(54) Título: LINHA DE TRAÇÃO DE VEÍCULO (51) Int.CI.: B60K 17/08 (73) Titular(es): VOLVO LASTVAGNAR AB (72) Inventor(es): BRATHE, LARS; STERVIK, HANS; LARSSON, LENA; HEDMAN, ANDERS (85) Data do Início da Fase Nacional: 14/12/2007
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LINHA DE TRAÇÃO DE VEÍCULO
CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção se refere à colocação de uma caixa de marchas de múltiplas velocidades incluída em uma linha de tração para veículos tais como caminhões, ônibus, caminhões basculantes, rebocadores com direção articulada, carregadores de roda, e que possuem pelo menos um eixo de rodas de tração, como definida no preâmbulo da reivindicação de patente independente 1 posteriormente, as características da qual são bem conhecidas neste campo técnico.
ESTADO DA TÉCNICA [0002] Normalmente em caminhões, o motor é colocado acima do eixo de rodas dianteiro do veículo. A caixa de marchas de múltiplas velocidades é conectada para o motor e a força de tração é transmitida por intermédio de um sistema de eixo de propulsão para um ou diversos eixos de rodas traseiros de tração. O motor e a caixa de marchas podem juntamente quantificar para um quarto do peso de tara do veículo. Conseqüentemente, a colocação do motor e da caixa de marchas entre si mesmos, e em relação ao resto do veículo afeta fortemente estas divisões do peso de tara do veículo que são carregados pelos eixos de rodas dianteiro e traseiro, respectivamente. Em futuros caminhões, a carga sobre o eixo de rodas dianteiro irá tender a aumentar devido para, por exemplo, equipamento suplementar que irá ser necessário para satisfazer futura legislação de emissão de exaustão. Carga aumentada sobre o eixo de rodas dianteiro determina, por exemplo, as seguintes conseqüências negativas:
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- aumento de desgaste sobre pneus das rodas dianteiras;
- mais dificuldade para carregar o veículo com carga, na medida em que a carga sobre o eixo de rodas dianteiro já está próxima do máximo ou acima de requisitos legais ou práticos de carga para eixo de rodas dianteiro;
- grande divisão de peso de tara de veículo sobre eixo de rodas dianteiro determina baixa tração e capacidade de tração para eixo de rodas traseiro de tração (especialmente em condições de descarregamento e carregamento parcial);
- uma carga aumentada sobre as rodas dianteiras demanda maiores dimensões de pneus, o que determina forças de direção aumentadas e um ângulo de direção diminuído.
[0003] Por conseqüência, deveria ser vantajoso encontrar uma maneira para diminuir a carga sobre o eixo de rodas dianteiro de um caminhão.
[0004] Em ônibus é comum colocar o motor atrás do eixo de rodas traseiro de tração. Em principio isto significa uma colocação invertida comparada a um caminhão (como descrito anteriormente). Por conseqüência, uma grande divisão do peso de tara do ônibus irá estar sobre o eixo de rodas traseiro de tração. Isto proporciona boa tração e capacidade de tração. Por outro lado, o eixo de rodas dianteiro irá adquirir uma carga relativamente baixa, devido a uma baixa divisão do peso de tara repousando sobre as rodas dianteiras. Especialmente sob condições escorregadias, isto pode determinar problemas com a capacidade de direção do ônibus.
[0005] Por consequência, deveria ser uma
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3/31 vantagem encontrar uma maneira para diminuir a carga sobre o eixo de rodas traseiro de um ônibus do tipo mencionado anteriormente.
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[0006] |
Caminhões |
com |
o |
motor |
e |
caixa |
de |
marchas |
dispostos |
sobre o |
eixo |
de |
rodas |
dianteiro |
do |
veículo |
e equipados com um |
eixo |
de |
rodas |
traseiro |
de |
tração, |
normalmente |
possuem um sistema |
de eixo |
de |
propulsão |
conectando o eixo de saída de |
caixa |
de |
marchas e |
o eixo |
de |
rodas traseiro de |
tração. O |
sistema de eixo |
de |
propulsão |
possibilita somente |
uma determinada |
quantidade |
de |
diferença |
em ângulo e em excentricidade entre suas extremidades de eixo. Entretanto, as diferenças praticamente possíveis são ainda mais limitadas. Isto é um problema quando se projeta um caminhão com base de roda curta. A razão para isto é a de que o eixo de propulsão se torna relativamente curto e as diferenças em ângulo relativamente grandes. Isto determina uma limitação indesejada de o quanto encurta a base de roda de um caminhão pode ser. Por conseqüência, a este respeito, deveria ser desejável para um projetista de caminhão determinar mais espaço de projeto. Uma maneira conhecida para compensar este problema é a de dispor o acondicionamento de motor e caixa de marchas no veículo com uma ligeira inclinação de maneira que a diferença em ângulo entre o eixo saindo da caixa de marchas e do eixo de propulsão irá diminuir e, por conseqüência, tornar possível encurtar a base de roda um pouco mais. A desvantagem disto é a de que especialmente a caixa de marchas, com sua extremidade traseira, irá ficar mais próxima ao solo, e por conseqüência, ficar mais exposta para obstáculos de estrada.
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4/31 [0007] O motor em um caminhão, tal como descrito anteriormente, necessita de refrigeração. Normalmente, um refrigerador (radiador) é colocado em frente ao motor. Os compartimentos de motor em caminhões modernos são muito densamente acondicionados. Isto determina problemas de fluxo de ar no compartimento de motor e, por conseqüência, problemas de refrigeração para a caixa de marchas, que é colocada exatamente atrás do motor quente. Conseqüentemente, um caminhão moderno é freqüentemente equipado com um sistema de refrigeração especial para a caixa de marchas. Isto torna o compartimento de motor ainda mais densamente acondicionado. Em alguns veículos, tais como caminhões basculantes, as condições de espaço nos compartimentos de motor são tais que não é adequado dispor o refrigerador em relação próxima ao motor. Isto aumenta a complexidade do problema de refrigeração. Deveria, por conseqüência, ser vantajoso ter a capacidade para determinar mais espaço livre no compartimento de motor.
