BRPI0710186A2 - unidade de mancal de roda trocável, por exemplo para veìculos automóveis utilitários, bem como processo para a montagem de unidade de mancal de roda - Google Patents
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Abstract
<B>UNIDADE DE MANCAL DE RODA TROCáVEL, POR EXEMPLO PARA VEìCULOS AUTOMóVEIS UTILITáRIOS, BEM COMO PROCESSO PARA A MONTAGEM DE UMA UNIDADE DE MANCAL DE RODA.<D> A presente invenção refere-se a uma unidade de mancal de roda (3) trocável, por exemplo para veículos automóveis utilitários, com um cubo de roda (2) e dois mancais de rolos cónicos (1,1'), que apresentam respectivamente um anel externo (4, 4') e um anel interno (5, 5'), entre os quais está montada respectivamente uma fileira de rolos cónicos (6), e com um anel de segurança (8) em ao menos um dos anéis internos (5, 5') de ambos os mancais de rolos cónicos (1,1'). Essa unidade de mancal de roda (3) deve poder ser montada sem conhecimentos técnicos específicos e sem ferramentas especiais com ferramentas auxiliares simples, existentes nas oficinas de reparação, sem exigências especiais à limpeza quando da montagem. Para tanto, o respectivo anel externo (4, 4') de ambos os mancais de rolos cóni- cos (1, 1,) apresenta um prolongamento (10) cilíndrico dirigido coaxialmente para o eixo de cubo de roda (9) para o lado externo do mancal, em que está inserida respectivamente uma vedação (12, 12'), e sendo que no lado, contraposto à vedação (12, 12'), do respectivo mancal de rolos cónicos (1, 1') está disposto um elemento de retenção (13, 13') fixando axialmente o anel externo (4, 4'), o qual se apóia no correspondente anel interno (5, 5').
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "UNIDADE DEMANCAL DE RODA TROCÁVEL, POR EXEMPLO PARA VEÍCULOS AUTO-MÓVEIS UTILITÁRIOS, BEM COMO PROCESSO PARA A MONTAGEMDE UNIDADE DE MANCAL DE RODA".
Descrição
Área da Invenção
A presente invenção refere-se a uma unidade de mancai de rodatrocável, por exemplo para veículos automóveis utilitários, com um cubo deroda e dois mancais de rolos cônicos, que apresentam respectivamente umanel externo e um anel interno, entre os quais está montada respectivamen-te uma fileira de rolos cônicos, e com um anel de segurança em ao menosum dos anéis internos de ambos os mancais de rolos cônicos. Além disso, ainvenção refere-se a um processo para produção dessa unidade de mancaide roda trocável.
Antecedentes da Invenção
Mancais de roda e cubos de roda são, como se sabe, partes al-tamente solicitadas para suspensões de roda no mecanismo de translaçãode um veículo automóvel, que especialmente em veículos automóveis utilitá-rios devem suportar as mais distintas solicitações operacionais. Uma eleva-da vida útil bem como emprego isento de manutenção dos mancais de rodae cubos de roda são vantagens de concorrência decisivas para os operado-res desses veículos utilitários.
Em unidades de mancais de roda para veículos utilitários sãoempregadas predominantemente assim chamadas unidades de mancais derolos cônicos de inserção.
Da DE 198 33 436 A1 é conhecido um mancai completo de uni-dade de cubo, que apresenta um mancai de rolos cônicos de duas fileirascom um anel interno, anéis externos e entre eles uma pluralidade de roloscônicos retidos por uma gaiola. Ademais, de ambos os lados do mancai derolos cônicos estão previstas vedações anulares. Um anel interno está dis-posto sobre uma parte da periferia externa do cubo, um segundo anel inter-no é formado por uma parte do lado externo do cubo.Havendo então um dano ao mancai de uma unidade de mancaide roda assim montada ou semelhante, toda a unidade de mancai de roda éentão trocada e descartada, embora o próprio cubo de roda ainda seja em siutilizável.
