BRPI0614377A2

BRPI0614377A2 - eixo, como eixo de cames, especialmente para automóveis

Info

Publication number: BRPI0614377A2
Application number: BRPI0614377-6A
Authority: BR
Inventors: Matthias Derse; Matthias Bechtold; Thomas Winkler; Manfred Vogel
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding Gmbh
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2011-03-22
Also published as: CN101949427A; WO2007016914A3; US8381615B2; US20080264199A1; WO2007016914A2; DE112006002733A5; ITMI20061592A1; CN101263318B; FR2889569A1; US8966752B2; US20130133195A1; CN101263318A

Abstract

EIXO, COMO EIXO DE CAMES, ESPECIALMENTE PARA AUTOMóVEIS. A presente invenção refere-se a um eixo, como eixo de carnes, especialmente para automóveis.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "EIXO, COMOEIXO DE CAMES, ESPECIALMENTE PARA AUTOMÓVEIS".

A presente invenção refere-e a motores de combustão interna,para o controle das válvulas de gás de duas vias, em que são usados eixosde carnes. Nisso, em um motor de quatro tempos, os eixos de carnes giramsomente com a metade dos números de rotações do motor. Gomo elemen-tos de controle para a movimentação das válvulas de gás de duas vias sãousados carnes, consistindo em áreas circulares básicas e de áreas de eleva-ção. No eixo de carnes também pode ser prevista, por exemplo, uma extre-midade para receber a roda de corrente ou a roda dentada ou uma roda desensor e outros elementos.

Dependendo da função, os carnes estão dispostos no eixo longi-tudinal no eixo de carnes de modo virado. Assim, o eixo de carnes na suatotalidade apresenta um desequilíbrio o que em certas faixas do número derotações pode causar vibrações adicionais não desejadas do motor.

Além disso, as massas totais em rotação do motor causam vibra-ções. Pelo menos alguns desses fenômenos de vibração podem ser com-pensados, colocando-se contra-desequilíbrios. Estes contra-desequilíbriospodem ser pesos de equilíbrio no eixo de carnes e/ou prevendo-se especi-almente para isto os chamados eixos de compensação.

Através das patentes DE 40 305 68 C2 e DE 43 368 09 C2 tor-nou-se conhecido para os eixos de carnes prever pesos de compensação.

Na patente DE 40 305 68 C2, para a compensação de desequilíbrios em umexemplo de execução de um eixo de carnes maciço, as massas de compensa-ção estão deslocadas excentricamente em relação ao eixo de rotação. Em umoutro exemplo de execução, massas de compensação na forma de segmen-tos tubulares também são deslocadas excentricamente em relação ao eixode rotação. Este tipo de eixos são caros na fabricação e tem uma área deuso restrita.

A patente DE 43 368 09 sugere carnes a serem fixados no corpobásico do eixo, apresentando um furo, que são fixados no eixo. Os carnesapresentam no lado do carne oposto à elevação de carne uma continuaçãona forma de um nariz axial, isto é, uma maia caixa executada inteiriçamentecom o carne que serve como massa de compensação. A possibilidade deuso de tais eixos de carnes também é limitada, uma vez que a posição doscarnes e do peso de compensação é predeterminada de antemão e não po-de ser alterada.

A presente invenção tem a tarefa de fornecer eixos de carnes ouprocessos para sua produção, onde a produção pode ser mais simples emais barata e onde a distribuição de equilíbrio / desequilíbrio possa ser feitacom mais precisão do que era possível até agora. Além disso, as possibili-dades de uso e aplicação de eixos de carnes devem ser ampliadas, e tam-bém a distribuição da massa de outros componentes fixados no eixo ou aserem fixados no eixo deve poder ser levado em consideração.

Isto se consegue no caso de um eixo, como especialmente oeixo de carnes com corpos funcionais previstos em um corpo de eixo, taiscomo carnes, pelo fato de que as massas de compensação são elementosproduzidos tanto separadamente dos elementos funcionais, como carnes,como também elementos produzidos separadamente do eixo, e fixados noeixo, por exemplo, o eixo de carnes. Tais elementos podem ser fixados tantono próprio carne como também no corpo básico do eixo.

Um modo especialmente vantajoso para colocar estes elemen-tos pode ser a montagem sob pressão axial, de modo que estes elementosestejam fixados no eixo axialmente e de modo resistente à rotação. Nissopode ser particularmente vantajoso que tanto os carnes como também oselementos de compensação ou de equilíbrio ou pesos estejam fixados pormeio de montagem sob pressão axial, e na verdade de acordo com um mo-do que é descrito em pelo menos uma das patentes DE-OS 4 030 568 C2,4 336 809 C2 e 3 803 383 C2, cujo teor é parte integrante do presente pedido.

