WO2020077425A1 - Eixo de transmissão de potência para veículo e veículo - Google Patents

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WO2020077425A1
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Thiago Malaquias Domingos DE SÁ
Willian Cesar DE MELO
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Definitions

  • the present invention relates, in general, to a power transmission shaft of a motor vehicle, which has a coupling and disengagement system, thus allowing the selection of the vehicle's traction type whether or not they transmit power to the subsequent axis. Also, the present invention relates to a motor vehicle which comprises the present drive axle.
  • automotive vehicles and particularly those intended for the transport of goods, such as trucks, are generally driven by its rear axle having a set of power formed by engine and gear mounted on the front of the vehicle.
  • the connection between the power train and the driven wheels is made through an axle, commonly called the cardan axle, which, on the one hand, is connected to the output of the power set, usually the gearbox and, on the other hand, it is connected to the axle differential that is responsible for transmitting power to the wheels.
  • the vehicle can assume a 6x2 or 6x4 traction configuration, that is, of the vehicle's six wheels, only two are usually the two wheels on the first rear axle, or the four wheels on the two rear axles are pulled.
  • 6x2 or 6x4 traction configuration that is, of the vehicle's six wheels, only two are usually the two wheels on the first rear axle, or the four wheels on the two rear axles are pulled.
  • 8x4 or even 6x6 or 8X8 traction configuration it may also be that they have an 8x4 or even 6x6 or 8X8 traction configuration.
  • the traction configuration is, for example, a 6x2 configuration
  • one of the rear axles the one that is not tractioned, can eventually be suspended and, with this, it obtains a reduction in fuel consumption and, also, in the wear of the tires. This is possible through some solutions that are already known, and in which an air bag is usually used to suspend the axle, thus taking advantage of the compressed air line existing in these vehicle models.
  • another objective of the present invention is to provide a vehicle, such as those used for cargo transportation, which is configured with 6x4 or 8x4 type traction, being provided with at least one transmission shaft as mentioned above , installed in substitution to the conventional cardam axle of the vehicle, allowing the selection of the type of traction.
  • the present invention relates to a power transmission shaft for a vehicle formed by a first axis segment and a second axis segment, which are mounted concentric inside a housing, allowing the first axis segment to rotate independently in relation to the second axis segment.
  • the first axis segment has, on the one hand, a power input and, on the other hand, it is mounted concentrically to the second axis segment and, still, the second axis segment comprises, on the one hand, a toothed face for receive a power input and, on the other hand, a power output, the said first and second axis segments of which can be selectively coupled or uncoupled through a flange, which has a toothed face for coupling to the face toothing of the second axis segment and being concentrically mounted to the first axis segment. Furthermore, this flange can move between a coupled and uncoupled position due to the coaxial displacement along said first axis segment.
  • said flange is driven through a coupler formed by an actuator that has a shaft provided with return means and a fork connected to the flange that interacts with the toothed face of the second segment of shaft, the said flange having a groove in its internal connection diameter with a grooved portion provided in the first axis segment, and teeth in its lateral connection side with the teeth arranged in the toothed face of the second axis segment.
  • said power transmission axis comprises, at its ends, cross-links with the rest of the vehicle's power transmission set, and also has an assembly formed by axles concentric notches to compensate for the distance between the first axle and the second axle of the vehicle.
  • said first axis segment is mounted next to a power output from the first cardam axis, and the second axis segment is mounted at the differential power input of the second driven axis.
  • the first axis segment can be mounted on a differential power input of the second driven axis, and the second axis segment is mounted on the power output of the first cardam axis.
  • its housing comprises sealing elements to condition a lubrication and cooling fluid in contact with the shaft segments and the actuator.
  • the said toothed face of the second axis segment is provided on a fixed flange provided with a grooved surface in its internal connection diameter with a corresponding grooved portion disposed at the end of said second axis segment.
  • said actuator is of the mechanical, magnetic, electric, hydraulic type or a combination of these.
  • this actuator comprises a hermetically closed chamber formed by a fixed cover that is installed on a branch of the housing, so that inside this chamber is a movable piston that is supported by an axis that supports the mentioned fork and the return means.
  • said fixed cover is provided with a channel that is fluidly connected to the hydraulic or pneumatic system of the vehicle.
  • the return means is a helical spring.
  • the present invention is also related to a vehicle that comprises a control and operation cabin and under which a power train transmission set, such as a combustion engine associated with an exchange, is provided, which they are mounted on a chassis that is supported by a front axle, a first pulled rear axle and a second pulled rear axle, where the first pulled rear axle and the second pulled rear axle are connected via a transmission shaft as defined previously.
  • a power train transmission set such as a combustion engine associated with an exchange
  • said vehicle can be a vehicle for the transportation of cargo and goods that has a 6x4, 8x4 traction configuration.
  • Figure 1 shows a schematic side view of a cargo transport vehicle, such as a truck or a mechanical horse, which has a 6x4 traction configuration
  • Figure 2 shows a perspective view of the transmission shaft according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 shows a side sectional view of the transmission shaft, as indicated by line A-A represented in Figure 2, according to the present invention, in the coupled condition;
  • Figure 4 shows a side sectional view of the transmission shaft, as indicated by line A-A represented in Figure 2, according to the present invention, but in the uncoupled condition;
  • Figure 5 is a schematic exploded perspective view of the transmission shaft, according to the present invention.
  • Figure 1 schematically represents a vehicle (V) intended for the transport of cargo or goods, such as a known truck in the state of the art.
  • This vehicle (V), as schematically represented in Figure 1 can, for example, be a model manufactured and marketed by CNH Industrial N. V.
  • the vehicle (V) comprises a control and operation cabin (C) and under which a power train transmission set (M), such as a combustion engine associated with a gearbox, which are mounted on a chassis (E) supported by a front axle (TD), a first rear axle (T1) and a second rear axle (T2).