[0008] Veículos pesados possuem requerimentos legais e dos consumidores sobre emissões de ruído. O motor e a caixa de marchas são dois componentes que amplamente contribuem para a emissão de som a partir do veículo. O desenvolvimento de caixas de marchas tem recentemente caminhado em direção a emissões de som menores a partir dos dentes de engate na caixa de marchas. Infelizmente, isto é neutralizado pelo fato de que o nível de vibração a partir dos motores tende a aumentar devido a, entre outras coisas, etapas de desenvolvimento diferentes tomadas para negociar com as demandas vindo a partir da nova legislação de
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5/31 emissão de exaustão. Na medida em que a caixa de marchas normalmente está conectada ao motor, as vibrações a partir do motor são espalhadas para a caixa de marchas, e a caixa de marchas se torna uma espécie de um alto-falante que emite vibrações a partir do motor como ruídos para as circundâncias. Deveria ser vantajoso se ter capacidade para diminuir a emissão de som a partir de veículos pesados.
[0009] O Volkswagen tipo 1 e o Porsche 911 ambos possuem um acondicionamento de motor - caixa de marchas disposto sobre o eixo de rodas de tração traseiro. O motor, caixa de marchas e eixo de rodas traseiro são construídos juntamente como acondicionamento único. O acondicionamento está disposto de maneira que a maior parte do motor está atrás do eixo de rodas traseiro e da caixa de marchas está em frente ao eixo de rodas traseiro. O Porsche 914 e Porsche Boxter também possuem o motor, caixa de marchas e eixo de rodas traseiro construídos juntamente, mas ao contrário, aqui o motor está disposto em frente ao eixo de rodas traseiro e a caixa de marchas está disposta atrás do eixo de rodas traseiro. O Audi 100 possui a mesma concepção aplicada sobre um eixo de rodas dianteiro de tração, isto é, o acondicionamento está disposto sobre o eixo de rodas dianteiro. O Citroen Traction Avante e o
Renault 4 são exemplos de como se aplica a concepção de acondicionamento de Volkswagen tipo 1 sobre um eixo de rodas dianteiro de tração. A concepção de construção de motor, caixa de marchas e eixo de rodas de tração juntamente em acondicionamento único funciona bem para automóveis, mas quando aplicada sobre veículos pesados, tais como, por exemplo, caminhões, mostrou não ser prática
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6/31 e flexível ao se tentar dispor uma caixa de marchas - motor de caminhão grande sobre um eixo de rodas traseiro de tração e ao mesmo tempo conseguir alojamento para um carregador de carga eficiente. Deveriam existir problemas similares para caminhões basculantes e ônibus.
[00010] A patente sueca número SE 521.643 mostra um trem de tração compreendendo, entre outros componentes, um motor, uma caixa de marchas principal e um caixa de marchas gradual. O motor e a caixa de marchas principal são construídos juntamente e dispostos sobre o eixo de rodas dianteiro que não é de tração. A caixa de marchas gradual está disposta exatamente em frente ao eixo de rodas traseiro de tração. O problema de carga de eixo de rodas dianteiro (observado anteriormente) e o problema de emissão de som (observado anteriormente) não estão satisfatoriamente aperfeiçoados. O problema de refrigeração e o problema com a diferença em ângulo e excentricidade entre as extremidades de eixo de propulsão em caminhões com base de roda curta (observado anteriormente) também permanecem insatisfatórios com esta solução.
[00011] O Pontiac Tempest, os Porsche 924, 928, 944 e 968, o Alfa Romeo Alfetta e Giulieta, e o Volvo série 300 possuem todos o motor na adjacência do eixo de rodas dianteiro e a caixa de marchas construída juntamente com o eixo de rodas traseiro de tração. A caixa de marchas está colocada em frente ao eixo de rodas traseiro. O problema com carga sobre o eixo de rodas dianteiro é diminuído, mas para veículos pesados e truque de tração existe ainda uma necessidade para aperfeiçoamento. Adicionalmente, não existe nenhuma sugestão de como resolver o problema de
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7/31 refrigeração em compartimentos de motor densamente acondicionados e nem como resolver o problema com a diferença em ângulo e em excentricidade entre extremidades de eixo de tração em caminhões com base de roda curta (observado anteriormente).
[00012] Caminhões, especialmente caminhões pesados, possuem freios de estacionamento tanto para rodas dianteiras quanto para rodas traseiras. Isto significa um número aumentado de componentes no veículo. Se um caminhão está vazio, isto é, a carga sobre o eixo de rodas traseiro é baixa e a carga sobre o eixo de rodas dianteiro é relativamente alta (devido a cabine, motor, caixa de marchas e outros componentes dispostos em frente ao e sobre o eixo de rodas dianteiro do veículo), então para se ter certeza quanto a possuir efeito de frenagem suficiente a partir do freio de estacionamento em todas as situações, o veículo irá necessitar de um freio de estacionamento tanto sobre o eixo de rodas dianteiro quanto sobre o eixo de rodas traseiro.
[00013] O objetivo da presente invenção é de diminuir a carga de eixo de rodas sobre o eixo de rodas que possui o motor em sua adjacência e ao mesmo tempo aumentar a capacidade de tração, capacidade de dirigibilidade (para ônibus como anteriormente), a possibilidade de projeto de caminhões com base de roda curta e o desempenho de refrigeração do motor. O objetivo da presente invenção é também o de eliminar a necessidade de um freio de estacionamento (para caminhões como anteriormente) tanto sobre rodas dianteiras quanto sobre rodas traseiras e ao mesmo tempo eliminar a necessidade de um sistema de
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8/31 refrigeração de caixa de marchas especial. Um objetivo adicional da presente invenção é de diminuir a emissão de som a partir do veículo. Um outro objetivo da presente invenção é de, em um caminhão do tipo mencionado anteriormente, diminuir forças de direção e aumentar ângulo de direção.
RESUMO DA INVENÇÃO [00014] A solução do problema em concordância com a presente invenção levando-se em consideração a disposição em concordância com a presente invenção está descrita na reivindicação de patente independente 1 posteriormente. As reivindicações de patente dependentes 2 até 17 posteriormente descrevem concretizações e desenvolvimentos preferidos da disposição em concordância com a presente invenção.
[00015] A disposição em concordância com a presente invenção compreende um veículo com rodas disposto sobre um eixo de rodas dianteiro e um eixo de rodas traseiro, onde pelo menos um dos eixos de rodas é tracionado, um motor disposto na adjacência de extremidade traseira ou dianteira do veículo, o motor compreendendo um eixo de saída conectado ao eixo de rodas de tração por intermédio de um sistema de transmissão para transmissão de força de tração a partir do motor para o eixo de rodas de tração, o sistema de transmissão compreendendo pelo menos uma caixa de marchas de múltiplas velocidades para originar relação de marcha variável entre o motor e eixo de rodas de tração. A presente invenção está caracterizada pelo fato de que o motor e a caixa de marchas estão dispostos sobre cada lateral do eixo de rodas de tração, e estão conectados
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9/31 somente por intermédio de um dispositivo de transmissão de
força de |
maneira |
que |
um bloco de motor |
do |
motor está |
separado |
a partir |
de um |
alojamento de caixa |
de |
marchas da |
caixa de |
marchas. |
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[00016] |
Uma |
vantagem primordial |
da |
disposição |
em concordância com a presente invenção para os tipos de veículos mencionados é a de que uma melhor distribuição de peso é conseguida. Para caminhões do tipo mencionado anteriormente isto resulta em forças de direção reduzidas e uma possibilidade para conseguir um melhor ângulo de direção, na medida em que uma menor dimensão de pneu pode ser escolhida. Correspondentemente, para um ônibus do tipo mencionado anteriormente isto determina uma melhor capacidade de direção. Adicionalmente, uma acomodação de motor mais simples e mais barata em coxins de borracha pode ser escolhida, na medida em que somente o peso do motor é deixado para se ter preocupação. Refrigeração especial para a caixa de marchas não irá ser necessária. Na medida em que o motor e a caixa de marchas estão separados, uma redução de ruído global para o veículo irá ser possível. Em uma concretização de truque especial com a caixa de marchas colocada entre os eixos de rodas, a redução de ruído deveria ser ainda melhor, na medida em que o número aumentado de rodas irá funcionar como um anteparo de ruído. Com a caixa de marchas separada a partir do motor, irá existir mais espaço no compartimento do motor e, por conseqüência, um melhor fluxo de ar em torno do motor e a refrigeração do motor pode ser conseguida. Isto proporciona a possibilidade de aumentar a performance do sistema de refrigeração e por extensão também a performance do motor.
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Para o caso com um caminhão possuindo um motor colocado acima do eixo de rodas dianteiro e possuindo tração de roda traseira (observada anteriormente), a diminuição da carga sobre o eixo de rodas dianteiro proporciona diminuição de desgaste sobre pneus das rodas dianteiras, tornando mais fácil carregar o veículo com carregamento (na medida em que a carga sobre o eixo de rodas dianteiro não esteja próxima da carga máxima permissível para eixo de rodas dianteiro), e a melhor distribuição de peso proporciona ao veículo uma melhor tração e capacidade de tração para eixo de rodas traseiro de tração.
[00017] Em concordância com uma primeira concretização vantajosa da disposição em concordância com a presente invenção, o dispositivo de transmissão de força é um eixo de propulsão onde uma extremidade do eixo de propulsão está conectada diretamente ou indiretamente para um eixo de entrada de referida caixa de marchas. Nesta concretização da presente invenção, o eixo de entrada está colocado mais alto em relação ao solo do que o eixo geométrico rotacional de uma transmissão de diferencial de roda de tração do eixo de rodas de tração e um eixo de saída da caixa de marchas está conectado a transmissão de diferencial. Em um desenvolvimento adicional desta concretização, o eixo de saída do motor, o eixo de entrada e o eixo de propulsão estão colocados sobre primordialmente o mesmo nível em relação ao solo e simultaneamente mais alto em relação ao solo do que o eixo geométrico rotacional da transmissão de diferencial de roda de tração. A vantagem é que esta concretização proporciona ao projetista de caminhão a possibilidade de projetar caminhões com base de
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11/31 roda ainda mais curta do que deveria normalmente ser possível com a técnica conhecida. O motor não deveria necessitar estar disposto com uma ligeira inclinação, devido ao fato de que não existe diferença em ângulo e em excentricidade entre as extremidades de eixo do eixo de propulsão, para serem compensadas.
[00018] Por conseqüência, o motor e a caixa de marchas deveriam estar mais protegidos de serem atingidos por obstáculos de solo. O veículo irá adquirir uma possibilidade para melhorar a distancia do solo sem aumentar a altura total do caminhão.
[00019] Em concordância com uma segunda concretização vantajosa da disposição de acordo com a invenção, o dispositivo de transmissão de força compreende um primeiro motor/bomba hidráulica disposto sobre a lateral de motor do eixo de rodas de tração e um segundo motor/bomba hidráulica disposto sobre a lateral da caixa de marchas do eixo de rodas de tração, os primeiro e segundo motor/bomba hidráulicas estando conectados por intermédio de mangueiras hidráulicas. A vantagem disto é uma flexibilidade muito aumentada em, por exemplo, arquitetura de caminhão, por exemplo, pela utilização do espaço entre o motor e o eixo de rodas traseiro para baterias, outro equipamento ou carregamento. Em uma concretização especial da invenção, o motor/bomba hidráulica pode estar disposto em um trailer, que está conectado ao veículo. A vantagem disto é aumento de tração e capacidade de tração.
[00020] Em concordância com uma terceira concretização vantajosa da disposição em concordância com a invenção, o dispositivo de transmissão de força compreende
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12/31 um primeiro motor/gerador elétrico disposto sobre a lateral de motor do eixo de rodas de tração e um segundo motor/gerador elétrico disposto sobre a lateral de caixa de marchas do eixo de rodas de tração, os primeiro e segundo motor/gerador elétrico estando conectados através de fios elétricos. A vantagem disto é uma flexibilidade muito aumentada em, por exemplo, arquitetura de caminhão, por exemplo, pela utilização do espaço entre o motor e o eixo de rodas traseiro para baterias, outro equipamento ou carregamento. Em uma concretização especial da invenção, o motor/gerador elétrico pode estar disposto em um trailer, que está conectado ao veículo. A vantagem disto é aumento de tração e capacidade de tração.
[00021] Em uma quarta concretização vantajosa adicional da disposição em concordância com a invenção, a caixa de marchas é relativamente fixada a estrutura do veículo. Por consequência, a caixa de marchas não é movível verticalmente juntamente com um sistema de suspensão das rodas de tração. Em um desenvolvimento adicional desta concretização da invenção, o eixo de rodas de tração compreende transmissão de diferencial e engrenagem cônica. Em concordância com a invenção, a caixa de marchas, a transmissão de diferencial e a engrenagem cônica estão conectadas diretamente a uma estrutura do veículo. A caixa de marchas, a transmissão de diferencial e a engrenagem cônica são adicionalmente não movíveis verticalmente em um sistema de suspensão juntamente com as rodas de tração. Ambas as concretizações mencionadas proporcionam uma instalação de eixo de rodas compacta e leve com suspensão de roda individual.
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13/31 [00022] Em concordância com uma quinta concretização vantajosa da disposição em concordância com a invenção, das caixa de marchas, transmissão de diferencial e engrenagem cônica estão integradas e dispostas em uma unidade comum. A vantagem disto é uma construção compacta. Em um desenvolvimento adicional desta concretização da invenção, um sistema de lubrificação está disposto na unidade para lubrificação das caixa de marchas, transmissão de diferencial e engrenagem cônica. Um sistema de lubrificação comum para a caixa de marchas, transmissão de diferencial bem como para a engrenagem cônica, pode ser utilizado. Em uma concretização com eixos de rodas de truque de tração, um sistema de lubrificação pode ser utilizado para todos os componentes mencionados, isto é, também para a respectiva transmissão de diferencial do respectivo eixo de rodas de tração. A presente invenção, em concordância com esta concretização, é evidentemente também aplicável se existir somente um eixo de rodas de tração. Por conseqüência, a caixa de marchas está disposta entre o eixo de rodas tracionado e o eixo de rodas não tracionado. Tal disposição de eixo de rodas é aplicável tanto para eixos de rodas dianteiros quanto para eixos de rodas traseiros. A disposição de truque ou a disposição com um eixo de rodas tracionado e um eixo de rodas não tracionado pode ser equipada com rodas dirigíveis ou não dirigíveis e como uma disposição de eixo de rodas dianteiro ou de eixo de rodas traseiro no veículo.
[00023] Em concordância com uma sexta concretização vantajosa da disposição em concordância com a presente invenção, pelo menos um primeiro dispositivo de
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14/31 transferência de força mecânica está disposto sobre o motor e pelo menos um segundo dispositivo de transferência de força mecânica está disposto sobre a caixa de marchas. A invenção torna possível ter os dispositivos de transferência de força mecânica mais próximos dos consumidores de força.
[00024] Em concordância com uma sétima concretização vantajosa da disposição em concordância com a presente invenção, o veículo é um caminhão com uma disposição com função de freio de estacionamento disposta na adjacência do eixo de rodas traseiro e que a disposição de freio de estacionamento somente atua sobre as rodas traseiras. Na medida em que, em concordância com a reivindicação 1, a carga sobre as rodas dianteiras diminui e a carga sobre as rodas traseiras aumenta, se torna possível a disposição de um freio de estacionamento que é somente acionado sobre as rodas traseiras. A vantagem disto é a de que o número de componentes no caminhão pode ser minimizado. Nenhum freio de estacionamento sobre as rodas dianteiras adicionalmente diminui a carga sobre o eixo de rodas dianteiro.
[00025] Em concordância com uma oitava concretização vantajosa da disposição em concordância com a presente invenção, eixos da caixa de marchas estão dispostos substancialmente paralelos aos eixos de tração do eixo de rodas de tração. Isto possibilita que a engrenagem cônica possa ser colocada sobre a lateral de entrada de baixo torque da caixa de marchas. Conseqüentemente, o torque na engrenagem cônica comparativamente dispendiosa é significativamente reduzido. Por conseqüência, esta
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15/31 disposição da presente invenção torna possível se ter uma engrenagem cônica eficiente em custos.
[00026] Em concordância com uma outra concretização vantajosa da disposição em concordância com a presente invenção, existe uma engrenagem cônica em cada um dos eixos de rodas de tração em uma disposição de truque. As engrenagens cônicas estão dispostas de uma maneira tal que comparadas aos eixos de rodas de tração, as engrenagens cônicas são substancialmente idênticas. A vantagem disto é que uma engrenagem cônica idêntica pode ser utilizada para mais do que um eixo de rodas de tração.
[00027] Em concordância com uma outra concretização da presente invenção, as engrenagens cônicas estão conectadas a ou integradas com, e tracionadas por um eixo comum, onde o eixo comum também pode ser um eixo na caixa de marchas de múltiplas velocidades. Por consequência, o número de componentes pode ser adicionalmente racionalizado.
[00028] Em concordância com uma outra concretização vantajosa da disposição em concordância com a presente invenção, o eixo comum intercepta um plano mediano longitudinal do veículo e um plano mediano entre os eixos de rodas traseiros de tração em substancialmente o mesmo ponto, de maneira que os eixos de rodas traseiros de tração podem ser substancialmente idênticos. Esta concretização da presente invenção torna possível ter substancialmente tanto uma primeira engrenagem cônica quanto uma segunda engrenagem cônica idênticas. E, na mesma disposição, tanto um primeiro eixo de rodas traseiro de tração quanto um segundo eixo de rodas traseiro de tração idênticos.
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16/31 [00029] Concretizações vantajosas adicionais da presente invenção emergem a partir das reivindicações dependentes posteriormente seguintes à reivindicação de patente independente 1.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00030] A presente invenção será descrita em maiores detalhes posteriormente, com referência aos desenhos acompanhantes que, de uma maneira não limitante, para o propósito de exemplificação, mostram concretizações preferidas adicionais da presente invenção e também do estado da técnica, nos quais:
A Figura 1 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção com um eixo de rodas de tração único;
A Figura 2 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção com dois eixos de rodas traseiros de tração;
A Figura 3 mostra de maneira diagramática uma vista lateral de uma concretização da presente invenção com um eixo de rodas de tração único ou com dois eixos de rodas de tração;
A Figura 4 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção com um eixo de rodas de tração único;
A Figura 5 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção com um eixo de rodas traseiro de tração e um eixo de rodas traseiro não tracionado;
A Figura 6 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente
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17/31 invenção com dois eixos de rodas traseiros de tração;
A Figura 7 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção com dois eixos de rodas traseiros de tração e uma estrutura articulada;
A Figura 8 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção com um eixo de rodas traseiro de tração único e onde pelo menos caixa de marchas, transmissão de diferencial de roda e engrenagem cônica estão integradas e dispostas em uma unidade comum;
A Figura 9 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção com dois eixos de rodas traseiros de tração e onde pelo menos caixa de marchas, transmissões de diferencial de roda e engrenagens cônicas estão integradas e dispostas em uma unidade comum;
A Figura 10 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma outra concretização da presente invenção com um eixo de rodas de tração único;
A Figura 11 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção onde eixos de uma caixa de marchas estão dispostos substancialmente paralelos para eixos de tração de um eixo de rodas de tração;
A Figura 12 mostra de maneira diagramática uma vista a partir de cima de uma concretização da presente invenção onde as disposições de engrenagem cônica do eixo de rodas dianteiro de tração e do eixo de rodas traseiro de tração são idênticos;
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A Figura 12A mostra de maneira diagramática uma vista lateral da mesma concretização como mostrada na
Figura 12 para o caso de disposições de engrenagem cônica com uma compensação entre os eixos de rodas de engrenagem cônica; e
As Figuras 12B, 12C e 12D mostram diferentes variações da concretização mostrada na Figura 12.
[00031] As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para estas concretizações.
DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS DA
INVENÇÃO [00032] A Figura 1 mostra uma configuração de linha de tração (101) para um veículo em concordância com a presente invenção onde um motor (102) está disposto sobre um eixo de rodas dianteiro (103) do veículo, e onde o eixo de rodas dianteiro consiste de um par de eixos de rodas dianteiros não tracionados e dirigíveis. A força de tração do motor (102) é transmitida para um par de rodas de tração (106) por intermédio de um eixo de propulsão (105) conectado a um eixo de entrada de uma caixa de marchas de múltiplas velocidades (104), e um eixo de saída da caixa de marchas adicionalmente estando conectado a uma transmissão de diferencial de roda (107) de um eixo de rodas de tração traseiro (108) por intermédio de um par de rodas de engrenagem (110) , um eixo de rodas curto (109) e uma engrenagem cônica (115) . O eixo de rodas traseiro está transmitindo a força de tração adicionalmente para fora para a respectiva roda traseira de tração, isto é, as rodas estando conectadas ao eixo de rodas de tração traseiro
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19/31 (108) . Um bloco de motor do motor está separado a partir de um alojamento de caixa de marchas da caixa de marchas. Em concordância com a presente invenção, o motor está disposto sobre o eixo de rodas dianteiro e a caixa de marchas está disposta atrás do eixo de rodas traseiro de tração (108) . As vantagens, como anteriormente mencionadas, particularmente se tornam evidenciadas quando a disposição da presente invenção é utilizada em um caminhão.
[00033] A Figura 2 mostra uma configuração de linha de tração (201) similar para aquela mostrada na Figura 1, mas com a diferença de que a concretização na Figura 2 possui um outro eixo de rodas traseiro de tração (208b) disposto atrás da caixa de marchas (204). Por consequência, um eixo de saída da caixa de marchas (204) está conectado a um primeiro eixo de rodas traseiro de tração (208a) e o segundo eixo de rodas traseiro de tração (208b) . É também possível ter mais do que dois eixos de rodas traseiros de tração. A caixa de marchas é após isso disposta entre dois dos três ou mais eixos de rodas de tração. Em uma concretização alternativa da presente invenção daquela mostrada na Figura 2, o segundo eixo de rodas traseiro de tração (208b) pode ser não tracionado.
[00034] A Figura 3 mostra uma vista lateral de uma configuração de linha de tração (301) similar para aquela mostrada na Figura 1 ou na Figura 2 [observar roda, parte de eixo de rodas curto (309) , transmissão de diferencial de roda (307b) e engrenagem cônica (315b) desenhadas com linha tracejada]. A concretização da Figura 3 difere a partir daquelas na Figura 1 ou na Figura 2 em que o par de rodas de engrenagem (310) sobre o eixo de
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20/31 saída da caixa de marchas (304) está disposto acima ou próximo para acima um do outro. Isto significa que o eixo de rodas curto correspondente (309) conectando o eixo de saída da caixa de marchas (304) a engrenagem cônica (315a) e a transmissão de diferencial de roda (307a) do eixo de rodas ou dos eixos de rodas de tração (se equipado com segundo eixo de rodas, isto é, observar linha tracejada) pode estar disposto debaixo da caixa de marchas (304) . Por consequência, o eixo de entrada da caixa de marchas (304) está colocado mais alto em relação ao solo do que o eixo geométrico rotacional da transmissão de diferencial de roda de tração (307a) [ou transmissões (307a) e (307b)]. Como mostrado na Figura 3, o eixo de saída do motor (302), o eixo de entrada da caixa de marchas (304) e o eixo de propulsão (305) estão colocados sobre primordialmente o mesmo nível em relação ao solo e simultaneamente mais alto em relação ao solo do que o eixo geométrico rotacional da transmissão de diferencial de roda de tração (307a) e (307b) (se equipados com tal). Esta concretização da presente invenção torna possível construir caminhões com base de roda ainda mais curta do que deveria normalmente ser possível com a técnica conhecida. O motor pode estar disposto sem inclinação, devido ao fato de que não existe diferença em ângulo e em excentricidade entre as extremidades de eixo do eixo de propulsão (305) , para ser compensada. Em uma concretização alternativa da presente invenção, o motor e o eixo de propulsão podem estar dispostos com uma pequena inclinação ao mesmo tempo em que o eixo de entrada da caixa de marchas e pelo menos uma extremidade do eixo de propulsão estão colocados mais altos
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21/31 em relação ao solo do que o eixo geométrico rotacional da roda tracionada da transmissão de diferencial de roda de tração.
[00035] A Figura 4 mostra uma configuração de linha de tração (401) em concordância com a presente invenção que é a mais bem adequada para uma aplicação em ônibus. Um motor (402) está aqui disposto na extremidade traseira do veículo. A força de tração é transmitida para um par de rodas traseiras de tração (406) da maneira correspondente, como descrita nas concretizações anteriores, por intermédio de um eixo de propulsão (405), uma caixa de marchas de múltiplas velocidades (404) , um par de rodas de engrenagem (410) , um eixo de rodas curto (409) , uma engrenagem cônica (415), uma engrenagem de diferencial de roda (407) e um eixo de rodas de tração (408). As rodas dianteiras (403) são dirigíveis e não tracionadas. Também aqui, em concordância com a presente invenção, um bloco de motor do motor (402) está separado a partir de um alojamento de caixa de marchas da caixa de marchas (404) e a caixa de marchas (404) está disposta sobre a lateral oposta do eixo de rodas de tração (408) comparada ao motor (402) .
[00036] A Figura 5 mostra uma concretização alternativa da presente invenção daquela mostrada na Figura 4, com um adicional eixo de rodas traseiro não tracionado (508b). O eixo de rodas não tracionado é a única diferença entre as duas concretizações mencionadas.
[00037] A Figura 6 mostra uma concretização alternativa adicional da presente invenção daquela mostrada na Figura 5, onde um adicional eixo de rodas traseiro
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22/31 (608), correspondendo para o eixo de rodas traseiro não tracionado (508b) na Figura 5, é tracionado por intermédio de um eixo de entrada estendido (611) da caixa de marchas (604) e uma outra engrenagem cônica (615) com transmissão de diferencial de roda (607).
[00038] A Figura 7 mostra um desenvolvimento adicional da concretização na Figura 2. A única diferença entre as duas concretizações é a de que uma maneira adicional de direção do veículo foi adicionada. Uma articulação está disposta sobre a carroceria ou a estrutura do veículo, adequadamente em algum lugar exatamente atrás das rodas dianteiras, e por conseqüência, o eixo de propulsão (705) é também articulado em uma posição indicada (714) . Como mostrado na Figura 7, as rodas do eixo de rodas dianteiro (703) são também dirigíveis. Conseqüentemente, a concretização em concordância com a Figura 7 mostra a presente invenção aplicada sobre um veículo com uma combinação de dois sistemas para direção do veículo.
[00039] Em concretizações alternativas das concretizações da presente invenção mostradas em cada uma das Figuras 1, 2 ou 7, estas configurações de linha de tração podem estar equipadas com uma disposição de tração de todas as rodas (não mostradas). Para as concretizações das Figuras 1 e 2, isto pode preferivelmente ser solucionado pela distribuição de força de tração para as rodas dianteiras por intermédio de um eixo adicional conectando o eixo de saída da caixa de marchas com o eixo de rodas dianteiro, e o eixo de rodas dianteiro preferivelmente estando equipado com uma outra engrenagem cônica e transmissão de diferencial de roda. Para a
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23/31 concretização da Figura 7 isto pode ser solucionado por intermédio de um eixo adicional conectando o eixo de saída da caixa de marchas com o eixo de rodas dianteiro, o eixo sendo articulado. Uma outra solução possível é ter um motor hidráulico disposto na adjacência do eixo de saída da caixa de marchas e tracionado pelo eixo de saída. A transmissão da força de tração para o eixo de rodas dianteiro deveria ser por intermédio de mangueiras e de uma bomba hidráulica, bomba hidráulica que deveria estar conectada para a, e disposta na, adjacência do eixo de rodas dianteiro, e por consequência, tracionando o eixo de rodas dianteiro. Esta concretização da presente invenção poderia também ser aplicada sobre veículos com um sistema de direcionamento fundamentado sobre articulação única da estrutura. Tal veículo poderia também possuir somente quatro rodas, duas na extremidade dianteira e duas na extremidade traseira do veículo, e todas as quatro rodas sendo tracionadas. Uma outra solução alternativa poderia ser fundamentada sobre um conceito de motor/gerador elétrico ao invés da solução hidráulica anteriormente mencionada.
[00040] As concretizações nas diferentes Figuras indicam que o eixo de rodas de tração ou eixos de rodas de tração é/são do tipo de suspensão individual. Por conseqüência, em uma concretização preferida, a caixa de marchas e a transmissão de diferencial dos respectivos eixos de rodas de tração estão fixadas a estrutura.
