BRPI1002085A2 - eixo - Google Patents

Abstract

EIXO. Um eixo, que possui uma porção central de uma roda de coroa, a qual recebe um pinhão de ataque e um lado oposto, sendo o lado oposto definido por uma primeira taça de roda de coroa destinada a receber uma roda de coroa, tendo a primeira taça de roda de coroa uma borda periférica, incluindo o eixo uma segunda taça de roda de coroa destinada a receber a referida parte da roda de coroa, encontrando-se a segunda taça de roda de coroa inserida na primeira taça de roda de coroa e estando unida à primeira taça de roda de coroa pela borda periférica, de modo a definir um reservatário.

Description

EIXO

A presente invenção se refere a um eixo.

São conhecidos eixos motores para veículosautomóveis, nos quais um veio de acionamento, genericamentealinhado longitudinalmente em relação ao veículo, accionaum pinhão de ataque, o qual se encontra engrenado porencaixe em uma roda de coroa, em um compartimento do eixo.

A roda de coroa acciona um semi-eixo de acionamento do ladodireito, unido a uma roda do lado direito e accionaigualmente um semi-eixo de acionamento do lado esquerdo,unido a uma roda do lado esquerdo, impelindo desse modo oveículo. Tipicamente a roda de coroa accionará os semi-eixos, do lado direito e esquerdo, por intermédio de umconjunto diferencial.

No compartimento do eixo introduz-se óleo paralubrificação e arrefecimento da roda de coroa·, do pinhão deataque, das engrenagens do diferencial e dos rolamentos quelhe estão associados. No entanto, a rotação da roda decoroa, do pinhão de ataque e do compartimento do eixo,nesse óleo, leva a perdas de potência, devidas aoespessamento do óleo provocado pela agitação, aumentandoassim o consumo geral de combustível pelo veículo.

A US 6,299,561 apresenta uma roda de coroa que, àmedida que gira, projeta o óleo contra uma parede docompartimento a ela associado. Um furo na porção inferiorda parede permite que o óleo seja drenado de volta para umaárea, onde pode voltar a lubrificar a roda de coroa. Noentanto, a parede é uma estrutura de fabricação complicada.

A EP 1918613 apresenta uma proteção prefabricadainstalada em volta de pelo menos uma porção da roda decoroa. O óleo é projetado para fora da região situada emvolta da roda de coroa, para uma outra parte docompartimento do eixo e a proteção impede o óleo de voltara uma região, onde ele possa lubrificar a roda de coroa.

Uma válvula pode ser seletivamente aberta para permitirque, em determinadas circunstâncias, o óleo volte para ointerior da região situada à volta da roda de coroa. Noentanto, a proteção atua por meio do isolamento da roda decoroa relativamente aos outros componentes presentes noeixo, incluindo as mangas de eixo ou seja, por outraspalavras, as mangas de eixo encontram-se em ligação defluidos com uma região situada no exterior da proteção. Afim de evitar que quantidades excessivas de óleo sedesloquem através da manga de eixo, o nível do óleo noexterior da proteção fica abaixo de um nível do fundo deuma manga de eixo.

Um objeto da presente invenção é proporcionar umreservatório de óleo, que é fácil de fabricar e que possuiuma capacidade relativamente grande.

Portanto, de acordo com a presente invenção,proporciona-se um eixo, o qual possui uma porção que recebea roda de coroa com um lado do pinhão de ataque e um ladooposto, sendo o lado oposto definido por uma primeira taçade roda de coroa, destinada a receber uma parte de uma rodade coroa, tendo a primeira taça de roda de coroa uma bordaperiférica, incluindo o eixo uma segunda taça de roda decoroa para receber a referida parte da roda de coroa,encontrando-se a segunda taça de roda de coroa inserida naprimeira taça de roda de coroa e estando unida à primeirataça de roda de coroa pela sua borda periférica de modo adefinir um reservatório.

A primeira taça de roda de coroa pode ser de formatosubstancialmente semelhante a uma cúpula.

A borda periférica pode ser substancialmentecircular.

A segunda taça de roda de coroa pode ter uma primeiracavidade e uma segunda cavidade posicionada no interior daprimeira cavidade.

A primeira cavidade pode ser substancialmentecircular.

A segunda cavidade pode ser em forma de cuba.

A segunda cavidade pode ser em forma de cubaarqueada.

O reservatório pode ter uma região central, emrelação à qual uma parte da primeira taça da roda de coroaé genericamente paralela e está afastada de uma parte dasegunda taça da roda de coroa por uma distânciarelativamente pequena e o reservatório possui uma primeiraregião lateral, onde uma parte da primeira roda de coroafica afastada de uma parte da segunda taça de roda de coroapor uma distância relativamente grande.

O reservatório pode ter uma segunda região lateral,onde parte da primeira taça de roda de coroa fica afastadade uma parte da segunda taça de roda de coroa por umadistância relativamente grande.

O reservatório pode ter uma abertura de entradadefinida pela segunda taça de roda de coroa, estando aabertura de entrada, de preferência, alinhada com uma zonade projeção definida pelo óleo projetado da roda de coroaem rotação.

A abertura de entrada pode estar alinhada com a rodade coroa.

A abertura de entrada pode estar alinhada com dentesda roda de coroa.

A abertura de entrada pode ser definida por umaconcha virada para o lado contrário ao do eixo de rotaçãoda roda de coroa.

O reservatório pode ter uma abertura de saída,definida pela segunda taça de roda de coroa.

A abertura de saída pode incluir uma válvula deabertura seletiva.

A abertura de saída pode situar-se no fundo da regiãocentral.

A válvula pode incluir um obturador, que bloqueia aabertura de saída quando a válvula é fechada, ficando oobturador posicionado no interior do reservatório quando aválvula é aberta.

Um acionador, que acciona a válvula, pode estarmontado na primeira taça de roda de coroa.

O acionador pode ser accionado por meio de ar.

O acionador pode ser desviado para uma posiçãocorrespondente a uma posição de abertura da válvula.

A aplicação de pressão de ar ao acionador podemovimentá-lo para uma posição correspondente a uma posiçãode fecho da válvula.

De acordo com outro aspecto da presente invenção,proporciona-se um método para alterar um nível delubrificante em torno de uma roda de coroa, compreendendoesse método os passos de, proporcionar um eixo, que possuiuma porção de recepção da roda de coroa, com um lado dopinhão de ataque e um lado oposto.

O lado oposto é definido por uma primeira taça deroda de coroa, destinada a receber uma parte de uma roda decoroa, tendo a primeira roda de coroa uma borda periférica,incluindo o eixo uma segunda taça de roda de coroa parareceber a referida parte da roda de coroa, encontrando-se asegunda taça de roda de coroa inserida na primeira taça deroda de coroa e estando unida à primeira taça de roda decoroa pela borda periférica, a fim de definir umreservatório de lubrificante, tendo o eixo uma reentrânciadestinada a receber uma parte da roda de coroa, incluindo ométodo o passo de transferência seletiva de lubrificante,da reentrância para o reservatório, a fim de diminuir onível de lubrificante em torno da roda de coroa,compreendendo ainda o método o passo de transferirseletivamente lubrificante, do reservatório para areentrância, para elevar o nível de lubrificante em voltada roda de coroa.

A presente invenção será agora descrita, apenas atítulo de exemplo, com referência aos desenhos juntos, nosquais:

A Figura 1 é uma vista de topo, esquemática, emcorte, de um eixo de acordo com a presente invenção,

As Figuras 2 e 3 são vistas assimétricas das taças daroda de coroa da Figura 1,

A Figura 4 é uma vista em corte lateral da taça deroda de coroa da Figura 1 eA Figura 5 é uma vista em grande plano de parte daFigura 4.