  • a power train transmission set such as a combustion engine associated with a gearbox
  • TD front axle
  • T1 first rear axle
  • T2 second rear axle
  • the referred rear axles (T1, T2) are pulled and, therefore, will eventually be indicated as the first driven axle (T1) and the second driven axle (T2).
  • a second axis extends card 2 for the differential of the second driven axis (T2).
  • the power is, in general, divided equally between the first and second differentials for the wheels of the first (T1) and second (T2) split axles.
  • the present invention aims, precisely, to allow the coupling or decoupling to be made, selectively and according to the interests of the driver, of the second differential of the second fractional axis (T2), transforming the traction configuration from 6x4 to a 6x2 traction configuration.
  • T2 the second differential of the second fractional axis
  • the invention can be used in any traction configuration in which a second fractional axis is to be activated or deactivated, such as as a 4x4 / 4x2, 8x4 / 8x2 traction configuration, etc.
  • a transmission shaft 10 is shown, such as for coupling on a cardan shaft or replacing a conventional cardan shaft, which is particularly mounted between the first driven shaft (T1) and the second drive axle (T2) of a vehicle (V).
  • the axle 10 can be mounted between the differentials of two rear axles pulled from a vehicle that comprises, for example, a 6x4 traction configuration, or even replace the second axle card 2.
  • first rear axle (T1) and the second rear axle (T2) may have different mounting heights or, also, the vehicle suspension may be jointly mounted, being subject to height fluctuation and consequently, distance from each other, are provided at the ends of the axis 10, crosspieces 3 and 4, which make the mechanical connection with the rest of the vehicle's power transmission set.
  • axis 10 comprises an assembly 5 of two toothed concentric axes, which allow for the compensation of the distance that may eventually exist between the first driven axis (T1) and the second driven axis (T2).
  • crosspieces 3 and 4 are mechanical constructions applied on cardan shafts widely known and used in the state of the art, and can thus be replaced by any equivalent mechanical constructions, such as CV joints or flanges associated with bolts and nuts, in cases where the coupling is mounted jointly to a long-length cardan shaft.
  • the choice between crosspieces, CV joints or other elements of mechanical construction do not alter the technical effects provided by the present invention.
  • the present invention refers to a new transmission axis 10 that comprises a first segment of axis 12, which can be mounted on a power output, and a second segment of axis 13, which can be mounted on a power input to receive power from the first segment of axis 12.
  • Both segments of axis 12, 13 are mounted concentric within a housing 11, so that the first segment of axis 12 can be rotated independently with respect to the second segment of axis 13, with that first segment of axis 12 comprising, on the one hand, a power input and, on the other hand, it is mounted concentrically with the second segment of axis 13.
  • the second segment of axis 13 also has, on one side, a toothed face (16) to receive an input of power and, on the other hand, it has a power output.
  • said first 12 and second 13 axis segments are selectively coupled and uncoupled by means of a flange 15, which is mounted concentrically to the first axis segment and comprises a toothed face for the respective coupling with the face notch of the second axis segment. Furthermore, this flange 15 can move between a coupled and uncoupled position due to the coaxial displacement along said first axis segment 12.
  • said flange 15 is driven by a coupler 14 formed by an actuator 14a having an axis 18c provided with return means 20, and a fork 17 connected to said flange 15 provided with splined in its internal diameter for connection with a splined portion 12a provided on the first axis segment 12, and teeth 15a on its side face to provide the connection with the teeth 16a arranged on the toothed face 16 of the second axis segment 13.
  • the transmission shaft 10 can be installed in replacement of the second axis 2, between the first driven axis (T1) and the second driven axis (T2) of said vehicle (V), thus, the first axis segment 12 is mounted next to a power output from the first axis 1, and the second axis segment 13 is mounted on the power input, for example, on the differential of the second driven axis (T2), said axis segments 12, 13 are selectively connected through said coupler 14 which is responsible for blocking and transmit power between axis segments 12, 13.
  • said frame 11 comprises sealing elements 8 to safely hold a lubrication and cooling fluid in contact with said axis segments 12, 13, as well as with the actuator 14.
  • first axis segment 12 can be mounted on a power output and the second axis segment 13 can be mounted on a power input
  • configuration can be reversed, that is, the first axis segment 12 can be mounted on a power input and the second axis segment 13 can be mounted on a power output, without any prejudice or difference in relation to the technical effect achieved by the present invention.
  • said toothed face 16 can be a fixed flange which is provided with a fluted surface in its internal diameter for connection with a respective fluted portion 13a disposed at the end of the second axis segment 13. Furthermore , as commented above, the toothed face 16 or said fixed flange has teeth 16a on its side face to provide the connection with the teeth 15a disposed on the side face of the movable flange 15 of the first axis segment 12.
  • said actuator 14a can be of any model and use different suitable means, such as, but without limitation, mechanical, magnetic, electrical, hydraulic means or even the combination of these, provided that is able to promote the movement of said fork 17 between at least two positions and, consequently, obtain the coupling or uncoupling between said first and second axis segments 12, 13.
  • said actuator 14a comprises a chamber 18 with airtight closure that is formed by a fixed cover 18a that is installed in a branch 11 a of the frame 1 1, being that inside said chamber 18, a movable piston 18b is accommodated which is supported on the axis 18c that supports said fork 17 and the return means 20.
  • the fixed cover 18a of the actuator 14a is provided with a channel 19a, which is fluidly connected to the hydraulic or pneumatic system of the vehicle (V) for supplying the chamber 18.
  • V hydraulic or pneumatic system of the vehicle
  • the driver is able to change the configuration and traction of the vehicle from 6x2 to a 6x4 configuration by simply activating and feeding said chamber 18 of the driver 14a.
  • the fixed cover 18a of the actuator 14a comprises a complementary inlet 19b to allow the installation of sensors, for example, a sensor to monitor the pressure inside the chamber 18.
  • compressed air or hydraulic fluid is used.
  • the use of these components as one of the ways to allow the fork 17 to move and, consequently, the movable flange 15, are suitable since the compressed air lines and, possibly, hydraulic fluid already existing in most commercial vehicles and machines.