Mesmo quando a montagem dessa unidade de mancai de roda éfeita, por exemplo, em uma oficina, segundo estado atual da técnica ela a-brange uma pluralidade de etapas de montagem, como estão ilustradas atítulo de exemplo e simplificadamente nas figs. 1 - 9, a saber:
figura 1 - limpeza do cubo de roda 2,
figura 2 - engraxamento das coroas de rolos de anel interno 6, 6',
figura 3 - pressionar anel externo 4 do primeiro mancai de roloscônicos 1 para dentro do cubo de roda 2,
figura 4 - pressionar anel externo 4' do segundo mancai de roloscônicos 1' para dentro do cubo de roda 2,
figura 5 - assentar o cubo de roda 2 sobre o anel interno 5 dosegundo mancai de rolos cônicos 1',
figura 6 - introdução do anel interno 5 bem como da coroa derolos cônicos do primeiro mancai de rolos cônicos 1 no cubo de roda 2,
figura 7 - inserir anel de segurança 8 no cubo de roda 2 e encai-xar nos dois anéis internos 5, 5',
figura 8 - inserir vedação 12 do primeiro mancai de rolos cônicos1 no cubo de roda 2, e
figura 9 - montar vedação 12' do segundo mancai de rolos côni-cos 1 no cubo de roda 2.
Nessas etapas de montagem, o mancai de roda deve ser fre-qüentemente girado e virado. Outras desvantagens são que os anéis exter-nos não ficam firmemente unidos com uma proteção contra sujeira ou comas vedações. Além disso, freqüentemente são necessárias duas vedaçõesdiferentes e dois anéis internos distintos.
O engraxamento da unidade de mancai de roda é feito durante amontagem, de modo que devem ser colocadas altas exigências à limpezadurante o processo de montagem.A DE 198 33 436 A1 se refere, ainda, a um processo para fabri-cação do mencionado mancai completo de unidade de cubo, que é realizadocom menos etapas de fabricação.
Inicialmente, os primeiro e segundo componentes de gaiola derolos são fabricados. Depois, ocorre a inserção dos primeiro e segundocomponentes de gaiola de rolos no anel externo comum. Em seguida, o cu-bo é inserido no grupo estrutural consistindo nos primeiro e segundo compo-nentes de gaiola de rolos e então o anel interno é montado sobre o cubo.Esse processo de fabricação é de execução relativamente dispendiosa, poisadicionalmente aos componentes de gaiola de rolos o anel externo e o anelinterno devem ser montados separadamente.
Seria mais econômico, especialmente para o operador do veícu-lo utilitário, conservar o cubo de roda e trocar apenas o mancai de roda de-feituoso ou ambos os mancais de roda. Mas também se supõe que nosmancais de roda de inserção com mancais de rolamentos cônicos nas ofici-nas de reparação não precisa ser exigida a dispendiosa e trabalhosa des-montagem e montagem das unidades de mancais de roda. Para a monta-gem da unidade de mancai de roda seriam necessários correspondenteknow how, ferramentas especiais e absoluta limpeza, o que em muitas ofici-nas em geral nãò pode ser disponibilizado. Assim, uma troca da unidade decubo de roda completa é dispendiosa e onerosa.
Objetivo da Invenção
A invenção tem por objetivo propor uma unidade de mancai deroda trocável bem como um processo para a fabricação dessa unidade demancai de roda, que sem conhecimentos técnicos específicos e sem ferra-mentas especiais possa ser montada com ferramentas auxiliares existentesnas oficinas de reparação sem exigência especiais à limpeza quando damontagem.
Sumário da Invenção
A invenção parte do reconhecimento de que, quando de umaavaria do mancai de roda, a troca completa da unidade de cubo de roda éantieconômica e mais onerosa do que a troca apenas do mancai da roda.A invenção parte, portanto, de uma unidade de mancai de rodatrocável, por exemplo para veículos automóveis utilitários, com um cubo deroda e dois mancais de rolos cônicos, que apresentam respectivamente umanel externo e um anel interno, entre os quais está respectivamente monta-da uma fileira de rolos cônicos, e com um anel de segurança em ao menosum dos anéis internos dos mancais de rolos cônicos.
