BRPI0614711A2

BRPI0614711A2 - disposição do mancal da roda com denteação frontal

Info

Publication number: BRPI0614711A2
Application number: BRPI0614711-9A
Authority: BR
Inventors: Peter Niebling; Ernst Masur; Roland Langer
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2011-04-12
Also published as: KR20080036578A; EP1910100A1; CN101228037A; CN101228037B; US20080240635A1; DE102005036659A1; JP2009502657A; EP1910100B1; KR101312786B1; WO2007014553A1; US7837392B2

Abstract

DISPOSIçãO DO MANCAL DA RODA COM DENTEAçãO FRONTAL. A presente invenção refere-se a uma disposição do mancal da roda com, pelo menos, duas fileiras de corpos de rolamento, para o apoio de um cubo da roda que pode ser acionado por um elemento de acionamento com a disposição do mancal da roda. O cubo da roda está ligado com o elemento de acionamento; o cubo da roda e o elemento de acionamento engatam um no outro com fecho devido à forma, por meio de um emparelhamento de denteações frontais correspondentes entre si. Na disposição do mancal da roda, uma relação entre o diâmetro (VTK) de um círculo parcial da denteação, da denteação frontal disposta no lado da disposição do mancal da roda e o intervalo da fileira de corpos de rolamento (RA) das, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento é realizada maior que três, como valor numérico 3.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSIÇÃODO MANCAL DA RODA COM DENTEAÇÃO FRONTAL".

Descrição

Âmbito da Invenção

A presente invenção refere-se a uma disposição do mancai daroda com, pelo menos, duas fileiras de corpos de rolamento, para o apoio deum cubo da roda que pode ser acionado por um elemento de acionamentocom a disposição do mancai da roda, sendo que, o cubo da roda está ligadocom o elemento de acionamento, e sendo que, o cubo da roda e o elementode acionamento engatam um no outro com fecho devido à forma, por meiode um emparelhamento de denteações frontais correspondentes entre si.

Antecedentes da Invenção

Uma disposição do mancai da roda desse tipo com denteaçãofrontal, bem como, com uma função da denteação frontal estão descritos emdetalhes na patente DE 31 16 720 C1. Como é bem-conhecido da patenteDE 31 16 720 C1, a denteação frontal pode ser feita, por exemplo, atravésde acabamento sem levantamento de aparas.

A ligação entre o cubo da roda e o elemento de acionamento,por meio da denteação frontal economiza espaço de montagem e permite atransmissão de momentos relativamente altos aos quais, contudo, são pos-tos limites em virtude das dimensões das disposições do mancai da roda.

Além disso, as unidades ou disposições do mancai da roda co-nhecidas têm um peso relativamente alto e uma rigidez de apoio relativa-mente baixa.

Neste caso, a rigidez de apoio é a resistência, que a unidade (domancai da roda) introduz contra desvios elásticos causados pelas cargas.Da rigidez de apoio resulta uma rigidez ao tombamento, que resulta da rela-ção entre os momentos de cargas e o ângulo de tombamento no mancai daroda, por exemplo, em Nm/0. Esta rigidez ao tombamento é tanto menor,quanto mais o mancai da roda tomba sob cargas, isto é, quanto maior é oângulo de tombamento com a mesma carga.

As cargas são as cargas que, em essência, no estado de opera-ção de um veículo, atuam sobre uma roda de veículo, e a suspensão da ro-da correspondente. Quanto menor for a rigidez de apoio, tanto mais as car-gas causam tombamentos do sistema da roda, que têm conseqüências des-vantajosas sobre o comportamento de viagem do veículo, em particular, emviagem em curvas, e têm conseqüências desvantajosas sobre o desgaste dofreio e sobre o funcionamento do freio.

Sumário da Invenção

Por esse motivo, a tarefa da invenção é criar uma disposição domancai da roda rígida para a transmissão de momentos elevados.

Essa tarefa é solucionada pela disposição do mancai da rodacom as características de acordo com a reivindicação independente.

A disposição do mancai da roda de acordo com a invenção a-presenta, pelo menos, duas fileiras de corpos de rolamento, para o apoio deum cubo da roda, que pode ser acionado por um elemento de acionamentocom a disposição do mancai da roda. O cubo da roda está ligado com o e-Iemento de acionamento; o cubo da roda e o elemento de acionamento en-gatam um no outro com fecho devido à forma, por meio de um emparelha-mento de denteações frontais correspondentes entre si.