  • ambient pressure and “increased pressure” with reference to ambient pressure
  • other pressure differentials that are not necessarily based on atmospheric pressure can be used. as the base pressure, but higher or even negative pressures, applying vacuum, provided that the pressure differential applied to the chamber 18 is sufficient to promote a displacement of the movable flange 15 through an axial movement, as indicated above .
  • the return means 20 can be a helical spring, ensuring that the coupler 14 remains in a predetermined position, such as a standard uncoupled position, as shown in the drawings, or, conversely, a standard position coupled.
  • the return means can be suppressed if other ways of displacing the fork 17 are used, such as magnetic or electromechanical means.
  • other means of return can also be provided, such as magnetic, mechanical, hydraulic, etc.
  • the coupling and uncoupling of the coupler 14 must be done with the vehicle stopped, that is, without the first axis segment 12 being rotating, however, nothing prevents that, less advantageously, such coupling and / or decoupling is done with the vehicle in motion.
  • the present invention also refers to a vehicle (V) for the transportation of loads or goods, which is comprised of a control and operation cabin (C) and under which a power train transmission set (M), such as a combustion engine associated with a transmission, are mounted on a chassis (E), which is supported by a front axle (TD), a first axle rear drive (T1) and a second rear drive axle (T2), which are connected by a drive shaft 10, such as the one mentioned above.
  • a vehicle (V) for the transportation of loads or goods which is comprised of a control and operation cabin (C) and under which a power train transmission set (M), such as a combustion engine associated with a transmission, are mounted on a chassis (E), which is supported by a front axle (TD), a first axle rear drive (T1) and a second rear drive axle (T2), which are connected by a drive shaft 10, such as the one mentioned above.
  • V vehicle
  • C control and operation cabin
  • M power train transmission set
  • T1 first axle rear drive
  • T2
  • said vehicle (V) is a truck, such as those used in the road transport of loads or goods and, more particularly, which have the traction configuration of the type 6x4, 8x4 or similar.

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Abstract

A presente invenção refere-se, de um modo geral, a um eixo de transmissão de potência para um veículo automotor, particularmente, para os modelos utilizados no transporte de cargas e bens que possuem uma configuração de tração 6x4 ou 8x4, sendo referido eixo de transmissão dotado de características técnicas, construtivas e funcionais projetadas e desenvolvidas para permitir o desacoplamento e acoplamento de pelo menos um dos eixos tracionados.

Description

“EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO E VEÍCULO”
Campo da Invenção
[0001 ] A presente invenção refere-se, de um modo geral, a um eixo de transmissão de potência de um veículo automotor, o qual possui um sistema de engate e desengate para, desse modo, permitir a seleção do tipo de tração do veículo, transmitindo ou não a potência para o eixo subsequente. Também, a presente invenção se refere a um veículo automotor o qual compreende o presente eixo de transmissão.
Fundamentos da Invenção
[0002] De acordo com o estado da técnica, veículos automotores e particularmente aqueles destinados ao transporte de bens, tais como caminhões, geralmente são tracionados pelo seu eixo traseiro tendo um conjunto de força formado por motor e câmbio montados na porção dianteira do veículo. A conexão entre o conjunto de força ( power-train ) e as rodas tracionadas é realizada através de um eixo, comumente denominado de eixo cardam, que, por um lado, está conectado à saída do conjunto de força, geralmente o câmbio e, de outro lado, está conectado ao diferencial do eixo que é responsável por transmitir a potência às rodas.
[0003] No caso de veículos de transporte rodoviário como, por exemplo, no caso de cavalos mecânicos que possuem dois eixos traseiros, o veículo pode assumir uma configuração de tração 6x2 ou 6x4, ou seja, das seis rodas do veículo, apenas duas são tracionadas, geralmente as duas rodas do primeiro eixo traseiro, ou as quatro rodas dos dois eixos traseiros são tracionadas. Em algumas aplicações de veículos configurados para“fora-de-estrada”, pode ser também que tenham uma configuração de tração 8x4 ou até mesmo 6x6 ou 8X8.
[0004] O uso de pelo menos dois eixos tracionados, tal como em uma configuração 6x4, pode ser bastante interessante, tanto por questões de legislação (em certos países, como o Brasil, para se transportar um limite maior de carga o veículo, necessariamente, precisa contar com uma configuração de tração 6x4), como por questões de aplicação, como é o caso de veículos para aplicação fora-de-estrada, tal como veículos canavieiros ou de mineração.
[0005] No entanto, quando o veículo não está carregado, para fins de economia de combustível e, inclusive de pneus, é desejável que um dos eixos não seja utilizado. Se a configuração de tração for, por exemplo, uma configuração 6x2, um dos eixos traseiros, aquele não tracionado, pode ser eventualmente suspenso e, com isso, obtém uma redução no consumo de combustível e, ainda, no desgaste dos pneus. Isso é possível através de algumas soluções que já são conhecidas, e na qual geralmente é empregada uma bolsa de ar para suspender o eixo, aproveitando-se, assim, a própria linha de ar- comprimido existente nesses modelos de veículos.
[0006] No entanto, tal solução não pode ser empregada em veículos com configuração de tração 6x4 ou 8x4, por exemplo, já que não se pode suspender um eixo tracionado uma vez que a potência seria perdida para o eixo suspenso.
[0007] Portanto, existe a necessidade de se permitir o acoplamento ou desacoplamento da tração de pelo menos um eixo de um veículo, particularmente um veículo de carga, tal como um caminhão ou cavalo mecânico.
