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WO2025123113A1 - Claw coupling, method for manufacturing couplings, system for selecting a coupling model, and coupling kit - Google Patents

Claw coupling, method for manufacturing couplings, system for selecting a coupling model, and coupling kit Download PDF

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Publication number
WO2025123113A1
WO2025123113A1 PCT/BR2024/050585 BR2024050585W WO2025123113A1 WO 2025123113 A1 WO2025123113 A1 WO 2025123113A1 BR 2024050585 W BR2024050585 W BR 2024050585W WO 2025123113 A1 WO2025123113 A1 WO 2025123113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coupling
claw
claws
segment
couplings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/BR2024/050585
Other languages
French (fr)
Portuguese (pt)
Inventor
Lourenço De Siqueira DAUDT
Roberto Luiz ESCOBAR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANTARES ACOPLAMENTOS Ltda
Original Assignee
ANTARES ACOPLAMENTOS Ltda
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ANTARES ACOPLAMENTOS Ltda filed Critical ANTARES ACOPLAMENTOS Ltda
Publication of WO2025123113A1 publication Critical patent/WO2025123113A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/64—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts
    • F16D3/68—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts the elements being made of rubber or similar material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/08—Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially
    • F16D11/10—Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially with clutching members movable only axially
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    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/72—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members with axially-spaced attachments to the coupling parts
    • F16D3/74—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members with axially-spaced attachments to the coupling parts the intermediate member or members being made of rubber or other rubber-like flexible material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/76—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic ring centered on the axis, surrounding a portion of one coupling part and surrounded by a sleeve of the other coupling part

Definitions

  • the present invention is in the field of Mechanical Engineering, more precisely in the segment of mechanical couplings. More specifically, the present invention discloses claw couplings with elastic elements, for joining shafts of rotating machines.
  • the present invention provides: lower mass or weight in relation to its predecessors intended for the same ranges of transmitted power; higher torque/weight ratio; smaller claws, with improved load distribution and without thereby compromising the capacity of transmitted torque and power; lower moment of inertia; superior capacity to withstand contact pressure; greater heat transfer capacity; greater durability in operation at high temperatures; greater resistance to wear and/or abrasion; and/or efficient operation even when there is substantial radial and/or axial misalignment in operation.
  • the coupling of the invention has flat claw(s) for load transfer present only in the regions remote from the shaft.
  • the coupling of the invention has wedge-shaped claws, in which most of the torque is concentrated.
  • Mechanical couplings are devices used to join shafts of rotating machines, connecting a transmission shaft and a driven shaft.
  • flexible couplings have an elastic center and are generally arranged between two metal hubs.
  • the elastic center can be fixed to the hubs using screws, which allows for a large number of screws to better distribute the torque load between the drive shaft hub and the elastic center.
  • Elastic couplings with claws are formed by two segments that couple axially, so that the claws of one segment fit between the claws of the other segment. Between pairs of claws, an elastic segment usually made of polymeric material is arranged, which prevents direct contact between the coupling claws and contributes to the transfer of torque from the equipment.
  • Elastic segments are commonly used in cylindrical or parallelepiped geometry.
  • the polymeric elastic segment acts, in a certain way, as a sacrificial material for the claw coupling, preserving the coupling claws.
  • Couplings with elastic elements do not usually have a constant geometry. Ideally, the stiffness of the coupling + elastic elements assembly should correspond to that desired in operation.
  • Couplings with cylindrical elements such as those produced by the companies Ringfeder TNB, Vulkan GBND, Henfel HDF, Wegcestari C, Ecotork, Rathi RB, among others, are widely known in the art.
  • Couplings with parallelepiped flat elastic elements such as the Antares HR, which comprise long flat claws and flat prismatic elements, as illustrated in Figure 8, are also known.
  • the coupling (1) of the present invention provides a power/weight ratio up to 11 1% greater than that of the models of the preceding Reference 2, being, on average, 60% greater.
  • this embodiment of coupling (1) of the invention also provides, when compared to the couplings (1) of Reference 2 of the prior art, a lower moment of inertia. Due to the smaller claws (2) (as illustrated in figures 4 and 5), the coupling (1) of the invention has a larger internal diameter and a smaller external diameter than the prior art, resulting in a lower moment of inertia and better distribution of the claws (2).
  • each line illustrates two couplings intended to transmit the same or equivalent nominal torque.
  • the comparison in each line is accurate.
  • the coupling model (1) with an external diameter of 1100 mm of the present invention did not find equivalents of Reference 1 capable of delivering the same torque for comparison.
  • the coupling (1) of the present invention provides a weight reduction of up to 34% compared to the coupling (1) of competitor models Reference 1. On average, the weight reduction is 16.3%.
  • volumetric power density values were also collected for 3 sets of prior art couplings, being, respectively from top to bottom, the antecedent Reference 1, Reference 2 and Reference 3.
  • Each value indicated in the graph is compatible with a coupling intended to transmit the same torque as the coupling (1) of the present invention whose diameter is indicated at the base of the graph, since the external diameter of technique models varies.
  • volumetric power density obtained is greater than or equal to 120, while the volumetric power density of all the prior art couplings measured (Reference 1, Reference 2 and Reference 3) are below 80, evidencing the high efficiency achieved by the coupling (1) of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

The present invention pertains to the field of mechanical engineering, and more precisely, to the area of mechanical couplings. More specifically, the present invention discloses claw couplings with elastic elements, for joining shafts of rotating machines. The present invention provides: lower mass or weight in relation to the prior art couplings intended for the same transmitted power ranges; higher torque/weight ratio; smaller claws, with improved load distribution and without thereby compromising the capacity for transmitted torque and power; lower moment of inertia; superior capacity to withstand contact pressure; greater heat transfer capacity; greater durability in operation at high temperatures; greater resistance to wear and/or abrasion; and/or efficient operation even when there is substantial radial and/or axial misalignment in operation.

Description

Relatório Descritivo de Patente de InvençãoDescriptive Report of Invention Patent

ACOPLAMENTO DE GARRAS, PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE ACOPLAMENTO, SISTEMA DE SELEÇÃO DE MODELO DE ACOPLAMENTO E KIT DE ACOPLAMENTOS CLAMP COUPLING, COUPLING MANUFACTURING PROCESS, COUPLING MODEL SELECTION SYSTEM AND COUPLING KIT

Campo da Invenção Field of Invention

[0001] A presente invenção situa-se no campo da Engenharia Mecânica, mais precisamente no segmento de acoplamentos mecânicos. Mais especificamente, a presente invenção revela acoplamentos de garras com elementos elásticos, para unir eixos de máquinas rotativas. A presente invenção proporciona: menor massa ou peso em relação aos seus antecedentes destinados às mesmas faixas de potência transmitida; maior relação torque/peso; garras menores, com melhorada distribuição de cargas e sem com isso comprometer a capacidade de torque e potência transmitidos; menor momento de inércia; superior capacidade de suportar pressão de contato; maior capacidade de transferência de calor; maior durabilidade em operação em temperaturas elevadas; maior resistência ao desgaste e/ou à abrasão; e/ou operação eficiente mesmo quando há substancial desalinhamento radial e/ou axial em operação. Em uma concretização, o acoplamento da invenção tem garra(s) plana(s) para transferência de carga presentes apenas nas regiões afastadas do eixo. Em uma concretização, o acoplamento da invenção tem garras em formato de tronco de cunha, nas quais é concentrada a maior parte do torque. [0001] The present invention is in the field of Mechanical Engineering, more precisely in the segment of mechanical couplings. More specifically, the present invention discloses claw couplings with elastic elements, for joining shafts of rotating machines. The present invention provides: lower mass or weight in relation to its predecessors intended for the same ranges of transmitted power; higher torque/weight ratio; smaller claws, with improved load distribution and without thereby compromising the capacity of transmitted torque and power; lower moment of inertia; superior capacity to withstand contact pressure; greater heat transfer capacity; greater durability in operation at high temperatures; greater resistance to wear and/or abrasion; and/or efficient operation even when there is substantial radial and/or axial misalignment in operation. In one embodiment, the coupling of the invention has flat claw(s) for load transfer present only in the regions remote from the shaft. In one embodiment, the coupling of the invention has wedge-shaped claws, in which most of the torque is concentrated.

Antecedentes da Invenção Background of the Invention

[0002] Acoplamentos mecânicos são dispositivos utilizados para unir eixos de máquinas rotativas, conectando um eixo de transmissão e um eixo movido. Dentre os variados tipos de acoplamentos, os flexíveis possuem um centro elástico e são em geral dispostos entre dois cubos metálicos. [0002] Mechanical couplings are devices used to join shafts of rotating machines, connecting a transmission shaft and a driven shaft. Among the various types of couplings, flexible couplings have an elastic center and are generally arranged between two metal hubs.

[0003] A fixação do centro elástico aos cubos pode ser feita mediante o uso de parafusos, o que enseja um grande número de parafusos para melhor distribuir a carga de torque entre o cubo do eixo de transmissão e o centro elástico. [0004] Acoplamentos elásticos com garras são formados por dois segmentos que se acoplam axialmente, de modo que as garras de um segmento encaixam entre as garras do outro segmento. Entre pares de garras é disposto um segmento elástico usualmente produzido em material polimérico, o que previne o contato direto entre as garras do acoplamento e contribui para a transferência de torque do equipamento. [0003] The elastic center can be fixed to the hubs using screws, which allows for a large number of screws to better distribute the torque load between the drive shaft hub and the elastic center. [0004] Elastic couplings with claws are formed by two segments that couple axially, so that the claws of one segment fit between the claws of the other segment. Between pairs of claws, an elastic segment usually made of polymeric material is arranged, which prevents direct contact between the coupling claws and contributes to the transfer of torque from the equipment.

[0005] Os segmentos elásticos são comumente utilizados em geometria cilíndrica ou paralelepipédica. [0005] Elastic segments are commonly used in cylindrical or parallelepiped geometry.

[0006] Ainda, o segmento elástico polimérico atua, de certo modo, como material de sacrifício para o acoplamento de garras, preservando as garras do acoplamento. [0006] Furthermore, the polymeric elastic segment acts, in a certain way, as a sacrificial material for the claw coupling, preserving the coupling claws.

[0007] Acoplamentos com elementos elásticos não apresentam, usualmente, uma geometria constante. Idealmente, a rigidez do conjunto acoplamento + elementos elásticos deve corresponder à desejada na operação. [0007] Couplings with elastic elements do not usually have a constant geometry. Ideally, the stiffness of the coupling + elastic elements assembly should correspond to that desired in operation.

[0008] São amplamente conhecidos na técnica acoplamentos com elementos cilíndricos, como aqueles produzidos pelas empresas Ringfeder TNB, Vulkan GBND, Henfel HDF, Wegcestari C, Ecotork, Rathi RB, dentre outros. São também conhecidos acoplamentos com elementos elásticos planos paralelepipédicos, como os Antares HR, que compreendem garras planas longas e elementos prismáticos planos, conforme ilustrado pela figura 8. [0008] Couplings with cylindrical elements, such as those produced by the companies Ringfeder TNB, Vulkan GBND, Henfel HDF, Wegcestari C, Ecotork, Rathi RB, among others, are widely known in the art. Couplings with parallelepiped flat elastic elements, such as the Antares HR, which comprise long flat claws and flat prismatic elements, as illustrated in Figure 8, are also known.

[0009] Ainda, nota-se que existem diversos modelos de acoplamentos na técnica, de modo que para unir máquinas rotativas que demandem transmitir valores maiores de torque, é necessário também utilizar acoplamentos de garras maiores. Esses acoplamentos maiores possuem garras maiores que suas versões menores, o que demanda a produção de segmentos elásticos poliméricos maiores, a fim de atender o aumento do dimensional geométrico das garras. [0009] Furthermore, it is noted that there are several coupling models in the art, so that to join rotating machines that require transmitting higher torque values, it is also necessary to use larger claw couplings. These larger couplings have larger claws than their smaller versions, which requires the production of larger polymeric elastic segments in order to meet the increase in the geometric dimension of the claws.