A Figura 1 mostra um eixo 10 (do qual apenas éapresentada uma parte), que possui uma manga do eixo dolado direito 12 e uma manga de eixo do lado esquerdo 14. 0eixo possui um lado do pinhão de ataque A e um lado opostoB, conforme se mostra na Figura 1. Neste caso, o eixo 10 éum eixo traseiro e portanto o lado do pinhão de ataque Asitua-se no lado anterior do eixo e o lado oposto B no ladoposterior do eixo. Noutras formas de realização, eixos deacordo com a presente invenção podem ser eixos dianteiros,que sejam accionados por um veio de acionamento localizadopor trás do eixo, caso em que o lado do pinhão de ataque doeixo será o lado posterior e o lado oposto do eixo será olado anterior.

Entre as mangas de eixo encontra-se uma porção 15 doeixo, que recebe a roda de coroa.

O eixo 10 inclui uma ranhura de suporte do rolamentoanterior do pinhão de ataque 16 e uma ranhura de suporte dorolamento posterior do pinhão de ataque 17. Um pinhão deataque 17A encontra-se giratoriamente montado sobrerolamentos montados nas ranhuras de suporte dos rolamentos.

O pinhão de ataque acciona a roda de coroa 18, a qual, porsua vez, acciona um conjunto diferencial 20. 0 conjuntodiferencial inclui uma engrenagem diferencial do ladodireito 22, que recebe um semi-eixo do lado direito, o qualpor sua vez acciona a roda direita (não representada). 0conjunto diferencial 20 inclui também uma engrenagemdiferencial do lado esquerdo 24, que recebe um semi-eixo dolado esquerdo, o qual é recebido na manga de eixo do ladoesquerdo 14 e acciona uma roda do lado esquerdo (nãorepresentada).

Unida à parte posterior do eixo 10 (lado oposto B)encontram-se uma primeira taça de roda de coroa 30 e umasegunda taça de roda de coroa 40 (que se podem ver melhornas Figuras 2, 3 e 4). A primeira taça de roda de coroa écircular, quando vista posteriormente e temsubstancialmente o formato de uma cúpula. A primeira taçade roda de coroa inclui uma borda periférica 32, a qual écircular. Montado no fundo da primeira taça de roda decoroa encontra-se um acionador pneumãtico 34, o qualacciona o obturador de uma válvula, conforme será explicadomais à frente em pormenor.

A primeira taça de roda de coroa é um componenteprensado, neste caso um componente de aço prensado. Noutrasformas de realização, poderão ser usados materiaisalternativos e especialmente métodos de fabricoalternativos, para se fazer a primeira taça de roda decoroa.

A segunda taça de roda de coroa possui uma bordaperiférica 42 e faz parte de uma flange anular plana 44. Aborda periférica 42 e a flange anular 44 são ambascirculares. Adjacente à flange anular 44 encontra-se umaprimeira parede anular da cavidade 46, a qual está unida auma primeira base de cavidade genericamente circular 48. Aprimeira parede de cavidade 46 e a primeira base decavidade 48 definem uma primeira cavidade 45. Posicionadano interior da primeira cavidade 45 encontra-se uma segundacavidade 50, que se assemelha a uma cuba, particularmentecom o formato de uma cuba arqueado, a qual possui paredesde cuba 52 e uma base de cuba 54.

Como se pode ver nas Figuras 2, 3 e 4, a segunda taçade roda de coroa encontra-se inserida no interior daprimeira taça de roda de coroa. A borda periférica 32 daprimeira roda de coroa está unida (por exemplo através desoldadura) à flange anular 44 da segunda taça de roda decoroa. A flange anular 44 da segunda taça de roda de coroaestá unida (por exemplo através de soldadura) ao resto doeixo 10. A primeira taça de roda de coroa e a segunda taçade roda de coroa definem por isso um reservatório. Conformese pode ver nas Figuras 1 e 4, a base da cuba 54 situa-seperto de e genericamente paralela a uma porção centraladjacente da primeira taça de roda de coroa. Conforme sepode ver melhor na Figura 1, é proporcionada uma regiãosituada à direita 56, onde uma região da primeira taça deroda de coroa fica afastada de uma região adjacente dasegunda taça de roda de coroa. É proporcionada uma regiãode reservatório situada do lado esquerdo 58, onde umaporção da primeira taça de roda de coroa fica afastada deuma porção adjacente da segunda taça de roda de coroa.Assim, as principais regiões de retenção do óleo doreservatório são a região de reservatório do lado direito ea região de reservatório do lado esquerdo. A regiãoarqueada central 60 do reservatório, conforme definidaentre a base da cuba 54 e a região adjacente da primeirataça de roda de coroa, retém uma quantidade relativamentepequena de óleo, muito embora atue como um canal decomunicação entre a região de reservatório do lado direito56 e a região de reservatório do lado esquerdo 58 e tambémentre a abertura de entrada e a abertura de saída, conformeserá descrito abaixo em mais pormenor.