[0008] O estado da técnica revela algumas soluções pelas quais é permitida a seleção, automática ou manual, de tração de um ou mais eixos. Uma solução já conhecida consiste em se acoplar ou desacoplar a engrenagem do diferencial central que envia a potência para o eixo. Esta solução, no entanto, não pode ser aplicada nas configurações de tração 6x4 ou 8x4, já que geralmente não é empregado nenhum diferencial central, mas a tração é transmitida de um diferencial para outro, de forma sequencial, através de um eixo cardam. [0009] Outra solução mais elaborada como, por exemplo, aquela revelada no documento do estado da técnica US 2012/0260758, empregam recursos mais complexos como embreagens de lamelas e gerenciamento eletrónico. Tais soluções são complexas e caras e podem não funcionar adequadamente para torques muito altos, como é o caso dos veículos de transporte de bens, cujo torque na saída do motor pode facilmente exceder os 1500 Nm, podendo atingir até cerca de 3000 Nm.
[0010] Também, uma outra solução revelada no estado da técnica, pode ser observada no documento PCTBR2016050182, a qual se refere a um sistema de acoplamento acionado por dispositivos pneumáticos instalados concentricamente com o eixo de transmissão entre eixos para, desse modo, propiciar o acoplamento/desacoplamento de um dos eixos tracionados. Apesar de funcional e revelar uma solução aos meios conhecidos no estado da técnica, essa opção poderia ser aperfeiçoada, melhorada, principalmente no que se refere a construtividade e montagem dos componentes responsáveis pelo acoplamento e desacoplamento. Mais particularmente, essa solução do estado da técnica revela uma construtividade complexa, exigindo o dispêndio excessivo de tempo e recursos para sua fabricação, montagem e aplicação nos veículos.
[001 1 ] Dessa forma, considerando o presente cenário, verifica-se que persiste a necessidade de uma solução técnica simples, prática e funcional que possa ser facilmente aplicada em veículos comerciais de transporte de cargas, sem a necessidade de altos investimentos e recursos, viabilizando, de certo modo, a efetiva aplicação de uma solução segura em modelos mais simples de veículos com configuração de tração 6x4, 8x4 ou similares. A invenção visa, dentre outros, contornar estes inconvenientes do estado da técnica.
Descrição da Invenção
[0012] Portanto, diante do acima apresentado, é um dos objetivos da presente invenção prover um eixo de transmissão para um veículo automotor, particularmente, daqueles utilizados para o transporte de cargas tendo uma configuração de tração 6x4 ou 8x4, sendo referido eixo de transmissão dotado de características técnicas, construtivas e funcionais projetadas e desenvolvidas para permitir o desacoplamento e acoplamento de pelo menos um dos eixos tracionados para, dessa forma, eliminar os problemas, limitações e inconvenientes das soluções até então conhecidas no estado da técnica, e conforme acima sumarizadas.
[0013] Adicionalmente, um outro objetivo da presente invenção é prover um veículo, tal como aqueles utilizados para o transporte de cargas, o qual é configurado com tração do tipo 6x4 ou 8x4, sendo dotado de pelo menos um eixo de transmissão conforme acima mencionado, instalado em substituição ao eixo cardam convencional do veículo, possibilitando a seleção do tipo de tração.
[0014] Desse modo, conforme o acima exposto, e no intuito de se atingir os objetivos e efeitos técnicos acima mencionados, a presente invenção refere- se a um eixo de transmissão de potência para veículo formado por um primeiro segmento de eixo e um segundo segmento de eixo, os quais são montados de forma concêntrica dentro de uma carcaça, permitindo que o primeiro segmento de eixo rotacione de forma independente em relação ao segundo segmento de eixo. O primeiro segmento de eixo tem, de um lado, uma entrada de potência e, de outro lado, encontra-se montado concentricamente ao segundo segmento de eixo e, ainda, o segundo segmento de eixo compreende, de um lado, uma face dentada para receber uma entrada de potência e, de outro lado, uma saída de potência, sendo que os ditos primeiro e segundo segmentos de eixo podem ser acoplados ou desacoplados entre si de forma seletiva através de um flange, que possui uma face dentada para acoplamento à face dentada do segundo segmento de eixo e sendo montado concentricamente ao primeiro segmento de eixo. Ainda, esse flange pode se deslocar entre uma posição acoplada e desacoplada devido ao deslocamento coaxial ao longo do dito primeiro segmento de eixo.
[0015] De acordo com uma concretização da presente invenção, o referido flange é acionado através de um acoplador formado por um atuador que possui um eixo provido de meio de retorno e um garfo conectado ao flange que interage com a face dentada do segundo segmento de eixo, sendo que o referido flange possui um estriado em seu diâmetro interno de conexão com uma porção estriada prevista no primeiro segmento de eixo, e dentes em sua face lateral de conexão com os dentes dispostos na face dentada do segundo segmento de eixo.
[0016] De acordo com uma outra realização da presente invenção, o referido eixo de transmissão de potência compreende, em suas extremidades, cruzetas de ligação mecânica com o restante do conjunto de transmissão de potência do veículo, e também possui uma montagem formada por eixos concêntricos dentados para compensação de distância entre o primeiro eixo tracionado e o segundo eixo tracionado do veículo.
[0017] Conforme mais uma concretização da presente invenção, o referido primeiro segmento de eixo é montado junto a uma saída de potência proveniente do primeiro eixo cardam, e o segundo segmento de eixo é montado na entrada de potência do diferencial do segundo eixo tracionado. Ainda, de acordo com uma outra realização da presente invenção, o primeiro segmento de eixo pode ser montado em uma entrada de potência do diferencial do segundo eixo tracionado, e o segundo segmento de eixo é montado na saída de potência do primeiro eixo cardam.
[0018] De acordo mais uma realização do presente eixo de transmissão, a sua carcaça compreende elementos selantes para acondicionar um fluído de lubrificação e arrefecimento em contato com os segmentos de eixos e o atuador.
[0019] Ainda, conforme uma concretização, a referida face dentada do segundo segmento de eixo é prevista em um flange fixo provido de uma superfície estriada em seu diâmetro interno de conexão com uma correspondente porção estriada disposta na extremidade do referido segundo segmento de eixo.
[0020] Também, de acordo mais uma realização do presente eixo de transmissão de potência, o referido acionador é do tipo mecânico, magnético, elétrico, hidráulico ou uma combinação destes.