[0010] Assim, para produzir uma pluralidade de tamanhos de acoplamentos, visando atender uma pluralidade de demandas de transmissão de torque, é também necessário produzir uma pluralidade de segmentos elásticos que sejam compatíveis à variação do tamanho das garras, tornando sua produção mais onerosa e demorada. [0010] Thus, to produce a plurality of coupling sizes, aiming to meet a plurality of torque transmission demands, it is also necessary to produce a plurality of elastic segments that are compatible with the variation in claw size, making their production more expensive and time-consuming.

[0011] As garras dos acoplamentos apresentam diversas geometrias. Uma geometria comum é o uso de garras em arranjo de cunhas. Quanto maior o tamanho (comprimento) da cunha, maior a diferença. Além disso, a usinagem dos acoplamentos convencionais com garras em formato de cunha pode ser muito complexa e/ou economicamente custosa, notadamente para manter o paralelismo das n faces ao longo dos 360 graus. Neste contexto, quanto mais compridas as garras mais difícil é de resolver o problema do paralelismo. [0011] Coupling grippers have different geometries. A common geometry is the use of grippers in a wedge arrangement. The larger the size (length) of the wedge, the greater the difference. In addition, the machining of conventional couplings with wedge-shaped grippers can be very complex and/or economically expensive, especially to maintain the parallelism of the n faces over 360 degrees. In this context, the longer the grippers, the more difficult it is to solve the parallelism problem.

[0012] O acoplamento da presente invenção difere destes supracitados e do restante da técnica anterior, proporcionando diversas vantagens e benefícios técnicos. As buscas na literatura patentária não apontaram documentos particularmente relevantes à presente invenção, sendo sumarizados a seguir: [0013] O pedido de patente CN1 15789118 descreve um acoplamento elástico de garras com geometria de formato de cunha. Esse acoplamento possui blocos elásticos fabricados em poliuretano, nylon ou borracha, os quais são anelares, posicionados em torno das garras. Esses blocos elásticos possuem geometria mais complexa de ser fabricada e instalada nos acoplamentos do que em comparação com os elementos elásticos planos. [0012] The coupling of the present invention differs from those mentioned above and from the rest of the prior art, providing several advantages and technical benefits. Searches in the patent literature did not indicate documents particularly relevant to the present invention, which are summarized below: [0013] Patent application CN1 15789118 describes an elastic coupling with claws with wedge-shaped geometry. This coupling has elastic blocks made of polyurethane, nylon or rubber, which are annular, positioned around the claws. These elastic blocks have a more complex geometry to be manufactured and installed in the couplings than in comparison with flat elastic elements.

[0014] O pedido de patente DE10059548 descreve um acoplamento projetado para atenuar grandes impactos e vibrações e/ou ruídos de mudança de carga. O referido acoplamento possui garras formadas por uma região superior e uma região lateral. A região superior da garra possui superfície curvada e com bordas arredondadas. Ainda, DE10059548 descreve que o espaçamento entre cada garra é maior do que a largura de cada garra, de modo a acomodar o elemento elástico. [0014] Patent application DE10059548 describes a coupling designed to attenuate large impacts and vibrations and/or noises from load changes. Said coupling has claws formed by an upper region and a lateral region. The upper region of the claw has a curved surface with rounded edges. Furthermore, DE10059548 describes that the spacing between each claw is greater than the width of each claw, in order to accommodate the elastic element.

[0015] O antecedente US5524738 descreve um acoplamento de embreagem projetado para ser engatado de forma rápida e com baixo desgaste em uma gama de velocidades de rotação. O acoplamento possui garras com região superior curvada com ângulos predeterminados, com borda afiada e regiões laterais que se estendem a partir da borda afiada. Ainda, as regiões laterais possuem extremidade final arredondada para reduzir as tensões. [0015] Background US5524738 describes a clutch coupling designed to be engaged quickly and with low wear over a range of rotational speeds. The coupling has claws with an upper region curved at predetermined angles, with a sharp edge and regions sides that extend from the sharp edge. Furthermore, the lateral regions have a rounded end to reduce stress.

[0016] O documento patentário CN2020481 13U descreve um acoplamento de eixo do tipo lingueta para transmissão de torque possuindo garras em material elástico (borracha) e geometria trapezoidal, que podem ser facilmente destacadas e substituídas. As garras são fixadas em pares e espaçadas entre si por um espaçamento determinado, e cada par é espaçado do par seguinte por um espaçamento distinto do primeiro espaçamento determinado. [0016] Patent document CN2020481 13U describes a tongue-type shaft coupling for torque transmission having claws made of elastic material (rubber) and trapezoidal geometry, which can be easily detached and replaced. The claws are fixed in pairs and spaced from each other by a determined spacing, and each pair is spaced from the next pair by a spacing distinct from the first determined spacing.

[0017] O pedido de patente PI0700070 é do presente depositante e intitulado “Acoplamento flexível”. O referido documento revela uma variação de acoplamento que possibilita a presença de seções resistentes maiores justamente onde o esforço é maior no elemento flexível, reduzindo assim a tensão nesses pontos. [0017] Patent application PI0700070 is from the present applicant and is entitled “Flexible coupling”. The aforementioned document discloses a coupling variation that allows for the presence of larger resistant sections precisely where the stress is greatest in the flexible element, thus reducing the tension at these points.

[0018] A patente PI0804046 B1 é do presente depositante e intitulada “Acoplamento e sistema de afixação de um acoplamento”. O referido documento revela um acoplamento com um sistema de fixação realizado por encaixe e pressão de seus componentes, que incluem perfis que unem as demais peças, anéis de aperto e flanges com encaixes. [0018] Patent PI0804046 B1 belongs to the present applicant and is entitled “Coupling and coupling attachment system”. The aforementioned document discloses a coupling with a fastening system made by fitting and pressing its components, which include profiles that join the other parts, clamping rings and flanges with fittings.

[0019] A patente PI 0901879 B1 é do presente depositante e intitulada “Cubo para Acoplamento e dito acoplamento”. O referido documento revela um cubo para uso preferencial em um centro elástico bipartido, com um sistema de fixação em eixos para ser instalado nos casos em que as distâncias entre as faces dos eixos das máquinas são pequenas, e que facilite a montagem e a manutenção do acoplamento. A solução proposta inclui um cubo com uma protuberância em sua parte de encaixe interior, que possibilita montagem com distanciamentos menores dos eixos. [0019] Patent PI 0901879 B1 belongs to the present applicant and is entitled “Coupling Hub and said coupling”. The aforementioned document discloses a hub for preferential use in a bipartite elastic center, with a shaft fixing system to be installed in cases where the distances between the faces of the machine shafts are small, and which facilitates the assembly and maintenance of the coupling. The proposed solution includes a hub with a protuberance in its inner fitting part, which allows assembly with smaller distances from the shafts.

[0020] O pedido de patente PI1 105999 é do presente depositante e intitulado “Centro elástico tipo pneu para acoplamentos”. O referido documento revela um centro elástico formado por flanges de face lisa, que possibilitam uma melhor distribuição da tensão na borracha (originada da união parafusada entre cubo e flange), evitando o acúmulo de tensão nesta região da peça. Desta forma, aumenta-se a vida útil do centro elástico e consequentemente eleva-se a capacidade de torque transmitido pelo acoplamento. [0020] Patent application PI1 105999 is from the present applicant and is entitled “Tyre-type elastic center for couplings”. The aforementioned document discloses an elastic center formed by smooth-faced flanges, which allow for better distribution of tension in the rubber (originating from the screwed union between the hub and flange), avoiding the accumulation of tension in this region of the part. In this way, the useful life of the elastic center is increased and consequently the torque capacity transmitted by the coupling is increased.

[0021] O pedido de patente BR102012021356 é do presente depositante e intitulado “Acoplamento flexível”. O referido documento revela um acoplamento flexível do tipo pneu, que proporciona alta durabilidade e elevada capacidade de transmissão de torques elevados. O referido acoplamento compreende dois cubos e um elemento elástico toroidal disposto entre os dois cubos. Cada um dos cubos compreende uma parte de corpo e um flange que se estende radialmente a partir da parte de corpo. O flange possui uma superfície de contato externa. O elemento elástico toroidal compreende duas faces de contato, cada uma contatando a superfície de contato externa do flange de um respectivo dos cubos. A superfície de contato externa do flange de cada um dos cubos se estende radialmente além da face respectiva do elemento elástico, de modo a eliminar pontos de tensão entre o flange e o elemento elástico. [0021] Patent application BR102012021356 is from the present applicant and entitled “Flexible coupling”. Said document discloses a flexible coupling of the tire type, which provides high durability and high capacity for transmitting high torques. Said coupling comprises two hubs and a toroidal elastic element disposed between the two hubs. Each of the hubs comprises a body part and a flange that extends radially from the body part. The flange has an external contact surface. The toroidal elastic element comprises two contact faces, each contacting the external contact surface of the flange of one respective of the hubs. The external contact surface of the flange of each of the hubs extends radially beyond the respective face of the elastic element, so as to eliminate stress points between the flange and the elastic element.

[0022] O pedido de patente BR102012030505, depositado por Henfel Indústria Metalúrgica, é intitulado “Aperfeiçoamento em elemento de fixação rápida para acoplamentos hidrodinâmicos e congêneres”. O referido documento revela um conjunto de acoplamento rápido, composto por bucha cônica frontal, um cubo posterior, com detalhe de serem partidos, um encaixe ponteira e uma tampa traseira. São elementos de fixação rápida, utilizados na montagem radial de acoplamento hidrodinâmico (AHD), realizados com um flange dotado de rebaixos com furações simetricamente espaçadas, recebendo os parafusos para a devida fixação. O conjunto de acoplamento rápido permite vantagens significativas em tempo de manutenção, processo rápido e totalmente intercambiável, bem como na montagem e desmontagem de forma rápida e sem riscos de causar danos ao eixo da máquina, na qual é fixado, evitando a quebra de componentes do acoplamento hidrodinâmico (AHD) durante a remoção da bucha cônica frontal e do cubo posterior partido. O conjunto de acoplamento rápido proporciona uma redução no tempo de troca quando comparado com o acoplamento convencional. [0022] Patent application BR102012030505, filed by Henfel Indústria Metalúrgica, is entitled “Improvement in quick-release fastening element for hydrodynamic couplings and similar”. The aforementioned document discloses a quick-release coupling assembly, consisting of a front conical bushing, a rear hub, with split detail, a tip fitting and a rear cover. These are quick-release fastening elements, used in the radial assembly of hydrodynamic couplings (AHD), made with a flange equipped with recesses with symmetrically spaced holes, receiving the screws for proper fastening. The quick-release coupling assembly allows significant advantages in maintenance time, a fast and fully interchangeable process, as well as in quick assembly and disassembly without the risk of causing damage to the machine shaft, to which it is fixed, avoiding the breakage of hydrodynamic coupling (AHD) components during the removal of the front conical bushing and the split rear hub. The quick coupling assembly provides a reduction in changeover time when compared to the coupling conventional.

[0023] O pedido de patente BR102014003077, depositado por Henfel Indústria Metalúrgica, é intitulado “Acoplamento bipartido elástico para alto torque e baixas rotações”. O referido documento revela um acoplamento voltado ao segmento dos acoplamentos elásticos para transmissão de rotação e potência, tais como equipamentos, transportadores, moinhos, elevadores e outros. O referido acoplamento compreende: um cubo liso bipartido, um cubo dentado bipartido e um flange bipartido também com dentes. A fixação entre as partes bipartidas de cada cubo liso e cada cubo dentado, bem como a fixação entre as partes bipartidas do flange dentado, é feita mediante o uso de parafusos ou elementos de fixação, no sentido tangencial ao eixo. [0023] Patent application BR102014003077, filed by Henfel Indústria Metalúrgica, is entitled “Split elastic coupling for high torque and low speeds”. The aforementioned document discloses a coupling aimed at the segment of elastic couplings for transmission of rotation and power, such as equipment, conveyors, mills, elevators and others. The aforementioned coupling comprises: a split smooth hub, a split toothed hub and a split flange also with teeth. The fastening between the split parts of each smooth hub and each toothed hub, as well as the fastening between the split parts of the toothed flange, is done by using screws or fastening elements, in the tangential direction to the shaft.

[0024] O pedido de patente BR102019025422, depositado por Vulkan do Brasil, é intitulado “Acoplamento flexível”. O referido documento revela um acoplamento flexível e torcionalmente elástico do tipo que compreende dois cubos de acoplamento, cada um dos cubos sendo configurado para a montagem em um respectivo eixo a ser acoplado. Pelo menos um dos cubos é completamente seccionado com um corte transversal, formando uma primeira seção de cubo e uma segunda seção de cubo. No referido acoplamento o travamento axial do cubo é realizado sem diferença de temperatura. O cubo é seccionado transversalmente, permitindo a divisão do peso total em duas partes seccionadas, proporcionando uma maior segurança de montagem e desmontagem. [0024] Patent application BR102019025422, filed by Vulkan do Brasil, is entitled “Flexible coupling”. Said document discloses a flexible and torsionally elastic coupling of the type comprising two coupling hubs, each of the hubs being configured for assembly on a respective shaft to be coupled. At least one of the hubs is completely sectioned with a cross-section, forming a first hub section and a second hub section. In said coupling, the axial locking of the hub is performed without a temperature difference. The hub is cross-sectioned, allowing the division of the total weight into two sectioned parts, providing greater assembly and disassembly safety.

[0025] O pedido de patente chinês CN218063138U, depositado por Wuxi Vulkan Tech Co, é intitulado “Parallel torsion transmission high-elastic coupling suitable for small installation space". Referido documento revela um acoplamento altamente elástico de transmissão de torção paralela adequado para um pequeno espaço de instalação. O acoplamento de alta elasticidade para transmissão de torção paralela compreende um disco de conexão, um disco de transição anelar, um invólucro de conexão tubular e um disco de conexão que são dispostos sequencialmente da esquerda para a direita. Os eixos do disco de conexão, do disco de transição, do invólucro de conexão e do disco de conexão estão localizados na mesma linha reta. O disco de conexão, o disco de transição e o invólucro de conexão são conectados fixamente em sequência; um disco intermediário anelar é disposto no invólucro de conexão, e o lado esquerdo e o lado direito do disco intermediário são, cada um, fornecidos simetricamente com um conjunto de peças elásticas. [0025] Chinese patent application CN218063138U, filed by Wuxi Vulkan Tech Co, is titled “Parallel torsion transmission high-elastic coupling suitable for small installation space”. Said document discloses a parallel torsion transmission high-elastic coupling suitable for small installation space. The parallel torsion transmission high-elastic coupling comprises a connecting disc, an annular transition disc, a tubular connecting shell and a connecting disc which are arranged sequentially from left to right. The axes of the connecting disc connection, the transition disc, the connecting shell and the connecting disc are located on the same straight line. The connecting disc, the transition disc and the connecting shell are fixedly connected in sequence; an annular intermediate disc is arranged in the connecting shell, and the left side and right side of the intermediate disc are each symmetrically provided with a set of elastic parts.

[0026] O pedido de patente chinês CN 219282276U, depositado por Wuxi Vulkan Tech Co, é intitulado “Double-layer elastic coupling for high torque working condition in limited installation space". Referido documento revela um acoplamento que compreende um disco de instalação com uma pluralidade de grupos de componentes de borracha instalados no lado interno do disco de instalação. Cada componente de borracha é formado pela fixação de uma peça externa de ferro, uma camada de borracha 1 , uma peça fundida de alumínio intermediária, uma camada de borracha 2 e uma peça interna de ferro disposta sequencialmente de cima para baixo. A primeira camada de borracha é instalada na face lateral interna do disco de instalação, a espessura da primeira camada de borracha é maior que a da segunda camada de borracha, a peça de ferro externa e a peça de ferro interna são conectadas de forma fixada, o as seções longitudinais das extremidades da peça de ferro externa e da peça de ferro interna são opostas, e as seções longitudinais das faces finais da peça de ferro externa e da peça de ferro interna têm a forma de L. Por meio do projeto, o dispositivo elástico de transmissão de torque pode ser instalado e usado em um espaço estreito da cabine de um grupo gerador de navio de propulsão elétrica, o disco limitador em forma de leque é conectado com a peça de ferro interna e a peça de ferro externa em paralelo, todo o disco e a peça intermediária de fundição de alumínio são conectados e integrados à potência de saída, e a operação de transmissão de torque elástico sob a condição de trabalho de alto torque no espaço de instalação limitado é obtida. [0026] Chinese patent application CN 219282276U, filed by Wuxi Vulkan Tech Co, is entitled “Double-layer elastic coupling for high torque working condition in limited installation space”. Said document discloses a coupling comprising an installation disc with a plurality of groups of rubber components installed on the inner side of the installation disc. Each rubber component is formed by attaching an outer iron piece, a rubber layer 1, an intermediate aluminum casting piece, a rubber layer 2 and an inner iron piece arranged sequentially from top to bottom. The first rubber layer is installed on the inner side face of the installation disc, the thickness of the first rubber layer is larger than that of the second rubber layer, the outer iron piece and the inner iron piece are fixedly connected, the longitudinal sections of the ends of the outer iron piece and the inner iron piece are opposite, and the longitudinal sections of the end faces of the outer iron piece and the inner iron piece are L-shaped. Through the design, the elastic torque transmission device can be installed and used in a narrow space of the cabin of an electric propulsion ship generator set, the fan-shaped limiting disc is connected with the inner iron piece and the outer iron piece in parallel, the entire disc and the aluminum casting intermediate piece are connected and integrated to output power, and the elastic torque transmission operation under the condition of high torque working in the limited installation space is achieved.

[0027] O pedido de patente chinês CN 215861405U, depositado por Wuxi Vulkan Tech Co, é intitulado “Elastic elastic coupling with gradual rigidity characteristic and applied to heavy hanging occasion". Referido documento revela um acoplamento elástico com característica de rigidez gradual, usado em ocasiões de suspensão pesada. O acoplamento elástico compreende uma placa adaptadora, uma peça externa de ferro, um conjunto de borracha em forma de S, um rolamento, uma luva, um eixo de suporte e um disco de conexão. Em que a primeira peça de fixação penetra através da placa adaptadora e do conjunto de borracha em forma de S para ser conectado à peça de ferro externa, o conjunto de borracha em forma de S é disposto entre a placa adaptadora e a peça de ferro externa, um orifício de passagem é formado em no meio da peça externa de ferro, o rolamento é disposto no furo passante, o eixo de suporte é revestido com a luva e a luva é conectada ao rolamento; a extremidade, afastada da placa adaptadora, do eixo de suporte é conectada ao disco de conexão através de um segundo fixador. A placa adaptadora é conectada ao conjunto do eixo cardan e o disco de conexão é usado para ser conectado a um volante hospedeiro. De acordo com o acoplamento elástico com a característica de rigidez gradual aplicada à ocasião de suspensão pesada, o volante e o eixo universal podem ser fixados e conectados através da placa adaptadora e do disco de conexão, de modo que o efeito de suspensão do peso do eixo universal seja alcançado, e a situação em que o conjunto de borracha em forma de S é danificado devido à grande deformação gerada na direção radial do eixo universal pode ser evitada. [0027] Chinese patent application CN 215861405U, filed by Wuxi Vulkan Tech Co, is titled “Elastic elastic coupling with gradual rigidity characteristic and applied to heavy hanging occasion". Said document discloses an elastic coupling with gradual stiffness characteristic used in heavy hanging occasion. The elastic coupling comprises an adapter plate, an outer iron piece, an S-shaped rubber assembly, a bearing, a sleeve, a support shaft and a connecting disc. Wherein the first fastening piece penetrates through the adapter plate and the S-shaped rubber assembly to be connected to the outer iron piece, the S-shaped rubber assembly is arranged between the adapter plate and the outer iron piece, a through hole is formed in the middle of the outer iron piece, the bearing is arranged in the through hole, the support shaft is coated with the sleeve, and the sleeve is connected to the bearing; the end, remote from the adapter plate, of the support shaft is connected to the connecting disc through a second fastener. The adapter plate is connected to the cardan shaft assembly, and the connecting disc is used to be connected to a host flywheel. According to the elastic coupling with gradual stiffness characteristic applied to the heavy hanging occasion, the flywheel and the universal shaft can be fixed and connected through the adapter plate and the connecting disc, so that the suspension effect of the weight of the universal shaft is achieved, and the situation where the S-shaped rubber assembly is damaged due to the large deformation generated in the radial direction of the universal shaft can be avoided.

[0028] O pedido de patente BR102023019267, depositado por José Roberto Rodrigues Martins Filho, é intitulado “Composição polimérica em elementos de acomplamento de transmissão de potências mecânicas”. O referido documento revela uma composição polimérica para elementos de acoplamento constituída de uma mistura de borracha natural (poli-isopreno) e borracha sintética (estireno- butadieno), cuja superfície é revestida total e parcial com material copolimérico de revestimento de borracha butílica, mais especificamente copolímero de isobutileno. [0028] Patent application BR102023019267, filed by José Roberto Rodrigues Martins Filho, is entitled “Polymeric composition in coupling elements for the transmission of mechanical powers”. The aforementioned document discloses a polymeric composition for coupling elements consisting of a mixture of natural rubber (polyisoprene) and synthetic rubber (styrene-butadiene), the surface of which is fully or partially coated with butyl rubber coating copolymer material, more specifically isobutylene copolymer.

[0029] O pedido de patente BR202022009300, depositado por Eduardo Borges Pessoa, é intitulado “Proteção flexível para acomplamentos”. O referido documento revela uma proteção flexível para acoplamentol de equipamentos rotativos, contendo um componente com regulagem de altura, comprimento e ajustes em bases irregulares por suportes de ajustes individuais, aços e frestas para acesso as partes rodantes, proporcionando uma proteção segura, estável e resistente aos impactos. [0029] Patent application BR202022009300, filed by Eduardo Borges Pessoa, is entitled “Flexible protection for couplings”. The document in question reveals a flexible protection for coupling rotating equipment, containing a component with height and length adjustment and adjustments on irregular bases by individual adjustment supports, steels and gaps for access to the rolling parts, providing safe, stable and impact-resistant protection.

[0030] Com base na literatura patentária e não patentária nota-se claramente a necessidade da busca por novas soluções alternativas àquelas já existentes, para contornar as limitações dos acoplamentos. Assim, é desejada a otimização da geometria dos diversos tamanhos de acoplamentos de garras, preferencialmente concentrando a massa do acoplamento nas regiões de maior solicitação mecânica. Ainda, é desejável superar a limitação técnica de haver diversos tamanhos de segmentos elásticos, destinados a atender a variação de tamanhos dos acoplamentos de garras. A presente invenção revela uma solução a estes problemas. [0030] Based on the patent and non-patent literature, it is clear that there is a need to seek new alternative solutions to those already existing, in order to overcome the limitations of the couplings. Thus, it is desired to optimize the geometry of the different sizes of claw couplings, preferably concentrating the mass of the coupling in the regions of greatest mechanical stress. Furthermore, it is desirable to overcome the technical limitation of having different sizes of elastic segments, intended to meet the variation in sizes of the claw couplings. The present invention reveals a solution to these problems.

[0031] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica. [0031] Thus, from what can be inferred from the literature researched, no documents were found anticipating or suggesting the teachings of the present invention, so that the solution proposed here is novel and has an inventive step compared to the state of the art.

Sumário da Invenção Summary of the Invention

[0032] Dessa forma, a presente invenção resolve os problemas do estado da técnica a partir de acoplamentos de garras com geometria otimizada, cuja concentração de massa é deslocada do centro do acoplamento para sua periferia, contribuindo para uma redução do momento de inércia, por meio do aumento do diâmetro interno e redução do diâmetro externo em relação aos seus correlates anteriores, trazendo ganhos de eficiência na transmissão de torque do acoplamento. [0032] Thus, the present invention solves the problems of the state of the art based on claw couplings with optimized geometry, whose mass concentration is displaced from the center of the coupling to its periphery, contributing to a reduction in the moment of inertia, by increasing the internal diameter and reducing the external diameter in relation to its previous counterparts, bringing efficiency gains in the transmission of torque from the coupling.

[0033] Assim, com a otimização geométrica alcançada, os acoplamentos de garras da presente invenção são capazes de transmitir valores maiores de densidade de potência volumétrica, quando com acoplamentos da técnica anterior destinados para as mesmas aplicações. [0033] Thus, with the geometric optimization achieved, the claw couplings of the present invention are capable of transmitting higher values of volumetric power density, when using prior art couplings intended for the same applications.

[0034] Para fins da presente invenção, para determinar a densidade de potência volumétrica de um acoplamento de garras, deve-se dividir a potência nominal transmitida pelo acoplamento de garras (medida em kW) pelo diâmetro externo do acoplamento de garras (em mm) elevado à raiz quadra de 3, conforme indicado pela fórmula I. a seguir: [0034] For the purposes of the present invention, to determine the volumetric power density of a claw coupling, the nominal power transmitted by the claw coupling (measured in kW) must be divided by the outer diameter of the claw coupling (in mm) raised to the square root of 3, as indicated by the following formula I:

I. Densidade de Potência Volumétrica = - j= -I. Volumetric Power Density = - j= -

D ext^3 D ext^ 3

[0035] Ainda, a presente invenção é capaz de conservar o tamanho das garras do acoplamento conforme variar o tamanho do acoplamento (para atender a maiores demandas de torque), concentrando a massa mais externamente ao acoplamento, variando o número de garras e, assim, mantendo os elementos elásticos com mesmo dimensional para atender a todos os tamanhos de acoplamentos de garras de uma ampla gama de demandas de potência, trazendo grandes ganhos de produção, de logística e de manutenção dos acoplamentos, por demandar o mesmo tamanho de elemento elástico para diversos tamanhos de acoplamentos de garra diferentes. [0035] Furthermore, the present invention is capable of preserving the size of the coupling claws as the coupling size varies (to meet greater torque demands), concentrating the mass more externally to the coupling, varying the number of claws and, thus, maintaining the elastic elements with the same dimensions to meet all sizes of claw couplings from a wide range of power demands, bringing great gains in production, logistics and maintenance of the couplings, by requiring the same size of elastic element for several different sizes of claw couplings.

[0036] A presente invenção resolve estes e outros problemas da técnica anterior. [0036] The present invention solves these and other problems of the prior art.

[0037] É um objeto da presente invenção proporcionar um acoplamento (1 ) de garras (2), dotado de dois segmentos (1.1 ) que são axialmente associáveis, sendo cada segmento (1.1 ) dotado do mesmo número de garras (2) que o segmento (1 .1 ) ao qual este é acoplado, cada garra (2) do segmento (1.1 ) sendo espaçada da garra (2) seguinte por uma cavidade (1 .2) para recebimento de uma garra (2) do segmento (1.1 ) oposto e um par de elementos elásticos (3), de modo que são dispostos elementos elásticos (3) entre a garra (2) de um segmento (1.1 ) e a garra (2) do outro segmento (1.1 ), quando os segmentos (1.1 ) estão associados, o referido acoplamento (1 ) sendo capaz de transmitir uma densidade de potência volumétrica maior ou igual a 100, sendo a densidade de potência volumétrica obtida em função do diâmetro externo do acoplamento (1 ). [0038] É um objeto da presente invenção proporcionar um processo de fabricação de um acoplamento (1 ) de garras (2) dotado de elementos elásticos (3) entre as garras (2) que compreende as etapas de: produção de ao menos um par de segmentos (1 .1 ) de acoplamento (1 ) axialmente associáveis; produção de garras (2) em cada segmento (1.1 ), de modo que cada garra (2) do segmento (1.1 ) seja espaçada da garra (2) seguinte por uma cavidade (1.2) para recebimento de uma garra (2) do segmento (1.1 ) oposto e um par de elementos elásticos (3), e cada segmento (1.1 ) possuindo o mesmo número de garras (2) que o segmento (1.1 ) ao qual este é acoplado; e associação de elementos elásticos (3) entre a garra (2) de um segmento (1.1 ) e a garra (2) do outro segmento (1.1 ), quando os segmentos (1.1 ) estão associados; em que a densidade de potência volumétrica transmitida pelo acoplamento (1 ) é entre 75 e 150, sendo a densidade de potência volumétrica obtida em função do diâmetro externo do acoplamento (1 ). [0037] It is an object of the present invention to provide a coupling (1) of claws (2), provided with two segments (1.1) that are axially associable, each segment (1.1) being provided with the same number of claws (2) as the segment (1.1) to which it is coupled, each claw (2) of the segment (1.1) being spaced from the next claw (2) by a cavity (1.2) for receiving a claw (2) of the opposite segment (1.1) and a pair of elastic elements (3), so that elastic elements (3) are arranged between the claw (2) of one segment (1.1) and the claw (2) of the other segment (1.1), when the segments (1.1) are associated, said coupling (1) being capable of transmitting a volumetric power density greater than or equal to 100, the volumetric power density being obtained as a function of the external diameter of the coupling (1). [0038] It is an object of the present invention to provide a process of manufacturing a coupling (1) of claws (2) provided with elastic elements (3) between the claws (2) comprising the steps of: producing at least one pair of axially associable coupling segments (1.1); producing claws (2) in each segment (1.1), so that each claw (2) of the segment (1.1) is spaced from the next claw (2) by a cavity (1.2) for receiving a claw (2) of the opposite segment (1.1) and a pair of elastic elements (3), and each segment (1.1) having the same number of claws (2) as the segment (1.1) to which it is coupled; and associating elastic elements (3) between the claw (2) of one segment (1.1) and the claw (2) of the other segment (1.1), when the segments (1.1) are associated; where the volumetric power density transmitted by the coupling (1 ) is between 75 and 150, with the volumetric power density being obtained as a function of the external diameter of the coupling (1 ).

[0039] É ainda um objeto da presente invenção proporcionar um sistema de seleção de um modelo de acoplamento (1 ) de garras (2) que compreende as etapas de: obter da demanda de potência que o acoplamento (1 ) deve transmitir; com base em um dimensional predefinido do tamanho da garra (2), atribuir a quantidade de garras (2) que o acoplamento (1 ) deve possuir para atender a demanda de potência; e determinar o modelo de acoplamento (1 ) de garras (2) em função do número de garras (2) atribuído. [0039] It is also an object of the present invention to provide a system for selecting a coupling model (1) of claws (2) that comprises the steps of: obtaining the power demand that the coupling (1) must transmit; based on a predefined dimension of the size of the claw (2), assigning the number of claws (2) that the coupling (1) must have to meet the power demand; and determining the coupling model (1) of claws (2) based on the number of claws (2) assigned.

[0040] É um outro objeto da presente invenção proporcionar um kit de acoplamentos (1 ) mecânicos para diversas demandas de potência a serem transmitidas, em que os acoplamentos (1 ) do kit possuem garras (2) de tamanho fixo predefinido, variando sua quantidade entre cada modelo de acoplamento (1 ) do kit. [0040] Another object of the present invention is to provide a mechanical coupling kit (1) for various power demands to be transmitted, in which the couplings (1) of the kit have claws (2) of a predefined fixed size, with their quantity varying between each coupling model (1) of the kit.

[0041] O conceito inventivo comum aos objetos da invenção é um acoplamento (1 ) no qual garra(s) (2) plana(s) para transferência de carga estão presentes apenas nas regiões afastadas do eixo, tendo comprimento menor neste sentido. Essa abordagem viabiliza a escolha de geometrias diferentes, além de viabilizar, concomitantemente, menor massa ou peso e grande resistência aos esforços. Dessa forma, os acoplamentos (1 ) da presente invenção possuem garras (2) com menor altura em comparação com seus congêneres da técnica anterior. [0041] The inventive concept common to the objects of the invention is a coupling (1) in which flat claw(s) (2) for load transfer are present only in the regions away from the axis, having a shorter length in this sense. This approach makes it possible to choose different geometries, in addition to simultaneously enabling lower mass or weight and greater resistance to stress. Thus, the couplings (1) of the present invention have claws (2) with a lower height compared to their counterparts in the prior art.

[0042] Em uma concretização, as garras (2) do acoplamento (1 ) da presente invenção possuem formato de tronco de cunha, nas quais é concentrada a maior parte do torque, ou seja, na parte mais afastada do eixo. [0042] In one embodiment, the claws (2) of the coupling (1) of the present invention have a wedge-shaped trunk, in which most of the torque is concentrated, that is, in the part furthest from the shaft.

[0043] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução, na descrição a seguir. [0043] These and other objects of the invention will be immediately valued by those skilled in the art and by companies with interests in the segment, and will be described in sufficient detail for their reproduction, in the following description.

Breve Descrição das Figuras Brief Description of Figures

[0044] A figura 1 mostra uma vista em perspectiva de uma concretização de uma pluralidade de segmentos (1.1 ) de acoplamento (1 ) de garras (2) da presente invenção. [0044] Figure 1 shows a perspective view of an embodiment of a plurality of coupling segments (1.1) of claws (2) of the present invention.

[0045] A figura 2 mostra uma vista frontal da concretização de uma pluralidade de segmentos (1.1 ) de acoplamento (1 ) de garras (2) da presente invenção ilustrada pela figura 1 , onde os números abaixo de cada segmento (1.1 ) representam o valor do diâmetro externo desse segmento (1 .1 ) em milímetros. [0045] Figure 2 shows a front view of the embodiment of a plurality of segments (1.1) of coupling (1) of claws (2) of the present invention illustrated by figure 1, where the numbers below each segment (1.1) represent the value of the external diameter of that segment (1.1) in millimeters.

[0046] A figura 3 mostra um gráfico comparativo da densidade de potência volumétrica em função do diâmetro externo de acoplamentos de garras, em que a linha superior ilustra a densidade de potência volumétrica para variados diâmetros externos de acoplamentos (1 ) da presente invenção, enquanto as três linhas inferiores ilustram a densidade de potência volumétrica de acoplamentos de garras da técnica anterior. [0046] Figure 3 shows a comparative graph of the volumetric power density as a function of the outer diameter of claw couplings, in which the upper line illustrates the volumetric power density for varying outer diameters of couplings (1) of the present invention, while the three lower lines illustrate the volumetric power density of claw couplings of the prior art.

[0047] A figura 4 mostra detalhes de uma concretização de segmento (1.1 ) de acoplamento (1 ) da invenção com ênfase na diferença de altura da garra (2). Em A) é mostrada uma vista frontal de um segmento de acoplamento da técnica anterior; e em B) é mostrada uma vista frontal de um segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ) da presente invenção. [0047] Figure 4 shows details of an embodiment of a segment (1.1) of a coupling (1) of the invention with emphasis on the height difference of the claw (2). In A) a front view of a coupling segment of the prior art is shown; and in B) a front view of a segment (1.1) of the coupling (1) of the present invention is shown.