Além disso, para atingimento do objetivo proposto, é previstoque o respectivo anel externo de ambos os mancais de rolos cônicos apre-senta um prolongamento cilíndrico dirigido coaxialmente para com o eixo decubo de roda para o lado externo do mancai, em que está inserida respecti-vamente uma vedação, e sendo que no lado, contraposto à vedação, dorespectivo mancai de rolos cônicos está disposto um elemento de retençãofixando axialmente o anel externo, o qual se apóia no correspondente anelinterno.
Ambos os elementos, isto é, vedação e elemento de retenção,são de preferência previstos para preencher as funções de retenção, isto é,coesão de anel interno e externo, e de proteção contra sujeira.
Graças a essa estrutura, vantajosamente é provida uma unidadede mancai de roda pré-montada e trocável de maneira mais simples no co-mércio de peças sobressalentes, por exemplo para veículos utilitários. A uni-dade de mancai de roda assim pré-montada representa um suporte para umcubo de roda vedado e Iubrificado por uma longa vida útil.
O prolongamento cilíndrico executado no respectivo anel externode ambos os mancais de rolos cônicos, dirigido coaxialmente ao eixo de cu-bo de roda para com o lado externo do mancai, serve respectivamente comoassento para as vedações dos mancais. Além disso, o elemento de reten-ção, que fixa axialmente o anel externo e se apóia simultaneamente no anelinterno, é de tal maneira dimensionado que é formado um depósito de agen-te lubrificante, de preferência de uma graxa lubrificante, que supre de Iubrifi-cante o mancai de rolos cônicos em operação. Para tanto, o elemento deretenção juntamente com o anel externo e o anel interno forma um compar-timento de alojamento de lubrificante.Para se poder executar a montagem dos distintos mancais derolos cônicos com uma simples placa plana ou um componente semelhante,sem que as forças de montagem incidentes atuem sobre os rolos cônicos eeventualmente danifiquem as pistas de rolamento de mais de rolamento noanel interno ou anel externo, a largura e o comprimento axial do respectivoanel externo são de tal maneira selecionados que as forças de montagemsão dirigidas apenas ao respectivo anel externo. Isso é conseguido segundouma outra configuração da unidade de mancai de roda de acordo com a in-venção, na medida em que o prolongamento cilíndrico, dirigido coaxialmenteao eixo de cubo de roda para com o lado externo do mancai, do respectivoanel externo se projeta ligeiramente com relação ao lado frontal do corres-pondente anel interno, portanto é axialmente mais longo do que o corres-pondente anel interno.
A saliência do prolongamento cilíndrico do respectivo anel exter-no é dimensionada de tal maneira que seja suficientemente grande mesmoquando da compressão do anel externo para dentro do cubo de roda e dacontração do anel externo a isso associada bem como do deslocamento axi-al do ponto de contato dos rolos cônicos disso resultante. É assim garantidoque o anel interno associado possa ser ajustado e nenhuma força de monta-gem seja dirigida para os rolos cônicos.
A invenção se refere também a um processo para fabricação deuma unidade de mancai de roda trocável, por exemplo para veículos auto-móveis utilitários, com um cubo de roda e dois mancais de rolos cônicos,que apresentam respectivamente um anel externo e um anel interno, entreos quais está respectivamente disposta uma fileira de rolos cônicos, e comum anel de segurança em ao menos um dos anéis internos dos mancais derolos cônicos, sendo que os dois mancais de rolos cônicos são pré-montados como respectivamente um grupo estrutural. O processo apresentaas seguintes etapas de fabricação:
- compressão axial do primeiro mancai de rolos cônicos, comple-tamente pré-montado como grupo estrutural, para dentro do cubo de roda,
- compressão axial do segundo mancai de rolos cônicos, com-pletamente pré-montado como grupo estrutural, para dentro do cubo de roda,
- inserção axial do anel de segurança em correspondentes ra-nhuras de ao menos um dos anéis internos de um dos dois mancais de roloscônicos, especialmente em ranhuras correspondentes de ambos os anéisinternos dos dois mancais de rolos cônicos.