[00041] As Figuras 8 e 9 mostram respectivamente concretizações alternativas das concretizações da presente invenção mostradas nas Figuras 1 e 2. Nas configurações de linha de tração (801) e (901) nas
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Figuras 8 e 9, respectivamente, a caixa de marchas, a engrenagem cônica e a transmissão de diferencial dos respectivos eixos de rodas de tração (808, 908a, 908b) estão fixadas a estrutura. As caixas, (813) e (913), indicam um acondicionamento integrado, que consiste de pelo menos uma caixa de marchas com eixos de entrada e de saída, engrenagem cônica, transmissão de diferencial de roda e um sistema de lubrificação comum para pelo menos a caixa de marchas, a engrenagem cônica e pelo menos uma transmissão de diferencial de roda (número dependente de quantos eixos de rodas de tração existem).
[00042] A Figura 10 mostra uma concretização em concordância com a presente invenção onde em um veículo (51) o sistema de transmissão, para transmissão de força de tração a partir de um motor (52) para um eixo de rodas de tração (58) , não é um eixo de propulsão. Ao invés disso, em concordância com uma primeira alternativa desta concretização, uma bomba hidráulica (4) está disposta sobre o eixo de saída do motor (52) e, por conseqüência, tracionada pelo motor (52) , e adicionalmente, um motor hidráulico (5) estando disposto sobre o eixo de entrada de uma caixa de marchas de múltiplas velocidades (54) . A bomba hidráulica e o motor estão conectados por intermédio de mangueiras hidráulicas (55) , por conseqüência, transmitindo a força de tração. A transmissão adicional da força de tração a partir da caixa de marchas e fora para as rodas de tração é feita de uma maneira similar como para a concretização da Figura 1. Em uma situação quando o veículo (51) é freado por motor, é possível fazer o motor (5) funcionar como uma bomba, e analogamente, a bomba
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25/31 hidráulica (4) pode funcionar como um motor. Em uma segunda alternativa desta concretização da presente invenção, a bomba hidráulica (4) é um gerador elétrico e número de referência (5) é então um motor elétrico e, por conseqüência, (55) é um par de fios elétricos.
[00043] Em um desenvolvimento de trailer da concretização mostrada na Figura 10, um primeiro trailer desconectável pode ser conectado para o veículo mostrado na Figura 10, e por conseqüência, o veículo é um veículo trator. O trailer é equipado com uma correspondente caixa de marchas de múltiplas velocidades com um eixo de saída conectado para um eixo de rodas de tração no trailer. Um motor hidráulico, ou alternativamente, um motor elétrico pode estar disposto no trailer para tração de um eixo de entrada de referida caixa de marchas de trailer. Por consequência, mangueiras hidráulicas adicionais ou correspondente par de fios elétricos estão dispostos para transmissão de força de tração a partir da bomba hidráulica ou gerador elétrico (4) e do motor hidráulico ou elétrico no primeiro trailer. Em uma concretização alternativa do trailer, um segundo trailer desconectável pode ser conectado ao veículo trator. Este segundo trailer pode também ser equipado com um eixo de rodas de tração e caixa de marchas, tal como o primeiro trailer ou este segundo trailer pode ser um trailer não tracionado convencional.
[00044] Uma concretização em concordância com a Figura 10 proporciona possibilidades reforçadas para se ter cuidado e armazenar energia de frenagem em, por exemplo, diferentes espécies de tanques de pressão ou baterias, dependendo do sistema sendo hidráulico ou elétrico. A
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26/31 energia de frenagem pode ser utilizada mais tarde como, por exemplo, força de tração ou para tracionar outros sistemas no veículo.
[00045] A concretização na Figura 11 mostra uma configuração de linha de tração (61) onde eixos de uma caixa de marchas de múltiplas velocidades (64) estão dispostos substancialmente paralelos para tração de eixos de um primeiro eixo de rodas traseiro de tração (68a) e de um segundo eixo de rodas traseiro de tração (68b) . A força de tração a partir de um motor (62) é transmitida para as rodas de tração (66) por intermédio de um eixo de propulsão (65) conectado a um eixo de entrada da caixa de marchas de múltiplas velocidades (64) e a única engrenagem cônica (60), que está disposta na caixa de marchas de múltiplas velocidades (64) . A força de tração é adicionalmente transmitida para os eixos de rodas traseiros (68a) e (68b) , respectivamente, por intermédio de uma primeira disposição de roda de engrenagem (69a) e de uma segunda disposição de roda de engrenagem (69b), na concretização mostrada consistindo de três rodas de engrenagem. A primeira disposição de roda de engrenagem e a segunda disposição de roda de engrenagem consistem, respectivamente, de uma primeira roda de engrenagem disposta sobre um de dois eixos de saída da caixa de marchas, de uma segunda roda de engrenagem, emparelhada com referida primeira roda de engrenagem, estando disposta sobre um eixo de rodas como uma roda de engrenagem intermediária, e uma terceira roda de engrenagem, emparelhada com referida segunda roda de engrenagem, estando disposta sobre cada um dos eixos de rodas traseiros de tração (68a) e (68b) . Os eixos de rodas
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27/31 traseiros de tração (68a) e (68b) estão, respectivamente, equipados com uma primeira e uma segunda transmissão de diferencial de roda (67a) e (67b) . Os eixos de rodas traseiros (68a) e (68b) e stão transmitindo a força de tração adicionalmente fora para as respectivas rodas traseiras de tração (66) , isto é, as rodas estão conectadas aos eixos de rodas de tração traseiros.
[00046] A concretização da Figura 12 mostra uma configuração de linha de tração (71) onde uma engrenagem cônica (70f) de um primeiro eixo de rodas traseiro de tração (78f) está disposto de uma maneira em forma de espelho, oposta a uma engrenagem cônica (70s) de um segundo eixo de rodas traseiro (78s) . Consequentemente, as engrenagens cônicas (70f) e (70s) podem ser idênticas. Adicionalmente, um eixo comum (intermediário) (73) traciona as engrenagens cônicas (70f) e (70s) . O eixo comum (intermediário) (73) está tracionado por uma caixa de marchas de múltiplas velocidades (74) por intermédio de uma disposição de roda de engrenagem (79) .