[0048] A figura 5 mostra uma vista em perspectiva da concretização ilustrada pela figura 4, onde o item A representa um segmento de acoplamento da técnica anterior e o item B representa um segmento (1.1 ) de acoplamento (1 ) da presente invenção. [0048] Figure 5 shows a perspective view of the embodiment illustrated in Figure 4, where item A represents a coupling segment of the technique previous and item B represents a coupling segment (1.1) (1) of the present invention.

[0049] A figura 6 mostra uma comparação entre um elemento elástico paralelepipédico da técnica anterior, indicado por A, e uma concretização do elemento elástico (3) da presente invenção, indicado por B, ambos para acoplamentos (1 ) de torque nominal equivalente. Dessa forma, é evidenciado que, quanto maior o diâmetro externo do acoplamento (1 ), a altura h’ e largura b’ dos elementos elásticos da técnica anterior torna-se expressivamente maior que a altura h e largura b do elemento elástico (3) da presente invenção. [0049] Figure 6 shows a comparison between a parallelepiped elastic element of the prior art, indicated by A, and an embodiment of the elastic element (3) of the present invention, indicated by B, both for couplings (1) of equivalent nominal torque. Thus, it is evident that, the larger the external diameter of the coupling (1), the height h’ and width b’ of the elastic elements of the prior art become significantly greater than the height h and width b of the elastic element (3) of the present invention.

[0050] A figura 7 mostra uma representação esquemática de uma malha de elementos finitos usada no projeto da garra (2) do acoplamento (1 ) da presente invenção. [0050] Figure 7 shows a schematic representation of a finite element mesh used in the design of the claw (2) of the coupling (1) of the present invention.

[0051] A figura 8 mostra uma vista em perspectiva da concretização de dois segmentos de um acoplamento com elementos elásticos planos longos da técnica anterior. [0051] Figure 8 shows a perspective view of the embodiment of two segments of a coupling with long flat elastic elements of the prior art.

Descrição Detalhada da Invenção Detailed Description of the Invention

[0052] O conceito inventivo comum aos objetos da invenção é um acoplamento (1 ) no qual suas garras (2) para transferência de carga estão presentes nas regiões afastadas do eixo central, ou seja, têm altura/comprimento menor no sentido radial em comparação com seus congêneres da técnica anterior. Assim, o acoplamento (1 ) da presente invenção possui aumento do diâmetro interno e redução do diâmetro externo em relação aos seus correlates anteriores, resultando em maior concentração de massa aproximada do diâmetro externo do acoplamento (1 ), contribuindo para redução do momento de inércia e ganho de eficiência. [0052] The inventive concept common to the objects of the invention is a coupling (1) in which its claws (2) for load transfer are present in regions away from the central axis, that is, they have a smaller height/length in the radial direction compared to their counterparts in the prior art. Thus, the coupling (1) of the present invention has an increased internal diameter and a reduced external diameter in relation to its previous counterparts, resulting in a greater concentration of mass close to the external diameter of the coupling (1), contributing to a reduction in the moment of inertia and gain in efficiency.

[0053] Ainda, para atender a variadas demandas de torque, os modelos de acoplamentos (1 ) de garras (2) da presente invenção variam apenas o número de garras (2) entre um modelo e outro, mantendo o dimensional das garras (2) em um valor fixo predefinido, possibilitando ainda que o mesmo tamanho de elemento elástico (3) seja usado para diversos modelos de acoplamento (1 ), trazendo ganhos no processo de fabricação dos diversos modelos de acoplamento (1 ), em sua logística de distribuição e venda e em seu processo de manutenção. [0053] Furthermore, to meet varied torque demands, the coupling models (1) of claws (2) of the present invention vary only the number of claws (2) between one model and another, maintaining the dimension of the claws (2) at a predefined fixed value, also allowing the same size of elastic element (3) is used for different coupling models (1), bringing gains in the manufacturing process of the different coupling models (1), in their distribution and sales logistics and in their maintenance process.

[0054] Acoplamentos nos quais a transferência de carga entre dois elementos (cubos) é feita através de garras em formato de cunha são conhecidos. Ao usar um elemento elástico elastomérico entre os espaços onde ocorre a transferência de carga, isto é, entre um par de garras, isso proporciona absorção de picos de cargas na operação e a acomodação de desalinhamentos. Assim, de certa forma, o elemento elástico age como material de sacrifício para conservação do acoplamento, visto que sua manutenção e substituição é muito mais fácil e menos custosa que a manutenção do acoplamento inteiro. [0054] Couplings in which the load transfer between two elements (hubs) is made through wedge-shaped grippers are known. By using an elastomeric elastic element between the spaces where the load transfer occurs, that is, between a pair of grippers, this provides absorption of load peaks in operation and the accommodation of misalignments. Thus, in a way, the elastic element acts as a sacrificial material for the conservation of the coupling, since its maintenance and replacement is much easier and less costly than the maintenance of the entire coupling.

[0055] Cumpre notar que o conjunto acoplamento (1 ) de garras (2) e elementos elásticos (3) deve ser predefinida a fim de atender às demandas às quais o conjunto é destinado. [0055] It should be noted that the coupling assembly (1), claws (2) and elastic elements (3) must be predefined in order to meet the demands for which the assembly is intended.

[0056] É um objetivo da presente invenção proporcionar acoplamentos (1 ) com menor peso e maior relação torque/peso que os congêneres conhecidos. [0056] It is an objective of the present invention to provide couplings (1) with lower weight and higher torque/weight ratio than known counterparts.

[0057] É um objetivo da invenção proporcionar um acoplamento (1 ) com garras (2) menores, com distribuição de cargas substancial e surpreendentemente maior, sem com isso comprometer a capacidade de torque em relação aos acoplamentos de garras planas anteriores. [0057] It is an object of the invention to provide a coupling (1) with smaller claws (2), with substantially and surprisingly greater load distribution, without thereby compromising torque capacity in relation to previous flat claw couplings.

[0058] É um objetivo da invenção proporcionar um acoplamento (1 ) que proporcione o uso de eixos com diâmetros maiores mesmo mantendo-se o diâmetro do acoplamento (1 ). Em um aspecto, um mesmo conjunto de elemento de acoplamento (1 ) pode ser usado em distintos diâmetros de eixo, o que proporciona flexibilidade de fabricação e montagem em diferentes tipos condições de uso. [0058] It is an objective of the invention to provide a coupling (1) that allows the use of shafts with larger diameters while maintaining the diameter of the coupling (1). In one aspect, the same set of coupling elements (1) can be used on different shaft diameters, which provides manufacturing and assembly flexibility in different types of conditions of use.

[0059] É um objetivo da invenção proporcionar um acoplamento (1 ) com menor momento de inércia em comparação com seus correlates anteriores. Em um aspecto, o menor momento de inércia proporciona mais eficiência energética e menos sobrecarga na partida do motor. [0059] It is an object of the invention to provide a coupling (1) with a lower moment of inertia compared to its prior counterparts. In one aspect, the lower moment of inertia provides more energy efficiency and less overload when starting the engine.

[0060] É um objetivo da invenção proporcionar um acoplamento (1 ) com superior capacidade de suportar pressão de contato que os acoplamentos (1 ) cilíndricos elásticos convencionais. [0060] It is an objective of the invention to provide a coupling (1) with superior contact pressure bearing capacity than conventional elastic cylindrical couplings (1).

[0061] É um objetivo da invenção proporcionar um acoplamento (1 ) cujas garras (2) proporcionam maior resistência ao desgaste dos elementos elásticos (3). [0061] It is an objective of the invention to provide a coupling (1) whose claws (2) provide greater resistance to wear of the elastic elements (3).

[0062] É um objetivo da invenção proporcionar um acoplamento (1 ) que opera eficientemente mesmo quando há substancial desalinhamento radial e/ou axial em operação. [0062] It is an object of the invention to provide a coupling (1) that operates efficiently even when there is substantial radial and/or axial misalignment in operation.

[0063] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um acoplamento (1 ) de garras (2), dotado de dois segmentos (1.1 ) que são axialmente associáveis, sendo cada segmento (1.1 ) dotado do mesmo número de garras (2) que o segmento (1 .1 ) ao qual este é acoplado, cada garra (2) do segmento (1.1 ) sendo espaçada da garra (2) seguinte por uma cavidade (1 .2) para recebimento de uma garra (2) do segmento (1.1 ) oposto e um par de elementos elásticos (3), de modo que são dispostos elementos elásticos (3) entre a garra (2) de um segmento (1 .1 ) e a garra (2) do outro segmento (1.1 ), quando os segmentos (1.1 ) estão associados, o referido acoplamento (1 ) sendo capaz de transmitir uma densidade de potência volumétrica maior ou igual a 100, sendo a densidade de potência volumétrica obtida em função do diâmetro externo do acoplamento (1 ). [0064] Para fins da presente invenção, para determinar a densidade de potência volumétrica de um acoplamento (1 ) de garras (2), deve-se dividir a potência nominal transmitida pelo acoplamento (1 ) de garras (2) (medida em kW) pelo diâmetro externo do acoplamento (1 ) de garras (2) (em mm) elevado à raiz quadra de 3, conforme indicado pela fórmula I. a seguir:

Figure imgf000017_0001
[0063] In a first object, the present invention presents a coupling (1) of claws (2), provided with two segments (1.1) that are axially associable, each segment (1.1) being provided with the same number of claws (2) as the segment (1.1) to which it is coupled, each claw (2) of the segment (1.1) being spaced from the next claw (2) by a cavity (1.2) for receiving a claw (2) of the opposite segment (1.1) and a pair of elastic elements (3), so that elastic elements (3) are arranged between the claw (2) of one segment (1.1) and the claw (2) of the other segment (1.1), when the segments (1.1) are associated, said coupling (1) being capable of transmitting a volumetric power density greater than or equal to 100, the volumetric power density being obtained as a function of the external diameter of the coupling (1). [0064] For the purposes of the present invention, to determine the volumetric power density of a coupling (1) of claws (2), the nominal power transmitted by the coupling (1) of claws (2) (measured in kW) must be divided by the external diameter of the coupling (1) of claws (2) (in mm) raised to the square root of 3, as indicated by the following formula I:
Figure imgf000017_0001

[0065] Em uma concretização, a densidade de potência volumétrica do acoplamento (1 ) de garras (2) da presente invenção é maior ou igual a 110. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitante, a densidade de potência volumétrica do acoplamento (1 ) de garras (2) da presente invenção é maior ou igual a 120. [0065] In one embodiment, the volumetric power density of the coupling (1) of claws (2) of the present invention is greater than or equal to 110. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the volumetric power density of the coupling (1) of claws (2) of the present invention is greater than or equal to 120.

[0066] Em uma concretização, de maneira não limitativa, o acoplamento (1 ) da presente invenção é produzido em material metálico e polímero. Em uma concretização, cada segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ) e produzido em ferro fundido e o elemento elástico (3) é produzido em polímero elastômero. [0066] In one embodiment, in a non-limiting manner, the coupling (1) of the present invention is produced in metallic material and polymer. In one embodiment, each segment (1.1) of the coupling (1) is produced in cast iron and the elastic element (3) is produced in elastomer polymer.

[0067] O acoplamento (1 ) da presente invenção possui tamanho de garra (2) fixo predefinido e variação do diâmetro externo em função da potência a ser transmitida pelo acoplamento (1 ). [0067] The coupling (1) of the present invention has a predefined fixed claw size (2) and variation of the external diameter depending on the power to be transmitted by the coupling (1).

[0068] Para fins da presente invenção, o termo “tamanho de garra (2) fixo predefinido” deve ser entendido como ao menos um tamanho de garra (2) predefinido que se mantém fixo ainda que o diâmetro externo do acoplamento[0068] For the purposes of the present invention, the term “predefined fixed gripper size (2)” should be understood as at least one predefined gripper size (2) that remains fixed even if the outer diameter of the coupling

(1 ) possa variar. Isto é, ao menos dois acoplamentos (1 ) de diâmetros externos distintos compartilham o mesmo tamanho de garra (2), sendo este um tamanho fixo predefinido. (1 ) may vary. That is, at least two couplings (1 ) with different outside diameters share the same claw size (2), which is a predefined fixed size.

[0069] A fim de atender maiores demandas de transmissão de torque, o modelo de acoplamento (1 ) selecionado terá diâmetros externo maior. Assim, para os acoplamentos (1 ) da presente invenção, conforme aumenta seu diâmetro externo, aumenta-se o número de garras (2), mas seu tamanho se mantém o mesmo em comparação com ao menos um outro tamanho de acoplamento (1), de modo que o elemento elástico (3) também possui o mesmo tamanho para ao menos dois tamanhos de acoplamento (1 ) distintos. [0069] In order to meet greater torque transmission demands, the selected coupling model (1) will have larger external diameters. Thus, for the couplings (1) of the present invention, as their external diameter increases, the number of claws (2) increases, but their size remains the same in comparison with at least one other coupling size (1), so that the elastic element (3) also has the same size for at least two different coupling sizes (1).

[0070] Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, as garras[0070] In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the claws

(2) do acoplamento (1 ) da presente invenção compreendem ao menos dois tamanhos fixos predefinidos. Nesta concretização, um primeiro tamanho fixo predefinido de garra (2) é destinado aos acoplamentos (1 ) de menor diâmetro externo, enquanto um segundo tamanho fixo predefinido de garra (2), maior que o primeiro tamanho, é destinado aos acoplamentos (1 ) de maior diâmetro. Para esta concretização, cumpre notar que o conceito inventivo da presente invenção se mantém, onde ao menos dois tamanhos de acoplamentos (1 ) compartilham mesmo tamanho de garras (2) e, consequentemente, mesmo tamanho de elementos elásticos (3). (2) of the coupling (1) of the present invention comprise at least two predefined fixed sizes. In this embodiment, a first predefined fixed size of claw (2) is intended for couplings (1) with a smaller external diameter, while a second predefined fixed size of claw (2), larger than the first size, is intended for couplings (1) with a larger diameter. For this embodiment, it should be noted that the inventive concept of the present invention is maintained, where at least two sizes of couplings (1) share the same size of claws (2) and, consequently, the same size of elastic elements (3).

[0071] Em uma concretização, a altura de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 80mm e 150mm. Em outra concretização, a altura de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 90mm e 140mm. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, a altura de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 100mm e 132mm. Para esta concretização, as garras (2) de 100mm de altura fixa predefinida são destinadas a acoplamentos (1 ) de até 600mm de diâmetro externo, enquanto as garras (2) de 132mm de altura fixa predefinida são destinadas a acoplamentos (1 ) de mais de 600mm de diâmetro externo. [0071] In one embodiment, the height of each predefined fixed size claw (2) of the coupling (1) of the present invention measures between 80mm and 150mm. In another embodiment, the height of each predefined fixed size claw (2) of the coupling (1) of the present invention measures between 90mm and 140mm. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the height of each predefined fixed size claw (2) of the coupling (1) of the present invention measures between 100mm and 132mm. For this embodiment, the 100mm predefined fixed height claws (2) are intended for couplings (1) of up to 600mm in outer diameter, while the 132mm predefined fixed height claws (2) are intended for couplings (1) of more than 600mm in outer diameter.

[0072] Em uma concretização, a espessura ou profundidade de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 70mm e 1 15mm. Em outra concretização, a espessura ou profundidade de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 80mm e 1 10mm. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, a espessura ou profundidade de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 87mm e 101 mm. Para esta concretização, as garras (2) de 87mm de espessura ou profundidade fixa predefinida são destinadas a acoplamentos (1 ) de até 600mm de diâmetro externo, enquanto as garras (2) de 101 mm de espessura ou profundidade fixa predefinida são destinadas a acoplamentos (1 ) de mais de 600mm de diâmetro externo. [0072] In one embodiment, the thickness or depth of each predefined fixed size claw (2) of the coupling (1) of the present invention measures between 70mm and 1 15mm. In another embodiment, the thickness or depth of each predefined fixed size claw (2) of the coupling (1) of the present invention measures between 80mm and 1 10mm. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the thickness or depth of each predefined fixed size claw (2) of the coupling (1) of the present invention measures between 87mm and 101mm. For this embodiment, the 87mm thick or predefined fixed depth claws (2) are intended for couplings (1) of up to 600mm in outer diameter, while the 101mm thick or predefined fixed depth claws (2) are intended for couplings (1) of more than 600mm in outer diameter.

[0073] Em uma concretização, o elemento elástico (3) da presente invenção compreende formato paralelepipédico, conforme ilustrado pela figura 6, item B. [0073] In one embodiment, the elastic element (3) of the present invention comprises a parallelepiped shape, as illustrated in figure 6, item B.

[0074] Em uma concretização, o elemento elástico (3) da presente invenção também compreende tamanho fixo predefinido e é definido de acordo com a altura da garra (2) à qual é associado. Em uma concretização, o tamanho fixo predefinido do elemento elástico (3) é compatível e/ou equivalente e/ou o mesmo tamanho fixo predefinido da garra (2) à qual o elemento elástico (3) é associado. Em uma concretização, o tamanho fixo predefinido do elemento elástico (3) corresponde à altura do elemento elástico (3), de modo que sua espessura é menor que a espessura da garra (2) à qual é associado. [0074] In one embodiment, the elastic element (3) of the present invention also comprises predefined fixed size and is defined according to the height of the gripper (2) to which it is associated. In one embodiment, the predefined fixed size of the elastic element (3) is compatible and/or equivalent and/or the same predefined fixed size of the gripper (2) to which the elastic element (3) is associated. In one embodiment, the predefined fixed size of the elastic element (3) corresponds to the height of the elastic element (3) such that its thickness is smaller than the thickness of the gripper (2) to which it is associated.

[0075] Em uma concretização, a altura de cada elemento elástico (3) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 80mm e 150mm. Em outra concretização, a altura de cada elemento elástico (3) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 90mm e 140mm. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, a altura de cada elemento elástico (3) de tamanho fixo predefinido do acoplamento (1 ) da presente invenção mede entre 100mm e 132mm. Para esta concretização, as garras (2) e os elementos elásticos (3) de 100mm de altura fixa predefinida são destinados a acoplamentos (1 ) de até 600mm de diâmetro externo, enquanto as garras (2) e os elementos elásticos (3) de 132mm de altura fixa predefinida são destinados a acoplamentos (1 ) de mais de 600mm de diâmetro externo. [0075] In one embodiment, the height of each predefined fixed size elastic element (3) of the coupling (1) of the present invention measures between 80mm and 150mm. In another embodiment, the height of each predefined fixed size elastic element (3) of the coupling (1) of the present invention measures between 90mm and 140mm. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the height of each predefined fixed size elastic element (3) of the coupling (1) of the present invention measures between 100mm and 132mm. For this embodiment, the grippers (2) and the elastic elements (3) of 100 mm of predefined fixed height are intended for couplings (1) of up to 600 mm of external diameter, while the grippers (2) and the elastic elements (3) of 132 mm of predefined fixed height are intended for couplings (1) of more than 600 mm of external diameter.

[0076] Em uma concretização preferencial, o elemento elástico (3) é da mesma altura que a face da garra (2) na qual o referido elemento elástico (3) é associado. Em uma concretização, devido ao ângulo de curvatura da garra (2), sua altura pode ser diferente da altura da face que fica em contato com o elemento elástico (3). Nessa concretização, é preferível que o elemento elástico (3) seja da altura da face da garra (2) que estiver em contato, evitando excesso de material. Cumpre notar que a diferença de alturas entre a garra (2) e o elemento elástico (3) que é associado à referida garra (2) e de poucos milímetros, podendo ser considerada insignificante. [0076] In a preferred embodiment, the elastic element (3) is of the same height as the face of the gripper (2) to which said elastic element (3) is associated. In one embodiment, due to the curvature angle of the gripper (2), its height may be different from the height of the face that is in contact with the elastic element (3). In this embodiment, it is preferable that the elastic element (3) is of the same height as the face of the gripper (2) that is in contact, avoiding excess material. It should be noted that the difference in height between the gripper (2) and the elastic element (3) that is associated with said gripper (2) is a few millimeters and may be considered insignificant.

[0077] Em uma concretização, as garras (2) do acoplamento (1 ) da invenção tem formato de tronco de cunha, a maior parte do torque sendo concentrada parte mais afastada do centro do eixo. [0077] In one embodiment, the claws (2) of the coupling (1) of the invention have a wedge-shaped trunk, with most of the torque being concentrated in the part furthest from the center of the shaft.

[0078] A solução da presente invenção, ao deslocar as regiões de transferência de carga para se concentrarem apenas na região mais afastada do eixo, proporciona muitos benefícios técnicos. Além disso, viabiliza a escolha de geometrias diferentes, compatíveis com o tamanho (e peso) menor. [0078] The solution of the present invention, by moving the load transfer regions to concentrate only in the region furthest from the axis, provides many technical benefits. In addition, it allows the choice of different geometries, compatible with the smaller size (and weight).

[0079] Quando comparado aos acoplamentos (1 ) cilíndricos elásticos convencionais, o acoplamento (1 ) da invenção proporciona, ao mesmo tempo, menor peso e maior relação torque transmitido por peso; garras (2) menores, com melhorada distribuição de cargas e sem que com isso comprometa a capacidade de torque; menor momento de inércia em comparação com seus congêneres da técnica anterior; superior capacidade de suportar pressão de contato; maior resistência dos elementos elásticos (3) ao desgaste e/ou abrasão; e operação eficiente mesmo quando há substancial desalinhamento radial e/ou axial em operação. [0079] When compared to conventional elastic cylindrical couplings (1), the coupling (1) of the invention provides, at the same time, lower weight and a higher torque transmitted per weight ratio; smaller claws (2), with improved load distribution and without compromising torque capacity; lower moment of inertia compared to its prior art counterparts; superior capacity to withstand contact pressure; greater resistance of the elastic elements (3) to wear and/or abrasion; and efficient operation even when there is substantial radial and/or axial misalignment in operation.

[0080] A presente invenção também contribui para resolver o problema do paralelismo das cunhas, que acarretam usinagem complexa, sendo difícil produzir peças separadamente que garantam paralelismo na altura da garra (2) e a precisão de afastamento entre todos. [0080] The present invention also contributes to solving the problem of wedge parallelism, which entails complex machining, making it difficult to produce parts separately that guarantee parallelism at the height of the claw (2) and the precision of spacing between all of them.

[0081] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um processo de fabricação de um acoplamento (1 ) de garras (2) dotado de elementos elásticos (3) entre as garras (2) que compreende as etapas de: produção de ao menos um par de segmentos (1 .1 ) de acoplamento (1 ) axialmente associáveis; produção de garras (2) em cada segmento (1.1 ), de modo que cada garra (2) do segmento (1.1 ) seja espaçada da garra (2) seguinte por uma cavidade (1.2) para recebimento de uma garra (2) do segmento (1.1 ) oposto e um par de elementos elásticos (3), e cada segmento (1.1 ) possuindo o mesmo número de garras (2) que o segmento (1.1 ) ao qual este é acoplado; e associação de elementos elásticos (3) entre a garra (2) de um segmento (1.1 ) e a garra (2) do outro segmento (1.1 ), quando os segmentos (1.1 ) estão associados; em que a densidade de potência volumétrica transmitida pelo acoplamento (1 ) é entre 75 e 150, sendo a densidade de potência volumétrica obtida em função do diâmetro externo do acoplamento (1 ). [0081] In a second object, the present invention presents a process for manufacturing a coupling (1) of claws (2) provided with elastic elements (3) between the claws (2) that comprises the steps of: producing at least one pair of axially associable coupling segments (1.1); producing claws (2) in each segment (1.1), so that each claw (2) of the segment (1.1) is spaced from the next claw (2) by a cavity (1.2) for receiving a claw (2) of the opposite segment (1.1) and a pair of elastic elements (3), and each segment (1.1) having the same number of claws (2) as the segment (1.1) to which it is coupled; and association of elastic elements (3) between the gripper (2) of one segment (1.1 ) and the gripper (2) of the other segment (1.1 ), when the segments (1.1 ) are associated; in which the volumetric power density transmitted by the coupling (1 ) is between 75 and 150, with the volumetric power density obtained as a function of the external diameter of the coupling (1 ).