[0021 ] Em uma realização particular, esse acionador compreende uma câmara com fechamento hermético formada por uma tampa fixa que é instalada em uma ramificação da carcaça, de modo que no interior da referida câmara é disposto um êmbolo móvel que é suportado por um eixo que sustenta o mencionado garfo e o meio de retorno.
[0022] Ainda, de acordo com mais uma realização, a referida tampa fixa é dotada de um canal que está ligado fluidicamente ao sistema hidráulico ou pneumático do veículo. E, também conforme mais uma concretização do referido eixo, o meio de retorno é uma mola helicoidal.
[0023] Por fim, a presente invenção também está relacionada à um veículo que compreende uma cabine de controle e operação e sob a qual estão previstos um conjunto de transmissão de trem de força, tal como um motor a combustão associado a um câmbio, que estão montados sobre um chassi que é suportado por um eixo dianteiro, um primeiro eixo traseiro tracionado e um segundo eixo traseiro tracionado, onde o primeiro eixo traseiro tracionado e o segundo eixo traseiro tracionado estão conectados por meio de um eixo de transmissão conforme definido anteriormente. Ainda, de acordo com uma realização da presente invenção, o referido veículo pode ser um veículo destinado ao transporte de cargas e bens que possui uma configuração de tração 6x4, 8x4. Descrição Resumida dos Desenhos
[0024] As características, vantagens e efeitos técnicos da presente invenção, conforme acima indicados, serão compreendidos de forma mais adequada por um técnico no assunto a partir da descrição detalhada a seguir, feita a título meramente exemplificativo, e não restritivo, de algumas realizações, e com referência às figuras esquemáticas anexas, as quais:
[0025] A Figura 1 mostra uma vista lateral esquemática de um veículo de transporte de cargas, tal como um caminhão ou um cavalo mecânico, que possui uma configuração de tração 6x4;
[0026] A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva do eixo de transmissão de acordo com uma realização da presente invenção;
[0027] A Figura 3 mostra uma vista lateral em corte do eixo de transmissão, conforme indicado pela linha A-A representada na Figura 2, segundo a presente invenção, na condição acoplada;
[0028] A Figura 4 mostra uma vista lateral em corte do eixo de transmissão, conforme indicado pela linha A-A representada na Figura 2, de acordo com a presente invenção, porém na condição desacoplada; e
[0029] A Figura 5 é uma vista esquemática em perspectiva explodida do eixo de transmissão, de acordo com a presente invenção.
Descrição de Realizações da Invenção
[0030] A invenção é agora descrita com relação a suas realizações particulares fazendo-se referência às figuras anexas como exemplos de concretizações. Essas figuras são esquemáticas, e suas dimensões e/ou proporções podem não corresponder à realidade, uma vez que visam meramente descrever a invenção de forma didática. Ademais, certos detalhes construtivos conhecidos e comuns podem ter sido omitidos para maior clareza e concisão da descrição que é feita a seguir. Os números de referência indicados nas figuras são repetidos ao longo das diferentes vistas para indicar características técnicas iguais ou semelhantes. Ademais, os termos eventualmente aqui utilizados como: acima, abaixo, superior, inferior, lateral, direito, esquerdo, frontal, posterior e suas variantes devem ser interpretados segundo a orientação dada na Figura 1 .
[0031 ] Inicialmente, a título meramente ilustrativo, e particularmente para a devida contextualização e melhor entendimento da matéria, segundo a presente invenção, a Figura 1 representa esquematicamente um veículo (V) destinado ao transporte de cargas ou bens, tal como um caminhão conhecido no estado da técnica. Esse veículo (V), conforme esquematicamente representado na Figura 1 , pode ser, por exemplo, um modelo fabricado e comercializado pela CNH Industrial N. V.
[0032] Basicamente, é possível dizer que o veículo (V) compreende uma cabine (C) de controle e operação e sob a qual estão previstos um conjunto de transmissão de trem de força (M), tal como um motor a combustão associado a um câmbio, que estão montados sobre um chassi (E) suportado por um eixo dianteiro (TD), um primeiro eixo traseiro (T1 ) e um segundo eixo traseiro (T2). De acordo com a presente descrição, os referidos eixos traseiros (T1 , T2) são tracionados e, portanto, eventualmente serão indicados como primeiro eixo tracionado (T1 ) e segundo eixo tracionado (T2).
[0033] A partir do conjunto de transmissão (M), o qual é formado pela caixa de transmissão dentro da qual são dispostos uma série de engrenagens e outros componentes responsáveis por transmitir a potência gerada no motor e, de onde se estende um primeiro eixo cardam 1 para um primeiro diferencial do primeiro eixo tracionado (T1 ) e, a partir do diferencial do primeiro eixo tracionado (T1 ), se estende um segundo eixo cardam 2 para o diferencial do segundo eixo tracionado (T2). A potência é, de forma geral, dividida equivalentemente entre o primeiro e o segundo diferenciais para as rodas dos primeiro (T1 ) e segundo (T2) eixos fracionados. Dessa forma, os diferenciais transmitem a potência para as rodas de cada eixo de uma maneira usual utilizando-se um sistema de coroa/pinhão e engrenagens epicicloidais, o que já é bem conhecida pelos técnicos no assunto e, portanto, não serão explorados no presente caso. Além disso, outros detalhes do veículo (V) estão representados de forma esquemática e dispensam maiores explicações, já que são conhecidos em veículos de transporte de cargas convencionais.
[0034] Conforme mencionado acima, pode ser interessante, em determinadas aplicações, tal como com o veículo (V) sem carga, que não seja transmitida potência do diferencial do primeiro eixo fracionado (T1 ) para o diferencial do segundo eixo fracionado (T2), fazendo com que o veículo (V) com tração 6x4 assuma uma configuração de tração 6x2. Com esta configuração de tração 6x2, é possível que o segundo eixo fracionado (T2) seja erguido, proporcionado a economiza de combustível e dos pneus. A forma de levantamento do segundo eixo traseiro pode ser feita por meios usuais conhecidos do estado da técnica, como por exemplo, utilizando componentes acionados pelo sistema pneumáticos do próprio veículo.
