PT94490A - Junta de cardan curta e transmissao de veiculo equipada com uma tal junta e de preferencia com um retardador electrico - Google Patents

Description

"'s.. "JUNTA DE CARDAN CURTA.E TRANSMISSÃO DE VETCULO EQUIPADA COM UMA TAL JUNTA E DE PREFERENCIA COM UM RETARQADOR ELECTRICO" A presente invenção díz respeito ãs juntas de cardan que compreendem uma primeira forquilha, ou maxila, solidaria com um flange de montagem, uma segunda forquilha, ou maxila, solidaria com um troço de veio e uma cruzeta cujos quatro moentes estão mon^ tados dois a dois nas duas forquilhas com interposição de rolamen^ tos de agulhas ou similares.

Refere-se igualmente as transmissões equipadas com tais juntas de Cardan, destinadas a transmitir os binários motores das caixas de velocidades as pontes dos veículos.

Para determinadas destas transmissões, procurasse encurtar ao máximo a distancia d^ compreendida entre o centro (0) do moente e a face de aplicação (F} do flange da junta contra o flari ge associado da transmissão.

Em particular, e esse o caso para certas transmissões equi^ padas com retardadores electricos por correntes de Foucault, porque um tal equipamento alonga a transmissão e este alongamento pode apresentar problemas sérios. ê por isso que, nos autocarros modernos com motor trasejv ro, o comprimento total do conjunto motor-flange e o . da ponte traseira, em especial do tipo hipoide, tem aumentado nos últimos tempos, sem que sejam modificadas as situações destes Órgãos,

Ora, nas transmissões consideradas, equipadas com retardadores eléctricos, o rotor do retardador esta geralmente montado num "flange de caixa" que estã disposto em consola na saída de um "nariz" existente no cárter da caixa de velocidade e que i prolongado por uma manga canelada enfiada i força numa peça terminal canelada complementar interior ã caixa, £ então encostado ã face exterior deste flange de caixa que e montado o flange da junta de Cardan mais próxima desta cai_ xa.

Ora, a distancia Ú2 entre a face exterior ÇFí de montagem do referido flange de caixa e o plano dianteiro (P) da caixa contra o qual e montada a armação'que compreende o referido nariz, não pode ser reduzida aquém de um valor relativamente grande, visto que o referido flange de caixa deve suportar o rotor de um retardador electrico. A titulo indicativo, nota-se que esta distância e, po exemplo, da ordem de 115 mm para um retardador cujo diâmetro exterior é da ordem de 5QQ mm.

Um dos. objectos essenciais da presente invenção e o de encurtar ao máximo a distância D correspondente ã soma das duas -3-

distancias d-j e dg atras referidas, isto é, a distância compreendida entre o centro (0] da cruzeta e o plano (P},

Para isso actua-se na distância d^.

Para dar a esta distância d-| um valor particuTarmente pjí queno, as juntas de cardan do género atrás mencionado segundo a presente invenção são essencialmente caracterizadas por o flange solidário com uma das suas forquilhas, flange que, de uma maneira ja conhecida, apresenta uma face terminal plana ou sensivelmente plana e e perfurada por furos de fixação, e oca axialmente de lado a lado por meio de dois furos próprios para receber os braços da outra forquilha quando o. ângulo de dobragem da junta for grande, sendo esses furos separados um do outro por uma travessa central .

Em formas de realização preferidas recorre-se além disso a uma e/ou a outra das disposições seguintes: - o contorno da fáce terminal plana do flange da junta e circular, - a forquilha solidaria com o flange da junta é constituída por duas orelhas paralelas recortadas respectivametne por dois suportes coaxiais e as bases destas duas orelhas estão ligadas entre si por três'travessas paralelas que delimitam duas a duas os referidos furos, - a travessa central apresenta a forma de uma barra cilíndrica espessa cuja secção transversal apresenta a forma geral -4 '*Ν. de um triângulo curvilíneo, - as duas travessas extremas são delimitadas exteriormeji te por uma face cilíndrica de revolução em torno do eixo do flan^ ge e interiormente por porções de uma esfera centrada no centro da cruzeta, - o flange da transmissão no qual esta fixado o flange da junta de Cardan esta por sua vez recortado por dois alvéolos dispostos em frente dos furos feitos no flange da junta e são apropriados para receber, eles também, os braços da outra forquilha, quando o angulo de dobragem da junta for grande, - numa transmissão de veiculo equipada com pelo menos uma junta de Cardan do género atras referido fixada num "flange de caixa" que suporta o rotor de um retardador electrito, a montagem deste rotor no referido flange de caixa é feita numa periferia alargada deste flange, por intermédio de· uma peça intercalar tubij lar do género das que foram descritas na patente de invenção fraji cesa N9 89 08Q45. A presente invenção compreende, além destas disposições principais, certas outras disposições que se utilizam de prefereji cia ao mesmo tempo e de que se tratara mais explicitamente mais adi ante. A seguir vai descrever-se uma forma de realização da presente invenção, com referência aos desenhos anexos, de uma maneira evidentemente não limitativa. A fig. 1 destes desenhos mostra, em corte axial, uma par- -5· te de uma transmissão de um veiculo, equipada com um retardador electrico e que compreende uma junta de Cardan segundo a presente i nvenção.

