por soldagem a laser, com um chanfro situado pelo menos na transição entre a superfície interna e a superfície de contato da ponta de eixo respectiva e/ou da extremidade respectiva do elemento intermediário.

[008] Chanfrar as superfícies de contato resulta em uma transição mais suave entre a costura por solda feita por a laser e o elemento intermediário e a ponta de eixo, respectivamente, uma vez que a chanfradura reduz a formação de gota sobre a costura de solda durante a soldagem a laser. O resultado é uma menor concentração de entalhes e de tensões reduzidas e, portanto, uma melhor resistência do eixo do veículo. Como o problema da formação de gota em costuras de solda durante a soldagem a laser é maior na superfície interna, o chanframento na dita transição entre a superfície interna e as superfícies de contato resulta em uma boa redução da dita formação de gota, ou seja, uma transição mais suave entre a superfície interna da costura de solda e a superfície interna do elemento intermediário e a ponta de eixo, respectivamente, com menores concentrações de entalhe e tensão reduzida, e, portanto, melhor resistência do eixo do veículo. O chanframento no lado externo também tem bons efeitos.

[009] De acordo com uma modalidade do eixo do veículo, superfícies de contato que mutuamente se faceiam da ponta de eixo e um elemento intermediário, respectivamente, formam um sulco que corre internamente na direção circunferencial. Isso simplifica o processo de solda a laser e resulta em uma transição mais suave entre a superfície interna da costura de solda e a superfície interna do elemento intermediário e a ponta de eixo, respectivamente, com as vantagens acima mencionadas.

[010] De acordo com uma modalidade do eixo do veículo, superfícies de contato que mutuamente se faceiam da ponta de eixo e um elemento intermediário, respectivamente, formam um sulco que percorre internamente a direção circunferencial. Isso simplifica o processo de solda à laser e resulta em uma transição mais suave entre a superfície interna da costura de solda e a superfície interna do elemento intermediário e a ponta do eixo, respectivamente, com as vantagens acima mencionadas.

[011] De acordo com a uma modalidade do eixo do veículo, superfícies de contato que mutualmente se faceiam da ponta de eixo e um elemento intermediário, respectivamente, formam um sulco que corre externamente na direção circunferencial. Isso simplifica o processo de solda a laser e resulta em uma transição mais suave entre a superfície externa da costura de solda e a superfície externa do elemento intermediário e a ponta de eixo, respectivamente, com as vantagens acima mencionadas.

[012] De acordo com uma modalidade do eixo do veículo, pelo menos o dito sulco interno é em forma de V e, portanto, se alarga radialmente para dentro pelos chanfros mutuamente opostos. Isso fornece uma maneira eficaz de reduzir a formação da gota em costuras de solda e, portanto, atingem transições mais suaves, com as vantagens acima mencionadas.

[013] De acordo com uma modalidade do eixo do veículo, cada ponta de eixo tem uma porção interna com espessura do material reduzida começando a uma distância a partir de onde o chanfro muda para a superfície interna da ponta de eixo. Quando o eixo do veículo está com carga, a redução na espessura do material orienta o fluxo de força através das pontas de eixo e a viga de eixo, respectivamente, de modo que qualquer entalhe de fissura na superfície interna da costura de solda não precisa significar uma redução na força do veículo eixo.

[014] De acordo com uma modalidade do eixo do veículo, a ponta de eixo tem uma porção interna com espessura do material reduzida disposta como uma transição direta a partir de onde o chanfro muda para a superfície interna da ponta de eixo, constituindo um came que corre internamente na direção circunferencial. Quando o eixo do veículo está com carga, a redução na espessura do material orienta o fluxo de força através das pontas de eixo e a viga de eixo, respectivamente, de modo que qualquer entalhe de fissura na superfície interna da costura de solda não precisa significar uma redução na força do eixo do veículo. O fato de que o chanfro muda para a superfície interna da ponta de eixo reduz ainda mais as tensões de carga na emenda da solda.

[015] De acordo com uma modalidade do eixo do veículo, a porção com espessura do material reduzida assume a forma de uma transição suave arqueado do came para a espessura de material menor. Isso otimiza tanto o fluxo de força através da ponta do eixo quanto a transição para o chanfro, reduzindo dessa forma, as tensões de carga na emenda da solda.