[0035] A presente invenção visa, justamente, permitir que seja feito o acoplamento ou desacoplamento, de forma seletiva e de acordo com os interesses do condutor, do segundo diferencial do segundo eixo fracionado (T2), transformando a configuração de tração de 6x4 para uma configuração de tração 6x2. Naturalmente, nesta descrição mais aprofundada de uma realização da invenção, faz-se referência a uma configuração de tração 6x4 e 6x2, mas naturalmente a invenção pode ser empregada em qualquer configuração de tração em que se deseja ativar ou desativar um segundo eixo fracionado, tal como uma configuração de tração 4x4 / 4x2, 8x4 / 8x2, etc. [0036] Em referência agora à Figura 2, é demonstrado um eixo de transmissão 10, tal como para o acoplamento em um eixo cardam ou substituição de um eixo cardam convencional, o qual é particularmente montado entre o primeiro eixo tracionado (T1 ) e o segundo eixo tracionado (T2) de um veículo (V). Neste sentido, o eixo 10 pode ser montado entre os diferenciais de dois eixos traseiros tracionados de um veículo que compreende, por exemplo, uma configuração de tração 6x4, ou até mesmo substituir o segundo eixo cardam 2.
[0037] Tendo em vista que o primeiro eixo traseiro (T1 ) e o segundo eixo traseiro (T2) podem ter alturas de montagens distintas ou, também, podem estar montados de maneira solidária a suspensão do veículo, estando sujeito a oscilação de altura e, consequentemente, de distância em relação um do outro, são previstas nas extremidades do eixo 10, cruzetas 3 e 4, que fazem a ligação mecânica com o restante do conjunto de transmissão de potência do veículo. Ainda, o eixo 10 compreende uma montagem 5 de dois eixos concêntricos dentados, que permitem a compensação de distância que eventualmente possa haver entre o primeiro eixo tracionado (T1 ) e o segundo eixo tracionado (T2).
[0038] Vale ressaltar que, tanto as cruzetas 3 e 4, como a montagem 5, são construções mecânicas aplicadas em eixos cardans amplamente conhecidos e utilizados no estado da técnica, podendo assim, serem substituídas por quaisquer construções mecânicas equivalentes como, por exemplo, juntas homocinéticas ou flanges associados com parafusos e porcas, em casos que o acoplamento é montado solidariamente a um eixo cardam de longo comprimento. A escolha entre cruzetas, juntas homocinéticas ou outros elementos de construção mecânica não alteram os efeitos técnicos previstos pela presente invenção.
[0039] Neste sentido, com base no cenário acima sumarizado, pode-se dizer que a presente invenção se refere a um novo eixo de transmissão 10 que compreende um primeiro segmento de eixo 12, que pode ser montado em uma saída de potência, e um segundo segmento de eixo 13, que pode ser montado em uma entrada de potência para receber a potência advinda do primeiro segmento de eixo 12. Ambos segmentos de eixo 12, 13 são montados de forma concêntrica dentro de uma carcaça 1 1 , de modo que o primeiro segmento de eixo 12 pode ser rotacionado de maneira independente em relação ao segundo segmento de eixo 13, sendo que esse primeiro segmento de eixo 12 compreende, de um lado, uma entrada de potência e, de outro lado, é montado concentricamente com o segundo segmento de eixo 13. O segundo segmento de eixo 13 possui, ainda, de um lado, uma face dentada (16) para receber uma entrada de potência e, de outro lado, possui uma saída de potência. Assim, os referidos primeiro 12 e segundo 13 segmentos de eixos são acoplados e desacoplados entre si de maneira seletiva por meio de um flange 15, o qual é montado concentricamente ao primeiro segmento de eixo e compreende uma face dentada para o respectivo acoplamento com a face dentada do segundo segmento de eixo. Ainda, esse flange 15 pode se deslocar entre uma posição acoplada e desacoplada devido ao deslocamento coaxial ao longo do referido primeiro segmento de eixo 12.
[0040] De acordo com uma concretização da presente invenção, o referido flange 15 é acionado por um acoplador 14 formado por um atuador 14a que possui um eixo 18c dotado de meio de retorno 20, e um garfo 17 conectado ao referido flange 15 provido de estriado em seu diâmetro interno para conexão com uma porção estriada 12a prevista no primeiro segmento de eixo 12, e dentes 15a em sua face lateral para propiciar a conexão com os dentes 16a dispostos na face dentada 16 do segundo segmento de eixo 13.
[0041 ] Nestas condições, é possível notar que o eixo de transmissão 10, de acordo com a presente invenção, pode ser instalado em substituição do segundo eixo cardam 2, entre o primeiro eixo tracionado (T1 ) e o segundo eixo tracionado (T2) do referido veículo (V), dessa forma, o primeiro segmento de eixo 12 é montado junto a uma saída de potência proveniente do primeiro eixo cardam 1 , e o segundo segmento de eixo 13 é montado na entrada de potência, por exemplo, no diferencial do segundo eixo tracionado (T2), referidos segmentos de eixos 12, 13 são seletivamente conectados através do referido acoplador 14 que é responsável por bloquear e transmitir a potência entre os segmentos de eixo 12, 13.
[0042] Também, no intuito de manter o bom funcionamento e aumentar a vida útil do referido eixo de transmissão 10, objeto da presente invenção, a referida carcaça 1 1 compreende elementos selantes 8 para acondicionar de modo seguro um fluído de lubrificação e arrefecimento em contato com os ditos segmentos de eixos 12, 13, bem como com o atuador 14.
[0043] Naturalmente, apesar de ser aqui mencionado que o primeiro segmento de eixo 12 pode ser montado em uma saída de potência e o segundo segmento de eixo 13 pode ser montado em uma entrada de potência, a configuração pode ser invertida, ou seja, o primeiro segmento de eixo 12 pode ser montado em uma entrada de potência e o segundo segmento de eixo 13 pode ser montado em uma saída de potência, sem qualquer prejuízo ou diferença em relação ao efeito técnico alcançado pela presente invenção.