Na disposição do mancai da roda de acordo com a invenção, pelomenos, em uma denteação frontal (10) do emparelhamento, em particular, dadenteação frontal disposta no lado da disposição do mancai da roda, uma re-lação entre o diâmetro (VTK) de um círculo parcial da denteação, da dentea-ção frontal - em particular, no lado da disposição do mancai da roda - e o in-tervalo da fileira de corpos de rolamento (RA) das, pelo menos duas, fileirasde corpos de rolamento é realizada maior que três, isto é, (VTK/ RA) > 3.

Nesse caso, como o intervalo da fileira de corpos de rolamento(RA) das, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento deve ser enten-dido o intervalo axial (RA) na mesma direção entre o eixo de rotação da dis-posição do mancai da roda, entre os centros dos corpos de rolamento das,pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento.

O círculo parcial da denteação (VTK) é uma diferença entre odiâmetro externo (VDA) radial da denteação frontal no lado da disposição domancai da roda e uma largura do dente (ZB) dos dentes da denteação for-mados o mais radialmente possível para fora da denteação frontal no ladoda disposição do mancai da roda, isto é:

VTK = VDA - ZB

O diâmetro externo (VDA) é um círculo imaginado, que toca osdentes da denteação radialmente externa na base do dente, em torno doeixo de rotação da disposição do mancai da roda - ou expresso de outramaneira - o diâmetro externo (VDA) da denteação é um círculo imaginado,através do qual estão incluídos os dentes que ficam o mais afastados radi-almente externos são agarrados radialmente externos.

Os dentes distanciados um do outro no lado da circunferência seestendem a partir do círculo com a largura do dente (ZB) radialmente afasta-dos para o eixo de rotação ou também alinhados para dentro inclinadamenteem relação a este eixo.

De acordo com isto, o emprego da invenção também pode seraplicado a denteações cujos dentes apresentam diferente largura do denteZB ou que estejam equipadas com dentes da mesma largura do dente ZB,deslocados radialmente entre si.

A largura do dente ZB descreve o intervalo, na altura da base dodente, entre a superfície de limite radial externa e a superfície de limite radialinterna do respectivo dente. A base do dente é descrita através da linha decontorno/ limite na qual o dente do material do componente, no qual a den-teação é executada, se sobressai ou passa por ele.

Deste modo, nas lacunas de dente dos dentes adjacentes nolado da circunferência, este limite passa entre os pontos radiais mais profun-dos das lacunas e a partir da lacuna radial externa e radial interna do dentepara a próxima lacuna do dente. O número de dentes Z é o número total dedentes da denteação adjacentes um ao outro, voltados um para o outro nolado da circunferência, em geral, com divisão uniforme.

Das reivindicações subordinadas podem ser depreendidos, res-pectivamente, aperfeiçoamentos vantajosos e não triviais do objeto da in-venção de acordo com a reivindicação independente.A invenção se refere, em geral, em execuções aperfeiçoadas, a dis-posições do mancai da roda, nas quais o cubo da roda e o elemento de aciona-mento podem ser ligados entre si e podem ser soltos novamente um do outro.

Neste caso "clássico", os dois componentes se encaixam um nooutro sem jogo, com fecho devido à forma, através das denteações frontais,e são apertados axialmente entre si com um parafuso central.

Também pode ser imaginado que, a ligação com fecho devido àforma possa ser segura sem se soltar por meio das denteações frontais comfecho devido ao material ou de outra maneira. Neste caso, a ligação nasdenteações é projetada, em geral, com auto travamento.

Além disso, a invenção se refere, em geral, em execuções aperfei-çoadas, a disposições do mancai da roda com, pelo menos, uma parte externa,com, pelo menos, uma ou várias partes internas e com, pelo menos, duas filei-ras de corpos de rolamento, que estão dispostos entre a parte externa, por umlado, e a, pelo menos uma, ou várias partes internas, por outro lado.

Em geral, na parte externa está executada, respectivamente,pelo menos, uma pista de rolamento interna, bem como, em uma parte inter-na ou nas várias partes internas está executada, pelo menos, uma pista derolamento externa para os corpos de rolamento, pelo menos, de uma fileirade corpos de rolamento.

O cubo da roda está, pelo menos, acoplado à prova de rotaçãocom a, pelo menos, uma pista de rolamento externa, isto é, por exemplo, ouo cubo da roda é a parte interna propriamente dita, e apresenta, então, pelomenos, a, pelo menos uma, pista de rolamento externa, ou, pelo menos, umanel interno está assentado como parte interna no cubo da roda.