DESCRICÃO DOS DESENHOS

[016] A presente invenção será melhor compreendida com referência à seguinte descrição detalhada em conjugação com os desenhos em anexo, em que as mesmas referências numéricas denotam elementos similares em todas as vistas, e no qual:
A Fig. 1 apresenta esquematicamente uma vista em perspectiva de um eixo de veículo, de acordo com a presente invenção com um elemento intermediário e com as pontas de eixo soldadas as respectivas extremidades do elemento intermediário;
A Fig. 2 representa esquematicamente uma vista em perspectiva de um detalhe do eixo de veículo de acordo com a Fig. 1 com uma ponta de eixo soldada ao elemento intermediário;
A Fig. 3 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de acordo com a Fig. 1 com o corte da ponta de eixo;
A Fig. 4 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de um detalhe da ponta de eixo em corte na Fig. 3;
A Fig. 5 mostra esquematicamente uma-ampliação de uma seção transversal da parte do elemento intermediário do eixo de veículo e da ponta de eixo de acordo com uma primeira modalidade I da presente invenção dispostos adjacentes um contra o outro para a conexão;
A Fig. 6 representa esquematicamente uma ampliação de uma seção transversal através da costura de solda e porções adjacentes da ponta de eixo e do elemento intermediário de acordo com a Fig. 5, de acordo com a primeira modalidade I da presente invenção;
A Fig. 7 representa esquematicamente uma ampliação de uma seção transversal da parte do elemento intermediário no eixo do veículo e revista do eixo de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção dispostos adjacentes um contra o outro para a conexão;
A Fig. 8 mostra esquematicamente uma ampliação de uma seção transversal através da costura de solda e das porções adjacentes da ponta de eixo e do elemento intermediário de acordo com a Fig. 7, de acordo com a segunda modalidade da presente invenção;
A Fig. 9 mostra uma ampliação de uma seção transversal através da costura de solda e das porções adjacentes da ponta de eixo e do elemento intermediário após um processo de soldagem a laser de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A Fig. 10 representa uma seção transversal através do costura de solda e das porções adjacentes da ponta de eixo e do elemento intermediário após um processo de soldagem a laser de acordo com o estado da técnica; e
A Fig. 11 ilustra esquematicamente um veículo a motor com um eixo de veículo de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[017] A Fig. 1 apresenta esquematicamente uma vista em perspectiva de um eixo de veículo 1, de acordo com a presente invenção.

[018] O eixo de veículo 1 compreende um elemento de eixo intermediário 10 ou um elemento intermediário 10 e pontas de eixo 30 conectáveis às respectivas extremidades do elemento intermediário 10.

[019] O que é exemplificado aqui é o dito elemento intermediário de uma viga de eixo traseiro 10 comumente presente em veículos pesados, como caminhões. As pontas de eixo 30 têm aqui uma secção transversal circular.

[020] Um suporte de freio 2 é disposto na viga do eixo traseiro 10 para apoiar o equipamento de freio (não descritos), que é preso ao eixo do veículo 1.

[021] A viga do eixo 10 é feita de forma convencional de um material adequado para a finalidade de suportar cargas e apropriado para ser ligado às pontas de eixo 30 por solda a laser. A viga do eixo 10 é de preferência feita de chapa de aço resistente com uma espessura de material de acordo com uma variação entre 7 e 15 mm. A viga do eixo 10 tem a forma de uma unidade oca adaptada para compreender suportes de rolamentos e superfícies de contato, a fim de ser capaz de acomodar os eixos de acionamento não descritos aqui e, em um espaço central 5, engrenagens de transmissão de energia de acionamento, a assim chamada engrenagem central.

[022] As pontas de eixo 30 são feitas de uma forma convencional de material de aço adequado para a finalidade de suportar cargas e adequado para ser à viga de eixo 10 por solda a laser.

[023] A Fig. 2 representa esquematicamente uma vista em perspectiva de um detalhe do eixo de veículo 1 de acordo com a Fig. 1, com uma porção do elemento intermediário 10, ou seja, a viga de eixo 10, e uma ponta de eixo 30 conectada à porção da extremidade do elemento intermediário 10. A ponta de eixo 30 é conectada à viga do eixo por uma costura de solda 50, que é descrita em mais detalhes nas Figs. 6 e 8.