Pesos ou elementos de equilíbrio que são fixados em um corpobásico do eixo por meio de montagem sob pressão, apropriadamente temforma de anel e possuem uma área de equilíbrio com massa maior e umaárea de retenção com massa menor. A área de retenção pode, em compara-ção com a área de equilíbrio possuindo a massa maior, apresentar uma ex-tensão axial menor do que a área de equilíbrio. A área de retenção tambémpode ser prevista em um plano perpendicular ao eixo de rotação de modoassimétrico à área de equilíbrio.

Os elementos de equilíbrio também podem ser executados pelomenos parcialmente em forma de meia caixa e ser fixados no corpo do eixo.

A fixação pode ser por meio de soldadura a raio laser, mas também por meiode soldadura fina ou colagem. Especialmente vantajosa é a fixação atravésde uma soldadura de descarga por capacitor, pois com isso pode ser solda-do sem deformação e praticamente não ocorre nenhum aquecimento dosarredores do ponto de solda. Para a fixação por meio de soldadura pode servantajoso, se os elementos de equilíbrio possuem pelo menos um contornovoltado para dentro; este contorno também pode ser um reforço que se es-tende paralelamente ao eixo que durante a soldadura produz a junção com oeixo de carnes ou com o corpo básico do eixo de carnes.

No mesmo eixo de carnes podem ser dispostos elementos oupesos de equilíbrio de massas diferentes.

Devido à divisão de função de controle de carne e compensaçãode massa devido a elementos de equilíbrio ou massas de compensaçãoproduzidos separadamente torna-se possível também uma estrutura modulardo eixo de carnes. Nisso, dependendo da necessidade e uso, pode ser usa-do o mesmo corpo básico do eixo de carnes com carnes diferentes e massasde compensação correspondentes. Assim sendo, também podem ser feitasconsideráveis economias de ferramentas.

Graças à presente invenção torna-se possível de modo especi-almente simples e vantajoso, por meio da seleção e posição dos centros degravidade dos elementos de equilíbrio de levar em consideração também amassa dos demais elementos fixados no eixo ou ainda a serem fixados noeixo, tais como, por exemplo, um sensor, uma roda de acionamento ou se-melhantes.

Além disso, é possível de modo especialmente vantajoso, preverno eixo de tal modo os pesos ou elementos de equilíbrio que o próprio eixoapresenta um desequilíbrio que, porém, compensa ou ajusta vibrações ge-radas por outras massas em rotação.

Uma outra idéia inventiva refere-se à produção de chamadoseixos rejuntados com corpos funcionais não circulares, isto é, eixos de ca-rnes, onde os carnes são fixados em um corpo básico do eixo por meio demontagem sob pressão. Ficou evidente que em tais eixos de carnes onde oscarnes primeiro são retificados para obterem seu contorno teórico e que emseguida são montados sob pressão, a forma externa dos carnes diverge detal modo do contorno teórico, que o controle do motor é influenciado negati-vamente. Nisso, não apenas é deformada a área de fixação cilíndrica, mastambém na área de elevação dos carnes aparecem deformações. De acordocom isso, uma outra idéia inventiva da presente invenção tem a tarefa deevitar tais deformações e principalmente criar eixos de carnes, onde o con-torno externo dos corpos funcionais, isto é, por exemplo, dos carnes, corres-ponde ao contorno de acordo com a destinação também em estado monta-do. Isto se consegue pelo fato de que durante a retifica o contorno externo ocarne é apertado por meio de um furo interno por meio de um elemento deaperto, por exemplo, de um pivô de aperto hidráulico ou mecânico, sendoque é criado um alargamento do carne que corresponde a aquele alarga-mento depois da junção do carne no eixo de carnes. Com isso, o contornoexterno pode ser feito exatamente de acordo com o contorno final.

Uma outra idéia inventiva refere-se à configuração de corposfuncionais, tais como principalmente carnes para um eixo de carnes compos-to. Esta parte da presente invenção tem a tarefa de economizar material, debaratear eixos de carnes e de reduzir o desequilíbrio de eixos de carnes. Deacordo com a presente invenção, isso é alcançado pelo fato de que o carnena área da elevação do carne apresenta uma estria pelo menos parcialmen-te contínua em sentido axial do carne. Esta estria pode ser contínua em sen-tido axial, ou eventualmente pode atravessar o carne apenas parcialmente. Aestria - vista em sentido do lado frontal do carne - pode ter a forma de umquarto de lua e ser introduzido apenas a partir de um lado, porém, também apartir de ambos os lados. Mas a estria também pode ser um desbaste contí-nuo, também pelo menos aproximadamente circular.E evidente que pode ser economizada uma parte consideráveldo material dispendioso que usualmente é usado em carnes maciços.