A invenção também se refere, em geral, em execuções aperfei-çoadas, em geral, a disposições do mancai da roda, com um anel internoassentado sobre o cubo da roda - com um diâmetro de assento do anel in-terno - para uma das fileiras, sendo que, o anel interno está seguro, pelomenos, no cubo da roda, por meio de um colar axial moldado radialmentepara fora de uma seção oca do cubo da roda.

Em um aperfeiçoamento preferido da invenção, uma relação en-tre o diâmetro (VTK) do círculo parcial de denteação, da denteação frontaldisposta no lado da disposição do mancai da roda e o diâmetro dos corposde rolamento (DW) de uma das, pelo menos duas, fileiras de corpos de ro-lamento é realizada maior que quatro, isto é,

(VTK/ DW) > 4.

De preferência, neste caso, pode ser empregado o diâmetro doscorpos de rolamento (DW) daquelas, pelo menos duas, fileiras de corpos derolamento, cuja fileira de corpos de rolamento se situa mais próxima axial-mente da denteação frontal disposta no lado da disposição do mancai daroda. Também pode ser empregado o diâmetro dos corpos de rolamento(DW) daquelas, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento com osmenores corpos de rolamento que a unidade do mancai da roda possui.

Além disso, de preferência, pode estar previsto que, uma relaçãoentre o diâmetro de assento do anel interno (DIR) e o corte transversal domancai (QL) seja realizada maior que 2,2, isto é,

(DIR/QL) >2,2.

O corte transversal do mancai (QL) é descrita pelo intervalo ra-dial entre o diâmetro de assento do anel interno (DIR), isto é, entre o furo domancai com o diâmetro interno dL (diâmetro interno livre da parte interna) eé definida pelo diâmetro (DA) da parte externa (diâmetro externo do mancai)ou, no caso de uma parte externa de rotação não simétrica, pelo intervaloradial menor DA de dois pontos P1 e P2 do contorno externo da parte exter-na, que ficam opostos um ao outro, no eixo de rotação, e resulta de:

2QL = DA - dL

Ou

2QL =DA-DIR

Nesse caso, os pontos P1 e P2 ficam em um plano radial E co-mum, que passa através dos centros dos corpos de rolamento de uma dasfileiras. O plano radial E passa através da fileira, através da qual é formado omenor intervalo radial DA.

Além disso, pode estar previsto que, uma relação entre o diâme-tro interno do mancai (DA) e o diâmetro (VTK) do círculo parcial da dentea-ção, da denteação frontal no lado da disposição do mancai seja realizadamenor que 1,8, isto é:

(DA/ VTK) < 1,8.

De preferência, ainda pode estar previsto que, uma relação entreo diâmetro de assento do anel interno (DIR) e a largura do mancai (LB) (axi-al) é realizada maior que 1,15, isto é:

(DIR/LB) > 1,15.

A largura axial do mancai, neste caso, referente à parte externa,é formada através do máximo intervalo, alinhado igual ao eixo de rotação eparalelo ao eixo de rotação, entre os pontos do contorno externo da parteexterna distanciados o máximo possível um do outro, na mesma direção,sendo que, são formados pontos, de preferência, nos lados frontais do anelexterno, afastados um do outro e executados, em geral, em forma de anel.

A largura axial do mancai da parte externa pode ser maior oumenor que a largura da parte interna.

Em uma outra forma de execução preferida, uma relação entre odiâmetro de assento do anel interno (DIR) e o diâmetro dos corpos de rola-mento (DW) de uma das, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento érealizada maior que quatro, isto é:

(DIR/ DW) > 4.

Neste caso, de preferência, também aqui pode ser empregado odiâmetro dos corpos de rolamento (DW) daquelas, pelo menos duas, fileirasde corpos de rolamento, cuja fileira de corpos de rolamento se situa maispróxima axialmente da denteação frontal no lado da disposição do mancaida roda. Também pode ser empregado o diâmetro dos corpos de rolamento(DW) daquelas, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento com osmenores corpos de rolamento que a unidade do mancai da roda possui.

Também pode estar previsto que, uma relação entre o diâmetrode assento do anel interno (DIR) e o intervalo da fileira de corpos de rola-mento (RA) das, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento seja reali-zada maior que 2, 7, isto é:

(DIR/ RA) > 2,7.Além disso, pode estar previsto que, no lado de acionamento, adenteação frontal seja executada, por exemplo, em uma articulação - de umsino de articulação - ou em uma ponta de eixo. Por parte da disposição domancai da roda, a denteação frontal pode estar prevista no cubo da roda ouem um anel interno que está assentado sobre o cubo da roda.