[024] A Fig. 3 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de um detalhe do eixo do veículo 1 de acordo com a Fig. 1, com uma porção do elemento intermediário 10 e uma ponta de eixo 30 ligada à porção da extremidade do elemento intermediário 10, com o corte da ponta de eixo.

[025] O elemento intermediário 10 tem em cada uma de suas extremidades uma superfície de extremidade 12, apenas uma das quais é aqui representada. A superfície de extremidade 12 de acordo com uma modalidade é anular e de acordo com uma variante preferida é circular e circunda um eixo axial X, que é substancialmente perpendicular à superfície de extremidade. O elemento intermediário, portanto, tem uma superfície interna e uma superfície externa.

[026] Cada ponta de eixo 30 do eixo do veículo 1 tem uma superfície de extremidade correspondente 32 adaptada para se apoiar contra uma superfície de extremidade 12 do elemento intermediário 10. De acordo com uma modalidade, a superfície de extremidade da ponta de eixo 32 é, portanto, anular e de acordo com uma modalidade preferida é circular e envolve um eixo axial X, que é substancialmente perpendicular à superfície de extremidade, de modo que as respectivas superfícies de extremidade 12, 32 se encaixam uma contra a outra. Cada ponta de eixo 30, portanto, tem uma superfície interna 34 e uma superfície ex35 terna 36. A superfície de extremidade respectiva 12 do elemento intermediário 10 e a superfície de extremidade 32 da respectiva ponta de eixo 30 constituem, assim, as superfícies de contato 12, 32. A superfície de extremidade respectiva 12 do elemento intermediário e a superfície de extremidade/superfície de contato 32 da respectiva ponta de eixo são processadas para uma finura de superfície predeterminada em um plano perpendicular ao eixo central X.

[027] A Fig. 4 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de um detalhe da ponta de eixo em corte 30 na Fig. 4, com sua superfície de extremidade 32.

[028] De acordo com a invenção, a transição entre a superfície interna 34 da ponta de eixo 30 para a última superfície de extremidade 32 é fornecida com uma redução de espessura de material 38 que é preferencialmente de configuração do tipo chanfro, constituindo um chanfro 38. A redução da espessura do material 38 é maior na superfície de extremidade 32 e diminui progressivamente para uma distância ao longo da superfície interna 34 da ponta de eixo 30 a partir da dita superfície de extremidade 32. De acordo com esta variante, o diâmetro interno da ponta de eixo 30 diminui a partir da superfície de extremidade para uma distância para longe da superfície de extremidade para onde a redução do tipo chanfro na espessura do material muda para a superfície interna 34. A redução do tipo chanfro na espessura do material 38 ou o chanfro 38 é mais claramente ilustrado nas Figs. 5 e 7.

[029] De acordo com uma variante, a transição da superfície externa 36 da ponta de eixo 30 para a última superfície de extremidade 30 é provida com uma redução de espessura de material 40, que é de preferência de configuração do tipo chanfro, constituindo um chanfro 40. A redução da espessura do material 40 é maior na superfície de extremidade e diminui progressivamente para uma distância ao longo da superfície externa 36 da ponta de eixo 30 da dita superfície de extremidade 32. De acordo com esta variante; o diâmetro externo da ponta de eixo 30 aumenta a partir da superfície de extremidade 32 para uma distância para longe da superfície de extremidade 30 para onde a redução do tipo chanfro na espessura do material muda para superfície externa 36. A redução do tipo chanfro na espessura do material 40 é mais claramente ilustrada nas Figs. 5 e 7.

[030] Com referência à figura. 3, a transição de acordo com a invenção a partir da superfície interna 14 do elemento intermediário 10 para a última superfície de extremidade 12 é provida com uma redução de espessura de material que é de preferência de configuração do tipo chanfro, constituindo um chanfro (ver Figs. 5 e 7).

[031] De acordo com uma variante, a transição a partir da superfície externa do elemento intermediário 10 para a última superfície de extremidade 12 é fornecida com uma redução da espessura do material que é de preferência de configuração do tipo chanfro (ver Figs. 5 e 7).

