BRPI0610853B1 - Unidade articulada do mancal da roda - Google Patents

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BRPI0610853B1 BRPI0610853-9A BRPI0610853A BRPI0610853B1 BR PI0610853 B1 BRPI0610853 B1 BR PI0610853B1 BR PI0610853 A BRPI0610853 A BR PI0610853A BR PI0610853 B1 BRPI0610853 B1 BR PI0610853B1
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Abstract

unidade articulada do mangal da roda. a invenção refere-se a uma unidade articulada do mancal da roda (1) com, pelo menos, um anel interno (4) assentado sobre um cubo da unidade articulada do mancal da roda (1), sendo que, o anel interno (4) é mantido axialmente no cubo (5), através de um colar (6) moldado do cubo (5), e neste caso, o colar (6) apresenta uma denteação (7) no engate com uma denteação oposta (8) correspondente em um componente de articulação (9), e sendo que, a denteação (7) e a denteação oposta (8) estão apertadas uma contra a outra por meio de, pelo menos, um elemento de parafuso (17) que se apóia no cubo (5), e que engata em uma rosca (12) no com- ponente de articulação (9).

Description

(54) Título: UNIDADE ARTICULADA DO MANCAL DA RODA (51) Int.CI.: B60B 27/00 (30) Prioridade Unionista: 20/04/2005 DE 10 2005 018 126.0 (73) Titular(es): SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (72) Inventor(es): ROLAND LANGER; RALF HEISS; BENNO FÜLLER; PETER NIEBLING; ERNST MASUR
Of
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para UNIDADE ARTICULADA DO MANCAL DA RODA.
DESCRIÇÃO
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se à unidade articulada do mancal da roda com, pelo menos, um anel interno assentado em um cubo da unidade articulada do mancal da roda, sendo que, o anel interno é mantido axialmente no cubo, através de um colar moldado do cubo, e neste caso, o colar apresenta uma denteação no engate com uma denteação oposta correspondente em um componente de articulação, e sendo que, a denteação e a denteação oposta estão apertadas uma contra a outra por meio de, pelo menos, um elemento de parafuso que se apóia no cubo, e que engata em uma rosca no componente de articulação.
Fundamento da Invenção
Uma unidade articulada do mancal da roda desse tipo está descrita na patente DE 36 36 243 A1. Em geral, o elemento de parafuso é um pino com uma cabeça e com uma rosca em um corpo. A cabeça do pino encosta plana aparafusada com uma superfície de encosto plana, em geral vertical, em uma correspondente superfície de apoio plana vertical do cubo. O componente de articulação é, por exemplo, um sino de uma articulação de marcha síncrona. Na base do componente de articulação ou em um ressalto correspondente do componente de articulação é formada uma rosca interna.
Durante a montagem da unidade, o pino é conduzido no cubo por meio do corpo através de um furo de passagem correspondente, e é aparafusado na rosca interna. Em geral, através do aparafusamento dos elementos, devido às denteações, a ligação é altamente submetida à tensão prévia axial. As altas forças levam a deformações na ligação por rosca.
Neste caso, a base do componente de articulação se deforma na direção da cabeça do elemento de parafuso. As deformações no componente de articulação influenciam a posição e a forma do componente de articulação eventualmente de modo desvantajoso. As deformações plásticas
I ou elásticas na rosca ou nas proximidades da rosca são transmitidas para a denteação e influenciam o engate de modo desvantajoso.
Durante o aparafusamento, a cabeça do pino se retrai axialmente na direção da rosca para o furo de passagem. A superfície de encosto plana do pino na superfície de apoio toma a forma de prato e se ergue da superfície de apoio no flange. O pino está encostado no chanfro ou no canto que limita a superfície de apoio em relação ao furo de passagem. Neste caso, o cubo e a cabeça só se tocam através do toque de canto. A cabeça se retrai tanto mais quanto maior for o intervalo radial entre o corpo e a parede interna do furo de passagem. Distribuições irregulares de tensões no material da ligação por rosca e suas vizinhanças podem levar à redução da tensão prévia axial e a picos de tensão prejudiciais na ligação. Sujeira e água podem chegar na cunha anular entre a superfície de encosto e a superfície de apoio.
Sumário da Invenção
Por esse motivo, a tarefa da invenção é criar uma unidade articulada do mancal da roda, com a qual sejam evitadas as desvantagens mencionadas anteriormente.
Essa tarefa é solucionada de acordo com as características da 20 reivindicação 1 pelo fato de que, a estrutura rígida do componente de articulação é interrompida radialmente, por meio de uma ranhura, entre a rosca e a parte do componente de articulação, no qual a denteação, por exemplo, uma denteação inclinada ou frontal, é formada. A ranhura se estende axialmente desde a direção da cabeça para o componente de articulação. A den25 teação e, pelo menos, a parte do componente de articulação estão separadas uma da outra radialmente, através da fenda de folga da ranhura, e passam primeiro na extremidade axial da ranhura no material do componente de articulação.