[0082] Em uma concretização, a densidade de potência volumétrica do acoplamento (1 ) de garras (2) produzido pelo processo da presente invenção é maior ou igual a 1 10. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitante, a densidade de potência volumétrica do acoplamento (1 ) de garras (2) produzido pelo processo da presente invenção é maior ou igual a 120. [0082] In one embodiment, the volumetric power density of the coupling (1) of claws (2) produced by the process of the present invention is greater than or equal to 110. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the volumetric power density of the coupling (1) of claws (2) produced by the process of the present invention is greater than or equal to 120.

[0083] Em uma concretização, a etapa de produção de garras (2) em cada segmento (1.1 ) compreende a produção de garras (2) com tamanho fixo predefinido. [0083] In one embodiment, the step of producing grippers (2) in each segment (1.1) comprises producing grippers (2) with a predefined fixed size.

[0084] Em uma concretização, as garras (2) produzidas pelo processo da presente invenção são produzidas com altura fixa predefinida entre 80mm e 150mm. Em outra concretização, a altura de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido produzidas pelo processo da presente invenção mede entre 90mm e 140mm. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, a a altura de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido produzidas pelo processo da presente invenção mede entre 10Omm e 132mm. Para esta concretização, as garras (2) de 100mm de altura fixa predefinida são produzidas em acoplamentos (1 ) de até 600mm de diâmetro externo, enquanto as garras (2) de 132mm de altura fixa predefinida são produzidas em acoplamentos (1 ) de mais de 600mm de diâmetro externo. [0084] In one embodiment, the grippers (2) produced by the process of the present invention are produced with a predefined fixed height between 80mm and 150mm. In another embodiment, the height of each gripper (2) of predefined fixed size produced by the process of the present invention measures between 90mm and 140mm. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the height of each gripper (2) of predefined fixed size produced by the process of the present invention measures between 100mm and 132mm. For this embodiment, the grippers (2) of 100mm of predefined fixed height are produced in couplings (1) of up to 600mm of external diameter, while the grippers (2) of 132mm of predefined fixed height are produced in couplings (1) of more than 600mm of external diameter.

[0085] Em uma concretização, a espessura ou profundidade de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido produzida em um acoplamento (1 ) pelo processo da presente invenção mede entre 70mm e 1 15mm. Em outra concretização, a espessura ou profundidade de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido produzida em um acoplamento (1 ) pelo processo da presente invenção mede entre 80mm e 1 10mm. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, a espessura ou profundidade de cada garra (2) de tamanho fixo predefinido produzida em um acoplamento (1 ) pelo processo da presente invenção mede entre 87mm e 101 mm. Para esta concretização, as garras (2) de 87mm de espessura ou profundidade fixa predefinida são produzidas em acoplamentos (1 ) de até 600mm de diâmetro externo, enquanto as garras (2) de 101 mm de espessura ou profundidade fixa predefinida são produzidas em acoplamentos (1 ) de mais de 600mm de diâmetro externo. [0085] In one embodiment, the thickness or depth of each predefined fixed size gripper (2) produced in a coupling (1) by the process of the present invention measures between 70mm and 1 15mm. In another embodiment, the thickness or depth of each predefined fixed size gripper (2) produced in a coupling (1) by the process of the present invention measures between 80mm and 1 10mm. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the thickness or depth of each predefined fixed size gripper (2) produced in a coupling (1) by the process of the present invention measures between 87mm and 101mm. For this embodiment, the 87mm thick or predefined fixed depth grippers (2) are produced in couplings (1) of up to 600mm in outer diameter, while the 101mm thick or predefined fixed depth grippers (2) are produced in couplings (1) of more than 600mm outside diameter.

[0086] Em uma concretização, o elemento elástico (3) da presente invenção também é produzido com tamanho fixo predefinido, o qual é definido de acordo com a altura da garra (2) na qual o elemento elástico (3) é associado. Em uma concretização, o tamanho fixo predefinido do elemento elástico (3) é compatível e/ou equivalente e/ou o mesmo tamanho fixo predefinido da garra (2) à qual o elemento elástico (3) é associado. Em uma concretização, o tamanho fixo predefinido do elemento elástico (3) corresponde à altura do elemento elástico (3), de modo que sua espessura é menor que a espessura da garra (2) à qual é associado. [0086] In one embodiment, the elastic element (3) of the present invention is also produced with a predefined fixed size, which is defined according to the height of the gripper (2) to which the elastic element (3) is associated. In one embodiment, the predefined fixed size of the elastic element (3) is compatible and/or equivalent and/or the same predefined fixed size of the gripper (2) to which the elastic element (3) is associated. In one embodiment, the predefined fixed size of the elastic element (3) corresponds to the height of the elastic element (3), so that its thickness is smaller than the thickness of the gripper (2) to which it is associated.

[0087] Em uma concretização, a altura de cada elemento elástico (3) de tamanho fixo predefinido produzida para um acoplamento (1 ) pelo processo da presente invenção mede entre 80mm e 150mm. Em outra concretização, a altura de cada elemento elástico (3) de tamanho fixo predefinido produzida para um acoplamento (1 ) pelo processo da presente invenção mede entre 90mm e 140mm. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, a altura de cada elemento elástico (3) de tamanho fixo predefinido produzida para um acoplamento (1 ) pelo processo da presente invenção mede entre 100mm e 132mm. Para esta concretização, as garras (2) e os elementos elásticos (3) de 100mm de altura fixa predefinida são produzidos e associados a acoplamentos (1 ) de até 600mm de diâmetro externo, enquanto as garras (2) e os elementos elásticos (3) de 132mm de altura fixa predefinida são produzidas e associadas a acoplamentos (1 ) de mais de 600mm de diâmetro externo. [0087] In one embodiment, the height of each predefined fixed size elastic element (3) produced for a coupling (1) by the process of the present invention measures between 80mm and 150mm. In another embodiment, the height of each predefined fixed size elastic element (3) produced for a coupling (1) by the process of the present invention measures between 90mm and 140mm. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the height of each predefined fixed size elastic element (3) produced for a coupling (1) by the process of the present invention measures between 100mm and 132mm. For this embodiment, the grippers (2) and the elastic elements (3) of 100mm of predefined fixed height are produced and associated with couplings (1) of up to 600mm of external diameter, while the grippers (2) and the elastic elements (3) of 132mm of predefined fixed height are produced and associated with couplings (1) of more than 600mm of external diameter.

[0088] Em uma concretização preferencial, o elemento elástico (3) é da mesma altura que a face da garra (2) na qual o referido elemento elástico (3) é associado. Em uma concretização, devido ao ângulo de curvatura da garra (2), sua altura pode ser diferente da altura da face que fica em contato com o elemento elástico (3). Nessa concretização, é preferível que o elemento elástico (3) seja da altura da face da garra (2) que estiver em contato, evitando excesso de material. Cumpre notar que a diferença de alturas entre a garra (2) e o elemento elástico (3) que é associado à referida garra (2) e de poucos milímetros, podendo ser considerada insignificante. [0088] In a preferred embodiment, the elastic element (3) is of the same height as the face of the gripper (2) to which said elastic element (3) is associated. In one embodiment, due to the curvature angle of the gripper (2), its height may be different from the height of the face that is in contact with the elastic element (3). In this embodiment, it is preferable that the elastic element (3) is of the same height as the face of the gripper (2) that is in contact, avoiding excess material. It should be noted that the difference in heights between the gripper (2) and the elastic element (3) which is associated with the aforementioned claw (2) and is only a few millimeters long and can be considered insignificant.

[0089] Em uma concretização, o processo da presente invenção compreende a fabricação de acoplamentos (1 ) em material metálico e material polimérico. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, o processo da presente invenção produz cada segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ) em ferro fundido e produz cada elemento elástico (3) em um polímero elastômero. Em outras concretizações, os acoplamentos (1 ) são fabricados com materiais alternativos. [0089] In one embodiment, the process of the present invention comprises the manufacture of couplings (1) in metallic material and polymeric material. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the process of the present invention produces each segment (1.1) of the coupling (1) in cast iron and produces each elastic element (3) in an elastomeric polymer. In other embodiments, the couplings (1) are manufactured with alternative materials.

[0090] Em uma concretização, o processo de fabricação de acoplamento (1 ) da presente invenção compreende ao menos uma entre as etapas de: fundição de cada segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ) em material metálico, usinagem e/ou calandragem das garras (2) e cavidades (1.2) de cada segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ); e polimerização do elemento elástico (3). [0090] In one embodiment, the coupling manufacturing process (1) of the present invention comprises at least one of the steps of: casting each segment (1.1) of the coupling (1) in metallic material, machining and/or calendering of the claws (2) and cavities (1.2) of each segment (1.1) of the coupling (1); and polymerization of the elastic element (3).

[0091] Em uma concretização, o processo da presente invenção possibilita produzir uma pluralidade de acoplamentos (1 ) dotados de tamanho de garra (2) fixo predefinido e variação do diâmetro externo em função da potência a ser transmitida pelo acoplamento (1 ). Assim, a fim de atender uma ampla diversidade de demandas de transmissão de torque, o processo da presente invenção é capaz de produzir diversos tamanhos de acoplamentos (1 ) de garras (2), variando seu diâmetro externo e o número de garras (2) que possui, enquanto as garras (2) e os elementos elásticos (3) conservam seu tamanho fixo predefinido entre os modelos. [0091] In one embodiment, the process of the present invention makes it possible to produce a plurality of couplings (1) having a predefined fixed claw size (2) and variation of the external diameter depending on the power to be transmitted by the coupling (1). Thus, in order to meet a wide diversity of torque transmission demands, the process of the present invention is capable of producing different sizes of couplings (1) of claws (2), varying their external diameter and the number of claws (2) they have, while the claws (2) and the elastic elements (3) maintain their predefined fixed size between the models.

[0092] Em um terceiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de seleção de um modelo de acoplamento (1 ) de garras (2) que compreende as etapas de: obter da demanda de potência que o acoplamento (1 ) deve transmitir; com base em um dimensional predefinido do tamanho da garra (2), atribuir a quantidade de garras (2) que o acoplamento (1 ) deve possuir para atender a demanda de potência; e determinar o modelo de acoplamento (1 ) de garras (2) em função do número de garras (2) atribuído. [0093] Em uma concretização, através do sistema da presente invenção, o dimensional predefinido do tamanho da garra (2) se mantém fixo e predefinido para os modelos de acoplamentos (1 ) fornecidos pelo sistema. [0092] In a third object, the present invention presents a system for selecting a coupling model (1) of claws (2) that comprises the steps of: obtaining the power demand that the coupling (1) must transmit; based on a predefined dimension of the size of the claw (2), assigning the number of claws (2) that the coupling (1) must have to meet the power demand; and determining the coupling model (1) of claws (2) based on the number of claws (2) assigned. [0093] In one embodiment, through the system of the present invention, the predefined dimension of the gripper size (2) remains fixed and predefined for the coupling models (1) provided by the system.