Por conseguinte, a fabricação ou montagem da unidade de mancaide roda trocável pode se dar em no máximo três etapas.
Eventualmente, pode ser dispensada a etapa da inserção axialdo anel de segurança nas correspondentes ranhuras de ambos os anéis in-ternos, quando, segundo uma outra configuração do processo de acordocom a invenção, o anel de segurança já está pré-montado em uma corres-pondente ranhura de um dos anéis internos, e então, quando da compressãoaxial do segundo mancai de rolos cônicos, encaixa na correspondente ra-nhura do outro anel interno.
Além disso é previsto, de preferência, que os dois mancais derolos cônicos sejam inseridos no cubo de roda a partir de direções axialmen-te contrapostas.
A unidade de mancai de roda assim montada possibilita umamanipulação mais simples quando da montagem e/ou troca, por exemplo emuma oficina de reparação de utilitários. A montagem pode ser realizada compoucas etapas simples de montagem. Ademais, menores exigências devemser feitas à limpeza quando da montagem, pois se trata no grupo estruturalde acordo com a invenção de uma unidade pré-montada, em que os doismancais de rolos cônicos com anel interno e anel externo e as demais partescorrespondentes já estão completados, engraxados e vedados contra sujeira.
Além disso, a unidade de mancai de roda pode ser transportadae manipulada com auto-retenção. Isso economiza tempo de montagem emcomparação com uma montagem de todas as partes individuais e custos demontagem em comparação com uma compra de mancai e cubo, pois o em-prego de um grupo estrutural assim pré-montado é consideravelmente maiseconômico do que a troca da unidade de cubo completa.
Outras vantagens se depreendem também da pré-fabricação epré-montagem dos próprios mancais de rolos cônicos. O anel externo dorespectivo mancai de rolos cônicos já antes de sua montagem no cubo deroda está firmemente unido com a vedação e protege o interior do respectivomancai de rolos cônicos contra uma poluição. Para o anel interno e o anelexterno podem ainda ser empregadas vedações de igual construção prove-nientes de uma produção em fileira. Igualmente podem ser empregados anelinterno, rolos cônicos e gaiola de rolos de uma produção em fileira.
Breve Descrição dos Desenhos
Inicialmente, mostram as figuras 1 a 9 do desenho em apensouma pluralidade de etapas de montagem necessárias quando da fabricaçãode uma unidade de mancai de roda segundo o estado atual da técnica des-crito no início.
A invenção será detalhadamente explicada a seguir com auxíliodo desenho através de uma forma de execução. Mostram então:
figura 10 - uma seção transversal por dois grupos estruturais demancal de rolos cônicos inseríveis em um cubo de roda para uma unidadede mancai de roda trocável de acordo com a invenção,
figura 11 - uma operação de compressão de um primeiro man-cai de rolos cônicos segundo a fig. 10 para dentro do cubo de roda,
figura 12 - uma operação de compressão de um segundo man-cal de rolos cônicos segundo a fig. 10 para dentro do cubo de roda, e
figura 13 - a operação de montagem de um anel de segurançana unidade de mancal de roda.
Descrição Detalhada dos Desenhos
Os dois mancais de rolos cônicos 1 e 1', representados na fig.10, de construção aproximadamente igual, mas dispostos em imagem emespelho entre si, são finalmente montados, nessa disposição, em um cubode roda 2 de uma unidade de mancai de roda 3 mostrado nas figuras 11 a13. Esse mancai de rolos cônicos 1,1' possui um anel externo 4, 4' e umanel interno 5 ou 5', entre os quais está disposta uma fileira de rolos cônicos6, 6'. Esses rolos cônicos 6, 6' são guiados em uma gaiola de rolos cônicos7, 7' de maneira em si conhecida.No mancai de rolos cônicos 1' segundo a fig. 10 está inserido umanel de segurança 8, que une os dois anéis internos 5, 5' dos mancais derolos cônicos 1,1' após sua montagem no cubo de roda 2 e ulterior deslo-camento axial do anel de segurança 8 entre si.