[032] A superfície interna 34 da porção de extremidade da ponta de eixo 30, que é para ser fixada por soldagem a uma porção de extremidade do elemento de eixo intermediário 10, ou seja, ao elemento intermediário 10, é provida, de acordo com uma modalidade, com uma redução da espessura do material começando a uma distância a partir da superfície de extremidade 32, próximo à redução do tipo chanfro na espessura do material e do procedendo para longe a partir da superfície de extremidade 32. A ponta de eixo, portanto, tem uma porção interna com espessura de material reduzida a uma distância do chanfro. A redução de espessura do material assume a forma de uma maneira convencional de uma transição suavemente arqueada a partir da maior para a menor espessura do material. Quando o eixo do veículo está com carga, a redução da espessura do material orienta o fluxo de força através das pontas de eixo de modo que qualquer entalhe de fissura na superfície interna da costura de solda não precisa significar uma redução na força/resistência do eixo do veículo.

[033] De acordo com uma variante, a redução da espessura do material está situada a uma distância do local onde a redução do tipo chanfro na espessura do material cessa (ver fig. 5). De acordo com uma outra variante, a redução da espessura do material assume a forma de uma transição direta a partir do local onde a redução do tipo chanfro na espessura do material cessa (ver fig. 7).

[034] A Fig. 5 mostra esquematicamente uma ampliação de uma seção transversal da parte do elemento intermediário do eixo do veículo de 10 e da parte de uma porção de extremidade de uma das pontas do eixo de veículo 30 de acordo com uma primeira modalidade I da presente invenção, disposta com suas respectivas superfícies de extremidade/superfícies de contato 12, 32, se apoiando uma contra a outra para a conexão por solda a laser.

[035] A superfície de extremidade 32 da ponta de eixo 30 é anular, de preferência circular, em torno de um eixo axial X, que é substancialmente perpendicular à superfície de extremidade e a ponta do eixo 30 tem uma superfície interna 34 e uma superfície externa 36. A superfície de extremidade correspondente 12 do elemento intermediário 10 é igualmente anular, de preferência circular, em torno de um eixo axial X, que é substancialmente perpendicular à superfície de extremidade, e o elemento intermediário 10 tem uma superfície interna 14 e uma superfície externa 16.

[036] A transição a partir da superfície interna 34 da ponta do eixo 30 para a última superfície de extremidade anular 32 é provida com uma redução na espessura do material 38 com uma configuração do tipo chanfro, constituindo um chanfro circunferencial 38. A redução da espessura do material 38 é maior na superfície de extremidade 32 e diminui progressivamente por uma distância ao longo de uma superfície interna do eixo do veículo 34 a partir da dita superfície de extremidade 32. De acordo com esta variante, o diâmetro interno da ponta de eixo 30 diminui a partir da superfície de extremidade 32 para uma distância para longe da superfície de extremidade 32 para onde a redução do tipo chanfro, na espessura do material 38 muda para a superfície interna 34 da ponta de eixo 30. O chanfro 38 tem uma profundidade b que se estende radialmente para fora a partir da superfície interna 34. A profundidade é de preferência 5-15% da espessura do material, de preferência 1012% da espessura do material da ponta de eixo.

[037] De forma correspondente, a transição da superfície interna 14 do elemento intermediário 10 para a última superfície de extremidade anular 12 é fornecida com uma redução na espessura do material 18 com uma configuração to tipo chanfro 18 constituindo um chanfro circunferencial 18. A redução da espessura do material 18 é maior na superfície de extremidade 12 e diminui progressivamente por uma distância c ao longo da superfície interna 14 do elemento intermediário 10 a partir da dita superfície de extremidade 12. De acordo com esta variante, o diâmetro interno do elemento intermediário 10 diminui a partir da superfície de extremidade 12 por uma distância para longe da superfície de extremidade 12 para onde a redução do tipo chanfro na espessura do material 18 muda para a superfície interna 14 do elemento intermediário 10. O chanfro 18 tem uma profundidade d que se estende radialmente para fora a partir da superfície interna 14. A profundidade é de preferência 5-15% da espessura do material, de preferência 10-12% da espessura do material da porção de extremidade do elemento intermediário 10.

