Campo da Invenção

[0001 ] A presente invenção refere-se a veículos de trabalho e, mais especificamente, a um eixo Cardan de transmissão para um veículo de trabalho.

Antecedentes da Invenção

[0002] Um veículo de trabalho, tal como um caminhão grande ou trator, normalmente inclui um chassi, um motor para proporcionar uma força motriz, uma transmissão, e um sistema de transmissão que inclui pelo menos três eixos para aumentar a capacidade de carga e de reboque do veículo de trabalho. Por exemplo, o veículo de trabalho pode incluir um eixo de direção frontal e um par de eixos tandem traseiros. O veículo de trabalho pode ter múltiplas configurações de tração, ou seja, acionamento, tal como uma configuração de acionamento 6x2, 6x4, 6x6, 8x4, 8x8, ou 10x8, para acionar seletivamente um ou mais dos eixos traseiros. Por exemplo, um veículo de trabalho com uma configuração de acionamento 6x4 pode incluir um eixo frontal direcionável não acionado e um par de eixos traseiros que são acionados pelo motor. Em algumas circunstâncias, por exemplo, quando rebocar uma carga pesada em uma subida, pode ser desejável proporcionar força motriz para todos os três eixos do veículo de trabalho, em uma configuração de acionamento 6x6, para aumentar a tração. Em outras circunstâncias, por exemplo, quando acionar o veículo de trabalho em uma operação sem reboque, pode ser desejável acionar somente um dos eixos, em uma configuração de acionamento 6x2, para diminuir a tração e aumentar eficiência de combustível.

[0003] Em alguns veículos de trabalho, um dos eixos traseiros pode ser um eixo de elevação, que pode ser desembreado e elevado para elevar as rodas do eixo de elevação acima da estrada a fim de operar o veículo de trabalho em uma configuração de acionamento 6x2. Consequentemente, o operador pode elevar o eixo de elevação quando o veículo de trabalho não precisa de uma carga adicional ou de capacidade de reboque e, desse modo, aumenta eficiência de combustível, diminui desgaste nas rodas elevadas e/ou aprimora a manobrabilidade. O conjunto de eixos de elevação normalmente inclui um membro de elevação, tal como uma mola pneumática, para elevar o eixo de elevação e um membro de desacoplamento para desencaixar força motriz a partir do eixo de elevação elevado.

[0004] Um típico membro de desacoplamento pode incluir embreagens, por exemplo, embreagens de dentes e/ou um eixo Cardan encaixável seletivamente. Por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente no U.S. 2012/0260758 revela um membro de desacoplamento que inclui múltiplas embreagens de disco e atuadores controlados por uma unidade de controle eletrónico. Adicionalmente, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente no U.S. 2018/0222317 revela um eixo Cardan de transmissão atuada pneumaticamente com um eixo Cardan esquerda, um eixo Cardan direita, e uma manga interna que acopla ou desacopla os eixos Cardan esquerda e direita. Contudo, tais membros de desacoplamento de técnica antecedente podem ser complexos e caros.

[0005] O que é necessário na técnica é um eixo Cardan de transmissão rentável para desencaixar um eixo de elevação.

Descrição da Invenção

[0006] Em uma realização exemplificativa formada de acordo com a presente invenção, é proporcionada um eixo Cardan de transmissão de múltiplas partes de comprimento variável. O eixo Cardan de transmissão normalmente inclui um primeiro membro de eixo Cardan, um segundo membro de eixo Cardan, e um acoplador deslizante interconectado entre o primeiro e segundo membros de eixo Cardan. Conforme o eixo Cardan de transmissão estende ou retrai, o acoplador deslizante desliza automaticamente para acoplar ou desacoplar o primeiro e segundo membros de eixo Cardan.

[0007] Em outra realização exemplificativa formada de acordo com a presente invenção, é proporcionada um eixo Cardan para um veículo com um primeiro eixo e um segundo eixo que é elevável. O eixo Cardan inclui um primeiro membro de eixo Cardan configurado para conectar ao primeiro eixo e um segundo membro de eixo Cardan configurado para conectar ao segundo eixo. O segundo membro de eixo Cardan tem um alojamento interno que aloja pelo menos parcialmente o primeiro membro de eixo Cardan. O eixo Cardan também inclui um acoplador deslizante conectado entre o primeiro membro de eixo Cardan e o segundo membro de eixo Cardan. O acoplador deslizante tem uma primeira extremidade que acopla com o primeiro membro de eixo Cardan e uma segunda extremidade com uma função de bloqueio para acoplar mecanicamente com o alojamento interno do segundo membro de eixo Cardan para transmitir seletivamente uma força motriz entre o primeiro e segundo membros de eixo Cardan.

[0008] Uma possível vantagem da realização exemplificativa do eixo Cardan de acionamento de comprimento variável é que o eixo Cardan de acionamento reduz os custos de construção e desgastes operacionais visto que o eixo Cardan de acionamento acopla e desacopla mecanicamente cada membro de eixo Cardan por meio do movimento do eixo de elevação conforme o eixo de elevação é abaixado ou elevado a partir do solo, respectivamente.

Breve Descrição das Figuras

[0009] Pelo propósito de ilustração, são mostradas nas Figuras certas realizações da presente invenção. É necessário entender, contudo, que a invenção não se limita aos arranjos, dimensões e instrumentos precisos mostrados. Numerais semelhantes indicam elementos semelhantes ao longo das Figuras. Nas Figuras: [0010] A Figura 1 ilustra uma vista lateral de uma realização exemplificativa de um veículo de trabalho, o veículo de trabalho compreende um conjunto de eixos tandem traseiros, de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção;

[001 1 ] A Figura 2 ilustra uma vista lateral do conjunto de eixos tandem da Figura 1 , que inclui um eixo Cardan de acionamento de comprimento variável entre o par de eixos traseiros, em que o eixo mais recuado está nivelado com o eixo tandem mais à frente;

[0012] A Figura 3 ilustra outra vista lateral do conjunto de eixos tandem da Figura 1 , em que o eixo mais recuado está elevado acima do solo;

[0013] A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva do eixo Cardan de acionamento das Figuras 2 a 3;

[0014] A Figura 5 ilustra uma vista explodida do eixo Cardan de acionamento das Figuras 2 a 4;

[0015] A Figura 6 ilustra uma vista em corte transversal do eixo Cardan de acionamento em uma posição estendida e encaixada para transmitir força motriz entre os eixos tandem; e

[0016] A Figura 7 ilustra outra vista em corte transversal do eixo Cardan de acionamento em uma posição retraída e desencaixada para parar a transmissão de força motriz entre os eixos tandem.

Descrição de Realizações da Invenção

[0017] Os termos "frontal", "traseiro", "esquerdo" e "direito", quando usados em conexão com o veículo e/ou componentes do mesmo são normalmente determinados com referência à direção de trajeto operacional para frente de um veículo e não devem ser interpretados como limitantes. Os termos "longitudinal" e "transversal" são determinados com referência à direção para frente e para trás do veículo e, da mesma forma, não devem ser interpretados como limitantes. [0018] Referente agora às Figuras e, mais particularmente às Figuras 1 a 3, é mostrado um veículo de trabalho 10 que normalmente inclui um chassi 12, uma cabine 14 para um operador, um acionador principal 16, por exemplo, um motor a diesel 16, um eixo frontal 18, um conjunto de eixos traseiros 20 com pelo menos dois eixos 22, 24, rodas 26 presas aos eixos 18, 22, 24, e um sistema de transmissão que inclui uma transmissão, caixa(s) de engrenagens acompanhada(s), e um eixo Cardan de acionamento principal 28 para transferir força motriz, ou seja, torque de acionamento, a partir do motor 16 ao conjunto de eixos traseiros 20 para proporcionar tração primária para o veículo de trabalho 10. As rodas frontais 26 do eixo frontal 18 são configuradas normalmente para serem direcionadas para proporcionar controle direcional para o veículo de trabalho 10. O motor 16, por meio do sistema de transmissão, pode acionar as rodas 26 de qualquer eixo 18, 22, 24. O veículo de trabalho 10 pode incluir mais de três eixos. O veículo de trabalho 10 pode ter qualquer configuração de acionamento desejada, tal como uma configuração de acionamento 6x6, 6x4, 6x2, 8x8, 8x4, 10x8, ou10x6. O veículo de trabalho 10 pode estar na forma de qualquer veículo desejado 10, tal como um caminhão ou ônibus.