De modo alternativo a isso, a denteação frontal pode ser execu-tada em um colar do cubo da roda também designado como colar do rebitede rolamento. Esse colar é moldado radialmente para fora, a partir de umaseção oca, de um estado de pré-montagem do cubo da roda, executada, depreferência, com simetria de rotação, por meio de moldagem plástica. Com ocolar a disposição do mancai da roda é segura por si, e em virtude de umadisposição do mancai inclinada, em geral, também é apertada axialmente.

Em seu estado inicial antes da transformação do colar, a seçãoé, de preferência, cilíndrica oca ou cilíndrica externa e simultaneamente in-terna em formato de cone interno, ou executada de outra forma qualquer.

Outras execuções da invenção prevêem combinações das ca-racterísticas mencionadas anteriormente em qualquer número e disposição.

Todas as dimensões, relações e valores de cálculo consideradoscom a invenção e/ou seus aperfeiçoamentos reproduzem valores nominaissem levar em consideração as tolerâncias condicionadas ao acabamento e aoutras tolerâncias de dimensão.

Com uma disposição do mancai da roda de acordo com a inven-ção é criada uma disposição do mancai da roda estreita que, contudo, é e-xecutada grande e, com isto, rígida, devido a um grande círculo parcial esfé-rico condicionado no diâmetro. Deste modo, também podem ser dispostosmais dentes na denteação no lado da circunferência. A denteação pode sercarregada através de momentos de acionamento mais altos.

Na figura 1 está representado um exemplo de execução da in-venção, que será esclarecido, em detalhes, a seguir.

É mostrada

Na figura 1 uma disposição do mancai da roda de acordo comum exemplo de execução da invenção.Descrição dos Desenhos

A figura 1 mostra um exemplo de execução da invenção.

A disposição do mancai da roda 1 é formada de um flange 2 nolado do veículo, de um cubo da roda 3 com um flange da roda 8, de um anelinterno 4 e de duas fileiras 5, 6 de corpos de rolamento. Neste caso, as esfe-ras 12 de duas das fileiras 5 e 6 estão dispostas com o círculo parcial dediâmetro TK em torno do eixo de rotação 1a da unidade de mancai de roda1. O círculo parcial passa através dos centros 13 das esferas.

O anel interno 4 está assentado em uma seção 7 oca com a es-pessura de parede SQ. A seção 7 apresenta o diâmetro interno VDI. Um colar9 é executado em peça única com a seção 7 do cubo da roda 3. O colar 9 sairadialmente da seção 7, e apresenta externamente o diâmetro externo VDA.

Com o colar 9 a disposição do mancai da roda 1, neste caso,uma disposição de mancai de esferas oblíqua está submetida à tensão pré-via. Para isto, o colar 9 encosta axialmente em um lado frontal 11 do anelinterno 4 voltado para a direção da denteação frontal 10. A largura IRB dosressaltos do anel interno 4 é descrita através do intervalo axial entre o ladofrontal 11 e a passagem 12 para a pista de rolamento do anel interno.

No colar é formada uma denteação frontal 10, que é limitada pe-Io diâmetro externo VDA da denteação 10. A denteação frontal está previstapara o encaixe em uma denteação frontal correspondente do elemento deacionamento não representado.

Nesse exemplo de execução, com isso, o diâmetro externo dadenteação frontal 10 é do mesmo tamanho do diâmetro externo do colar 9.

Também são possíveis execuções, nas quais o diâmetro externo do colar émaior que o diâmetro externo da denteação frontal.

A geometria da denteação frontal é definida pelo diâmetro exter-no VDA, pela largura do dente ZB, bem como, pelo diâmetro VTK do círculoparcial da denteação frontal 10. A profundidade do dente ZT direcionada a-xialmente também é definida pela largura axial NB do colar 9.

A geometria do apoio é definida pelo diâmetro externo do man-cai DA, pelo diâmetro de assento do anel interno DIR1 pelo diâmetro doscorpos de rolamento DW, pela largura do mancai LB1 pelo corte transversaldo mancai QL, bem como, pelo intervalo da fileira RA.