Neste caso, a denteação está desacoplada da rosca contra transmissão de material de deformações elásticas e/ou plásticas. Em virtude da separação radial da rosca e da denteação, as deformações no material da seção com a rosca não podem prosseguir ou quase não podem prossecí\ guir até a denteação. Para isto, conforme o número de elementos de parafuso empregados, o componente de articulação apresenta um ou vários ressaltos, nos quais, de modo aleatório, são executadas uma ou várias das roscas. De preferência, os ressaltos executados em peça única com o com5 ponente de articulação e no componente de articulação se sobressaem na direção axial da cabeça do respectivo elemento de parafuso. Na mesma direção axial se sobressai ou sobressaem ressaltos da parte de articulação, que apresentam no cubo, pelo menos, componentes da denteação oposta para o engate na denteação.
A disposição é muito compacta e necessita axialmente de pouco espaço de montagem quando o primeiro ressalto penetra axialmente, pelo menos, com a rosca interna no cubo, até que, pelo menos, a rosca esteja envolvida pela denteação do cubo. Neste caso, o furo de passagem apresenta, em geral, um diâmetro grande apropriado para isto, ou está alargado na área, na qual o ressalto penetra axialmente.
De preferência, o primeiro ressalto é executado de forma anular com simetria de rotação em relação ao eixo de rotação da unidade articulada do mancai da roda. Uma execução prevê que, o primeiro ressalto seja delimitado radialmente externo, pelo menos, parcialmente pela superfície de revestimento externo de um tronco de cone. Deste modo, a distribuição de tensão da tensão prévia axial é otimizada no ressalto.
Uma outra forma de execução da invenção prevê que, o primeiro ressalto e o segundo ressalto passem juntos no componente de articulação para uma garganta oca, que é formada no fina! da ranhura axial de for25 ma anular. De preferência, a garganta oca está arredondada de modo liberal com raios.
Além disso, a tarefa da invenção é solucionada pelas características de uma reivindicação independente, que se refere à forma do contato do elemento de parafuso no cubo ou em, pelo menos, um elemento inter30 mediário que está encostado entre a cabeça e o cubo. De modo alternativo também está prevista uma combinação das características da reivindicação 1 descritas anteriormente com as características da reivindicação independente.
Está previsto que, a cabeça do elemento de parafuso seja submetida à tensão prévia axial através de, pelo menos, uma superfície inclinada em relação ao eixo de rotação da unidade articulada do mancal da roda.
De acordo com a invenção o cubo/o elemento intermediário - o elemento intermediário, por exemplo, em forma de um disco - ou a cabeça do elemento de parafuso apresenta uma superfície de apoio/ superfície de encosto em forma de uma superfície de entrada que - desviando da posição vertical está voltada para o eixo de rotação da unidade articulada do mancal da ro10 da. A superfície executada de forma anular está inclinada em relação a um plano vertical, ou passa dobrada para fora deste plano. O plano vertical passa no contato entre a cabeça e a superfície de apoio/superfície de encosto. De preferência, a superfície de apoio/superfície de encosto é descrita através da superfície de revestimento interna/ superfície de revestimento exter15 na de um tronco de cone interno/ tronco de cone externo e é puxada, a partir da borda do lado frontal, na direção da rosca para o furo de passagem. De modo alternativo, tanto as superfícies de encosto no lado do flange, como também as superfícies de encosto no lado da cabeça estão equipadas com superfícies anulares cônicas deste tipo e correspondem entre si.
No caso em que a superfície de apoio é executada cônica, a superfície de encosto é alinhada vertícalmente ou, de modo alternativo, é inclinada no sentido oposto à superfície de apoio. Neste caso, a superfície de encosto é submetida à tensão prévia axial contra a superfície de apoio inclinada em relação ao eixo de rotação da unidade articulada do mancal da roda e, inicialmente, com pequena tensão prévia axial, está somente em contato de canto com esta. Com o aumento do momento de aperto, a cabeça do parafuso é puxada para o furo de passagem. Neste caso, a superfície de encosto toma a forma de prato e se ajusta à superfície de apoio. O encosto otimizado da unidade articulada do mancal da roda durante a opera30 ção está garantido.
No caso em que, a superfície de encosto é executada cônica, a superfície de apoio é alinhada verticalmente ou, de modo alternativo, é inclinada no sentido oposto à superfície de encosto. Neste caso, a superfície de apoio é submetida à tensão prévia axial contra a superfície de encosto inclinada em relação ao eixo de rotação e, inicialmente, com pequena tensão prévia axial, está somente em contato de canto com esta. Com o aumento do momento, a cabeça do parafuso é puxada para o furo de passagem, sendo que, no lado do flange e no lado da cabeça, os contornos se ajustam um ao outro.
Descrição dos Desenhos
A seguir, a invenção será esclarecida em detalhes por meio de exemplos de execução. A figura 1 mostra um corte parcial longitudinal através de um exemplo de execução de uma unidade articulada do mancal da roda 1 ao longo do eixo de rotação 2 da unidade articulada do mancal da roda 1. A unidade articulada do mancal da roda 1 apresenta duas pistas de rolamento 3 e 34 para fileiras de corpos de rolamento não representados.
Uma pista de rolamento 3 está executada em um anel interno 4. O anel interno 4 está assentado radialmente sobre um cubo 5 da unidade do mancal da roda 1. O anel interno 4 está seguro axialmente sobre o cubo 5 por meio de um colar 6. No colar 6 está executada uma denteação frontal 7 não descrita em detalhes. A denteação frontal 7 engata em uma denteação oposta 8 em um componente de articulação 9 em forma de um sino de articulação. A denteação oposta 8 está executada em um ressalto 10 que se sobressai axialmente do sino de articulação. No componente de articulação 9 está executado um outro ressalto 11 com uma rosca interna 12.
Ambos os ressaltos 10 e 11 são executados de forma anular e com simetria de rotação. O ressalto 10 com a denteação oposta 8 envolve o ressalto 11 e na denteação oposta 8 está separado do ressalto 11 radial através de uma fenda de folga 13. A fenda de folga 13 é formada em uma ranhura axial 14. A ranhura axial 14 está arredondada com um raio em uma garganta 15.
O ressalto 11 apresenta um contorno 16 externo cônico que está inclinado em torno do ângulo agudo α em relação ao eixo de rotação 2. No ressalto 11 está aparafusado um elemento de parafuso 17 em forma de um
I
Figure BRPI0610853B1_D0001
pino 36. O cubo 5 e o componente de articulação 9 estão apertados axial· mente na rosca interna 12 por meio do elemento de parafuso 17. Para isto, neste caso, no lado frontal, o pino 36 com sua cabeça 18 encosta diretamente no cubo 5, e penetra com o corpo 19 no furo de passagem 20 axial5 mente até o ressalto 11.
A junta 21 entre o componente de articulação 9 e o colar 6 está coberta radialmente externa por meio de um anel de cobertura 22 de material sintético. O anel de cobertura 22 impede a penetração de umidade e de sujeira na junta 21. De modo alternativo ou simultâneo, durante a monta10 gem, na junta é colocado um meio de vedação elástico ou que endurece, por exemplo, uma pasta de vedação. No furo de passagem 20, radialmente entre o corpo 19 e a parede interna 23, está apertado um anel de vedação
24. Nas figuras 3 e 4 estão descritas outras execuções de vedações da ligação por rosca. As figuras 3 e 4 mostram formas alternativas do detalhe 2 da figura 1 ampliadas e não em escala. A figura 3 mostra um anel em O 25 em uma ranhura de aperto 26 entre a borda 27 da cabeça 18 e o flange 28 no cubo 5. Na representação de acordo com a figura 4 um anel em O 35 está apertado axialmente entre a cabeça 18 e o canto 29 para o furo de passagem 20. Também pode ser imaginado que, na ligação por rosca entre as roscas sejam integrados elementos de vedação elásticos como anéis em O, ou pastas de vedação, e que no contato entre a cabeça e o flange sejam introduzidas pastas de vedação ou outros meios de vedação.
A figura 2 mostra o detalhe Z da figura 1 ampliado e não em escala. Uma superfície 30 no lado frontal, neste caso, a superfície de apoio 30, está inclinada em torno do ângulo φ em relação a um plano vertical 31 imaginado no sentido anti-horário e assim, partindo do lado frontal 32 do flange 28, na direção axial indicada pela seta, para a rosca interna 12, é executado retraído para o furo de passagem 20. Neste caso, a superfície de encosto 33 na cabeça 18 está no plano vertical 31. Também pode ser imaginado que, a superfície de encosto seja executada inclinada e a superfície de apoio esteja no plano vertical.
No caso de uma tensão prévia axial elevada, a superfície de encosto 33 toma a forma de prato, isto é, em seu menor diâmetro, a superfície de encosto 33 é puxada axialmente para dentro na direção da seta para o furo de passagem 20. No caso de uma tensão prévia axial, a superfície de encosto 33, então, não está mais no plano vertical 31, porém, está próxima ' inclinada para este plano em torno de um ângulo φ.
