BRPI0616680A2 - junta esférica de curso constante - Google Patents

Abstract

JUNTA ESFéRICA DE CURSO CONSTANTE. A presente invenção refere-se a uma junta esférica de curso constante (1), que é executada como junta homocinética e apresenta um cubo interno (4), em cuja área externa estão dispostas, alternadamente, distribuídas primeiras ranhuras de rolamento internas (16) e segundas ranhuras de rolamento internas (17) em torno do eixo de cubo interno (9). Uma gaiola anular (5), é guiada sobre o cubo interno (4), fica disposta entre o cubo interno e o cubo externo. Além disso, estão previstas áreas de introdução (24,25) se estendendo sem rebaixo a partir da extremidade do lado de saída em direção à extremidade do lado de acionamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "JUNTA ES-FÉRICA DE CURSO CONSTANTE".

A presente invenção refere-se a uma junta esférica de cursoconstante, que é empregada como junta homocinética ou para conexão aoeixo longitudinal ou lateral de um veículo automóvel.

Da DE 102 48 372 A1 é conhecida uma junta homocinética, queapresenta um cubo interno e um cubo externo, entre os quais está guiadauma gaiola essencialmente anular. Tanto no cubo interno como também nocubo externo estão dispostas ranhuras de rolamento mutuamente associa-das respectivamente aos pares, em que estão retidas deslocáveis esferasalojadas na gaiola. As bases de percurso dos pares de nervura de rolamentodo cubo interno e do cubo externo associados entre si se aproximam entãomutuamente alternadamente a partir de uma primeira extremidade da juntahomocinética em direção à segunda extremidade e a partir da segunda ex-tremidade em direção à primeira extremidade. O cubo interno abrange doiselementos engatando entre si a maneira de garra no estado montado, osquais jazem essencialmente um atrás do outro sobre o eixo de cubo internoe dos quais o primeiro elemento apresenta as primeiras ranhuras de rola-mento internas e o segundo elemento as segundas ranhuras de rolamentointernas.

Nessa junta conhecida, a gaiola está guiada no cubo externo.Para tanto, os filetes dispostos entre as ranhuras de rolamento externas de-vem ser executadas como áreas de guia de gaiola. A execução das áreas deguia de gaiola e das ranhuras de rolamento externas com alta precisão naárea interna do cubo externo pode levar, em alguns casos de aplicação es-peciais, a um maior dispêndio de fabricação.

Além disso, por exemplo da DE 100 60 118 C1, é conhecidauma junta homocinética, em que a gaiola apresenta uma área externa esfé-rica, que é guiada em uma direção em áreas de batente e de guia isentos derebaixos da parte externa da junta. Ademais, a gaiola dessa junta conhecidaapresenta áreas de batente e de guia isentas de rebaixo na outra direçãoaxial, que servem juntamente com uma área externa esférica da parte inter-na da junta para a guia da gaiola. Nessa junta fixa de curso constante, defato a parte interna da junta pode ser inserida na gaiola de esferas e a gaiolade esferas ser inserida juntamente com a parte interna da junta na parte ex-terna da junta, mas as esferas devem ser inseridas individualmente manu-almente na gaiola e nos pares de nervuras de rolamento. Isso está vinculadoa um considerável dispêndio de tempo, que tem efeitos negativos sobre aeconomicidade da fabricação da junta.

A presente invenção tem, portanto, como objetivo prover umajunta do tipo mencionado no início, que permita uma fabricação mecânicamais simples e uma montagem simplificada.