[0019] O conjunto de eixos traseiros 20 pode ser um conjunto de eixos eleváveis 20 de modo que um dos eixos 22, 24 seja elevável seletivamente a partir do solo G, por uma altura H, e desencaixável a partir do motor 16 (consulte Figura 3). Desse modo, o veículo de trabalho 10 pode ser transformado a partir de uma configuração de acionamento 6x4 em uma configuração de acionamento 6x2 elevando-se um dos eixos traseiros 22, 24. Nesse aspecto, o conjunto de eixos traseiros 20 pode incluir adicionalmente um membro de elevação 30, por exemplo, uma air bag 30, para elevar o eixo traseiro mais recuado 24 e um eixo Cardan de acionamento desencaixável 32 para desencaixar o eixo traseiro mais recuado 24 a partir da força motriz proporcionada pelo motor 16. O membro de elevação 30 pode abaixar o eixo traseiro 24 em uma posição ativa ou abaixada de modo que as rodas 26 do eixo traseiro 24 entrem em contato com o solo G (consulte Figura 2) ou elevar o eixo traseiro 24 em uma posição elevada de modo que as rodas 26 do eixo traseiro 24 não entrem em contato com o solo G (consulte Figura 3). Consequentemente, o conjunto de eixos traseiros 20 pode aprimorar a economia de combustível, reduzir o desgaste nas rodas 26 do eixo mais recuado 24, e encurtar a distância entre eixos do veículo de trabalho 10 para aprimorar manobrabilidade. É possível o conjunto de eixos traseiros 20 ser configurado para elevar o eixo traseiro mais à frente 22 ao invés do eixo traseiro mais recuado 24.

[0020] Referente coletivamente agora às Figuras 2 a 7, o eixo Cardan traseiro de acionamento 32 se estende entre e acopla seletivamente os eixos traseiros tandem 22, 24 para distribuir seletivamente força motriz, ou seja, torque de acionamento entre os eixos traseiros 22, 24. O eixo Cardan traseiro de acionamento 32 pode estar na forma de qualquer eixo Cardan desejada, tal como um eixo Cardan de transmissão de comprimento variável de múltiplas partes 32. O eixo Cardan traseiro de acionamento 32 pode incluir normalmente um primeiro membro de eixo Cardan 34 que é conectado de modo operacional ao eixo traseiro mais à frente 22, um segundo membro de eixo Cardan 36 que é conectado de modo operacional ao eixo traseiro mais recuado 24, e um acoplador deslizante 38 que está posicionado entre e (des)conecta mecanicamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36. Cada membro de eixo Cardan 34, 36 pode ser conectado de modo operacional a uma caixa de engrenagens respectiva 40, 42 de cada eixo traseiro 22, 24 por meio de uma junta universal 44 e flange 46 respectivos. O eixo Cardan traseiro de acionamento 32 também pode incluir um pino-guia 48, um membro tensionador 50, um mancai axial 52, pelo menos dois retentores 54, pelo menos dois anéis de retenção externa 56, e uma arruela de parada mecânica 58 (consulte Figura 5). [0021 ] O movimento de elevação e de abaixamento do eixo mais recuado 24 varia automaticamente o comprimento do eixo Cardan traseiro de acionamento 32. Por exemplo, quando o eixo traseiro 24 é elevado na sua posição elevada, a eixo Cardan traseiro de acionamento 32 retrai, ou seja, encurta, em uma posição retraída e o acoplador deslizante 38 desconecta automaticamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36 (consulte Figuras 3 e 7). Quando o eixo traseiro 24 é abaixado na sua posição abaixada, o eixo Cardan traseiro de acionamento 32 estende, ou seja, aumenta, em uma posição estendida e o acoplador deslizante 38 conecta automaticamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36 (consulte Figuras 2 e 6). Em outras palavras, o acoplador deslizante 38 acopla mecanicamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36 juntos na posição alongada (consulte Figuras 2 e 6) e, consequentemente, a força motriz do primeiro membro de eixo Cardan 34 é transmitida pelo acoplador deslizante 38 de modo que o primeiro membro de eixo Cardan 34, o segundo membro de eixo Cardan 36, e o acoplador deslizante 38 girem juntos para acionarem as rodas 26 de ambos eixos traseiros 22, 24. Além disso, o acoplador deslizante 38 desacopla mecanicamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36 na posição retraída (consulte Figuras 3 e 7) e, consequentemente, para de transmitir a força motriz ao eixo mais recuado 24 de modo que o primeiro membro de eixo Cardan 34 e o acoplador deslizante 38 girem juntos, mas o segundo membro de eixo Cardan 36 não gira junto com os mesmos. Portanto, o acoplador deslizante 38 acopla automática e seletivamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36 com base no movimento do eixo de elevação 24. Desse modo, o acoplador deslizante 38 transmite força motriz entre o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36 devido à conexão mecânica do acoplador deslizante 38 ao primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36, a orientação do eixo Cardan traseiro de acionamento 32, e o movimento do eixo de elevação 24 conforme o mesmo eleva ou abaixa na configuração de acionamento resultante.