Números de referência
unidade articulada do mancal da roda 27. borda
eixo de rotação 28. flange
pista de rolamento 29. canto
anel interno 30. superfície de apoio
cubo 31. plano vertical
colar 32. lado frontal
denteação 33. superfície de encosto
denteação oposta 34. pista de rolamento
componente de articulação 35. anel em 0
). ressalto 36. pino
11. ressalto
12. rosca interna
13. fenda de folga
14. ranhura axial
15. garganta
16. contorno
17. elemento de parafuso
18. cabeça
19. corpo
20. furo de passagem
21. junta
22. anel de cobertura
23. parede interna
24. anel de vedação
25. anel em O
26. ranhura de aperto

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Unidade articulada do mancal da roda (1) com, pelo menos, um anel interno (4) assentado em um cubo da unidade articulada do mancal da roda (1), sendo que, o anel interno (4) é mantido axialmente no cubo (5),
    5 através de um colar (6) moldado do cubo (5), e neste caso, o colar (6) apresenta uma denteação (7) no engate com uma denteação oposta(8) correspondente em um componente de articulação (9), e sendo que, a denteação (7) e a denteação oposta (8) estão apertadas uma contra a outra por meio de, pelo menos, um elemento de parafuso (17) que se apoia no cubo (5), e
    10 que engata em uma rosca (12) no componente de articulação (9), caracterizada pelo fato de que, no componente de articulação (9) está formado, pelo menos, um primeiro ressalto (11) se sobressaindo axialmente, sendo que, o ressalto (11) apresenta internamente a rosca (12), e pelo fato de que, no componente de articulação (9) está formado, pelo menos, um segundo res15 salto (10) se sobressaindo axialmente, sendo que, o segundo ressalto (10) se sobressai axialmente na mesma direção que o primeiro ressalto(11) e, neste caso, pelo menos, a denteação oposta (8) e o primeiro ressalto (11) estão separados radialmente um do outro por meio de uma fenda de ar (13).
  2. 2. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a rei20 vindicação 1, caracterizada pelo fato de que, o primeiro ressalto (11) e o segundo ressalto (10) são executados de um só material com o componente de articulação (9).
  3. 3. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, o primeiro ressalto (11) mergu25 lha axialmente no cubo (5) pelo menos, até que, pelo menos, a rosca (12) seja cercada radialmente pela denteação (7).
  4. 4. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, o primeiro ressalto (11) é executado em formato anular, e circunda o eixo de rotação (2) da unidade arti30 culada do mancal da roda (1), sendo que, o primeiro ressalto (11) está delimitado radialmente externo, pelo menos, parcialmente pela superfície de revestimento externo de um tronco de cone.
    , --1-.
  5. 5. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, o primeiro ressalto (11) é executado em formato anular, e circunda o eixo de rotação (2) da unidade articulada do mancal da roda (1), e pelo fato de que, o primeiro ressalto (11)
    5 passa pelo componente de articulação (9) em uma garganta (15), sendo que, o primeiro ressalto (11) está ligado com o segundo ressalto (10) através da garganta (15).
  6. 6. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a reivindicação 1, na qual o elemento de parafuso (17) se apóia no cubo (5) com,
    10 pelo menos, uma cabeça (18), caracterizada pelo fato de que, a cabeça (18) está submetida à tensão prévia axial contra, pelo menos, uma superfície de apoio 30 inclinada em relação ao eixo de rotação (2) da unidade articulada do mancal da roda (1).
  7. 7. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a rei15 vindicação 6, caracterizada pelo fato de que, a superfície de apoio (30) é executada conicamente interna.
  8. 8. Unidade do mancal da roda de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que, a superfície de apoio (30) é retraída de radialmente externa para radialmente interna axial na direção da rosca (12).
    20
  9. 9. Unidade articulada do mancal da roda (1) com, pelo menos, um anel interno (4) assentado em um cubo da unidade articulada do mancal da roda (1), sendo que, o anel interno (4) é mantido axialmente no cubo (5), através de um colar (6) moldado do cubo (5), e neste caso, o colar (6) apresenta uma denteação (7) no engate com uma denteação oposta(8) corres25 pondente em um componente de articulação (9), e sendo que, a denteação (7) e a denteação oposta (8) estão apertadas uma contra a outra por meio de, pelo menos, um elemento de parafuso (17) que se apóia no cubo (5), e que engata em uma rosca (12) no componente de articulação (9), caracterizada pelo fato de que, a cabeça (18) está submetida à tensão prévia axial
    30 através de, pelo menos, uma superfície (30) inclinada em relação ao eixo de rotação (2) da unidade articulada do mancal da roda (1).
  10. 10. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a reiAh vindicação 9, caracterizada pelo fato de que, a superfície (30) é executada conicamente interna.
  11. 11. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que, a superfície (30) é retraída de
    5 radialmente externa para radialmente interna na direção da rosca (12).
  12. 12. Unidade articulada do mancal da roda de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que, a superfície (30) é uma superfície de apoio no cubo (5).
    1/3
    co
    CO
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