[038] O chanfro 38 na transição entre a superfície interna 34 da ponta de eixo 30 e a última superfície de extremidade 32 e do chanfro 18 a partir da superfície interna 14 do elemento intermediário 10 para a última superfície de extremidade 12 possui substancialmente a mesma inclinação e substancialmente a mesma profundidade radial, e então os respectivos chanfros 18, 38 possuem substancialmente o mesmo tamanho de superfície. As superfícies de contato que mutuamente se faceiam 32, 12 de uma ponta de 30 e de um elemento intermediário 10, respectivamente, formam um sulco que corre internamente na direção circunferencial. Os respectivos chanfros 18, 38 têm preferencialmente uma inclinação de 45 graus em relação às suas superfícies internas 14, 34 e superfícies de contato 12, 32. Apoiando-se à superfície de extremidade da ponta de eixo 30 contra a superfície de extremidade 12 do elemento intermediário 10 de acordo com a Fig. 5 resulta na formação de uma cavidade circunferencial substancialmente em forma de V, ou num sulco circunferencial substancialmente em forma de V, que se alarga radialmente para dentro.

[039] A transição a partir da superfície externa 36 da ponta de eixo 30 para última superfície de extremidade anular 32 é provida com uma redução na espessura do material 40 com uma configuração do tipo chanfro, constituindo um chanfro circunferencial 40. A redução da espessura do material 40 é maior na superfície de extremidade e diminui progressivamente por uma distância e ao longo da superfície externa 36 da ponta de eixo 30 da dita superfície de extremidade 32. De acordo com esta variante, o diâmetro externo da ponta de eixo 30 aumenta a partir da superfície de extremidade 32 por uma distância para longe da superfície de extremidade 32 para onde a redução do tipo chanfro na espessura do material 40, ou seja, no chanfro 40, muda para a superfície externa 36 da ponta de eixo 30. O chanfro 40 tem uma profundidade f que se estende radialmente para dentro da superfície externa 36. A profundidade é de preferência 5-15% da espessura do material, de preferência 1012% da espessura do material da ponta de eixo.

[040] De forma correspondente, a transição da superfície externa 16 do elemento intermediário 10 para a última superfície de extremidade anular 12 é provida com uma redução na espessura do material 20 com uma configuração do tipo chanfro, constituindo um chanfro circunferencial 20. A redução da espessura do material 20 é maior na superfície de extremidade 12 e diminui progressivamente por uma distância g ao longo da superfície externa 16 do elemento intermediário 10 a partir da dita superfície de extremidade 12. De acordo com esta variante, o diâmetro externo do elemento intermediário 10 aumenta a partir da superfície de extremidade 12 por uma distância g para longe da superfície de extremidade 12 para onde a redução do tipo chanfro na espessura do material 20 muda para a superfície externa 16 do elemento intermediário 10. O chanfro 20 tem uma profundidade h que se estende radialmente para dentro a partir da superfície externa 16. A profundidade é de preferência 5-15% da espessura do material, de preferência 10-12% da espessura do material do elemento intermediário.

[041] O chanfro 40, na transição entre a superfície externa 36 da ponta de eixo 30 e a última superfície de extremidade 32 e o chanfro 20 a partir da superfície externa 16 do elemento intermediário de 10 para a última superfície de extremidade 12 têm substancialmente a mesma inclinação e substancialmente a mesma profundidade radial, e então, os respectivos chanfros 20, 40 possuem substancialmente o mesmo tamanho de superfície. As superfícies de contato que mutuamente se faceiam 32, 12 de uma ponta de eixo 30 e do elemento intermediário 10, respectivamente formam um sulco que corre externamente na direção circunferencial. Os respectivos chanfros 20, 40 têm preferencialmente uma inclinação de 45 graus em relação às suas superfícies internas 16, 36 e às superfícies de contato 12, 32. Apoiando-se a superfície de extremidade da ponta de eixo 30 contra a superfície de extremidade 12 do elemento intermediário 10 de acordo com a Fig. 5 resulta na formação de uma cavidade circunferencial substancialmente em forma de V, ou num sulco circunferencial substancialmente em forma de V, que se alarga radialmente.