Com a ajuda das figuras 1 a 10 a presente invenção é explicadadetalhadamente.

A figura 1 mostra um chamado eixo de carnes composto 1 comum corpo básico do eixo 2 que consiste em um segmento tubular 2a e deuma tubuladura 2b parcialmente oca fixada nela, por exemplo, por meio desoldadura, soldadura por fricção ou semelhante. A tubuladura 2b pode serproduzida por meio de deformação maciça, e em 2c é conectado ao tubo 2apor meio dos processos já mencionados. A tubuladura apresenta no seu la-do afastado do ponto de junção um flange 3, depois da junção do segmentotubular 2a e da tubuladura 2b, a superfície do corpo básico ondulado da áreaextrema até o inicio da junta 5 recebe um fino acabamento e é preparadopara a montagem sob pressão exata dos carnes N 1 a N 8 e dos pesos deequilíbrio. Depois, eles são axialmente montados sob pressão na respectivaseqüência, e precisamente de um modo descrito nas já mencionadas DE-OS. Do mesmo modo pode ser colocada também a roda de sensor 10. Oeixo oco 2a, na sua extremidade 4, é fechado por uma tampa de vedação-11, a fim de evitar a entrada de óleo e a geração de um desequilíbrio.

O peso de equilíbrio 6 que é mostrado na figura 2 de acordo comuma vista segundo a seta Il-Il da figura 1, também é mostrado na figura 3 deacordo com um corte segundo a linha Ill-Ill da figura 2. Ele possui um segmentode retenção 12 parcialmente formado como segmento cilíndrico e uma área 13com uma extensão radial maior e com isso, com uma massa maior.

O elemento de compensação 7 mostrado na figura 4 em umavista segundo as setas IV - IV é assimétrico no plano vertical ao eixo de ro-tação - como é visível na figura 6 de acordo com um corte da linha V-V defigura 4. Este peso de compensação ou esta massa de compensação 7 tam-bém possui uma área de retenção 14 parcialmente cilíndrica e uma área 15com massa maior. A fim de deslocar o centro de gravidade de massa X axi-almente mais perto na área da área de retenção 14, a área 15 é executadacom massa maior em forma de cone, isto é, axialmente afastado da área deretenção anelar, dotada de massa que vai diminuindo. A configuração emforma de cone leva a referência 16.

Na figura 6 o elemento de equilíbrio 9 é mostrado em uma vistade acordo com as setas VI-VI. A figura 7 mostra o elemento de compensa-ção 9 de acordo com um corte seguindo a linha Vll-Vll da figura 6, que, porsua vez, apresenta uma área de retenção 17 parcialmente cilíndrica e umaárea 18 com massa maior. Também nesse caso - como na figura 5 - a ex-tensão radial e axial da área 18 é consideravelmente maior do que aquela daárea 17.

Em vez de pelo menos alguns elementos de equilíbrio 6 a 9,também podem ser fixados no corpo básico do eixo pesos de equilíbrio deacordo com a figura 9. Os elementos de equilíbrio 30 possuem pelo menosaproximadamente a forma de meia caixa e possuem na área radialmenteinterna um contorno 31 que é pelo menos aproximadamente adaptado aocorpo básico do eixo. A partir deste contorno estendem-se dois reforços desoldadura 32 radialmente para dentro, de modo que os elementos de equilí-brio 30 podem ser fixados no corpo básico do eixo por meio de soldadura,como soldadura por descarga de capacitor, soldadura por resistência ou se-melhantes, sendo que ambos os reforços de soldadura se fundem junto aocorpo básico do eixo.

A figura 9 mostra o carne N2 em uma vista de acordo com a li-nha IX-IX da figura 1, e a figura 10 mostra um corte de acordo com a linha X-X da figura 9.

O carne 3 possui um furo 60 e uma área parcialmente cilíndrica61 que se converte em uma área elevada 62. Na área de carne elevada 62 écolocada uma estria 63 para a economia de material e de peso. A estria 63também pode ser contínua em sentido axial.

Estes carnes são fabricados por meio de processamento apro-priado, isto é, forjar, eventualmente tratamento por meio de jatos, tornear dofuro 60, tornear a duro do furo para obter a medida de junção, esmerilhar docontorno da circunferência e eventualmente retifica deslizante final para al-cançar a dimensão definitiva. Na montagem sob pressão dos carnes sobreseu furo 60, porém, modifica-se a forma externa dos carnes em relação aocontorno teórica predefinido, e não somente na área cilíndrica 61, e simtambém na área de elevação 62. A fim de garantir uma forma que corres-ponde ao contorno teórico do carne também em carnes montados sob pres-são, durante a retifica do contorno externo, o carne 3 é colocado por meio doseu furo interno circular 60 em um dispositivo de aperto que alarga o carnede um mesmo modo como é o caso na montagem sob pressão axial. Paratal, o carne pode ser assentado em um elemento de aperto mecânico ou hi-dráulico que produz o mesmo tipo de cobertura como no carne montado sobpressão no eixo. Assim sendo, o contorno externo pode ser fabricado preci-samente de acordo com o contorno definitivo. Depois do desaperto do ele-mento existe uma forma que não é exatamente conforme com o uso final,porém, depois da montagem do carne, apresenta novamente a forma-alvo.

Claims

1. Eixo, especialmente eixo de carnes, com corpos funcionaisprevistos em um corpo de eixo, como carnes, onde também são previstasmassas de compensação, caracterizado pelo fato de que as massas decompensação são elementos produzidos separadamente tanto dos elemen-tos funcionais, como os carnes, como também do eixo, fixados no eixo, co-mo eixo de carnes.

2. Eixo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que tanto os carnes como também os elementos de compensação sãofixados axialmente e de modo resistente à rotação em um corpo básico deeixo através de pressão axial.

3. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado pelo fato de que os elementos de compensação são anelares e apre-sentam uma área de peso com massa maior e uma área de retenção commassa menor.

4. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 3, caracte-rizado pelo fato de que a área de retenção apresenta uma extensão axialmenor do que a área com massa maior.

5. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 3 ou 4,caracterizado pelo fato de que a área de retenção, em um plano vertical emrelação ao eixo de rotação, é assimétrico à área de massa maior.

6. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado pelo fato de que os elementos de compensação são pelo menos par-cialmente realizados em forma de meia caixa e fixados no corpo do eixo.

7. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 6, caracte-rizado pelo fato de que os elementos de compensação são soldados no eixo.

8. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 6, caracte-rizado pelo fato de que os elementos de compensação, no seu contorno in-terno, apresentam pelo menos um contorno voltado para dentro.

9. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 8, caracte-rizado pelo fato de que o contorno é um bulbo pelo menos mais ou menosparalelo ao eixo.

10. Eixo, especialmente de acordo com uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que os elementos de compensaçãosão fixados no eixo por meio de soldadura.

11. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 10, ca-racterizado pelo fato de que os elementos de compensação são fixados noeixo por meio de soldadura por resistência.

12. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 10, ca-racterizado pelo fato de que os elementos de compensação são fixados noeixo por meio de soldadura por descarga de capacitor.

13. Eixo, especialmente de acordo com uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que os elementos de compensaçãoapresentam massas diferentes no mesmo eixo de carnes.

14. Eixo, especialmente de acordo com uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que a posição dos elementos de com-pensação de centros de gravidade também leva em consideração as mas-sas de outros elementos fixados no eixo ou ainda a serem fixados.

15. Eixo, especialmente de acordo com uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que os elementos de compensaçãosão previstos no eixo de um modo que o próprio eixo apresenta um desequi-líbrio.

16. Eixo, especialmente de acordo com uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que tanto os carnes como também ospesos de equilíbrio são fixados de acordo com um dos processos descritosnos DE OS 198 31 333, 199 38 791 ou 101 01 539.

17. Eixo, especialmente eixo de carnes, especialmente de acor-do com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ocarne apresenta na sua área de elevação uma estria em sentido axial.

18. Eixo, especialmente de acordo com a reivindicação 17, ca-racterizado pelo fato de que a estria é axialmente contínua.

19. Processo para a produção de corpos funcionais com formaque difere da forma circular, a serem pressionados em eixos, tais como ca-rnes para um eixo de carnes, caracterizado pelo fato de que os carnes para aretificação da forma funcional definitiva são armados sobre um espigo pormeio do seu furo interno, e lá, durante a retificação, são moldados para obterum estado que corresponde ao estado disposto no eixo de carne.