[0044] De acordo com uma concretização, a referida face dentada 16 pode ser um flange fixo que é provido de uma superfície estriada em seu diâmetro interno para conexão com uma respectiva porção estriada 13a disposta na extremidade do segundo segmento de eixo 13. Além disso, conforme acima comentado, a face dentada 16 ou o referido flange fixo possuem dentes 16a em sua face lateral para propiciar a conexão com os dentes 15a dispostos na face lateral do flange móvel 15 do primeiro segmento de eixo 12. [0045] De acordo com uma realização da presente invenção, o referido acionador 14a pode de qualquer modelo e utilizar diferentes meios adequados, tais como, porém sem limitação, meios mecânicos, magnéticos, elétricos, hidráulicos ou até mesmo a combinação destes, desde que seja capaz de promover a movimentação do dito garfo 17 entre pelo menos duas posições e, consequentemente, obter o acoplamento ou desacoplamento entre os referidos primeiro e segundo segmentos de eixo 12, 13.
[0046] Conforme uma concretização do acoplador 14, segundo a presente invenção, o referido acionador 14a compreende uma câmara 18 com fechamento hermético que é formada por uma tampa fixa 18a que é instalada em uma ramificação 1 1 a da carcaça 1 1 , sendo que no interior da referida câmara 18 é acomodado um êmbolo móvel 18b que está suportado no eixo 18c que sustenta o mencionado garfo 17 e o meio de retorno 20.
[0047] Segundo uma realização da presente invenção, a tampa fixa 18a do acionador 14a é dotada de um canal 19a, que está ligada fluidicamente ao sistema hidráulico ou pneumático do veículo (V) para alimentação da câmara 18. Desse modo, ao introduzir ar comprimido ou fluído hidráulico no interior da câmara 18, a mesma tende a expandir seu volume, deslocando o êmbolo móvel 18b axialmente ao longo do eixo 18c, no sentido da seta “X”, e, consequentemente, o garfo 17, fazendo com que o flange móvel 15 se desloque até obter o encaixe cooperante com o flange fixo 16 e, assim, transmitir potência para o segundo segmento de eixo 13 e, consequentemente, para o segundo eixo tracionado (T2). Nestas condições, o condutor consegue alterar a configuração e tração do veículo de 6x2 para uma configuração 6x4 bastando, para tanto, acionar e alimentar a dita câmara 18 do acionador 14a.
[0048] Em sentido inverso, para que o veículo (V) assuma uma configuração de tração do tipo 6x2, é necessário que a pressão no interior da câmara 18 do acionador 14a seja aliviada, permitindo que o garfo 17 desloque o flange móvel 15, no sentido da seta Ύ”, fazendo com que o mesmo se desacople da face dentada 16, interrompendo a transmissão de potência para o segundo eixo tracionado (T2) e, assim, permitindo que esse segundo eixo seja erguido.
[0049] Opcionalmente, a tampa fixa 18a do acionador 14a compreende uma entrada complementar 19b para permitir a instalação de sensores, por exemplo, um sensor para monitorar a pressão no interior da câmara 18.
[0050] Conforme as realizações acima comentadas, é empregado ar- comprimido ou fluído hidráulico. A utilização desses componentes como uma das maneiras de permitir o deslocamento do garfo 17 e, por consequência o flange móvel 15, são adequados uma vez que podem ser aproveitadas as linhas de ar- comprimido e, eventualmente, de fluído hidráulico já existente na maioria dos veículos e máquinas comerciais.
[0051 ] Naturalmente, conforme acima ressaltado, apesar de a presente descrição fazer referência ao uso de ar comprimido para variar a pressão no interior da câmara 18, podem ser previstos outros meios, tais como outros fluidos, como óleo ou água, ou meios magnéticos ou, ainda, eletromecânicos, tais como válvulas solenoides. Ademais, apesar de se fazer referência que o flange móvel 15 está na posição desacoplada quando a pressão no interior da câmara 18 é aproximadamente igual à pressão ambiente, é evidente que tal realização pode ser invertida, para que o flange 15 esteja na posição desacoplada somente quando a pressão no interior da câmara 18 for aumentada, porém de forma menos preferencial, por questão de segurança de operação. Não obstante, apesar de o presente relatório descritivo fazer referência aos termos“pressão ambiente” e “pressão aumentada” tendo como referência a pressão ambiente, é natural que podem ser utilizados outros diferenciais de pressão que não estejam, necessariamente, baseados na pressão atmosférica como a pressão de base, mas pressões superiores ou, até mesmo, negativas, aplicando-se vácuo, desde que o diferencial de pressão aplicado na câmara 18 seja suficiente para promover um deslocamento do flange móvel 15 através de uma movimentação axial, conforme acima indicado.
[0052] Adicionalmente, vale indicar que para assegurar o retorno do garfo 17 e, consequentemente o desacoplamento do flange móvel 15 quando houver a redução da pressão na câmara 18, e até mesmo para fins de evitar que o meio de acoplamento escape de uma posição acoplada para uma posição desacoplada, o meio de retorno 20 pode ser uma mola helicoidal, garantindo que o acoplador 14 se mantenha em uma posição predeterminada, tal como uma posição padrão desacoplada, conforme representada nos desenhos, ou, de maneira inversa, uma posição padrão acoplada. Naturalmente, o meio de retorno pode ser suprimido se outras formas de deslocamento do garfo 17 forem utilizadas, tais como meios magnéticos ou eletromecânicos. Não obstante, outros meios de retorno também podem ser previstos, tais como meios magnéticos, mecânicos, hidráulicos, etc.
[0053] De forma particular, o acoplamento e o desacoplamento do acoplador 14 deve ser feito com o veículo parado, ou seja, sem que o primeiro segmento de eixo 12 esteja rotacionando, porém, nada impede que, de forma menos vantajosa, tal acoplamento e/ou desacoplamento seja feito com o veículo em movimento.