As fig. 2 e 3 mostram, numa escala maior, respectivamente em vista de topo segundo a seta (II] da fig. 3 e em corte axial segundo (ΙΙΓ-ΙΙΙ) da fig. 2, uma das peças constitutivas da referida junta de Cardan. A junta de Cardan em questão compreende: - um flange de fixação(l) solidário com uma primeira fo£ quilha que define dois apoios (3) (fig, 2 e 3), apresentando o re ferido flange uma face transversal terminal plana ou sensivelmente plana, de contorno geralmente circular, apropriado para ser aplicado contra uma face transversal plana complementar de um outro flange descrito mais adiante, - uma segunda forquilha C4] que define dois outros apoios (não representados] e solidária com um troço de veio (5], - e uma cruzeta (6..] que compreende quatro moentes (7,8], apropriados para cooperar respectivamente dois a dois com os apoios das forquilhas (Z\ e (4], com interposição de rolamentos de. agulhas ou análogos.

Em geral, esta junta está associada a uma segunda junta idêntica prevista na extremidade axial oposta do troço de veio (5], o que permite realizar uma transmissão homocinetrca entre os dois flanges extremos das duas juntas de Cardan, 0 problema que se põe ê o de reduzir ao máximo a distância compreendida entre o centro (0) da cruzeta de pelo menos uma das duas juntas de Cardan e a face plana (FJ de montagem do flan ge correspondente de modo tal que, para uma distância dada entre as duas faces de montagem, geralmente paralelas, dos dois flanges do veio de duplo Cardan, se mantém uma distância mãxima entre os centros das duas cruzetas e se prejudica o menos possível as oscilações angulares do referido veto.

Para isso, abrem-se de lado a lado, no flange (1], dois furos (9) apropriados para receber os dois braços da forquilha (4) quando o eixo do troço de veio (5) estiver fortemente inclinado em relação ao eixo do flange.

Na forma de realização preferida ilustrada, recorta-se alem disso o flange (1Q) no qual deve fixar-.se o flange do Cardan (1) com alvéolos [11] dispostos em frente dos furos (9) e susceja tiveis de receber, como estes.furos, os braços da forquilha [4).

Graças a estas medidas, os deslocamentos angulares do tro ço de veio [5J em torno do eixo comum aos dois moentes (7) não são limitados por encosto dos braços da referida forquilha (4) contra o flange (1), o que permite, em igualdade de outras circunstâncias, aproximar o centro (0} da face [FJ, isto §, diminuir a distância d-| . £ assim que, a titulo de exemplo ilustrativo, com uma cons trução do gênero ilustrado nos desenhos e correspondendo as cotas atras indicadas, e possível fazer passar o valor da referida dis- -7 -

tãncia d-j de 85 mm para 55mm, '0 gancho assim obtido na distancia axial d-j 5 duplicado se se construírem as duas juntas de Cardan com uma junta Cardan dupla considerado da maneira indicada atras.

No exemplo numérico que se acaba de indicar, o ganho obtido i então de 60 mm.'

Na forma de realização ilustrada, a primeira forquilha (2) e constituída por duas orelhas que apresentam a forma geral deplacas espessas paralelas ao contorno triangular, recortadas com apoios (3), sendo as bases destas duas orelhas unidas entre si por tris travessas paralelas que constituem o flange (1), isto é, uma travessa central 0-|) e duas travessas de borda (12).

Estas tres travessas delimitam entre si', duas a duas, fjj ros (9}. A travessa central (1] \ apresenta-se sob a forma de uma barra rectilínea grossa, cuja secção recta e delimitada por um triângulo isÕscelos de ângulos arredondados: deste modo, esta barra apresenta em frente da cruzeta faces inclinadas Ou)* o que torna possível as oscilações angulares máximas desta cruzeta, como i bem visível na fig. 1.

As travessas de borda (12] são limitadas exteriormente por porções de uma face cilíndrica de revolução contínua C^]) que se estendem por toda a periferfa do flange [1]* ** 8

Elas são delimitadas interiormente por porções de uma fa ce esférica (Igg)» centrada em relação ao centro (0} da cruzeta (6).

Vem-se alem disso nas fig, 2 e 3: furos interiores com degraus (12) abertos nas orelhas (2), apropriados para receber parafusos ou cavilhas de fixação do flange (1) no flange (10), - gargantas anulares [13) abertas nos degraus [3) apropriadas para receber anilhas de bloqueio do tipo "circlip", - e dentes paralelos (14} previstos na face de fixação do flange (1) e apropriados para cooperar com dentes complementares previstos no flange (10), 0 ganho obtido na distancia d.j 5 particularmente precioso para as transmissões de veTculos que estão equipados com retar dadores electricos, como ê o caso da transmissão preferida, ilustrada na fig . 1.

Nesta transmissão, o retardador elictrico considerado i do tipo - conhecido sob a marca "FOCAL" - montado, com um eixo horizontal ou sensivelmente horizontal, em consola na saTda do cãrter [15) da caixa de velocidades do veiculo considerado,

Este retartador compreende um estator indutor [16) e um rotor induzido (17). - 0 estator (.16). compreende um flange de forma sensivelmen te anular (18) que suporta uma coroa de bobinas (19), em numero determinado de modo a formar pelas suas extremidades duas séries anulares de polos magnéticos planos com polaridadesalternadas , gradualmente. 0 flange (18) está montado no cárter de caixa (15) - ou, mais precisamente, num suporte de montagem intermédio (2Q), por sua vez aplicado contra a face dianteira plana (P) do referido cárter (15) - por intermédio de uma estrutura (21), em forma de estrela ou de campanula perfurada, e de calços tubulares (22). 0 rotor (17) compreende, por sua vez, dois discos (23) de material ferromagnético proprios para enquadrar axialmente o estator e cada um. deles para desfilar em frente de uma série de polos deste, estator dos quais estão separados por uma pequena fol^ ga ou entreferro (e),

Cada disco (23) esta ligado a um anel de fixação (24) por uma coroa de braços curvos (25) que formam aletas de ventilação, sendo os dois anéis (24) fixados por meio de sistemas de parafuso-porca (261 num anel intermédio (27), A porção central do suporte de montagem da caixa (2Q) apresenta a forma de um nariz cilíndrico (29.) que suporta, por intermédio de um rolamento terminal (30), uma manga (31) cuja ex tremida.de axial exterior e prolongada radialmente pelo flange (10) denominado no presente texto por "flange de caixa".

-1Q A outra extremidade axial da manga (31) ê canelada inte-riormente, em (32), e e enfiada ã força na peça terminal (33) da caixa, canelada exteriormente em (34).

Este enfiamento e realizado ãforça para evitar a criação de folga, e é em seguida mantido por enroscamento axial na peça terminal (33) de parafusos (35) cujas cabeças se aplicam contra uma placa (36) que, por sua vez, se apoia na manga (31), 0 anel retórico (27) esta fixado no flange de caixa (10) da maneira explicada na patente de invençã atras referida.

Por outras palavras: - a periferia deste flange (10) e alargada e compreende uma coroa de elementos de fixação (37), e - o anel (27) e um aro exterior previsto numa extremida * de axial de uma peça intercalar tubular (38), nervurada interior mente em (39), cuja outra extremidade axial e prolongada por um aro interior (40), por sua vez aplicada axialmente contra a peri_ < feria alargada do flange (10) e fixada neste última. A referida fixação e obtida por cooperação de meios apro £ priados com os meios (37), sendo estes meios apropriados em espe ciai furos (41) e porcas (42), se os referidos meios (37) forem cavi 1 fias.

Como se indicou mais atras, as medidas atras descritas permitem dar um valor muito pequeno ã distância (D) compreendida -π- V- entre ο plano (Ρ) e o centro [0] da cruzeta (.6), podendo esta dis; tâncía ser reduzida a um valor de apenas 170 mm para um retardador cujo diâmetro e da ordem de 50.Q mmr -mats precisamente, a refe rida distância (D) e constituída pela distância compreendida entre o plano (P) e a face de aplicação mutua (F} de dois flanges (10) e (1), distância que e difícil de reduzir abaixo de 115 mm quando o flange de caixa (10) suporta o rotor de um retardador, e a distância (d-j ] compreendida entre a referida face (F). e o centro (0), distância que e aqui reduzida para o valor muito baixo de 55 mm,

Daqui resulta que, qualquer que seja o modo de realização adoptado, se dispõe finalmente de uma junta de Cardan cuja distâ_n cia entre a face de aplicação do flange e o centro da cruzeta e extremamente pequena,o que torna muito vantajosa a sua utilização numa transmissão equipada·com um retardador electrico de tipo FOCAL quando esta transmissão deve ser extremamente curta e portanto minimamente alongada pela colocação de um tal retardador.