Listagem de Referência

1 disposição do mancai da roda 1a eixo de rotação 2 flange 3 cubo da roda 4 anel interno 5 fileira 6 fileira 7 seção 8 flange da roda 9 colar 10 denteação frontal 11 lado frontal 12 passagem 13 centro ZT profundidade do dente ZB largura do dente TK círculo parcial DA diâmetro externo do mancai VTK círculo parcial da denteação DW diâmetro de corpos de rolamento DIR diâmetro de assento do anel interno QL corte transversal do mancai RA intervalo da fileira de corpos de rolamento LB largura do mancai, intervalo axial VDA diâmetro externo VDI diâmetro interno SQ espessura de parede IRB largura do ressalto NB largura do colar axial

Claims

1. Disposição do mancai da roda (1) com, pelo menos, duas filei-ras (5, 6) de corpos de rolamento, para o apoio de um cubo da roda (3) quepode ser acionado por um elemento de acionamento com a disposição domancai da roda (1), sendo que, o cubo da roda (3) está ligado com o ele-mento de acionamento, e sendo que, o cubo da roda (3) e o elemento deacionamento engatam um no outro com fecho devido à forma, por meio deum emparelhamento de denteações frontais (10) correspondentes entre si,caracterizada pelo fato de que, pelo menos, em uma denteação frontal (10)do emparelhamento, em particular, da denteação frontal disposta no lado dadisposição do mancai da roda, uma relação entre o diâmetro (VTK) de umcírculo parcial da denteação da denteação frontal disposta no lado da dispo-sição do mancai da roda e o intervalo da fileira de corpos de rolamento (RA)das, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento é realizada maior quetrês, como valor numérico 3.

2. Disposição do mancai da roda de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que, uma relação entre o diâmetro (VTK) docírculo parcial de denteação da denteação frontal disposta no lado da dispo-sição do mancai da roda e o diâmetro dos corpos de rolamento (DW) de umadas, pelo menos duas, fileiras de corpos de rolamento é realizada maior quequatro.

3. Disposição do mancai da roda de acordo com a reivindicação-1 ou 2, com um anel interno assentado no cubo da roda (3) para uma dasfileiras (5, 6), sendo que, o anel interno está seguro, pelo menos, por meiode um colar (9) axial no cubo da roda (3), moldado radialmente para fora deuma seção oca do cubo da roda (3) caracterizada pelo fato de que, uma re-lação entre o diâmetro de assento do anel interno (DIR) e o corte transversaldo mancai (QL) é realizado maior que 2,2.

4. Disposição do mancai da roda de acordo com, pelo menos,uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, uma rela-ção entre o diâmetro externo do mancai (DA) e o diâmetro (VTK) do círculoparcial de denteação, da denteação frontal disposta no lado da disposiçãodo mancai da roda é realizada menor que 1,8.

5. Disposição do mancai da roda de acordo com, pelo menos,uma das reivindicações anteriores, com um anel interno assentado no cuboda roda (3) para uma das fileiras (5, 6), sendo que, o anel interno está segu-ro, pelo menos, por meio de um colar (9) axial no cubo da roda (3), moldadoradialmente para fora de uma seção oca do cubo da roda (3), caracterizadapelo fato de que, uma relação entre o diâmetro de assento do anel interno(DIR) e a largura do mancai (LB) (axial) é realizada maior que 1,15.

6. Disposição do mancai da roda de acordo com, pelo menos,uma das reivindicações anteriores, com um anel interno assentado no cuboda roda (3) para uma das fileiras (5, 6), sendo que, o anel interno está segu-ro, pelo menos, por meio de um colar (9) axial no cubo da roda (3), moldadoradialmente para fora de uma seção oca do cubo da roda (3), caracterizadapelo fato de que, uma relação entre o diâmetro de assento do anel interno(DIR) e o diâmetro dos corpos de rolamento (DW) de uma das, pelo menosduas, fileiras de corpos de rolamento é realizada maior que quatro.

7. Disposição do mancai da roda de acordo com, pelo menos,uma das reivindicações anteriores, com um anel interno assentado no cuboda roda (3) para uma das fileiras (5, 6), sendo que, o anel interno está segu-ro, pelo menos, por meio de um colar (9) axial no cubo da roda (3), moldadoradialmente para fora de uma seção oca do cubo da roda (3), caracterizadapelo fato de que, uma relação entre o diâmetro de assento do anel interno(DIR) e o intervalo da fileira de corpos de rolamento (RA) das, pelo menosduas, fileiras de corpos de rolamento é realizada maior que 2, 7.