[0054] Por fim, e tal como acima comentado, a presente invenção também se refere a um veículo (V) para o transporte de cargas ou bens, o qual é compreendido por uma cabine (C) de controle e operação e sob a qual estão previstos um conjunto de transmissão de trem de força (M), tal como um motor a combustão associado a um câmbio, que estão montados sobre um chassi (E), o qual está suportado por um eixo dianteiro (TD), um primeiro eixo traseiro tracionado (T1 ) e um segundo eixo traseiro tracionado (T2), os quais estão conectados por um eixo de transmissão 10, tal como o acima comentado.
[0055] Segundo concretizações particulares da presente invenção, o referido veículo (V) é um caminhão, tais como aqueles utilizados no transporte rodoviário de cargas ou bens e, mais particularmente, que possuam a configuração de tração do tipo 6x4, 8x4 ou similar.
[0056] Diante do acima apresentado, é importante ficar claro que a presente descrição tem como objetivo apenas apresentar e definir de modo exemplificativo realizações particulares de um eixo de transmissão de potência para um veículo, de acordo com a presente invenção. Por essas razões, como devem compreender os técnicos no assunto, diversas modificações e combinações construtivas de elementos equivalentes são possíveis sem, com isso, fugir do escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, que compreende:
um primeiro segmento de eixo (12);
um segundo segmento de eixo (13);
sendo que ditos primeiro e segundo segmentos de eixos (12, 13) são montados de forma concêntrica dentro de uma carcaça (11 ), o primeiro segmento de eixo podendo rotacionar de forma independente em relação ao segundo segmento de eixo,
caracterizado pelo fato de que o primeiro segmento de eixo (12) tem, de um lado, uma entrada de potência e, de outro lado, é montado concentricamente ao segundo segmento de eixo (13);
o segundo segmento de eixo (13) compreendendo, de um lado, uma face dentada (16) para receber uma entrada de potência e, de outro lado, tendo uma saída de potência,
sendo que os ditos primeiro e segundo segmentos de eixo podem ser acoplados ou desacoplados entre si de forma seletiva através de um flange (15),
o flange (15) compreendendo uma face dentada para acoplamento à face dentada (16) do segundo segmento de eixo (13) e sendo montado concentricamente ao primeiro segmento de eixo (12);
o flange (15) podendo ainda se deslocar entre uma posição acoplada e desacoplada devido ao deslocamento coaxial ao longo do dito primeiro segmento de eixo (12).
2. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito flange (15) é acionado através de um acoplador (14) formado por um atuador (14a) que possui um eixo (18c) dotado de meio de retorno (20), e um garfo (17) conectado ao dito flange (15) que interage com a face dentada (16) do dito segundo segmento de eixo (13).
3. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito flange (15) compreende um estriado em seu diâmetro interno de conexão com uma porção estriada (12a) prevista no primeiro segmento de eixo (12), e dentes (15a) em sua face lateral de conexão com os dentes (16a) dispostos na face dentada (16) do segundo segmento de eixo (13).
4. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que compreende, em suas extremidades, cruzetas (3, 4) de ligação mecânica com o restante do conjunto de transmissão de potência do veículo (V), e também possui uma montagem (5) formada por eixos concêntricos dentados para compensação de distância entre o primeiro eixo tracionado (T1 ) e o segundo eixo tracionado (T2) do veículo (V).
5. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito primeiro segmento de eixo (12) é montado junto a uma saída de potência proveniente do primeiro eixo cardam (1 ), e o segundo segmento de eixo (13) é montado na entrada de potência do diferencial do dito segundo eixo tracionado (T2).
6. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito primeiro segmento de eixo (12) é montado em uma entrada de potência do diferencial do dito segundo eixo tracionado (T2), e o dito segundo segmento de eixo (13) é montado em uma saída de potência do primeiro eixo cardam (1 ).
7. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a dita carcaça (1 1 ) compreende elementos selantes (8) para acondicionar um fluído de lubrificação e arrefecimento em contato com os ditos segmentos de eixos (12, 13) e o atuador (14).
8. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a dita face dentada (16) é prevista em um flange fixo provido de uma superfície estriada em seu diâmetro interno de conexão com uma correspondente porção estriada (13a) disposta na extremidade do dito segundo segmento de eixo (13).
9. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito acionador (14a) é do tipo mecânico, magnético, elétrico, hidráulico ou uma combinação destes.
10. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito acionador (14a) compreende uma câmara (18) com fechamento hermético formada por uma tampa fixa (18a) que é instalada em uma ramificação (1 1 a) da dita carcaça (1 1 ), sendo que no interior da dita câmara (18) é disposto um êmbolo móvel (18b) que é suportado por um eixo (18c) que sustenta o dito garfo (17) e o meio de retorno (20).
1 1 . EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita tampa fixa (18a) é dotada de um canal (19a) que está ligada fluidicamente ao sistema hidráulico ou pneumático do veículo (V).
12. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita tampa fixa (18a) compreende uma entrada complementar (19b) para instalação de sensores, tal como um sensor de monitoramento de pressão.
13. EIXO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA PARA VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dito meio de retorno (20) é uma mola helicoidal.
14. VEÍCULO, que compreende uma cabine (C) de controle e operação e sob a qual estão previstos um conjunto de transmissão de trem de força (M), tal como um motor a combustão associado a um câmbio, que estão montados sobre um chassi (E) que é suportado por um eixo dianteiro (TD), um primeiro eixo traseiro tracionado (T1 ) e um segundo eixo traseiro tracionado (T2), caracterizado pelo fato de o primeiro eixo traseiro tracionado (T1 ) e o segundo eixo traseiro tracionado (T2) estão conectados por meio de um eixo de transmissão (10) conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.
15. VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ser um veículo destinado ao transporte de cargas e bens que possui uma configuração de tração 6x4, 8x4.
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