[0022] O primeiro membro de eixo Cardan 34, por exemplo, um membro de eixo Cardan deslizante macho 34, é acoplado de modo operacional com o eixo traseiro mais à frente 22 e o segundo membro de eixo Cardan 36. O primeiro membro de eixo Cardan 34 tem uma extremidade bifurcada que conecta de modo operacional ao eixo traseiro mais à frente 22 e outra extremidade cilíndrica macho que encaixa pelo menos parcialmente dentro do acoplador deslizante 38. O primeiro membro de eixo Cardan 34 pode incluir uma função de bloqueio 60, por exemplo, na forma de linguetas 60 ao redor da circunferência da extremidade cilíndrica. A função de bloqueio 60 pode encaixar com o acoplador deslizante 38. É possível observar que o primeiro membro de eixo Cardan 34 pode não incluir uma função de bloqueio. Alternativamente, o primeiro membro de eixo Cardan 34 pode ser soldado ao acoplador deslizante 38.

[0023] O segundo membro de eixo Cardan 36, por exemplo um membro de manga deslizante feminino 36, é acoplado de modo operacional com o eixo mais recuado 24 e o primeiro membro de eixo Cardan 34. O segundo membro de eixo Cardan 36 tem uma extremidade bifurcada que conecta de modo operacional ao eixo mais recuado 24, a uma extremidade aberta, e a um alojamento interno 62 (consulte Figuras 6 a 7). O alojamento interno 62 aloja pelo menos parcialmente o acoplador deslizante 38 e o primeiro membro de eixo Cardan 34 encaixados dentro do acoplador deslizante 38. O alojamento interno 62 pode incluir uma função de bloqueio 64 que encaixa com o acoplador deslizante 38 (consulte Figuras 6 a 7). Por exemplo, a função de bloqueio 64 do alojamento interno 62 pode estar na forma de linguetas 64 que são espaçadas circunferencialmente ao redor do diâmetro interno do alojamento interno 62.

