PT1704078E - Eixo de direcção para veículos, em particular para veículos de obras públicas ou tractores agrícolas - Google Patents

Description

«i&G m mmcçm imi wícslg®, m, pmk mimmm m «s « mM^mms mmmim 0 presente invento refere-se a direcções para veículos, em particular para veículos de obras públicas ou tractores agrícolas, tal como conhecido através da patente US 5236059 e definido no preâmbulo da reivindicação 1. O tipo de veículos acima mencionado tem usualmente problemas de direcção devido à exigência de satisfazer a necessidade de produção de veículos de pequenas dimensões, com pneus tão largos quanto possível e com um balanço de massas equilibrado entre o eixo da frente e o eixo de trás. A necessidade de contenção do tamanho do veículo está ligada, por exemplo, à necessidade de respeitar os regulamentos de tráfego rodoviário ou capacidade de movimentação em espaços estreitos, tais como, por exemplo, pomares. A necessidade de equipar o veículo com pneus de grandes dimensões está ligada ao facto de, por exemplo, a tracção, a capacidade de carga e a altura ao solo aumentarem à medida que aumenta a dimensão do pneu. Finalmente, no que respeita à necessidade de assegurar um balanço de massas equilibrado, sabe-se que um balanço de massas do veículo mais equilibrado entre os dois eixos, e em conformidade um aumento no desempenho e no conforto, consegue-se mudando-se o motor e/ou outros componentes do veículo para a parte da frente. Contudo, estas necessidades afectam negativamente o desempenho da direcção do veículo, dado que reduzem o espaço disponível entre os pneus e as partes mecânicas e, por conseguinte, o ângulo máximo de direcção.

Para se assegurarem ângulos de direcção adequados nos veículos de obras públicas ou nos tractores agrícolas de produção recente, um ou mais dos requisitos acima mencionados tem, por conseguinte, de ser penalizado de vez em quando, com a consequente redução nos desempenhos do veículo. É, por conseguinte, objecto do presente invento proporcionar um eixo de direcção para um veículo, tal como um veículo de obras públicas ou um tractor agrícola, que permite alcançar amplos ângulos de direcção sem obrigar a penalizar os desempenhos do veículo.

Este e outros objectos são completamente alcançados de acordo com o invento devido a um eixo de direcção que tem as características definidas na parte caracterizante da Reivindicação 1. Nas reivindicações dependentes são apresentadas características adicionais vantajosas.

Abreviadamente, o invento baseia-se na ideia de se construir um eixo de direcção que compreende: uma estrutura de suporte estacionária que se estende substancialmente ao longo da direcção transversal do veículo e é aberta nas suas extremidades transversais opostas; um par de partes telescópicas, cada uma alojada na estrutura de suporte para ser apta a deslizar ao longo da direcção transversal; um par de porta-cubos cada um dos quais é articulado por intermédio de uma junta a uma extremidade transversal exterior da respectiva parte telescópica para rotação em torno de um eixo de direcção essencialmente vertical; e um par de elementos de ligação que ligam, cada um, um porta-cubos respectivo a estrutura de suporte e são configurados para causarem um movimento de extensão/retracção das partes telescópicas em relação à estrutura de suporte à medida que o ângulo da direcção varia, para afastar da estrutura transversalmente os eixos de direcção dos porta-cubos do veículo durante a operação de manobra da direcção.

De preferência, o eixo de direcção compreende adicionalmente um tirante transversal, articulado nas suas extremidades opostas aos dois elementos de ligação para coordenar a rotação dos dois porta-cubos durante a operação de manobra da direcção.

Preferivelmente, os dois elementos de ligação podem ser formados como tirantes simples, cada um articulado nas suas extremidades no respectivo porta-cubos e na estrutura de suporte. Neste caso, o eixo longitudinal de cada tirante, que é o eixo que liga os centros de articulação do tirante, tem de passar através do eixo de direcção do respectivo porta-cubos.

De acordo com uma variante de construção, os dois elementos de ligação podem ser formados como chapas, cada uma das quais está ligada ao respectivo porta-cubos e tem uma ranhura que engata de modo deslizante, um pino respectivo, ligado à estrutura de suporte, sendo a ranhura configurada de tal maneira que provoca um movimento de extensão/retracção da respectiva parte telescópica com uma norma previamente determinada à medida que o ângulo de direcção varia. caracteristicas adicionais e vantagens do invento resultarão claramente da descrição pormenorizada que se segue, dada puramente a titulo de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 á uma vista em perspectiva que mostra uma metade de um eixo de direcção frontal para veículos, em particular para veículos de obras públicas ou tractores agrícolas, de acordo com uma primeira forma de realização preferida do presente invento; A Figura 2 é uma vista em planta do eixo da figura 1, numa condição na qual o ângulo de direcção é zero;

