PT1965091E - Junta de transmissão - Google Patents

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PT1965091E
PT1965091E PT07425103T PT07425103T PT1965091E PT 1965091 E PT1965091 E PT 1965091E PT 07425103 T PT07425103 T PT 07425103T PT 07425103 T PT07425103 T PT 07425103T PT 1965091 E PT1965091 E PT 1965091E
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quot
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diaphragm
transmission joint
angularly
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Giuseppe Gasparini
Diego Scaltritti
Andrea Bianchi
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Agusta Spa
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Description

1
DESCRIÇÃO "JUNTA DE TRANSMISSÃO" A presente invenção destina-se a uma junta de transmissão, em especial para ser aplicada em aviões.
As juntas de transmissão são usadas para unir, de um modo angular, um veio de transmissão e um veio comandado, e para permitir no movimento e a oscilação dos eixos do veio.
Mais em concreto, as juntas de transmissão compreendem um membro tubular de ligação com um cubo disposto de um modo angular e que faz parte integrante do veio de transmissão; e um aro posicionado radialmente para o exterior do cubo e que faz, angularmente, parte integrante do veio comandado.
Mais em concreto, as juntas podem compreender vários membros de ligação que fazem angularmente parte integrante uns dos outros; neste caso, o cubo de um dos membros de ligação está ligado ao veio de transmissão e o cubo do outro dos membros de ligação está ligado ao veio comandado.
De um modo alternativo, as juntas podem compreender uma pluralidade se meios de ligação que fazem angularmente parte integrante uns dos outros; situação em que o cubo de um dos membros de ligação se encontra ligado ao veio de transmissão e o cubo de outro dos membros de ligação se encontra ligado ao veio conduzido. 0 membro de ligação compreende ainda uma porção de paredes finas, ou que se designa por diafragma, colocada entre o 2 cubo e o aro de um modo radial e alongada numa direcção perpendicular aos veios de transmissão e comandado.
Os diafragmas são conhecidos, por exemplo, de acordo com o descrito na Patente BE-456920, na qual o perfil do diafragma compreende, desde o cubo até ao aro, uma porção cuja espessura diminui e uma porção cuja espessura aumenta.
Mais em concreto, o perfil é assimétrico em relação à direcção da extensão do diafragma.
Os diafragmas são também conhecidos, por exemplo, como os descritos na Patente US-A-5158504, em que o perfil é simétrico em relação à direcção de extensão do diafragma.
Mais especificamente, o perfil destes diafragmas compreende, desde o cubo até ao aro, uma porção cuja espessura diminui e uma porção cuja espessura aumenta. 0 perfil de diafragma das juntas conhecidas proporciona, em condições de funcionamento, para transmitir um binário de transmissão previamente determinado desde o veio de transmissão até ao veio comandado com uma grande margem de segurança e para manter abaixo de um valor previamente determinado a tensão de fadiga causada pelas variações periódicas da posição mútua dos eixos dos veios de transmissão e comandado. 0 Requerente descobriu que as juntas conhecidas são pouco satisfatórias pois os perfis de diafragma conhecidos não conseguem minimizar o peso e o tamanho global da junta. 3
Por outras palavras, o Requerente descobriu ser possível melhorar o perfil do diafragma de um modo tal que reduza o peso e, como tal, o tamanho global da junta quando comparado com as soluções conhecidas, ao mesmo tempo que mantém a mesma margem de segurança em relação ao binário de transmissão e à redução da tensão de fadiga provocada pelas variações periódicas na posição mútua dos eixos do veio de transmissão e do veio comandado. 0 Requerente descobriu ser também possível, concebendo de um modo adequado o perfil do diafragma, reduzir o peso e, como tal, o tamanho global da junta, ao mesmo tempo que se reduz o fenómeno de deformação provocado quando o diafragma de paredes finas é submetido ao momento de torção transmitido pelo veio de transmissão.
Finalmente, o Requerente descobriu também ser possível, concebendo de um modo adequado o perfil do diafragma, reduzir a formação durante o funcionamento de oscilações forçadas provocadas pelos fenómenos de ressonância entre as frequências naturais do sistema que contém o diafragma e as frequências de rotação do veio de transmissão ou do veio conduzido.
Os documentos GB-A-149,693 e DE-A-2655178 revelam uma junta de transmissão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. É um objecto da presente invenção proporcionar uma junta de transmissão que, através de uma concepção adequada do perfil do diafragma, é mais leve do que as juntas conhecidas do tipo acima descrito e ao mesmo tempo consegue transmitir de um modo adequado o binário ao veio conduzido 4 e permite o mau alinhamento e a oscilaçao dos eixos dos veios de transmissão e conduzido.
De acordo com a presente invenção é proporcionada uma junta de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1.
Uma forma de realização preferida e não limitativa da presente invenção será descrita a titulo exemplificativo sendo feita referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 ilustra uma secção axial de um membro de ligação de uma junta de transmissão de acordo com a presente invenção; A Figura 2 ilustra uma meio corte axial em escala ampliada, estando algumas peças removidas por motivos de simplificação, de um pormenor da Figura 1;
As Figuras de 3 a 6 ilustram secções axiais das respectivas formas de realização da junta de transmissão das Figuras 1 e 2.
Fazendo referência às Figuras de 1 a 3, o número 1 indica uma junta de transmissão destinada a ligar de um modo angular um veio de transmissão 2, que roda em torno do respectivo eixo, a um veio 4 (ilustrado somente na Figura 3) que roda coaxialmente com o veio 2.
Mais especificamente, a junta de transmissão 1 recebe o binário do veio 2 e transmite-o para o veio 4. 5
Para além de transmitir o binário do veio 2 para o veio 4, a junta 1 também permite um mau alinhamento e uma oscilação durante o funcionamento dos eixos do veio 2 e do veio 4.
Mais especificamente, a junta 1 compreende um par 20 (Figura 3) de membros de ligação 5a, 5b interpostos funcionalmente e axialmente entre os veios 2 e 4.
Cada um dos membros de ligação 5a, 5b é tubular e prolonga-se ao longo de um eixo A que coincide, durante o uso, com os eixos dos veios 2 e 4.
Cada um dos membros de ligação 5a, 5b compreende um cubo 6 e uma porção anelar 7, que definem, respectivamente, uma extremidade radial interna e uma extremidade radial externa, do membro de ligação 5a, 5b. O cubo 6 do membro de ligação 5a (à esquerda na Figura 3) está ligado angularmente, por exemplo por soldagem ou por outro sistema, ao veio 2 de modo a receber o movimento.
Porções 7 do membro de ligação 5a e do membro de ligação 5b (à direita na Figura 3) são ligadas angularmente, por exemplo são soldadas, umas às outras de modo a que o membro de ligação 5a faça rodar o membro de ligação 5b. O cubo 6 do membro de ligação 5b está ligado angularmente em relação ao veio 4 de modo a transmitir rotação do membro de ligação 5b ao veio 4.
Cada membro de ligação 5a, 5b compreende ainda uma porção -designada de seguida como o diafragma 8 - interposta radialmente entre o cubo relativo 6 e a porção relativa 7. 6
Mais especificamente, o diafragma 8 tem paredes finas e é alongado numa direcção D radial em relação ao eixo A.
Sendo muito maior na direcção radial do que na direcção axial, o diafragma 8 apresenta-se sob a forma de uma membrana sendo, deste modo, muito flexível.
Desde o cubo 6 até à porção 7, o diafragma 8 tem de preferência uma porção 9 que diminui em espessura transversal na direcção D, e uma porção 10 com uma espessura constante.
Mais especificamente, o tamanho e o formato do diafragma 8 são optimizados com base num processo de cálculo da fadiga que compreende o volume total da junta.
Tal como se encontra ilustrado nas Figuras 1 e 2, a porção 9 é cercada radialmente para o interior por uma secção anelar 11 contígua em relação ao cubo 6, e radialmente para o exterior por uma secção anelar 12. A porção 10 é cercada radialmente para o interior por uma secção 12, e radialmente para o exterior por uma secção anelar 13 contígua relativamente à porção 7. O diafragma 8 é cercado lateralmente por duas superfícies opostas 14, 15.
Mais especificamente, a superfície 14 é plana de modo a simplificar o processo de produção e o controlo de qualidade. 7
Adjacente á secção anelar 13 (Figura 1) a superfície 14 está ligada a uma orla de extremidade radialmente interna 7.
Adjacente à secção 11, a superfície 14 está contígua relativamente a uma superfície lateral 25 do cubo 6.
Mais especif icamente, a superfície 25 é plana e está no mesmo plano da superfície 14. A superfície 15 está configurada de modo a inclinar-se em relação a, e a convergir com a, superfície 14 ao longo da porção 9 a partir da secção 11 e até à secção 12, sendo paralela em relação à superfície 14 ao longo da porção 10.
Adjacente à secção 11, a superfície 15 é ligada à superfície 26, em frente à superfície 25, do cubo 6.
Mais especificamente, desde a secção 11 na direcção do eixo A, a superfície 26 compreende uma porção 2 7 ligada a uma extremidade radial interna da superfície 15; e uma porção plana 28 inclinada em relação ao plano da superfície 14.
Mais especif icamente, a porção 27 é configurada de modo a ser tangente, na secção 11, relativamente à curva analítica que define a superfície 15 na porção 9. A porção 28 está inclinada em relação à direcção D de modo a que o cubo 6 aumente em termos de espessura desde a secção 11 na direcção do eixo A. 8
Os membros de ligação 5a, 5b encontram-se dispostos (Figura 3) com as superfícies 14 viradas umas para as outras e interpostas de um modo axial entre as superfícies 15. 0 material do diafragma 8 é seleccionado de modo a assegurar um rendimento e uma leveza previamente determinados do diafragma 8.
Durante o uso efectivo, o veio 2 roda o membro de ligação 5a em torno do eixo A; o membro de ligação 5a, por seu lado roda o membro de ligação 5b; e finalmente o membro de ligação 5b roda o veio 4 em torno do eixo A.
Em virtude da sua rigidez axial e de flexão, os membros de ligação 5a, 5b permitem o mau alinhamento axial durante o serviço e a oscilação dos eixos dos veios 2 e 4. 0 número 1' da Figura 4 indica como um todo uma outra forma de realização de uma junta de acordo com a presente invenção. A junta 1' é semelhante a, e somente descrita de seguida no que se refere às diferenças para com a, junta 1, sendo as partes equivalentes das juntas 1, 1' indicadas, sempre que possível, usando os mesmos números de referência. A junta 1' difere da junta 1 compreendendo dois pares 20', 21' de membros de ligação 5a', Sb'.
Mais especificamente, um par 20' (à esquerda da Figura 4) dos membros de ligação 5a', 5b' faz parte angularmente integrante do veio 2', e o outro par 21' (à direita da Figura 4) dos membros de ligação 5a', 5b' faz parte 9 angularmente integrante, em lados axialmente opostos, com o veio 4' e com o par 20' dos membros de ligação 5a', 5b'.
Mais especificamente, o cubo 6' do membro de ligação 5a' do par 20' é soldado de um modo angularmente integral com o veio 2'.
As porções 7' dos membros de ligação 5a', 5b' do par 20' são unidas umas às outras com rebites que fazem angularmente parte integrante uns dos outros. O cubo 6' do membro de ligação 5b' do par 20' é soldado de um modo angularmente integral com o cubo 6' do membro de ligação 5a' do par 21'.
As porções 7' dos membros de ligação 5a', 5b' do par 21' são unidas umas às outras com rebites que fazem angularmente parte integrante uns dos outros. O cubo 6' do membro de ligação 5b' do par 21' é soldado de um modo angularmente integral com o veio 4'. O número 1" na Figura 5 indica como um todo uma terceira forma de realização de uma junta de acordo com a presente invenção. A junta 1" é semelhante às juntas 1, 1' e é somente descrita de seguida nas partes em que difere da junta 1', sendo as partes correspondentes ou equivalentes das juntas 1, 1', 1" indicadas, sempre que possível, usando os mesmos números de referência. 10
Mais especificamente, a junta 1" difere da junta 1' por o membro de ligação 5" do par 21" não se encontrar ligado directamente ao veio 4".
Neste caso, o membro de ligação 5b" do par 21" é soldado angularmente a um outro membro de ligação 5", o qual se encontra por sua vez soldado angularmente ao veio 4".
Mais especif icamente, o cubo 6" de um outro membro de ligação 5" encontra-se ligado angularmente ao cubo 6" do membro de ligação 5b" do par 21" e a porção 7" do outro membro de ligação 5" encontra-se ligado angularmente ao veio 4". 0 número 1"' na Figura 6 indica como um todo uma quarta forma de realização de uma junta de acordo com a presente invenção. A junta 1"' é semelhante às, sendo somente descrita de seguida nas partes em que difere das, juntas 1, 1', 1" sendo as partes correspondentes ou equivalentes das juntas 1, 1', 1", 1"' indicadas, sempre que possivel, usando os mesmos números de referência. A junta 1"' difere das juntas 1, 1', 1" por compreender um único membro de ligação 5"'. A porção 7"' do membro de ligação 5"' é soldada de um modo angularmente integral com o veio 4"', e o cubo 6"' do membro de ligação 5"' é angularmente integral com o veio de transmissão (não ilustrado) por intermédio de uma soldadura e de um rebordo 20"' . 11 0 funcionamento das juntas 1', 1", 1"' é idêntico ao da junta 1, e deste modo não se encontra descrito.
As vantagens da junta de transmissão 1, 1', 1", 1" ’ de acordo com a presente invenção serão notórias a partir da descrição que se segue.
Em particular, o Requerente descobriu que a junta 1, 1', 1", 1"', como resultado do perfil do diafragma 8, 8', 8", 8"', proporciona a minimização do peso e, deste modo, do tamanho global da junta 1, 1', 1", 1"', enquanto que ao mesmo tempo assegura uma transmissão fiável do binário entre os veios 2, 4; 2', 4'; 2", 4", e entre a orla 20"' e o veio 4"' . O Requerente descobriu ainda que a junta 1, 1', 1", 1"', como resultado da concepção do diafragma 8, 8', 8", 8"', proporciona a manutenção de uma rigidez axial e de flexão suficiente para assegurar que a tensão de fadiga provocada pelo mau alinhamento e pela oscilação dos eixos do veio 2, 2', 2" e do veio 4, 4', 4" é mantida abaixo de um valor previamente determinado. A concepção do diafragma 8, 8', 8", δ"' proporciona ainda uma redução dos fenómenos de deformação e de ressonância gerados durante o funcionamento da junta 1, 1', 1", 1"'. A concepção do diafragma 8, 8', 8", 8"' pode ser ainda facilmente adaptada para diferentes requisitos de funcionamento da junta 1, 1', 1", 1"'.
De facto, para cada configuração de carga no diafragma 8, 8', 8", 8"' pode-se determinar uma localização óptima das 12 secções 11 e 12 em relação ao eixo A e um padrão de espessura óptima da porção 9, 9', 9", 9"' ao mesmo tempo que um aumento na distância a partir do eixo A.
Uma outra vantagem da presente invenção reside no formato plano da superfície 14, 14', 14", 14'", o qual proporciona uma fácil laboração e o controlo das dimensões da superfície.
Como é óbvio, podem ser efectuadas alterações à junta 1, 1', 1", 1"' de acordo com o descrito e ilustrado na presente sem que, no entanto, se saia do âmbito definido nas Reivindicações anexas.
Em particular, a junta 1, 1', 1", 1"' pode compreender um único membro de ligação 5a, 5b; 5a’, 5b'; 5a", 5b"; 5"'; com o cubo 6, 6', 6", 6'" ligado directamente ao veio 2, 2', 2" e a porção 7, 7', 7", 7'" ligada directamente ao veio 4, 4', 4", 4"'.
Lisboa, 31 de Agosto de 2009

Claims (9)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma junta de transmissão (1, 1', 1”, 1"') para ligar de um modo angular um primeiro e um segundo membros (2, 2', 2"; 4, 4', 4", 4"') e compreendendo pelo menos um membro de ligação (5a, 5b; 5a', 5b'; 5a", 5b"; 5"') que pode ser interposto funcionalmente entre os referidos primeiro e segundo membros (2, 2', 2"; 4, 4', 4", 4"') e que se prolonga em torno de um eixo (A); em que o referido membro de ligação (5a, 5b; 5a', 5b'; 5a", 5b"; 5"') compreende: - um cubo (6, 66", 6"') que pode ser ligado angularmente ao referido primeiro membro (2, 2', 2"); e uma porção de extremidade (7, 1', 7", 1"') que pode ser ligada angularmente ao referido segundo membro (4, 4', 4", 4"') e localizada radialmente para o exterior do referido cubo (6, 6', 6", 6"'); e - um diafragma de paredes finas (8, 8', 8", 8"') muito maior radialmente do que axialmente, e interposto radialmente entre o referido cubo e a referida porção de extremidade (6, 6', 6", 6"'; 7, Ί', 7", 7"') e alongado numa direcção (D) transversal em relação ao referido eixo (A) ; sendo a junta de transmissão caracterizada por o referido diagrama (8, 8', 8", 8"') do referido membro de ligação (5a, 5b; 5a', 5b'; 5a", 5b"; 5"') compreender desde o referido cubo (6, 6', 6", 6"') até à referida porção de extremidade (7, 7', 7", V"), uma primeira porção (9, 9', 9", 9"') que diminui em termos de espessura na direcção transversal relativamente à referida direcção (D) , e uma segunda porção (10, 10', 10", 10"') de espessura constante. 2
2. Uma junta de transmissão de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1, caracterizada por o referido diafragma (8, 8', 8", δ"') compreender uma primeira superfície lateral plana (14, 14', 14", 14"').
3. Uma junta de transmissão de acordo com o reivindicado na Reivindicação 2, caracterizada por o referido diafragma (8, 8', 8", 8"') compreender uma segunda superfície lateral (15, 15', 15", 15"') em frente da referida primeira superfície (14, 14', 14", 14"') e ligada, nas extremidades radiais opostas, ao referido cubo e porção de extremidade (6, 6', 6", 6"'; 7, 7', 7", 7"').
4. Uma junta de transmissão de acordo com o reivindicado nas Reivindicações 2 ou 3, caracterizada por o referido cubo (6, 6', 6", 6"') se encontrar ligado lateralmente, pelo menos a extremidade radial externa respectiva (11), por uma primeira superfície (25, 25', 25", 25"') contígua com e no mesmo plano que a referida primeira superfície (14, 14', 14", 14"') do referido diafragma (8, 8', 8",
5. Uma junta de transmissão de acordo com o reivindicado na Reivindicação 4, caracterizada por o referido cubo (6, 6', 6", 6"') se encontrar ligado lateralmente, no lado oposto à referida primeira superfície (25, 25', 25", 25"') por uma segunda superfície (26) que, a partir da referida extremidade radial externa (11) na direcção do referido eixo (A) compreende uma primeira região (27) ligada à referida segunda superfície (15, 15', 15", 15"') do referido diafragma (8, 8', 8", 8'"), e uma segunda região plana (28) inclinada em relação à referida segunda superfície (15, 15', 15", 15'"); em que a referida segunda 3 região (28) se inclina afastando-se da referida primeira superfície (25, 25', 25", 25"') a partir da referida extremidade radial externa (11) na direcção do referido eixo (A).
6. Uma junta de transmissão de acordo com o reivindicado na Reivindicação 5, caracterizada por a referida primeira região (27) se encontrar configurada de modo a ser tangente, numa secção de extremidade radialmente externa respectiva (11), a uma curva analítica que define a referida segunda superfície (15, 25', 15", 15"').
7. Uma junta de transmissão de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizada por o referido diafragma (8, 8', 8", 8"') se apresentar sob a forma de uma membrana.
8. Uma junta de transmissão de acordo com o reivindicado em qualquer uma das Reivindicações anteriores e compreendendo pelo menos um par (20; 20', 21' ; 20", 21") dos referidos membros de ligação (5a, 5b; 5a’, 5b'; 5a", 5b"); caracterizada por as referidas porções de extremidade (7, 7', 7") dos referidos membros de ligação (5a, 5b; 5a', 5b'; 5a", 5b") do referido par (20; 20', 21'; 20", 21") se encontrarem angularmente ligados uns aos outros; sendo o referido cubo (6, 6', 6") de um dos referidos membros de ligação (5a, 5b; 5a', 5b'; 5a", 5b") passível de ser ligado angularmente ao referido primeiro membro (2, 2', 2"); e o referido cubo (6, 6', 6") do outro dos referidos membros de ligação (5a, 5b; 5a', 5b'; 5a'', 5b'') ser passível de ser ligado angularmente ao referido segundo membro (4, 4', 4"). 4
9. Uma junta de transmissão de acordo com o reivi Reivindicação 8, caracterizada por os referidos ligação (5a, 5b; 5a', 5b'; 5a", 5b") serem posici as referidas primeiras superfícies (14, 14', 14 umas para as outras e interpostas axialmente referidas segundas superfícies (15, 15', 15"). Lisboa, 31 de Agosto de 2009 .ndicado na membros de .onados com ") viradas entre as
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