[042] A superfície interna 34 na parte de extremidade da ponta de eixo 30 que é para ser fixada por soldagem a uma porção de extremidade do elemento de eixo intermediário 10, ou seja, do elemento intermediário 10, é provida com uma redução da espessura do material começando a uma distância i de onde a redução do tipo chanfro na espessura do material 38 muda para a superfície interna 34 para longe a partir da superfície de extremidade 32. A ponta de eixo 30, portanto, tem uma porção interna com espessura do material reduzida começando a uma distância i de onde o chanfro 38 muda para a superfície interna 34 da ponta de eixo 30. A superfície interna 34 com a ampliação axial i a partir da transição do chanfro 38 para a transição para a redução da espessura do material arqueado constitui um planalto interno circunferencial 42. A redução da espessura do material assume a forma de uma transição suavemente arqueada a partir da maior para a menor espessura de material ou de um recesso substancialmente semicircular na superfície interna 34 do material da ponta de eixo.

[043] A Fig. 6 representa esquematicamente uma ampliação de uma seção transversal através de uma costura de solda 50-feita por solda a laser para ligar as superfícies de contato 12, 32 do elemento intermediário 10 e a ponta de eixo 30, respectivamente, de acordo com a primeira modalidade I da Fig. 5.

[044] A costura de solda 50 é feita de uma forma convencional por solda a laser, por exemplo, de acordo com o processo descrito no documento SE 522485 C2.

[045] A costura de solda 50 tem uma superfície interna 52 constituindo uma transição entre a superfície interna 34 da ponta do eixo 30 e a superfície interna 14 do elemento intermediário 10, e uma superfície externa 54 constituindo uma transição entre a superfície externa 36 da ponta do eixo 30 e a superfície externa 16 do elemento intermediário 10.

[046] O recesso interno em forma de V 18, 38 formado pelo encontro das superfícies de extremidade 32 da ponta do eixo 30 contra a superfície de extremidade 12 do elemento intermediário 10 de acordo com a Fig. 5 resulta em uma transição mais suave entre a superfície interna 52 da costura/emenda da solda 50 feita por solda a laser e as superfícies internas 14, 34 do elemento intermediário 10 e a ponta do eixo 30, respectivamente. Isto é porque a forma semelhante a gota resultante do estado da técnica (ver Fig. 10) é reduzido pelo recesso em forma de V 18, 38, de acordo com a Fig. 5. O resultado é uma menor concentração de tensões e de entalhe reduzidas, e, portanto, uma melhor resistência do eixo do veículo. Um outro resultado é uma transição mais suave entre a superfície externa 54 da emenda da solda 50 e as superfícies externas 16, 36 do elemento intermediário 10 e a ponta de eixo 30, respectivamente, com uma consequente redução adicional na concentração de entalhes e tensão. O eixo de veículo 1 e a emenda/costura de solda 50 aí situados, suportam as cargas em situações operacionais difíceis, tais como caminhões pesados, por exemplo, até cerca de 15 toneladas.

[047] Quando o eixo do veículo 1 está com carga, a redução arqueada na espessura do material começando a uma distância de onde o chanfro 38 muda para a superfície interna da ponta de eixo 30 orienta o fluxo de força através da ponta de eixo 30 de modo que qualquer entalhe de fissura na superfície interna da costura da solda não precisa significar uma redução na força/resistência do eixo do veículo.

[048] A Fig. 7 representa esquematicamente uma ampliação de uma seção transversal da parte do elemento intermediário do eixo do veículo 10 e parte de uma porção de extremidade de uma das pontas de eixo do veículo 30 de acordo com uma segunda modalidade II da presente invenção, disposta com suas respectivas superfícies de extremidade/superfícies de contato 12, 32, apoiando-se uma contra a outra para a conexão por solda a laser.

[049] A modalidade de acordo com a Fig. 7 só difere daquela ilustrada nas Figs. 5 e 6 no que se refere à transição do chanfro 38 para a superfície interna 34 da ponta de eixo 30.

[050] A superfície interna 34 na parte de extremidade da ponta de eixo 30 que é para ser fixada por soldagem a uma parte de extremidade do elemento de eixo intermediário 10, ou seja, do elemento intermediário 10, é provida com uma redução de espessura do material na forma de uma transição direta 44 a partir de onde a redução do tipo chanfro na espessura do material 38, ou seja, o chanfro 38 muda para a superfície interna 34 da redução de espessura do material arqueada para longe a partir da superfície de extremidade 32. A transição direta 44 entre o chanfro 38 e a redução da espessura do material arqueado 34 constitui um came circunferencial 44 ou uma crista 44. A ponta de eixo 30, portanto, tem uma porção interna com espessura do material reduzida como uma transição direta 44 de onde o chanfro 38 muda para a superfície interna 34 da ponta do eixo 30. A redução da espessura do material assume a forma de uma transição suavemente arqueada da maior para a menor espessura de material ou um recesso substancialmente semicircular na superfície interna 34 do material da ponta de eixo 30. Quando o eixo do veículo 1 está com carga, a redução na espessura do material orienta o fluxo de força através da ponta de eixo 30 de modo que qualquer entalhe de fissura na superfície interna 52 da emenda da solda 50 não precisa significar uma redução na força do eixo do veículo 1.

[051] A Fig. 8 mostra esquematicamente uma ampliação de uma seção transversal através de uma costura de solda 50 feita por solda a laser para ligar as superfícies de contato 12, 32 do elemento intermediário 10 à ponta de eixo 30, respectivamente, de acordo com a segunda modalidade II na Fig. 7.

[052] A costura de solda é feita de uma forma convencional por solda a laser, por exemplo, de acordo com o processo descrito no SE 522485 C2.
A costura de solda 50 tem uma superfície interna 52 constituindo uma transição entre a superfície interna 34 da ponta do eixo 30 e a superfície interna 14 do elemento intermediário 10, e uma superfície externa 54 constituindo uma transição entre a superfície externa 36 da ponta de eixo 30 e a superfície externa 16 do elemento intermediário 10.

[053] O recesso interno em forma de V 18, 38 formado pelo encontro da superfície de extremidade 32 da ponta de eixo 30 contra a superfície da extremidade 12 do elemento intermediário 10 de acordo com a Fig. 7, resulta em uma transição mais suave entre a superfície interna 52 da emenda da solda 50 feita por solda à laser, e as superfícies internas 14, 34 do elemento intermediário 10 e a ponta do eixo 30, respectivamente. Isto porque a forma semelhante a uma gota resultante do estado da técnica (ver Fig. 10) é reduzida pelo recesso em forma de V 18, 38 de acordo com a Fig. 7. O resultado é uma menor concentração de entalhe e de tensões reduzidas e, portanto, uma melhor resistência do eixo do veículo. Outro resultado é uma transição mais suave entre a superfície externa 54 da emenda da solda 50 e as superfícies externas 16, 36 do elemento intermediário 10 e da ponta de eixo 30, respectivamente, com consequente redução adicional nas concentrações de entalhe e de tensões.

[054] O eixo de veículo 1 e a costura de solda 50 aí situados irão, assim, suportar as cargas em 5 situações operacionais difíceis, tais como caminhões pesados, por exemplo, cerca de 15 toneladas.

[055] O fato de que a superfície interna 34 na parte de extremidade da ponta de eixo 30, que é para ser presa por solda à parte de extremidade do elemento intermediário 10 é provida com uma redução da espessura do material na forma de uma transição direta 44 de 10 onde a redução do tipo chanfro na espessura do material muda para a superfície interna 34 da redução de espessura do material arqueado para longe da superfície de extremidade 32 melhora a transição entre a superfície interna 52 da emenda da solda 50 feita por solda a laser e a superfície interna 34 da ponta de eixo 30 de tal modo que a superfície interna 52 da costura de solda 50 substancialmente constitui urna extensão da redução de espessura 15 do material arqueado, ou seja, a transição 44 entre a superfície interna 52 da costura de solda 50 e a superfície interna 34 da ponta de eixo 30 se torna muito suave. Isso adicionalmente reduz as tensões em carga na costura de solda 50.

[056] A Fig. 9 mostra uma ampliação de uma seção-transversal através da emenda de solda 50 feita por um processo de solda a laser, que liga o elemento intermediário 10 e a 20 ponta de eixo 30 e partes da ponta de eixo 30 e o elemento intermediário 10, que estão adjacentes à costura de solda 50 de acordo com uma modalidade correspondente àquela na Fig. 6, ou seja, com o recesso em forma de V formado pelo encontro da superfície de extremidade da ponta de eixo contra a superfície de extremidade do elemento intermediário 10.