Esse objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, essenci-almente pelo fato de que a gaiola de preferência guiada sobre o cubo internoapresenta em sua área interna primeiras áreas de introdução se estendendoisentas de rebaixo a partir da extremidade do lado de acionamento em dire-ção à extremidade do lado de saída, as quais são de tal maneira configura-das que os elementos do cubo interno engatando entre si à maneira de garrapodem ser introduzidos na gaiola de extremidades contrapostas e nela uni-dos. Graças a essa configuração da junta esférica de curso constante deacordo com a invenção pode ser simplificada a fabricação do cubo externo,pois apenas as ranhuras de rolamento externas devem ser previstas comalta precisão, sem que adicionalmente precisem ser introduzidas no cuboexterno áreas de centragem de gaiola com alta precisão. Ademais, é simpli-ficada a montagem da junta de acordo com a invenção, pois a gaiola podeser inserida ou pivotada para dentro do cubo externo. Nessa posição, todasas esferas podem ser inseridas nas janelas da gaiola e nas ranhuras de ro-lamento externas e ali retidas por exemplo com graxa lubrificante. Os doiselementos do cubo interno podem então ser introduzidos no cubo externo ena gaiola por extremidades contrapostas da junta e unidos entre si. Por con-seguinte, não mais é necessário inserir as esferas individualmente nas jane-las da gaiola por curvamento da junta. A montagem da junta é assim consi-deravelmente simplificada e pode decorrer mais rapidamente.

Para, no estado de repouso da junta esférica de curso constan-te, se obter uma centragem da gaiola e das esferas, os elementos do cubointerno apresentam de preferência contíguas às primeiras e segundas nervu-ras de rolamento internas, primeiras e segundas áreas de centragem de gai-ola para guia das primeiras e segundas áreas de guia que são previstas con-tíguas às áreas de introdução na área interna da gaiola.

Os elementos do cubo interno engatando entre si à maneira degarra no estado montado, segundo uma forma de execução preferida da in-venção são formados por respectivamente um segmento cilíndrico, do qualse projetam saliências do tipo valva que formam respectivamente uma ra- nhura de rolamento interna e áreas de centragem de gaiola. Os segmentoscilíndricos dos elementos do cubo interno jazem então de preferência essen-cialmente sucessivamente sobre o eixo de cubo interno. Para possibilitar umengate à maneira de garra de ambos os elementos, em correspondência aotamanho e ao contorno das saliências do tipo valva em um elemento estão previstos recessos correspondentemente configurados no outro elemento.Os dois elementos formando o cubo interno encostam assim um no outrocom travamento devido à forma em direção tangencial.

Quando a gaiola apresenta uma área externa regionalmente es-férica que é de tal maneira achatada na região da janela que o diâmetro ex-terno da gaiola é menor ou igual ao diâmetro interno do cubo externo, pode-se inserir a gaiola no cubo externo sem pivotá-la coaxialmente ao mesmo.Isso facilita a montagem da junta esférica de curso constante consideravel-mente.

Para se garantir também em direção axial uma boa união dos elementos formando o cubo interno, estes podem ser aparafusados entre si.Para tanto, por exemplo, um dos elementos formando o cubo interno é pro-vido de uma perfuração de passagem central, enquanto que o outro elemen-to apresenta uma perfuração de rosca coaxial a essa perfuração de passa-gem. Os dois elementos podem ser assim unidos entre si por um pino derosca.

Quando os dois elementos são peças moldadas maciças usina-das sem aparas essencialmente, a produção desses elementos que formamo cubo interno é possível com precisão especialmente grande. Assim, asranhuras de rolamento e as saliências e recessos mutuamente contíguosdos elementos podem ser aplicadas por exemplo por uma operação de es-tampagem com alta precisão e qualidade constante. Mas também é possívelexecutar distintos trabalhos de usinagem, como por exemplo a previsão daperfuração de passagem bem como da perfuração de rosca para união doselementos entre si em uma etapa de fabricação com levantamento de apa-ras. Também para pequenas séries pode ser conveniente produzir os doiselementos mediante moldagem primária ou processo de fabricação com Ie-vantamento de aparas.