As Figuras 3 e 4 são vistas em planta do eixo da Figura 1, numa condição na qual o ângulo de direcção é +a e -a, respectivamente;

As Figuras 5A e 5B ilustram a operação de manobra de direcção para a direita, no caso de um eixo de direcção frontal de acordo com a arte anterior e no caso do eixo de direcção frontal da Figura 1, respectivamente;

As Figuras 6A e 6B ilustram a operação de manobra da direcção para a esquerda, no caso de um eixo de direcção frontal de acordo com a arte anterior e no caso do eixo de direcção frontal da Figura 1, respectivamente; A Figura 7 é uma vista em planta que mostra uma metade de um eixo de direcção frontal para veículos, em particular para veículos de obras públicas ou tractores agrícolas, de acordo com outra forma de realização preferida do presente invento; e

As Figuras 8 e 9 são vistas em planta do eixo da Figura 7, numa condição na qual o ângulo de direcção é +a e -a, respectivamente.

Na descrição e nas reivindicações que seguem, termos como "frontal" e 'posterior", 'superior" e "inferior", "longitudinal" e 'transversal" pretendem-se como referidos a condição montada no veículo. Por razões óbvias de simplicidade, apenas será descrita uma das duas partes simétricas que formam a estrutura do eixo da direcção do invento, sendo claramente compreendido que a parte não descrita deve ser retida como substancialmente idêntica à descrita. Além disso, embora o invento seja descrito e ilustrado com referência a um eixo de condução frontal, é claro que pode ser aplicado também a um eixo de reboque ou a um eixo posterior.

Fazendo primeiro referência â Figura 1, indica-se genericamente com 10 um eixo de direcção frontal para veiculo, em particular para um veiculo de obras públicas ou um tractor agrícola, de acordo com uma forma de realização preferida do presente invento. O eixo 10 compreende basicamente: uma estrutura de suporte 12 projectada para ser fixada a estrutura do veículo e que inclui uma parte central em forma de caixa 14 (da qual apenas uma metade é mostrada nas figuras) adaptada para alojar uma unidade diferencial, em si conhecida e não mostrada, e uma parte lateral oca 16 que se estende substancialmente ao longo da direcção transversal do veículo (definida por um eixo Y nas Figuras 2 a 4) e é aberta na sua extremidade transversal exterior; uma parte telescópica 18 que, de preferência, tem também uma estrutura oca e alojada de modo deslizante na parte lateral oca 16 da estrutura de suporte 12 para ser apta para se deslocar entre uma posição retraída (Figura 2), na qual a parte telescópica 18 está essencialmente completamente recebida dentro da parte lateral oca 16, e uma posição estendida (Figura 3), na qual a parte telescópica 18 se projecta parcialmente para fora da parte lateral oca 16; e um porta-cubos 20 para suportar rotativamente um cubo que compreende, de maneira em si conhecida, uma caixa rotativa 22, na qual estão alojados, uma unidade de engrenagem de redução epicicloidal e um dispositivo de travagem (não mostrado), e é dotado de um disco 24 que é solidamente ligado para rotação com a caixa 22 e tem uma pluralidade de orifícios de passagem 25 para fixação, por intermédio de parafusos ou outros elementos de ligação roscados, de uma jante de roda (não mostrada).

Entre a parte telescópica 18 e a parte lateral oca 16 da estrutura de suporte 12 proporciona-se uma determinada folga e uma rugosidade adequada das superfícies de deslizamento e um sistema de lubrificação eficiente, de modo a reduzir a um mínimo o atrito entre as partes e, por isso, o desgaste. O porta-cubos 20 é articulado à extremidade da parte telescópica 18 por intermédio de um par de pinos 26 (apenas o superior pode ser visto na Figura 1) para ser apto para rodar em torno de um eixo de direcção normalmente vertical Z. O movimento de rotação do porta-cubos 20 em torno do eixo de direcção Z é controlado por um dispositivo actuador do tipo conhecido por si, tal como por exemplo, um macaco de fluido que compreende um cilindro 28 articulado na sua extremidade interior transversal à estrutura de suporte 12 do eixo 10 ou a outra parte estacionária do veículo por intermédio de uma cabeça de articulação 30, e um êmbolo dotado de um tirante 32 articulado na sua extremidade exterior transversal a um suporte 34 dotado de uma cabeça de articulação 36 e transportada pelo porta-cubos 20. A disposição do macaco pode naturalmente ser invertida, isto é, o cilindro 28 pode ser articulado no porta-cubos 20 e o tirante 32 na estrutura de suporte 12. Além disso, de acordo com uma variante de construção (não mostrada), o macaco pode ser articulado na sua extremidade interior transversal na parte telescópica 18 do eixo 10, em vez de na estrutura de suporte 12. Isto possibilita a redução da dimensão axial do macaco e, por conseguinte, também o seu custo.

Um semi-eixo telescópico, não mostrado, é montado rotativamente no interior da parte telescópica 18 e está ligado por intermédio de uma junta universal 38, ou por intermédio de qualquer outro dispositivo de ligação apropriado, a um veio de entrada da unidade de engrenagem de redução epicicloidal alojada na caixa rotativa 22 para transmissão de binário da unidade diferencial ao cubo da roda. O eixo de direcção 10 compreende também, de acordo com o invento, um elemento de ligação 40 que liga o porta-cubos 20 a estrutura de suporte 12, em particular a parte lateral oca 16. O elemento de ligação 40 é neste caso formado como um tirante articulado na sua extremidade exterior transversal ao porta-cubos 20 por intermédio de um pino vertical 42 levado por um suporte 44 ligado ao porta-cubos 20 e na sua extremidade transversal interior à parte lateral oca 16 por intermédio de um pino vertical 46 a ele ligado.

Também se proporciona um terceiro tirante transversal ou barra 48, que é articulado nas suas extremidades aos tirantes de ligação 40 das duas rodas (apenas uma delas é mostrada nas figuras) de modo a coordenar a rotação dos dois porta-cubos 20. Contudo, podem ser proporcionados outros meios de modo a coordenar a rotação dos dois porta-cubos 20.

Como se pode ver na vista em planta da Figura 2, o eixo de direcção 10 é configurado de tal maneira que, quando o veiculo está a deslocar-se ao longo de uma via direita, isto é, quando as rodas estão orientadas paralelas a um eixo longitudinal X do veiculo, o eixo longitudinal do tirante de ligação 40, indicado por L, por outras palavras, o eixo que liga os centros de articulação do tirante, passa através do centro dos pinos verticais 26 por intermédio dos quais o porta-cubos 20 roda em relação I. parte telescópica 18. Nesta condição, a parte telescópica 18 está completamente retraída na parte lateral oca 16 da estrutura de suporte 12.

Se o porta-cubos 20 for agora feito rodar, por exemplo, no sentido inverso ao dos ponteiros do relógio, (Figura 3) através do macaco hidráulico 28, como resultado do constrangimento adicional representado pelo tirante de ligação 40, a parte telescópica 18 sai da parte lateral oca 16 da estrutura de suporte 12, com uma quantidade que aumenta à medida que o ângulo de direcção (indicado a na Figura 3) aumenta. Em conformidade, o eixo de rotação z do porta-cubos é afastado do eixo longitudinal X do veículo e por conseguinte é reduzido o risco de interferência entre a roda e as partes mecânicas do veiculo. 0 mesmo se aplica no caso de rotação do porta-cubos 20 no sentido dos ponteiros relógio, tal como ilustrado na Figura 4.

Quando a parte telescópica 18 do eixo frontal sai da estrutura de suporte 12, a transmissão do binário entre a unidade diferencial e a unidade de engrenagem de redução epicicloidal da roda da frente é, contudo, assegurada pela utilização do supracitado semi-eixo telescópico. A vantagem que pode ser alcançada em virtude de um eixo de direcção de acordo com o invento em termos do aumento no ângulo máximo de direcção pode ser claramente percebido através das Figuras 5A, 6A e 5B, 6B, que ilustram as operações de manobra da direcção para a esquerda e para a direita no caso de um eixo de direcção frontal de acordo com a arte anterior e de acordo com o invento, respectivamente. Efectivamente, pode notar-se que com o mesmo ângulo de direcção a distância mínima entre a roda, indicada por 100, e o eixo longitudinal X do veículo é maior num eixo de acordo com o invento do que num eixo convencional. Efectivamente, no eixo de acordo com o invento, a distância entre o eixo de direcção Z da roda e o eixo longitudinal X do veículo aumenta em consequência da extensão da parte telescópica 18 que sai da estrutura de suporte 12.

Da descrição acima ressalta claramente, por conseguinte, que um eixo de direcção de acordo com o invento possibilita: - redução do espaço requerido para a operação de manobra da direcção, permitindo consequentemente a utilização de pneus maiores para a mesma largura do veiculo; - aumento da capacidade de manobra do veiculo, graças a possibilidade de aumentar o ângulo máximo de direcção; - redução dos custos de projecto do veículo ligados à análise da correcta localização do motor e/ou de outras partes mecânicas de maneira a evitar interferência com os pneus da frente durante a operação de manobra da direcção.

Nas Figuras 7 a 9 ilustra-se uma segunda forma de realização preferida de um eixo de direcção de acordo com o invento, na qual partes e componentes idênticos ou correspondentes aos das Figuras 1 a 4 foram indicados com as mesmas referências numéricas.

Esta segunda forma de realização difere da primeira substancialmente pelo facto de o elemento de ligação 40 ser um elemento em chapa que num lado é ligado ao porta-cubos 20 e no outro tem uma ranhura 50 na qual se engata de modo deslizante um pino 46 ligado â parte lateral oca 16 da estrutura de suporte 12. A forma da ranhura determinou a norma do movimento da parte telescópica 18 que estende ou retrai em relação á parte lateral oca 16 da estrutura de suporte 12 a medida que o ângulo de direcção varia.

Portanto, esta segunda disposição oferece uma maior versatilidade de utilização, dado que possibilita a obtenção de normas de movimento adaptadas aos requisitos específicos do veiculo para o qual o eixo é projectado. Além disso, permite reduzir o número de componentes do eixo, uma vez que não requer, nem uma ligação articulada entre o elemento de ligação 40 e o porta-cubos 20, nem um tirante de ligação ou barra entre os dois porta-cubos 20 para coordenar o movimento de direcção daqueles.

Naturalmente, permanecendo imutável o princípio do invento, podem variar amplamente formas de realização e pormenores de fabrico em relação aos descritos e aos ilustrados puramente a título de exemplos não limitativos.

Claims (10)

1. Eixo de direcção (10) para veículo, em particular para veículo de obras públicas ou tractor agrícola, que compreende: uma estrutura de suporte (12); um par de porta-cubos (20) cada um rotativo em torno de um eixo de direcção respectivo (z); meios actuadores (28, 30, 32) para controlo da rotação dos porta-cubos (20) em torno dos respectivos eixos de direcção (Z); caracterizado por compreender adicionalmente: um par de partes telescópicas (18), cada uma das quais é alojada na estrutura de suporte (12) para ser apta a deslizar numa direcção essencialmente transversal (Y) e transporta, articulado na sua extremidade exterior transversal, um porta-cubos respectivo (20); e elementos de ligação (40) que ligam cada porta-cubos (20) a estrutura de suporte (12) e são configurados para provocarem um movimento de extensão/retracção das partes telescópicas (18) em relação a estrutura de suporte (12) à medida que o ângulo de rotação (a) dos porta-cubos varia em torno dos respectivos eixos de direcção (Z), pelo qual os referidos eixos (Z) são afastados transversalmente da estrutura do veículo durante a operação de manobra da direcção.

2. Eixo de acordo com a reivindicação 1, em que os referidos meios de ligação compreendem um par de tirantes (40) , cada um dos quais é articulado nas suas extremidades opostas no respectivo porta-cubos (20) e na estrutura de suporte (12).

3. Eixo de acordo com a reivindicação 2, em que o referido par tirantes de ligação (40) é configurado de tal maneira que numa condição não direccionada um eixo (L) que passa através dos centros de articulação de cada um dos dois tirantes de ligação (40) intersecta o eixo de direcção (Z) do respectivo porta-cubos (20).

4. Eixo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, que compreende adicionalmente um terceiro tirante de ligação (48) articulado no referido par de tirantes de ligação (40) .

5. Eixo de acordo com a reivindicação 1, em que os referidos meios de ligação incluem um par de elementos em chapa (40) cada um dos quais, num dos lados, está ligado ao respectivo porta-cubos (20) e no outro lado tem uma ranhura (50) na qual se engata de modo deslizante um pino (46) ligado a estrutura de suporte (12).

6. Eixo de acordo com a reivindicação 5, em que as ranhuras (50) dos elementos em chapa (40) são configuradas de tal maneira que provocam um movimento de extensão/retracção das partes telescópicas (18) de acordo com uma norma de movimento previamente determinada.

7. Eixo de acordo com a reivindicação 1, em que a estrutura de suporte (12) inclui uma parte central em forma de caixa (14), projectada para alojar uma unidade diferencial, e um par de porções laterais ocas (16) que se estendem substancialmente na direcção transversal (Y) do veiculo e alojam o referido par de partes telescópicas (18) .

8. Eixo de acordo com a reivindicação 1, em que cada um do referido par de partes telescópicas (18) aloja um semi-eixo telescópico para transmissão de binário ao respectivo porta-cubos (2 0) .

9. Eixo de acordo com a reivindicação 1, em que os referidos meios actuadores incluem um par de macacos hidráulicos, em que cada um compreende um cilindro (28) articulado (30) na estrutura de suporte (12) ou no respectivo porta-cubos (20) e um êmbolo dotado de um tirante (32) articulado (36) no porta-cubos (20) ou na estrutura de suporte (12), respectivamente.

10. Eixo de acordo com a reivindicação 1, em que os referidos meios actuadores incluem um par de macacos hidráulicos em que cada um compreende um cilindro (28) articulado (30) na respectiva parte telescópica (18) ou no respectivo porta-cubos (20) e um êmbolo dotado de um tirante (32) articulado (36) no porta-cubos (20) ou na parte telescópica (18), respectivamente. Lisboa, 1 4 llt 2007