O anel externo 4, 4' de cada um dos dois mancais de rolos côni-cos 1,1' possui um prolongamento 10 cilíndrico coaxialmente dirigido ao ei-xo de mancai ou eixo de cubo de roda 9 para com o lado externo do mancai.Este se projeta em forma de uma saliência 11 relativamente ao lado frontaldo correspondente anel interno 5, 5'. Isso tem por conseqüência o fato deque, quando da montagem do mancai de rolos cônicos 1, 1' no cubo de roda2, como mostrado nas figuras 11 a 13, nenhuma força de montagem atuasobre os rolos cônicos 6, mas sim estes são alojados apenas pelos respecti-vos anéis externos 4, 4'.
O resíduo do anel interno 5, 5' relativamente ao anel externo 4,4' pode também ser levado em consideração pela ferramenta de montagem.Mas assim a ferramenta de montagem ficaria mais onerosa devido a umaetapa de usinagem adicional.
Entre o prolongamento 10 cilíndrico, dirigido coaxialmente aoeixo de mancai ou eixo de cubo de roda 9 para com o lado externo de man-cal, do respectivo anel externo 4, 4' e o correspondente anel interno 5, 5'está inserida uma vedação 12, 12'. No lado do mancai de rolos cônicos 1,1'contraposto à vedação 12 ou 12' está ainda disposto respectivamente umelemento de retenção 13, 13' fixando axialmente o anel externo 4, 4' e apro-ximadamente em forma de Z em seção transversal, o qual se apóia no anelinterno 5 ou 5'. O respectivo elemento de retenção 13, 13' forma então jun-tamente com o anel externo 4, 4' e o anel interno 5, 5' respectivamente com-partimento de alojamento de lubrificante 14,14'.
Segundo o processo, quando da fabricação da unidade de man-cai de roda 3 de acordo com a fig. 11, como explicado antes, primeiro man-cal de rolos cônicos 1 pré-montado como grupo estrutural é comprimido axi-almente para dentro do cubo de roda 2, que apresenta um flange de cubo deroda 15. Para isso, o cubo de roda 2 com seu lado contraposto ao flange decubo de roda 15 é assentado sobre uma placa 16 plana, enquanto que umapunção 17, por exemplo de uma máquina-ferramenta ou prensa através deuma ferramenta 18 exerce com placa e pino de guia uma força de pressãoem direção da seta sobre o primeiro mancai de rolos cônicos 1 contra a placa 16.
Em uma segunda etapa de montagem conforme fig. 12, o cubode roda 2 é assentado com seu lado próximo ao flange de cubo de roda 15sobre a placa 16. Em seguida, o segundo mancai de rolos cônicos 1' pré-montado como grupo estrutural é axialmente comprimido para dentro do cu-bo de roda 2, sendo que novamente através da punção 17 pela ferramenta18 uma força de pressão é exercida em direção de seta sobre o segundomancai de rolos cônicos 1'. Assim os dois mancais de rolos cônicos 1 e 1'são completamente fixados com suas vedações 12 ou 12' no cubo de roda 2da unidade de mancai de roda 3.