Segundo uma forma de execução preferida da invenção, um dosdois elementos que são reunidos para o cubo interno é a extremidade de umeixo ou de um munhão de eixo. Dessa maneira, é facilitada a conexão dajunta homocinética de acordo com a invenção a um eixo ou semelhante. Al-ternativamente, um dos elementos pode ser executado em uma só peça comum invólucro que apresenta um perfilamento interno para união com umaextremidade de eixo ou um munhão de eixo.

Para se obter uma junta especialmente compacta, é preferívelque seja seis o número das ranhuras de rolamento no cubo externo e nocubo interno. Mas também é possível executar uma junta de acordo com ainvenção com quatro, oito ou mais pares de ranhuras de rolamento.

Para a união à prova de rotação do cubo externo com um cor-respondente alojamento, em uma forma de execução preferida da invenção,o cubo externo apresenta uma área externa sem rebaixo com um perfila-mento. A junta esférica de curso constante de acordo com a invenção pode,por conseguinte, ser inserida, pré-montada como um jogo de montagemcompacto, em um alojamento correspondentemente configurado.

Quando a cada nervura de rolamento externa na área externa docubo externo está associada uma saliência, as saliências podem servir comoum perfilamento para a união à prova de rotação do cubo externo com umalojamento correspondente. Simultaneamente, ao cubo externo é conferidanessa configuração uma distribuição de espessura de parede ao menos am-piamente constante, o que é vantajoso não apenas para o endurecimento,sim também preferido com relação a uma uniforme absorção de força e tor-que.

A junta esférica de curso constante de acordo com a invençãopode apresentar como uma junta angular pequena um ângulo máximo decurvatura entre o cubo interno e o cubo externo de cerca de ± 24 Pela con-figuração da junta de acordo com a invenção, contudo, também são possí-veis ângulos de curvatura máximos entre o cubo interno e o cubo externo decerca de ± 40

A invenção refere-se ainda a um eixo de junta, por exemplo umeixo longitudinal ou lateral, como eixo de acionamento para veículos automo-tores, que apresenta uma junta esférica de curso constante. É então preferí-vel que a junta esférica de curso constante seja prevista pré-montada comojogo de montagem compacto.

Outras configurações, vantagens e possibilidades de aplicaçãoda invenção se depreendem também da descrição a seguir de exemplos deexecução e dos desenhos. Todas as características descritas e figurativa-mente representadas por si só ou em qualquer combinação constituem oobjeto da invenção, independentemente de seu resumo nas reivindicaçõesou retroreferência.

MOSTRAM ESQUEMATICAMENTE:

Figura 1 - uma vista em corte da junta esférica de curso cons-tante de acordo com a invenção,

Figura 2 - um corte pela junta esférica de curso constante se-gundo a figura 1 durante a montagem do cubo interno,

Figura 3 - um corte pela junta esférica de curso constante se-gundo a figura 2 ao longo da linha III-III1

Figura 4 - uma vista frontal de um elemento do cubo interno,

Figura 5 - um corte pelo elemento segundo a figura 4,

Figura 6 - uma vista traseira do outro elemento do cubo interno,

Figura 7 - uma vista em corte do elemento segundo a figura 6,

Figura 8 - um corte pela gaiola da junta esférica de curso cons-tante de acordo com a invenção e

Figura 9 - um corte pela gaiola segundo a figura 8 ao longo dalinha IX-IX.

Na junta esférica de curso constante 1 representada nas figuras,uma primeira extremidade 2 do lado de acionamento e uma segunda extre-midade 3 do lado de saída estão caracterizadas, sendo que a designação"do lado de acionamento" e "do lado de saída" é empregada aqui meramen-te a título de exemplo para melhor distinção das extremidades. Naturalmen-te, as extremidades são igualmente apropriadas para união a um componen-te acionador ou a ser acionado.

A junta esférica de curso constante 1 apresenta, de maneira emsi conhecida, um cubo interno 4, uma gaiola 5, que é equipada com esfera 6,e um cubo externo 7. As esferas 6 são então alojadas em janelas 8 da gaiola 5.