No topo da segunda taça de roda de coroa existe umaconcha 62 com um lado aberto virado para o lado posterior,sto é, o lado aberto da concha está virado na direçãocontrária à do eixo de rotação da roda de coroa, uma vezque o eixo de rotação da roda de coroa se situa frente àconcha 62.

Quando o veículo está a ser impelido na direçãoanterior D (ver Figura 1) a roda de coroa gira na direçãocontrária à dos ponteiros do relógio, conforme é mostradopela seta C da Figura 4. 0 óleo, presente na porçãoinferior 15 do eixo 10, que recebe a roda de coroa e o óleopresente na porção inferior da primeira cavidade 45, sãorecolhidos pela roda de coroa e são lançados e projetadosna direção C contrária ao movimento dos ponteiros dorelógio. Algum do óleo irá entrar na concha 62 e depoisescoar-se, ou para o interior da região de reservatório dolado direito 56, ou para a região de reservatório do ladoesquerdo 58, enchendo assim progressivamente o reservatório26. No fundo da segunda taça de roda de coroa existe umfuro de saída 64, o qual se pode abrir e fecharseletivamente por meio de um obturador de válvula 66.

A Figura 5 mostra, em mais pormenor, um acionadorpneumático, um obturador de válvula e componentesassociados. Conforme referido acima, o acionador pneumático34 está montado na primeira taça de roda de coroa 30. 0acionador pneumático inclui uma primeira porção de corpo68, um diafragma 69 e uma segunda porção de corpo 70, quepossui uma entrada de ar 71. 0 diafragma 69 está ligado auma barra 72 na qual se encontra montado o obturador daválvula 66. O obturador da válvula 66, juntamente com ofuro 64, define uma válvula 63. Uma mola 73 desvia odiafragma para a direita, quando se olha para a Figura 5 eportanto tende a abrir a válvula 63, isto é, movimenta oobturador da válvula 66 em afastamento do furo de saída 64,permitindo assim que qualquer óleo presente no reservatório26 flua para uma região circundante da roda de coroa.

Quando seja necessário fechar a válvula, é aplicado ar, porintermédio da entrada de ar 71, o qual atua sobre o ladodireito do diafragma e movimenta o diafragma para a do ladoesquerdo, comprimindo assim a mola e movimentando oobturador 66 para o furo de saída 64, fechando desse modo aválvula e impedindo o óleo de fluir, do reservatório 26para uma região circundante da roda de coroa.

Conforme se pode ver melhor na Figura 1, a primeirataça de roda de coroa 30 recebe uma porção da roda de coroa18, particularmente a porção mais posterior da roda decoroa.

De modo semelhante, a segunda taça de roda de coroa eem especial a segunda cavidade 50, recebe também a mesmaparte da roda de coroa.

0 funcionamento do dispositivo é como segue:

Com o veículo parado e a válvula aberta, o nível deóleo no reservatório assentará ao mesmo nível que o óleoque rodeia a roda de coroa, isto é, o óleo que rodeia aroda de coroa alcançará o nível Ll e o nível do óleo noreservatório alcançará o nível L2, equivalente ao LI.

0 motor do veículo é então posto em funcionamento e éaplicado ar sob pressão ao diafragma, por intermédio daentrada de ar 71, fechando-se desse modo a válvula. Nestafase o nível do óleo que rodeia a roda de coroa é ainda Lle o nível do óleo no reservatório ainda é L2.