Deve notar-se que a abertura dos furos C9) no flange (1) enfraquece mecanicamente este flange.

Mas este enfraquecimento não apresenta qualquer inconveniente verdadeiro no plano da transmissão dos binários motores da cruzeta (6] ao flange de montagem (10),

Com efeito, a totalidade destes binários ê transmitida ao nível das duas orelhas (2) e e portanto unicamente na base de£ tas duas orelhas, entre estas bases e o flange de montagem (10),

que 5 necessário prever uma grande secção de metal resistente me canicamente, e ê esse o caso.

Por outras palavras, as travessas (1^1 e (12) tem aqui a função de manter afastadas e paralelas entre st as duas-orelhas (.2), mas não intervêm de modo nenhum para a transmissão dos bina rios.

Esta observação pode explicar o prejuízo que poderia ex-is_ tir perante a presente invenção relativamente ao esvaziamento do flange (1) aqui reivindicado.

Como i evidente, e como resulta alias jã do que .precede, a presente invenção não se limita de modo nenhum aos dois modos de aplicação e de realização que foram encarados mais especialmente; pelo contrario, abrange todas as variantes, em especial aquelas em que a junta de Cardan com flange perfurado como atras foi definido, combinado eventualmente com um flange de montagem com al_ violos em correspondência, fosse utilizada numa transmissão de veiculo não equipado com um retardador elêctrico do tipo FOCAL.

Claims (7)

1. -13- I V

   REIVINDICAÇÕES 1.- Junta de Cardan que compreende uma primeira forquilha (2) solidária com um flange de montagem com face terminal chata (1) perfurada com furos de fixação (12), uma segunda forquilha (4) solidária com um troço de eixo (5) e uma cruzeta (6) cujos quatro moentes (7, 8} estão montados dois-a-dois nas duas forquilhas com interposição de rolamentos de agulhas ou dispositivos análogos, caracterizada por o flange (1) solidário com uma das Awr forquilhas (2) ser cavado axialmente de lado a lado por dois furos (9) próprios para receber os braços da outra forquilha (4) quando o ângu lo de dobragem da junta fôr grande, sendo os furos separados um do outro por uma travessa central (1^).
2. 2.- Junta de Cardan de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizada por o contorno da face terminal chata do flange (1) da junta ser circular.
3. 3. - Junta de Cardan de acordo com uma qualquer das reivin dicações anteriores, caracterizada por a forquilha (2) solidária com o flange (1) da junta ser constituída por duas orelhas paralelas recortadas respectivamente com dois degraus coaxiais (3) e por as bases destas duas orelhas estarem ligadas entre si por tris travessas paralelas (1^, 1^) que delimitam duas-a-duas os furos (9) referidos.
4. 4. - Junta de Cardan de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizada por as duas travessas extremas (lj) serem delimitadas exteriormente por uma face cilíndricas de revolução em torno do eixo do flange (1) e interiormente por porções de uma esfera com cen tro no centro (0) da cruzeta (6).
5. 5. - Junta de Cardan de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 e 4, caracterizada por a travessa central (1^) apresentar a forma de uma barra cilíndrica espessa cuja secção recta apresenta a forma geral de um triângulo curvilíneo.
6. 6,- Transmissão de veículo equipada com pelo menos uma junta de Cardan de acordo com uma qualquer das reivindicações ante riores, compreendendo um flange (10) no qual se fixa o flange (1) ι ι

   da referida junta de Cardan, caracterizada por este flange (10) ser por sua vez recortado com dois alvéolos (11) dispostos em fren te dos furos (9) abertos no flange (1) da junta e apropriados para receber, por sua vez, os braços da outra forquilha (4) quando o ângulo de dobragem da junta for grande.
7. 7.- Transmissão de veículo, em especial de acordo com a reivindicação 6, equipada com pelo menos uma junta de Cardan de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, fixada num "flange de caixa" (10) que suporta o rotor de um retardador eléc-trico, caracterizado por a montagem deste rotor no referido flange ser efectuada numa periferia alargada deste flange, por interme dio de uma peça intercalar tubular (38, 39), Lisboa, 25 de Junho de 1990 O Apsnís Cfídal 8®' Propriedade Industriai