Como se vê especialmente nas figuras 2 a 4 e 7, o cubo interno4 é executado bipartido. Sobre o eixo de cubo interno 9 central estão dispos-tos essencialmente sucessivamente um primeiro elemento 10 e um segundoelemento 11. Os dois elementos 10 e 11 formando o cubo interno 4 são pro-vidos alternadamente de saliências 12 ou 13 e recessos 14 ou 15, que, co-mo representado na figura 2, engatam entre si à maneira de garra. As sali-ências 12 e 13 dos elementos encostam entre si com travamento devido àforma em direção tangencial. Na forma de execução mostrada, tanto as sali-ências 12, 13 como também os recessos 14, 15 são configurados em formasemicircular.

Nas saliências 12 do primeiro elemento 10, uma primeira ranhu-ra de rolamento interna 16 está respectivamente executada, enquanto quenas saliências 13 do segundo elemento estão previstas segundas nervurasde rolamento internas 17. As primeiras nervuras de rolamento internas 16 seestendem então sem rebaixo a partir da extremidade 2 do lado de aciona-mento na direção da extremidade 3 do lado de saída. Sua base de percursose aproxima então do eixo de cubo interno 9. Frente a isso, as segundasnervuras de rolamento 17 do elemento 11 se estendem sem recesso a partirda extremidade 3 do lado de saída em direção à extremidade 2 do lado deacionamento, sendo que sua base de percurso se aproxima do eixo de cubointerno 9.

Contíguas às nervuras de rolamento internas 16 ou 17 nas sali- ências 12 ou 13 estão executadas primeiras ou segundas áreas de centra-gem de gaiola 18. As áreas de centragem de gaiola formam juntamente umaárea regionalmente esférica, pela qual a gaiola 5 é guiada sobre o cubo in-terno 4.

Como se vê na figura 1, os dois elementos 10 e 11, que formamo cubo interno 4, estão unidos entre si em direção axial por um aparafusa-mento por meio de um pino de rosca 19.

O cubo externo 7 é um componente em uma só peça, anular,cujo eixo na posição estendida da junta esférica de curso constante 1 coinci-de com o eixo de cubo interno 9 do cubo interno 4. Na área interna do cuboexterno 7 estão executadas primeiras e segundas nervuras de rolamentoexternas 20 ou 21, que estão dispostas em forno do eixo de cubo externoregularmente e alternadamente distribuídas. No estado montado pronto dajunta esférica de curso constante 1, as primeiras nervuras de rolamento in-ternas 16 do cubo interno 4 se contrapõem às primeiras nervuras de rola- mento externas do cubo externo 7 e as segundas nervuras de rolamentointernas 17 se contrapõem às segundas nervuras de rolamento 21 externas,de modo que estas formam respectivamente entre si um par de nervuras derolamento. Em cada um desses pares de nervuras de rolamento está guiadauma esfera 6 retira na gaiola 5.

As primeiras nervuras de rolamento externas 20 do cubo externo7 se estendem então sem recesso a partir da extremidade 2 do lado de a-cionamento em direção à extremidade 3 do lado de saída, sendo que suabase de percurso se distancia então do eixo de cubo externo.

As segundas nervuras de rolamento externas 21 se estendem, frente a isso, sem recesso, a partir da extremidade 3 do lado de saída emdireção à extremidade 2 do lado de acionamento, sendo que sua base depercurso igualmente se distancia do eixo de cubo externo.Para ligação da junta esférica de curso constante 1 o primeiroelemento 11 do cubo interno 4 é executado em uma só peça com o eixo 22.

Alternativamente, o elemento 11 do cubo interno pode ser configurado porexemplo também como um invólucro com um perfilamento interno. Sobre aárea externa do cubo externo 7 está previsto um perfilamento para a união àprova de rotação do cubo externo com um correspondente alojamento nãorepresentado nas figuras. Para tanto, a cada nervura de rolamento externa20 ou 21 sobre a área externa do cubo externo 7 está associada uma saliên-cia 23.

A gaiola 5 é formada na forma de execução representada nasfiguras 8 e 9 por um anel em uma só peça, fechado, em que estão previstasas janelas de gaiola 8. Sobre a área interna da gaiola 5 a partir da extremi-dade 3 do lado de saída em direção à extremidade 2 do lado de acionamen-to estão previstas primeiras áreas de introdução 24 se estendendo sem re-baixo e segundas áreas de introdução 25 se estendendo sem rebaixo a par-tir da extremidade 2 do lado de acionamento em direção à extremidade 3 dolado de saída. As áreas de introdução 24 e 25 estão configuradas na formade execução representada como áreas se estendendo ao menos aproxima-damente axialmente paralelas, de modo que os elementos 10 e 11, que for-mam o cubo interno 4, são inseríveis por extremidades contrapostas na gaio-la 5, sem que isso seja impedido pelas áreas de centragem de gaiola 18 es-fericamente configuradas.

Em direção axial, depois das primeiras áreas de introdução 24,isto é, na extremidade 2 do lado de saída da gaiola 5, contíguas às áreas deintrodução 24 estão previstas primeiras áreas de guia 26, que são configura-das regionalmente esféricas.

Correspondentemente, na extremidade 3 do lado de saída dagaiola 5 contíguas às segundas áreas de introdução 25 estão executadassegundas áreas de introdução 27, que são igualmente configuradas regio-nalmente esféricas. Como se pode ver na representação da figura 2, as á-reas de centragem de gaiola 18 esféricas do primeiro elemento 10 encostamassim nas segundas áreas de guia 27 da gaiola 5, enquanto que as segun-das áreas de centragem de gaiola 18 do segundo elemento 11 encostamnas primeiras áreas de guia 28 da gaiola 5. Com isso, a gaiola 5 é centradana junta esférica de curso constante 1 no estado de repouso da mesma.

A seguir, será então explicada a montagem da junta esférica decurso constante 1. Para tanto, inicialmente a gaiola 5 é introduzida no cuboexterno 7, sendo que a área externa da gaiola 5 é de tal maneira achatadaao menos na região da janela de gaiola 8 que o diâmetro externo da gaiola 5é menor ou igual ao diâmetro interno do cubo externo 7. A gaiola 5 pode, porconseguinte, ser introduzida tanto pela extremidade 2 do lado de acionamen-to como também pela extremidade 3 do lado de saída em uma posição nocubo externo 7, em que os eixos do cubo externo 7 e da gaiola 5 coincidem.

Todas as esferas 6 podem então ser inseridas por dentro na ja-nela 8 da gaiola 5 e nas ranhuras de rolamento externas 20 ou 21 do cuboexterno 7. Para tanto, as esferas 6 eventualmente podem ser retidas nagaiola 5 e no cubo externo 7 com graxa lubrificante ou semelhante.

Quando todas as esferas 6 estão alojadas na gaiola 5 e no cuboexterno 7, o cubo interno 4 pode ser introduzido na junta esférica de cursoconstante 1, na medida em que o primeiro elemento 10 é introduzido pelaextremidade 2 do lado de acionamento na gaiola 5, enquanto que o segundoelemento 11 é introduzido pela extremidade 3 do lado de saída na gaiola 5 eunido à maneira de garra com o primeiro elemento 10. As saliências 12 ou13 dos elementos 10, 11 engatam então nos recessos 14 ou 15 do respecti-vamente outro elemento. Para a fixação axial dos elementos, o pino de rosca19 é guiado pela perfuração de passagem prevista no primeiro elemento eaparafusado na perfuração de rosca prevista no segundo elemento 11.