[0024] O acoplador deslizante 38 é conectado entre o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36. O acoplador deslizante 38 pode estar na forma de uma manga 38 que inclui uma extremidade que acopla com o primeiro membro de eixo Cardan 34, outra extremidade com uma função de bloqueio 66, uma seção intermediária interconectada entre as extremidades, e um alojamento interno 68 que recebe pelo menos uma porção do primeiro membro de eixo Cardan 34 (consulte Figuras 5 a 7). A função de bloqueio 66 acopla mecânica e seletivamente com a função de bloqueio 64 do alojamento interno 62 do segundo membro de eixo Cardan 36 para transmitir seletivamente a força motriz entre o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36. A função de bloqueio 66 do acoplador deslizante 38 pode estar na forma de dentes 66, que estende ao redor do diâmetro externo da extremidade que está adjacente ao segundo membro de eixo Cardan 36. Os dentes 66 do acoplador deslizante 38 podem deslizar axialmente para dentro e para fora das linguetas 64 do segundo membro de eixo Cardan 36 para acoplar e desacoplar mecanicamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36. Ao longo do movimento de deslizamento do segundo membro de eixo Cardan 36 e/ou do acoplador deslizante 38 entre as posições estendida e retraída do eixo Cardan traseiro de acionamento 32, os dentes 66 do acoplador deslizante podem permanecer dentro do alojamento interno 62 do segundo membro de eixo Cardan 36. Pelo menos uma porção da seção intermediária do acoplador deslizante 38 contata seletivamente o alojamento interno 62 do segundo membro de eixo Cardan 36 para realizar uma função de uma parada mecânica para prevenir o acoplador deslizante 38 de deslizar adicionalmente para dentro no alojamento interno 62 do segundo membro de eixo Cardan 36. É possível observar que o segundo membro de eixo Cardan 36 e o acoplador deslizante 38 podem deslizar axialmente um em relação ao outro, o segundo membro de eixo Cardan 36 pode permanecer estacionário e o acoplador deslizante 38 pode deslizar em relação ao segundo membro de eixo Cardan 36, e/ou o acoplador deslizante 38 pode permanecer estacionário e o segundo membro de eixo Cardan 36 pode deslizar em relação ao acoplador deslizante 38. Além disso, o acoplador deslizante 38 também pode deslizar em relação ao primeiro membro de eixo Cardan 34.

[0025] O pino-guia 48 pode ser conectado entre a extremidade do acoplador deslizante 38 e o alojamento interno 62 do segundo membro de eixo Cardan 36. O pino-guia 48 pode encaixar dentro de uma divisão no alojamento interno 62 ou um buraco receptor que se estende através da parede externa do segundo membro de eixo Cardan 36 e no alojamento interno 62. O pino-guia 48 pode ser concêntrico com o membro tensionador 50.

[0026] O membro tensionador 50 pode ser conectado entre uma extremidade do acoplador deslizante 38 e o alojamento interno 62 do segundo membro de eixo Cardan 36. O membro tensionador 50 tensiona o acoplador deslizante 38 para acoplar mecanicamente o primeiro e segundo membros de eixo Cardan 34, 36. O membro tensionador 50 pode estar na forma de qualquer membro tensionador desejado, tal como uma mola em espiral 50.

[0027] O mancai axial 52 pode ser conectado entre o membro tensionador 50 e a extremidade do acoplador deslizante 38. O mancai axial 52 pode ser mantido dentro de um espaço designado, por exemplo, uma divisão anular (não numerada) dentro do acoplador deslizante 38. O mancai axial 52 pode estar na forma de qualquer mancai desejado.

[0028] Um anel de retenção externa 56 pode ser conectado entre o primeiro membro de eixo Cardan 34 e uma extremidade do acoplador deslizante 38. Outro anel de retenção externa 56 pode ser conectado entre o segundo membro de eixo Cardan 36 e a seção intermediária do acoplador deslizante 38. Cada anel de retenção externa 56 pode compreender qualquer material desejado, tal como metal, borracha ou plástico. Cada retentor 54 pode cobrir um respectivo anel de retenção externa 56. Cada retentor 54 pode compreender qualquer material adequado, tal como metal, borracha ou plástico. [0029] A arruela de parada mecânica 58 pode ser conectada entre o primeiro membro de eixo Cardan 34 e o acoplador deslizante 38 para reter pelo menos uma porção do primeiro membro de eixo Cardan 34 dentro do acoplador deslizante 38. A arruela de parada mecânica 58 pode compreender qualquer material desejado, tal como metal, borracha ou plástico.

[0030] Essas e outras vantagens da presente invenção serão aparentes àqueles hábeis na técnica a partir o relatório descritivo acima. Consequentemente, será reconhecido por àqueles hábeis na técnica que mudanças ou modificações podem ser feitas às realizações descritas acima sem se distanciar dos amplos conceitos inventivos da invenção. É necessário entender que essa invenção não se limita às realizações particulares descritas no presente documento, mas tem o propósito de incluir todas as mudanças e modificações abrangidas pelo escopo e espírito da invenção.