[057] A Fig. 10 mostra um corte transversal através de uma costura de solda 50' feita por 25 um processo de soldagem a laser ligando um elemento intermediário 10' e a ponta de eixo 30' e porções da ponta de eixo 30' e o intermediário elemento 10", que são adjacentes à costura de solda 50' de acordo com o estado da técnica, ou seja, sem o recesso/chanfro em forma de V nas transições entre as superfícies internas e final/superfícies externas do elemento intermediário e da ponta do eixo 30.

[058] O resultado é que a transição entre a superfície interna 52, a costura de solda 50 e o elemento intermediário e a superfície interna 52 da emenda da solda e da ponta do eixo 30, com recesso em forma de V de acordo com a presente invenção de acordo com a Fig. 9 será mais suave do que a transição entre a superfície interna 52’ da costura de solda 50’ e do elemento intermediário 10’ e a face interna 52’ da costura de solda 50’ e o elemento de eixo 10’ sem recesso em forma de V de acordo com o estado da técnica de acorda com a Fig. 10.

[059] A Fig. 11. Ilustra esquematicamente um veículo a motor 100 com um eixo do veículo 1 de acordo com a invenção.

[060] A invenção, portanto, não deve ser considerada como limitada às modalidades acima indicadas, mas pode ser variada dentro de seu escopo indicado pelas reivindicações em anexo.

Claims

Eixo de veículo (1) que compreende um elemento intermediário (10) com uma ponta de eixo (30) em cada uma das duas extremidades do elemento intermediário (10), em que o elemento intermediário (10) e as respectivas pontas de eixo (30) têm superfícies de contato mútuo (12, 32) com substancialmente a mesma espessura de material, cada ponta de eixo (30) e extremidade respectiva do elemento intermediário (10) tendo uma superfície de casca (14, 34) correndo na direção circunferencial internamente e uma superfície de casca (16, 36) correndo externamente, e cada ponta de eixo (30) sendo conectada à extremidade respectiva do elemento intermediário (30) por uma costura de solda (50) feita por solda a laser, a ponta de eixo tendo uma porção interna com espessura de material reduzida na forma de uma transição direta (44),
CARACTERIZADO pelo fato de que:
um chanfro (18, 38) é disposto pelo menos na transição entre as superfícies internas (34, 14) e superfícies de contato (32, 12) de cada ponta de eixo (30) e/ou da extremidade respectiva do elemento intermediário (10), em que as superfícies de contato que mutuamente se faceiam (32, 12) e um elemento intermediário (10), respectivamente, formam um sulco que corre na direção circunferencial;
e pelo menos o dito sulco interno é em forma de "V" e alarga-se radialmente para dentro por chanfros mutuamente opostos (18, 38, 20, 40).
Eixo de veículo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies de contato (12, 32) são substancialmente anulares e um chanfro (18, 38, 20, 40) é disposto tanto na transição entre as superfícies internas (34, 14) e as superfícies de contato (32, 12) de cada ponta de eixo (30) e/ou da extremidade respectiva do elemento intermediário (10), quanto na transição entre as superfícies externas (36, 16) e as superfícies de contato (32, 12) de cada ponta de eixo (30) e/ou da extremidade respectiva do elemento intermediário (10).
Eixo de veículo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies de contato que mutuamente se faceiam (32, 12) de um ponta de eixo (30) e de um elemento intermediário (10), respectivamente, formam um sulco que corre intemamente na direção circunferencial.
Eixo de veículo de acordo com uma ou ambas as reivindicações 2 e 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies de contato que mutuamente se faceiam (32, 12) de uma ponta de eixo (30) e de um elemento intermediário (10), respectivamente, formam um sulco que corre externamente na direção circunferencial.
Eixo do veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a partir da transição direta (44) o chanfro (38) muda para a superfície interna (34) da ponta de eixo, constituindo um veio (44) que corre internamente na direção circunferencial.
Eixo de veículo de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção com espessura de material reduzida assume a forma de uma transição suavemente arqueada a partir do veio para a menor espessura do material.