A inserção dos elementos 10 ou 11 na gaiola 5 é então possívelapenas na posição em que as saliências 12 ou 13 dos elementos ficam ali-nhadas com relação às áreas de introdução 24 ou 25 na área interna da gai-ola 5. Os dois elementos podem então ser inseridos na gaiola 5 e unidoscom engate um dentro do outro até que as áreas de centragem de gaiola 18dos elementos encostem nas áreas de introdução 26 ou 27 da gaiola 5.

Claims (13)

1. Junta esférica de curso constante, que é executada como jun-ta homocinética e apresenta uma extremidade do lado de acionamento euma extremidade do lado de saída bem como- um cubo interno, em cuja área externa estão dispostas, alter-nadamente, distribuídas primeiras ranhuras de rolamento internas e segun-das ranhuras de rolamento internas em torno de um eixo de cubo interno,sendo que o cubo interno abrange ao menos dois elementos engatando umno outro à maneira de garra no estado montado, os quais se situam essen-cialmente um atrás do outro no eixo de cubo interno e dos quais um primeiroelemento apresenta as primeiras ranhuras de rolamento internas e um se-gundo elemento as segundas ranhuras de rolamento internas,- um cubo externo, em cuja área interna estão dispostas alterna-damente distribuídos primeiras ranhuras de rolamento externas e segundas ranhuras de rolamento externas em torno do eixo de cubo externo, sendoque respectivamente as primeiras ranhuras de rolamento internas se contra-põem as primeiras ranhuras de rolamento externas e as segundas ranhurasde rolamento internas se contrapõem a segundas ranhuras de rolamentoexternas e formam com estas, respectivamente, um par, e- uma gaiola anular que fica disposta entre o cubo interno e ocubo externo e apresenta uma janela, em que estão introduzidas esferasengatando nas ranhuras de rolamento para a transmissão do torque,caracterizada pelo fato de que a gaiola apresenta em sua áreainterna primeiras áreas de introdução se estendendo isentas de rebaixo apartir da extremidade do lado de acionamento em direção à extremidade dolado de saída, as quais são de tal maneira configuradas que os elementosdo cubo interno, engatando entre si à maneira de garra, podem ser introdu-zidos na gaiola de extremidades contrapostas e nela unidos.

2. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os elementos do cubointerno apresentam, contíguas às primeiras e segundas nervuras de rola-mento internas, primeiras e segundas áreas de centragem de gaiola paraguia das primeiras e segundas áreas de guia que são previstas contíguas àsáreas de introdução na área interna da gaiola.

3. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os elementos docubo interno apresentam, respectivamente, um segmento cilíndrico, do qualse projetam saliências do tipo valva que formam, respectivamente uma ra-nhura de rolamento interna e áreas de centragem de gaiola.

4. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a gaiolaapresenta uma área externa regionalmente esférica que é de tal maneiraachatada na região da janela que o diâmetro externo da gaiola é menor ouigual ao diâmetro interno do cubo externo.

5. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que os doiselementos estão unidos entre si de maneira soltável por meio de um apara-fusamento.

6. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que os doiselementos do cubo interno e/ou do cubo externo são peças moldadas maci-ças usinadas sem aparas essencialmente.

7. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que um doselementos forma a extremidade de um eixo ou de um munhão de eixo.

8. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o númerodos pares de ranhuras de rolamento é seis.

9. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o cuboexterno apresenta uma área externa sem rebaixo com um perfilamento paraunião à prova de rotação do cubo externo com um correspondente alojamento.

10. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a cadanervura de rolamento externa na área externa do cubo externo está associa-da uma saliência.

11. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o ângulomáximo de curvatura entre o cubo interno e o cubo externo importa em cercade ± 40.

12. Junta esférica de curso contínuo especialmente de acordocom uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a gaiolaé guiada sobre o cubo interno e/ou o cubo externo.

13. Eixo de junta, especialmente eixo de acionamento para veí-culo automotor que apresenta ao menos uma junta esférica de curso cons-tante como definido em uma das reivindicações 1 a 12, especialmente comojogo de montagem compacto.