O veículo arranca então, fazendo com que a roda decoroa gire na direção da seta C e portanto lançando o óleopara dentro da concha e enchendo progressivamente oreservatório 26, fazendo desse modo descer o nível de óleoà volta da roda de coroa. Finalmente, o reservatório ficarácheio de óleo, isto é, o óleo alcançará o nível L3. Nessafase o nível do óleo, que rodeia a roda de coroa, estará aonível L4.

Um mecanismo de controlo pode ser accionado paraaplicar ar sob pressão ao diafragma ou para ventilar essapressão de ar. Na eventualidade de serem encontradascondições duras de condução, por exemplo com o veículo aser conduzido a subir uma encosta e completamentecarregado, o mecanismo de controlo ventila o ar para forada entrada de ar 71, o que deixa a mola empurrar odiafragma para a direita, conforme mostrado na Figura 5,abrindo assim a válvula e permitindo que o óleo escorra doreservatório 26 para o interior da região situada à voltada roda de coroa. O nível do óleo em volta da roda de coroacairá então para ligeiramente abaixo do nível Ll e o níveldo óleo no reservatório cairá ligeiramente para abaixo donível L2. Note-se que, enquanto o veículo se está amovimentar, haverá sempre uma quantidade de óleo a serprojetada no interior do eixo e portanto, quando a válvulaestá aberta, o nível do óleo à volta da roda de coroa seráligeiramente inferior ao nível Ll e o nível de óleo noreservatório será ligeiramente inferior, por uma quantidadeigual, ao nível L2 .

Uma vez que o veículo pare com a válvula aberta, oóleo escoar-se-á então das superfícies do compartimento doeixo, da roda de coroa, do diferencial, etc. e o nível doóleo voltará aos níveis L1 e L2.

Conforme se pode ver na Figura 1 a parte maisposterior da roda de coroa fica próxima da base da cuba 54,no interior da qual se encontra colocado o furo 64. Deveráapreciar-se ainda que o obturador 66 fica posicionado nointerior do reservatório 26 quando a válvula é aberta. Issopermite que a base da cuba 54 fique colocada próximo daroda de coroa, sem necessidade de um espaço para acomodar oobturador quando a válvula é aberta.

Além disso, deverá apreciar-se que o acionadorpneumático está montado em um lado do reservatório opostoao furo 64, isto é, o acionador pneumático está montado naprimeira taça de roda de coroa, enquanto que o furo desaída está montado na segunda taça de roda de coroa.

Proporcionar-se a primeira taça de roda de coroa perto dasegunda taça de roda de coroa nesta região do acionador edo obturador da válvula, permite que o acionador sejamontado na primeira taça de roda de coroa e accione umaválvula, que fecha um furo na segunda taça de roda decoroa, sem que o acionador seja extremamente grande.

A extensão lateral da concha 62 cobre a zona deprojeção criada pela rotação da roda de coroa. Em uma formade realização alternativa, a extensão lateral da concha 62poderá estar alinhada com a roda de coroa e em uma outraforma de realização, a extensão lateral da concha 62 poderáestar em linha com os dentes da roda de coroa.

Conforme se mostra na Figura 5 a mola 73 atua de modoa desviar o obturador para abrir a válvula. Noutras formasde realização, poderão ser usados sistemas alternativospara desviar o obturador e abrir a válvula, podendo serusados por exemplo dispositivos elastoméricos para desviaro obturador de abertura da válvula e podendoalternativamente ser usados diferentes formatos de molapara desviar o obturador a fim de abrir a válvula.Alternativamente, um dispositivo de desvio poderá agirdiretamente sobre o acionador, de modo a desviar oacionador para uma posição correspondente a uma posição deabertura da válvula.

Claims (20)

1. Eixo, com uma porção que recebe um roda de coroa,com um lado do pinhão e um lado oposto,caracterizado pelo fato de o lado oposto ser definidopor uma primeira taça de roda de coroa para receber umaparte de uma roda de coroa, tendo a primeira taça de rodade coroa uma borda periférica, incluindo o eixo uma segundataça de roda de coroa para receber a referida parte da rodade coroa, estando a segunda taça de roda de coroa inseridana primeira taça de roda de coroa e estando unida àprimeira taça de roda de coroa pela borda periférica paradefinir um reservatório de lubrificante.

2. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o reservatório ter uma aberturade saída.

3. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a abertura de saída ser definidapela segunda taça de roda de coroa.

4. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 2ou 3, caracterizado pelo fato de a abertura de saídaincluir uma válvula, a qual se pode abrir seletivamente.

5. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 4,caracterizado pelo fato de a válvula incluir um obturador,que bloqueia a abertura de saída, quando a válvula éfechada, ficando o obturador posicionado no interior doreservatório quando a válvula é aberta.

6. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 4ou 5, caracterizado pelo fato de a válvula ser desviadapara uma posição de abertura por um dispositivo de desvio.

7. Eixo de acordo com o definido em qualquer uma dasReivindicações 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de naprimeira taça de roda de coroa se encontrar montado umacionador, que acciona a válvula.

8. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 7,caracterizado pelo fato de o acionador ser accionadopneumaticamente.

9. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 8,caracterizado pelo fato de o acionador ser desviado parauma posição correspondente a uma posição de abertura daválvula.

10. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 9,caracterizado pelo fato de a aplicação de ar comprimido aoacionador movimentar este para uma posição correspondente auma posição de fecho da válvula.

11. Eixo de acordo com o definido em qualquer uma dasReivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10,caracterizado pelo fato de o reservatório ter uma aberturade entrada definida pela segunda taça de roda de coroa.

12. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a abertura de entrada estaralinhada com uma zona de projeção definida pelo óleoprojetado pela roda de coroa em rotação.

13. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de a abertura de entradaestar alinhada com a roda de coroa.

14. Eixo de acordo com o definido em qualquer uma dasReivindicações 11, 12, ou 13, caracterizado pelo fato de aabertura de entrada ser definida por uma concha virada parao lado contrário ao do eixo de rotação da roda de coroa.

15. Eixo de acordo com o definido em qualquer uma dasReivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, ou 15, caracterizado pelo fato de a segunda taça deroda de coroa possuir uma primeira cavidade e uma segundacavidade posicionada dentro da primeira cavidade.

16. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação-16, caracterizado pelo fato de a primeira cavidade sersubstancialmente circular.

17. Eixo de acordo com o definido nas Reivindicações-15 ou 16, caracterizado pelo fato de a segunda cavidade sersemelhante a uma cuba.

18. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação-17, caracterizado pelo fato de a segunda cavidade ter aforma de uma cuba arqueada.

19. Eixo de acordo com o definido em qualquer uma dasReivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15, 16, 17, OU 18 caracterizado pelo fato de oreservatório possuir uma região central, na qual uma parteda primeira taça de roda de coroa fica genericamenteparalela e afastada de uma parte da segunda taça de roda decoroa por uma distância reduzida e o reservatório ter umaprimeira região lateral, onde uma parte da primeira taça deroda de coroa fica afastada de uma parte da segunda taça deroda de coroa por uma distância relativamente grande e oreservatório ter uma segunda região lateral onde parte daprimeira taça de roda de coroa fica afastada de uma parteda segunda taça de roda de coroa por uma distânciarelativamente grande.

20. Eixo de acordo com o definido na Reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o reservatório possuir umaregião central, na qual uma parte da primeira taça de rodade coroa fica genericamente paralela e afastada de umaparte da segunda taça de roda de coroa por uma distânciarelativamente pequena e o reservatório ter uma primeiraregião lateral, onde parte da primeira taça de roda decoroa fica afastada de uma parte da segunda taça de roda decoroa por uma distância relativamente grande e oreservatório ter uma segunda região lateral, onde uma parteda primeira taça de roda de coroa fica afastada de umaparte da segunda taça de roda de coroa por uma distânciarelativamente grande e o reservatório ter uma abertura desaída posicionada no fundo da região central.