[00047] Nas engrenagens cônicas que são utilizadas em eixos de rodas de tração em veículos, existe usualmente uma distância de compensação entre os eixos geométricos de rotação das rodas de engrenagem cônica. A Figura 12A mostra uma vista lateral ao longo da linha A - A na Figura 12. Existe uma distância de compensação (80) entre os eixos geométricos de rotação nas engrenagens cônicas (70fa) e (70sa) do primeiro e do segundo eixos de rodas traseiros (78fa) e (78sa) . Pela disposição do eixo comum (intermediário) (73a) inclinado, levando-se em consideração o nível horizontal, é possível a manutenção da
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28/31 vantagem na Figura 12 de se possuir as engrenagens cônicas (70fa) e (70sa) i dênticas.
[00048] A Figura 12B mostra uma variação da concretização na Figura 12 onde a caixa de marchas de múltiplas velocidades (74b) possui um eixo de saída (73b) com duas extremidades de eixo externas (73f) e (73s) . O eixo de saída (73b) corresponde ao eixo comum (intermediário) (73) na Figura 12. Entretanto, na medida em que o eixo de saída (73b) é uma parte da caixa de marchas, uma disposição de engrenagem de roda separada (79) como na Figura 12 não é necessária na variação na Figura 12B.
[00049] A Figura 12C mostra uma variação da concretização na Figura 12 onde é possível ter não somente as engrenagens cônicas (70fc) e (70sc), mas também substancialmente a integridade de eixos de rodas traseiros de tração (78fc) e (78sc) idênticos. Isto pode ser concretizado se o eixo comum (intermediário) (73c) interceptar o plano mediano longitudinal (81) do veículo e o plano mediano (82) entre os eixos de rodas traseiros de tração (78fc) e (78sc) em substancialmente o mesmo ponto (83) . Pela disposição do eixo comum (intermediário) (73c) com um ângulo apropriado para o plano longitudinal mediano (81) , as engrenagens cônicas (70fc) e (70sc) bem como as transmissões de diferencial de roda (77f) e (77s) poderiam estar localizadas de uma maneira tal que os eixos (84c) que conectam a transmissão de diferencial de roda (77f) com as rodas (76) poderiam ser idênticas. Conseqüentemente, custos podem ser reduzidos.
[00050] A Figura 12D mostra uma concretização alternativa da presente invenção onde as engrenagens
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29/31 cônicas (70fd) e (70sd) estão conectadas por uma disposição de roda de engrenagem (79d) . Em contraste para a concretização na Figura 12, não existe eixo comum (intermediário) unindo as engrenagens cônicas (70fd) e (70sd) . A saída da caixa de marchas de múltiplas velocidades (74d) está conectada a disposição de roda de engrenagem (79d) . Com um projeto apropriado da disposição de roda de engrenagem (79d) é possível possuir engrenagens cônicas idênticas, eixos de rodas traseiros de tração, e/ou eixos, como descrito para as Figuras 12, 12A, 12B e 12C.
[00051] Em uma concretização alternativa da presente invenção, o motor e pelo menos uma parte da caixa de marchas de múltiplas velocidades estão dispostos sobre cada lateral do eixo de rodas de tração. Também nesta concretização da presente invenção, o motor e a caixa de marchas estão conectados somente por intermédio de um dispositivo de transmissão de força de maneira que um bloco de motor de referido motor está separado a partir de um alojamento de caixa de marchas. Por exemplo, a parte da caixa de marchas contendo o eixo de entrada da caixa de marchas poderia, nas concretizações anteriormente mostradas das Figuras 1 até 7 e Figura 10, estar disposta sobre a mesma lateral do eixo de rodas de tração como o motor. Por consequência, a parte primordial da caixa de marchas não está disposta sobre a mesma lateral do eixo de rodas de tração como o motor.
[00052] As concretizações mostradas nas Figuras 2, 3 (incluindo as partes tracejadas), 6, 7, 9, 11 e 12 todas mostram os assim chamados truques em tanden com todas as quatro rodas sendo de tração. A Figura 5 mostra um
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30/31 truque com somente o par traseiro de rodas sendo de tração.
Um truque significa um sub sistema de eixo de rodas com suspensão comum compreendendo pelo menos dois eixos de rodas, e onde pelo menos um dos pelo menos dois eixos de rodas são de tração.
[00053] Nas concretizações mostradas em concordância com a presente invenção, com o motor em uma extremidade do veículo e a caixa de marcha na outra extremidade, é possível se dispor um dispositivo de transferência de força mecânica sobre a caixa de marchas e, por conseqüência, possuindo suprimento de força próximo de um consumidor naquela parte do veículo.
[00054] Em referidas concretizações onde o eixo de rodas traseiro é o eixo de rodas de tração e o motor está disposto sobre o eixo de rodas dianteiro do veículo, uma disposição com função de freio de estacionamento pode estar disposta em, ou na adjacência do eixo de rodas traseiro. Por conseqüência, a função de freio de estacionamento somente atua sobre as rodas traseiras.
[00055] A transmissão da força de tração a partir de um motor para uma caixa de marchas de múltiplas velocidades frequentemente inclui uma embreagem para tornar possível desconectar o motor a partir da caixa de marchas durante mudança de marcha. Para maximizar uma distribuição de peso uniforme entre a dianteira e a traseira de um veículo em concordância com a presente invenção, uma embreagem incluída no sistema de transmissão pode estar disposta na adjacência da caixa de marchas.
[00056] Deverá ser compreendido por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção
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31/31 não está limitada para as concretizações ilustrativas exemplificantes descritas anteriormente, mas certamente, um número de variações e de modificações adicionais é conceptível sem se afastar a partir do escopo de proteção das reivindicações de patente subseqüentemente. Deveria ser mencionado que um posicionamento da embreagem na adjacência do motor é também possível.
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