Finalmente, em uma terceira etapa de fabricação, a inserçãoaxial do anel de segurança 8 em correspondentes ranhuras dos anéis inter-nos 5, 5' é feita por meio da punção 17 de uma máquina apropriada em dire-ção da seta, caso isso não seja feito já quando da montagem do segundomancal de rolos cônicos 1.LISTAGEM DE REFERÊNCIA
1 mancai de rolos cônicos 1' mancai de rolos cônicos 2 cubo de roda 3 unidade de mancai de roda 4 anel externo 4' anel externo 5 anel interno 5' anel interno 6 rolos cônicos 6' rolos cônicos 7 gaiola de rolos cônicos T gaiola de rolos cônicos 8 anel de segurança 9 eixo do cubo de roda 10 prolongamento cilíndrico 11 saliência 11' saliência 12 vedação 12' vedação 13 elemento de retenção (com função-proteção de sujeira) 13' elemento de retenção (com função-proteção de sujeira) 14 compartimento de alojamento de lubrificante 14' compartimento de alojamento de lubrificante 15 flange de cubo de roda 16 placa 17 punção 18 ferramenta com placa e pino de guia
Claims (6)
1. Unidade de mancai de roda (3) trocável, por exemplo paraveículos automóveis utilitários, com um cubo de roda (2) e dois mancais derolos cônicos (1, 1'), que apresentam respectivamente um anel externo (4,-4') e um anel interno (5, 5'), entre os quais está montada respectivamenteuma fileira de rolos cônicos (6), e com um anel de segurança (8) em ao me-nos um dos anéis internos (5, 5') de ambos os mancais de rolos cônicos (1,-1'), caracterizada pelo fato de que o respectivo anel externo (4, 4') de ambosos mancais de rolos cônicos (1, 1') apresenta um prolongamento (10) cilín-drico dirigido coaxialmente para o eixo de cubo de roda (9) para o lado ex-terno do mancai, em que está inserida respectivamente uma vedação (12,-12'), e sendo que no lado, contraposto à vedação (12, 12'), do respectivomancai de rolos cônicos (1, 1') está disposto um elemento de retenção (13,-13') fixando axialmente o anel externo (4, 4'), o qual se apóia no correspon-dente anel interno (5, 5').
2. Unidade de mancai de roda trocável de acordo com a reivindi-cação 1, caracterizada pelo fato de que o prolongamento (10) cilíndrico, diri-gido coaxialmente ao eixo de cubo de roda (9) para com o lado externo domancai, do respectivo anel externo (4, 4') é ligeiramente mais longo emcomparação com o lado frontal do correspondente anel interno (5, 5').
3. Unidade de mancai de roda trocável de acordo com a reivindi-cação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o elemento de retenção (13,-13') forma em comum com o anel externo (4, 4') e o anel interno (5, 5') umcompartimento de alojamento de lubrificante (14, 14').
4. Processo para fabricação de uma unidade de mancai de roda(3) trocável, por exemplo para veículos automóveis utilitários, com um cubode roda (2) e dois mancais de rolos cônicos (1, 1'), que apresentam respecti-vamente um anel externo (4, 4') e um anel interno (5, 5'), entre os quais estárespectivamente disposta uma fileira de rolos cônicos (6), e com um anel desegurança (8) em ao menos um dos anéis internos (5, 5') dos mancais derolos cônicos (1, 1'), sendo que os dois mancais de rolos cônicos (1, 1') sãopré-montados como respectivamente um grupo estrutural, com as etapas defabricação:- compressão axial do primeiro mancai de rolos cônicos (1),completamente pré-montado como grupo estrutural, para dentro do cubo deroda (2),- compressão axial do segundo mancai de rolos cônicos (1'),completamente pré-montado como grupo estrutural, para dentro do cubo deroda (2), e- inserção axial do anel de segurança (8) em correspondentesranhuras de ao menos um dos anéis internos (5, 5') de um dos dois mancaisde rolos cônicos (1, 1'), especialmente em ranhuras correspondentes deambos os anéis internos (5, 5') dos dois mancais de rolos cônicos (1, 1').
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que o anel de segurança (8) já está pré-montado em uma correspon-dente ranhura de um dos anéis internos (5, 5'), e então, quando da com-pressão axial do segundo mancai de rolos cônicos (1, 1'), encaixa na corres-pondente ranhura do outro anel interno (5, 5').
6. Processo de acordo com reivindicação 4 ou 5, caracterizadopelo fato de que os dois mancais de rolos cônicos (1, 1') são inseridos nocubo de roda (2) a partir de direções axialmente contrapostas.
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| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
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Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/11/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |