BRPI1100586A2 - veÍculo utilitÁrio com uma ligaÇço de uma direÇço triangular - Google Patents

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BRPI1100586A2
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Abstract

VEÍCULO UTILITÁRIO COM UMA LIGAÇçO DE UMA DIREÇçO TRIANGULAR. A presente invenção refere-se a um veículo utilitário com um perfil de suporte em forma de U, cujas pernas interligadas através de um segmento estão dispostas no suporte de eixo do veículo utilitário e no qual pode ser fixado cada braço de uma direção triangular. Além da fixação por travamento mecânico é prevista uma ligação adiciona pelo ajuste de formas, de tal modo que apenas um dos braços da.direçáo triangular apresenta uma ligação por travamento mecânico e uma ligação pelo ajuste de formas na perna do perfil em forma de U, enquanto o outro braço da direção triangular está fixado exclusivamente por travamento mecânico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VEÍCULO U- TILITÁRIO COM UMA LIGAÇÃO DE UMA DIREÇÃO TRIANGULAR".
A presente invenção refere-se a um veículo utilitário com um perfil de suporte em forma de U, cujos braços interligados através de um segmento estão dispostos no suporte axial do veículo utilitário e no qual po- de ser fixada cada uma das pernas de uma direção triangular, sendo que além da fixação por travamento mecânico é prevista uma ligação adicional pelo ajuste de formas.
Do EP O 806 310 B1 deduz-se uma suspensão de roda, na qual cada uma das duas direções transversais apresenta um olhai de mancai terminando internamente e um olhai de mancai terminando externamente, respectivamente com uma perfuração de passagem que se estende trans- versalmente à direção longitudinal da direção. A direção triangular, por meio do mancai molecular esférico montado em seu olhai de mancai está assen- tada, através de uma perfuração cônica aí configurada, sobre um pino de mancai cônico, e fixada a este. O pino de mancai é componente de um pino cênico duplo, o qual, por meio de sua seção de pino cônica superior penetra em uma perfuração cônica, configurada terminando embaixo no suporte de perna de eixo, e fica retido nesta perfuração cônica pelo ajuste de suas for- mas e por travamento mecânico por meio de um parafuso, que neste caso, serve ao mesmo tempo, para a fixação do mancai no pino de mancai cônico.
Além disso, é conhecido o procedimento de se colocar uma pla- ca de balcão sobre o suporte de eixo e segurar esta em relação ao suporte de eixo por meio de um pino de ajuste. Nesse caso, o pino de ajuste é pre- visto no centro dos pontos de intervenção no braço de direção na placa de balcão.
Nessa solução, a desvantagem é uma estrutura relativamente elevada do chassi.
Por isso, o objetivo da invenção é criar uma ligação de uma dire- ção triangular no suporte de eixo, a qual garanta uma altura reduzida da es- trutura e na qual a ligação no suporte de eixo apresente uma alta facilidade de manutenção. Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção através de um veículo utilitário, no qual apenas um dos braços do perfil de suporte em forma de U apresenta uma ligação por travamento mecânico e uma ligação pelo ajuste de formas no corpo de eixo, enquanto que, ao contrário, o outro braço do perfil de suporte em forma de U encontra-se fixado exclusivamente por travamento mecânico.
De acordo com a invenção, é prevista uma combinação de uma ligação por travamento mecânico e uma ligação pelo ajuste de formas entre o suporte de eixo e o perfil de suporte em forma de U apenas em um braço do perfil de suporte em forma de U, enquanto que o outro braço do perfil em forma de U está fixado exclusivamente por travamento mecânico. O suporte de eixo apresenta um console, que serve de apoio para o braço do perfil de suporte em forma de U no estado instalado e no qual agarra, por exemplo, um parafuso para a ligação mútua por travamento mecânico. Para a ligação pelo ajuste de formas entre o perfil de suporte em forma de U e o suporte de eixo, o console admite um pino de ajuste, por exemplo. Para simplificar, a seguir será tratada apenas a ligação entre o perfil de suporte em forma de U e o suporte de eixo. No braço do perfil de suporte em forma de U, que está fixado apenas por travamento mecânico no suporte de eixo, a transmissão de força ocorre, por exemplo, através da ligação por fricção de um parafuso com ajuda da tensão prévia. A vantagem é que uma adequação para uma ligação por ajuste de formas só é necessária em um braço do perfil de su- porte em forma de U, o que leva a uma montagem mais simples. Ao contrá- rio disso, aquele braço do perfil de suporte em forma de U que está fixado no suporte de eixo por travamento mecânico e por ajuste de formas pode transmitir o dobro ou mais de força em comparação com o mero travamento mecânico. Nesse caso, as pernas da direção triangular podem ser dispostas, nesse caso, em cada um dos braços do perfil de suporte em forma de U ou, porém, no segmento que interliga os dois braços do perfil de suporte. Em uma outra forma de execução da invenção, a ligação pelo
ajuste de formas consiste em um pino que atravessa o suporte de eixo e o braço do perfil de suporte em forma de U. Pode-se conceber, nesse caso, que o pino de ajuste seja um pino em forma de coração. No entanto, tam- bém é concebível qualquer outra forma de um pino de ajuste.
Em uma forma de execução adicional da invenção, a fixação pe- lo ajuste de formas é constituída por vários pinos que atravessam o suporte de eixo e o braço do perfil de suporte em forma de U.
Uma outra forma de execução da invenção prevê que as pernas da direção triangular estejam ligadas com o chassi. A invenção pode ser empregada em veículos com um ou com dois eixos traseiros. Nesse caso, pode se tratar de uma combinação de dois eixos acionados. No entanto, também é concebível combinar um eixo traseiro acionado com um eixo tra- seiro não acionado.
Uma outra forma de execução da invenção prevê que o perfil de suporte em forma de U esteja disposto simetricamente ou assimetricamente no suporte de eixo. O perfil de suporte em forma de U, por meio de seus braços, agarra no suporte de eixo do veículo utilitário, sendo que os braços do perfil de suporte, vistos na direção da rodagem, encostam de ambos os lados no cárter do diferencial. Nesse caso, o cárter do diferencial pode estar disposto centralizadamente no suporte de eixo ou, contudo, estar deslocado para fora a partir do centro do suporte de eixo. A razão de braço de alavanca dos braços do perfil de suporte em forma de U é assim favorecida em rela- ção ao suporte de eixo.
Uma outra forma de execução da invenção prevê que o trava- mento mecânico entre o suporte de eixo e o braço, respectivamente o seg- mento do perfil de suporte em forma de U, possa ser aumentado pelo em- prego de folhas de inserção. A transmissão de força através de travamento mecânico é favorecida por um aumento do coeficiente de atrito entre as pe- ças a serem aparafusadas. Para isso, entre o suporte de eixo e o perfil de suporte em forma de U pode ser inserida uma folha ou um revestimento, que aumente o coeficiente de atrito entre o perfil de suporte e o suporte de eixo. Uma outra forma de execução da invenção prevê que o trava-
mento mecânico entre o suporte de eixo e o braço ou o segmento do perfil de suporte em forma de U pode ser aumentado através de colagem. Nesse caso, deve-se aplicar uma camada de cola sobre as superfícies a serem in- terligadas do perfil de suporte em forma de U e do suporte de eixo. A cola- gem do perfil de suporte em forma de U com o suporte de eixo possibilita um aumento da transmissão de força e da durabilidade.
Outras características, detalhes e vantagens da invenção resul-
tam da descrição que se segue de diferentes formas de execução da inven- ção, bem como com base nos desenhos. Mostram-se:
figura 1: a disposição de pernas de direção triangular no suporte de eixo segundo o estado da técnica;
figura 2: a disposição de um perfil de suporte em forma de U no
suporte de eixo, com duas pernas de direção triangular;
figura 3: a disposição de um perfil de suporte em forma de U no suporte de eixo, com duas pernas de direção triangular, tal como na figura 2, com forças de retenção modificadas;
figura 4: uma disposição correspondente à da figura 2, com a fi-
xação por travamento mecânico dos braços do perfil de suporte em forma de U e com a ligação unilateral pelo ajuste de formas de acordo com a inven- ção;
figura 5: um perfil de suporte em forma de U correspondente ao
da figura 4;
figura 6: um perfil de suporte em forma de U com uma fixação por travamento mecânico;
figura 7: um perfil de suporte em forma de U com duas fixações por travamento mecânico.
As figuras 1 a 5 mostram respectivamente um suporte de eixo 1
com um cárter de diferencial 2 disposto centralizadamente e duas pernas 3 de uma direção triangular 4. Em cada uma das figuras de 1 a 3 é mostrado um perfil de suporte 5. As pernas 3 da direção triangular 4 apontam na figura 1 contra a direção de rodagem 10 e nas figuras 2 e 3 apontam na direção de
rodagem 10, e, em suas extremidades traseiras 6, estão articuladas ao chassis (não mostrado). No número de referência 7, o perfil de suporte 5 está fixado respectivamente ao suporte de eixo 1 por travamento mecânico. O número de referência 8 mostra a ligação pelo ajuste de formas do perfil de suporte 5 em relação ao suporte de eixo 1. As pernas 3 da direção triangular 4 estão articuladas ao perfil de suporte 5 em forma de U nos números de referência 9.
Na figura 2, o perfil de suporte 5 está configurado como perfil de
suporte 11 em forma de U. O perfil de suporte 11 em forma de U apresenta dois braços 12 e um segmento 13 que liga os dois braços 12. O perfil de su- porte 11 em forma de U está fixado ao suporte de eixo 1 por travamento me- cânico no número de referência 7. A seguir, as figuras 2 e 3 serão ainda descritas por meio de um
exemplo numérico. Cabe observar que os valores numéricos empregados são escolhidos como meros exemplos e não possuem um caráter exclusivo. Na figura 2, a força de direção resultante está assinalada por F e assume um valor de 1000 N, por exemplo. F = IOOON
A força de direção resultante F é mantida pelas forças de reten- ção R1 e R2. Se as forças de retenção assinaladas pelos números de refe- rência 7 na figura 2, vistas na direção de rodagem 10 forem ultrapassadas ao menos de um lado, então a ligação falhará no lado correspondente e a ligação começará a escorregar.
Exemplo:
No caso de uma força de direção resultante F = 1000 N e forças de retenção correspondentes R1 = 500 N e R2 = 500 N, a ligação por trava- mento mecânico se sustenta nos números de referência 7 na figura 2. Os braços 12 do perfil de suporte 11 em forma de U ficam, portanto, ligados por travamento mecânico com o suporte de eixo 1 nos números de referência 7. A ligação 7 por travamento mecânico do perfil de suporte 11 em forma de U no suporte de eixo 1 ocorre simetricamente. A resultante de R1 e R2 está assinala respectivamente por F1, respectivamente F2, e se situa na linha de ação de F.
F= 1000 N
R1 = 500 N, R2 = 500 N R1 + R2 = 1000 N = F
Devido a tolerâncias de fabricação, que surgem, por exemplo, devido ao aparafusamento por travamento mecânico na fixação do perfil de suporte 11 em forma de U no suporte de eixo 1, ocorrem diferentes coefici- entes de atrito de ambos os lados nos pontos de fixação 7, olhando-se na direção de rodagem. Nesse caso, as ligações por fricção R1 e R2 alcançam diferentes forças de retenção. Disso resulta que a ligação por travamento mecânico dos braços 12 do perfil de suporte 11 em forma de U no suporte de eixo 1 começa a escorregar, olhando-se na direção de rodagem 10. Figura 3, segundo exemplo:
F= 1000N
R1 = 600 N, R2 = 400 N
R1 + R2 = 1000 N = F
Nesse exemplo, a força de retenção R2 é menor do que a força de retenção R1. Devido a isso, a resultante R de R1 e R2 não se situa na linha de ação de F. É gerado um momento M a partir de R multiplicado pelo deslocamento das duas linhas de ação de R e F.
M = R vezes (deslocamento das linhas de ação de R e F).
O momento M provoca uma rotação do perfil de suporte 1 em forma de U na direção da seta M (M = momento de rotação do perfil de su- porte 1 em forma de U). Para a compensação do momento de rotação M do perfil de suporte 1 em forma de U dever-se-ia aumentar a força de retenção R2 em X.
R = R1 + R2, sendo que R2 = 400 N + X Um equilíbrio entre as forças de retenção das ligações por fric-
ção R1 e R2 pode ser estabelecido através de uma aproximação das duas linhas de ação R e F. Na figura 3, a ligação por travamento mecânico, nos números de referência 7, dos braços 12 do perfil de suporte 11 em forma de U com o suporte de eixo 1 chegou com 1000 N ao limite máximo da força de retenção. Em R2 seria necessária uma força de retenção de 400 N + X para garantir uma ligação segura contra deslizamento entre os braços 12 do perfil de suporte 11 em forma de U no suporte de eixo 1. No entanto, já que a for- ça de retenção da ligação por fricção R2 é mais baixa e a ligação entre R1 e R2 apresenta uma certa elasticidade, então a ligação por travamento mecâ- nico nos números de referência 7, olhando-se na direção de rodagem 10, pelo lado esquerdo começa a deslizar. Um deslizamento da ligação por tra- vamento mecânico 7 provoca uma outra queda da força de retenção da liga- ção por fricção R2 abaixo do valor de 400 N, pois o coeficiente de fricção de deslizamento é menor do que a fricção de aderência.
R1 + R2< IOOON = F
Disso se segue que a ligação 7 por travamento mecânico no ca- so da força de retenção R1 da ligação por fricção começa a deslizar, o que leva a uma falha completa da ligação por travamento mecânico 7 da força de retenção das ligações de fricção R1 e R2.
Na figura 4, olhando-se na direção de rodagem 10, no braço di- reito 12 do perfil de suporte 11 em forma de U é prevista uma fixação adicio- nal P pelo ajuste de formas, a qual fixa o perfil de suporte 11 em forma de U no suporte de eixo 1. De resto considera-se que a ligação por travamento mecânico P é um pino de ajuste.
Se:
F = 1000Ne R3 = 500 N e P = 500 N
Disso resulta que R3 + P = 1000 N = F
A força de retenção R3 da ligação de fricção e a força de reten- ção P da ligação pelo ajuste de formas estão em equilíbrio, de tal modo que o ponto de corte das respectivas forças de direção F1 e F2 das pernas 3 da direção triangular 4 se situa sobre a resultante F.
Em um outro exemplo, ocorre:
F= 1000 N
R2 = 400 N e P = 600 N
com isso, R3 + P = 1000 N = F Na figura 5, de modo correspondente à figura 2, há um momento
de rotação M, pois a força de retenção da ligação R3 por travamento mecâ- nico é menor do que 500 Ν. O ponto de rotação D do perfil de suporte 11 em forma de U evolui perpendicularmente através da ligação P pelo ajuste de formas do pino de ajuste. Se então a força de retenção R3 da ligação por fricção for mais fraca do que a força de retenção R4 da ligação por fricção, então o momento de rotação M ficará situado no ponto P. Isso significa que o perfil de suporte 11 em forma de U tenta girar em torno do pino de ajuste P que evolui basicamente perpendicularmente ao suporte de eixo 1. Ao contrá- rio da figura 2 antecedente, o pino de ajuste P absorve forças de cisalha- mento devido ao seu ajuste de transição ou ajuste de pressão, e não a liga- ção 7 por travamento mecânico no ponto R1, respectivamente R4. O mo- mento de rotação M pode ser compensado em relação ao suporte de eixo 1 através da introdução de uma outra ligação por travamento mecânico do braço 12 do perfil de suporte 11 em forma de U. Na figura 3, as forças de retenção R4 e R3 somam-se em relação ao pino de ajuste. Enquanto que a força de retenção R1 da ligação por fricção na figura 2 já se encontra no Iimi- te de aderência e não pode compensar a redução χ da força de retenção R2 da ligação por fricção, a força de retenção R4 da ligação por fricção na figura serve de segurança adicional. A disposição de acordo com a invenção de uma ligação pelo ajuste de formas, como por exemplo de um pino de ajuste P em um dos dois braços 12 do perfil de suporte 11 em forma de U propor- ciona um plus adicional em segurança contra deslizamento e facilita a mon- tagem. Se a força de retenção R3 da ligação por fricção diminuir em relação à força de retenção R4, então à força de retenção R4 da ligação por fricção se juntará uma alavanca com a dimensão B.
Os exemplos acima se baseiam na pressuposição de que as for- ças de retenção R1 e R2 podem produzir no mínimo respectivamente uma força de retenção de 500 N1 para que seja garantida uma retenção funcional do perfil de suporte 11 em forma de U no suporte de eixo 1. Quando a força de retenção R1, R2, R3, R4 de uma ligação de fricção não for mais suficien- te, ocorrerá um movimento de deslizamento com o momento M. Nesse caso é concebível que a força de retenção R1, R4 não deslizante não represente nenhum mancai ideal livre de momentos. Nas forças de retenção R1 e R4 da ligação por fricção podem ser transmitidos, do mesmo modo, momentos de rotação.
As figuras 6 e 7 expostas esquematicamente mostram um perfil de suporte 11 em forma de U com uma, respectivamente duas ligações 8 pelo ajuste de formas.

Claims (8)

1. Veículo utilitário com um perfil de suporte em forma de U, cu- jos braços interligados através de um segmento estão fixados no suporte de eixo do veículo utilitário e no qual está disposta uma respectiva perna de uma direção triangular, sendo que além da fixação por travamento mecânico é prevista pelo menos uma fixação adicional pelo ajuste de formas, caracte- rizado pelo fato de que apenas um dos braços do perfil de suporte em forma de U apresenta uma fixação por travamento mecânico e uma fixação pelo ajuste de formas no suporte de eixo, enquanto que o outro braço do perfil de suporte em forma de U está fixado exclusivamente por travamento mecâni- co.
2. Veículo utilitário de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que a fixação pelo ajuste de formas é constituída por um pino que atravessa o suporte de eixo e o braço do perfil de suporte em forma de U.
3. Veículo utilitário de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que a fixação pelo ajuste de formas é constituída por muitos pinos que atravessam o suporte de eixo e o braço do perfil de suporte em forma de U.
4. Veículo utilitário de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que as pernas da direção triangular estão ligadas com o chassi.
5. Veículo utilitário de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o perfil de suporte em forma de U está disposto simetri- camente no suporte de eixo.
6. Veículo utilitário de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o perfil de suporte em forma de U está disposto assime- tricamente no suporte de eixo.
7. Veículo utilitário de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o travamento mecânico entre o suporte de eixo e o braço do perfil de suporte em forma de U pode ser aumentado através do emprego de folhas de inserção.
8. Veículo utilitário de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o travamento mecânico entre o suporte de eixo e o braço do perfil de suporte em forma de U pode ser aumentado por meio de cola- gem.
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