[0094] Em uma concretização, o sistema da presente invenção opera com uma pluralidade de modelos de acoplamentos (1 ) de garras (2) com diâmetro externo e número de garras (2) predefinidos, em que ao menos dois modelos de acoplamentos (1 ) compartilham o mesmo tamanho fixo predefinido de garras (2) e de elementos elásticos (3) e, com base na demanda de potência nominal que o acoplamento (1 ) transmite, o sistema da presente invenção é capaz de indicar qual o modelo de acoplamento (1 ) mais indicado, isto é, qual o número de garras (2) que este possui e, portanto, seu diâmetro externo. [0094] In one embodiment, the system of the present invention operates with a plurality of models of couplings (1) of claws (2) with predefined external diameter and number of claws (2), in which at least two models of couplings (1) share the same predefined fixed size of claws (2) and elastic elements (3) and, based on the nominal power demand that the coupling (1) transmits, the system of the present invention is capable of indicating which model of coupling (1) is most suitable, that is, what number of claws (2) it has and, therefore, its external diameter.

[0095] Em outra concretização, o sistema da presente invenção é capaz de fornecer modelos personalizados de acoplamentos (1 ) de garras (2) em função de uma demanda de potência nominal. Com base em um tamanho fixo predefinido das garras (2) e, consequentemente, dos elementos elásticos (3), o sistema da presente invenção é capaz de indicar qual o número de garras (2) e, consequentemente, o diâmetro externo do acoplamento (1 ) necessário para atender a demanda de potência solicitada. [0095] In another embodiment, the system of the present invention is capable of providing customized models of couplings (1) of claws (2) according to a nominal power demand. Based on a predefined fixed size of the claws (2) and, consequently, of the elastic elements (3), the system of the present invention is capable of indicating the number of claws (2) and, consequently, the external diameter of the coupling (1) necessary to meet the requested power demand.

[0096] Assim, ao menos dois modelos ou tamanhos de acoplamentos (1 ) de garras (2) fornecidos pelo sistema da presente invenção compartilham o mesmo tamanho de garras (2) e de elementos elásticos (3), trazendo diversos ganhos em seu processo de fabricação, logística de venda e transporte e manutenção, pois o mesmo modelo de elemento elástico (3) atende a diversos modelos de acoplamentos (1 ). [0096] Thus, at least two models or sizes of couplings (1) of claws (2) provided by the system of the present invention share the same size of claws (2) and elastic elements (3), bringing several gains in its manufacturing process, sales and transportation logistics and maintenance, since the same model of elastic element (3) serves several models of couplings (1).

[0097] Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, o sistema da presente invenção compreende ao menos dois tamanhos fixos predefinidos de garras (2), de modo que ao menos dois acoplamentos (1 ) fornecidos pelo sistema da presente invenção compreendem o mesmo tamanho de garras (2) e, consequentemente, de elementos elásticos (3), enquanto ao menos dois acoplamentos (1 ) fornecidos pelo sistema da presente invenção compreendem tamanhos diferentes de garras (2) e, consequentemente, de elementos elásticos (3). Nesta concretização, um primeiro tamanho fixo predefinido de garra (2) é destinado aos acoplamentos (1 ) de menor diâmetro externo, enquanto um segundo tamanho fixo predefinido de garra (2), maior que o primeiro tamanho, é destinado aos acoplamentos (1 ) de maior diâmetro. Para esta concretização, cumpre notar que o conceito inventivo da presente invenção se mantém, onde ao menos dois tamanhos de acoplamentos (1 ) compartilham mesmo tamanho de garras (2) e, consequentemente, mesmo tamanho de elementos elásticos (3). [0098] Em um quarto objeto da presente invenção, a presente invenção apresenta um kit de acoplamentos (1 ) mecânicos para diversas demandas de potência a serem transmitidas, em que os acoplamentos (1 ) do kit possuem garras (2) de tamanho fixo predefinido, variando sua quantidade entre cada modelo de acoplamento (1 ) do kit. [0097] In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the system of the present invention comprises at least two predefined fixed sizes of grippers (2), so that at least two couplings (1) provided by the system of the present invention comprise the same size of grippers (2) and, consequently, of elastic elements (3), while at least two couplings (1) provided by the system of the present invention comprise different sizes of claws (2) and, consequently, of elastic elements (3). In this embodiment, a first predefined fixed size of claw (2) is intended for couplings (1) with a smaller external diameter, while a second predefined fixed size of claw (2), larger than the first size, is intended for couplings (1) with a larger diameter. For this embodiment, it should be noted that the inventive concept of the present invention is maintained, where at least two sizes of couplings (1) share the same size of claws (2) and, consequently, the same size of elastic elements (3). [0098] In a fourth object of the present invention, the present invention presents a kit of mechanical couplings (1) for various demands of power to be transmitted, in which the couplings (1) of the kit have claws (2) of a predefined fixed size, their quantity varying between each coupling model (1) of the kit.

[0099] Em uma concretização, o kit da presente invenção compreende ao menos dois acoplamentos (1 ) de garras (2) com diâmetro externo distinto entre os acoplamentos (1 ), mas compartilhando o mesmo tamanho fixo predefinido de garras (2), de modo que a quantidade de garras (2) varia de um modelo para o outro modelo de acoplamento (1 ). [0099] In one embodiment, the kit of the present invention comprises at least two couplings (1) of claws (2) with a distinct external diameter between the couplings (1), but sharing the same predefined fixed size of claws (2), so that the quantity of claws (2) varies from one model to the other coupling model (1).

[0100] Nesta concretização, os elementos elásticos (3) dispostos entre as garras (2) também compreendem tamanho fixo predefinido, de modo que a quantidade de elementos elásticos (3) varia junto com a variação de número de garras (2) entre acoplamentos (1 ) de diâmetro externo distinto do kit da presente invenção. [0101] A diversidade de modelos de acoplamento (1 ) de garras (2) do kit da presente invenção visa atender a uma pluralidade de demandas de torque a ser transmitido. [0100] In this embodiment, the elastic elements (3) arranged between the claws (2) also comprise a predefined fixed size, so that the number of elastic elements (3) varies along with the variation in the number of claws (2) between couplings (1) of different external diameters of the kit of the present invention. [0101] The diversity of coupling models (1) of claws (2) of the kit of the present invention aims to meet a plurality of demands for torque to be transmitted.

[0102] Em uma concretização, qualquer acoplamento (1 ) de garras (2) do kit da presente invenção compreende densidade de potência volumétrica maior ou igual a 100. [0102] In one embodiment, any coupling (1) of claws (2) of the kit of the present invention comprises volumetric power density greater than or equal to 100.

[0103] Para fins da presente invenção, para determinar a densidade de potência volumétrica de um acoplamento (1 ) de garras (2), deve-se dividir a potência nominal transmitida pelo acoplamento (1 ) de garras (2) (medida em kW) pelo diâmetro externo do acoplamento (1 ) de garras (2) (em mm) elevado à raiz quadra de 3, conforme indicado pela fórmula I. a seguir:

Figure imgf000027_0001
[0103] For the purposes of the present invention, to determine the volumetric power density of a coupling (1) of claws (2), the power must be divided nominal transmitted by the coupling (1) of claws (2) (measured in kW) by the external diameter of the coupling (1) of claws (2) (in mm) raised to the square root of 3, as indicated by the following formula I:
Figure imgf000027_0001

[0104] Em uma concretização, a densidade de potência volumétrica de cada acoplamento (1 ) de garras (2) do kit da presente invenção é maior ou igual a 1 10. Em uma concretização preferencial e de maneira não limitante, a densidade de potência volumétrica de cada acoplamento (1 ) de garras (2) do kit da presente invenção é maior ou igual a 120. [0104] In one embodiment, the volumetric power density of each coupling (1) of claws (2) of the kit of the present invention is greater than or equal to 110. In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the volumetric power density of each coupling (1) of claws (2) of the kit of the present invention is greater than or equal to 120.

[0105] Em uma concretização preferencial e de maneira não limitativa, os acoplamentos (1 ) do kit da presente invenção compreendem ao menos dois tamanhos fixos predefinidos de garras (2). Nesta concretização, um primeiro tamanho fixo predefinido de garra (2) é destinado aos acoplamentos (1 ) de menor diâmetro externo, enquanto um segundo tamanho fixo predefinido de garra (2), maior que o primeiro tamanho, é destinado aos acoplamentos (1 ) de maior diâmetro. Para esta concretização, cumpre notar que o conceito inventivo da presente invenção se mantém, onde ao menos dois tamanhos de acoplamentos (1 ) compartilham mesmo tamanho de garras (2) e, consequentemente, mesmo tamanho de elementos elásticos (3). [0105] In a preferred embodiment and in a non-limiting manner, the couplings (1) of the kit of the present invention comprise at least two predefined fixed sizes of claws (2). In this embodiment, a first predefined fixed size of claw (2) is intended for couplings (1) with a smaller external diameter, while a second predefined fixed size of claw (2), larger than the first size, is intended for couplings (1) with a larger diameter. For this embodiment, it should be noted that the inventive concept of the present invention is maintained, where at least two sizes of couplings (1) share the same size of claws (2) and, consequently, the same size of elastic elements (3).

[0106] Em um aspecto, a invenção proporciona melhoria na uniformidade de transmissão de carga, uma condição muito melhorada em relação aos acoplamentos (1 ) atualmente conhecidos, que não transmitem carga de maneira uniforme. [0106] In one aspect, the invention provides improved uniformity of load transmission, a condition greatly improved over currently known couplings (1), which do not transmit load uniformly.

[0107] Em um aspecto, a invenção proporciona vantagens em relação ao cubo (não sendo relevante qual o material do cubo), notadamente no que concerne aos mecanismos de acomodação de elementos elásticos destinado ao controle de torque, pois este se destina a um espaço conhecido para a transferência de carga. No acoplamento (1 ) da invenção, a região de carregamento fica concentrada na periferia da região circular, seu posicionamento sendo mais passível de escolha (e também do elastômero correto) de acordo com a finalidade pretendida. Em consequência, o acoplamento (1 ) da invenção proporciona a escolha de um elemento elástico específico para cada aplicação, de acordo com o esforço e/ou modo de uso. [0107] In one aspect, the invention provides advantages over the hub (the material of the hub being irrelevant), notably with regard to the mechanisms for accommodating elastic elements intended for torque control, since this is intended for a known space for load transfer. In the coupling (1) of the invention, the loading region is concentrated on the periphery of the circular region, its positioning being more amenable to choice (and also the correct elastomer) according to the intended purpose. Consequently, the coupling (1) of the invention provides the choice of a specific elastic element for each application, according to the effort and/or mode of use.

[0108] Em um aspecto, a invenção proporciona vantagens em relação às condições de carregamento, que são beneficiadas pelo conceito da invenção. O acoplamento (1 ) da invenção é adequado ao uso em aplicações imersas em óleo, variadas intempéries, exposição ao sol, sendo também adequado aos conceitos de Soft start e Auto reverse. [0108] In one aspect, the invention provides advantages in relation to the loading conditions, which are benefited by the concept of the invention. The coupling (1) of the invention is suitable for use in applications immersed in oil, varied weather conditions, exposure to the sun, and is also suitable for the concepts of Soft start and Auto reverse.

Exemplos Examples

[0109] Os exemplos a seguir mostrados têm o intuito somente de exemplificar algumas das maneiras de se concretizar a invenção sem, contudo, limitar o escopo da mesma. [0109] The examples shown below are intended only to exemplify some of the ways of implementing the invention without, however, limiting its scope.

Exemplo 1 - Acoplamento da Presente Invenção - Características e processo de fabricação Example 1 - Coupling of the Present Invention - Characteristics and manufacturing process

[0110] Nesta concretização, foram preparadas sete diferentes concretizações de acoplamento (1 ) da invenção, cada um com um diâmetro diferente, conforme ilustrado pelas figuras 1 e 2. Cumpre notar que os números 500, 580, etc., abaixo de cada segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ) da presente invenção ilustrados na figura 2 indicam o diâmetro externo dos cubos e do porta elementos, em mm. [0110] In this embodiment, seven different embodiments of coupling (1) of the invention were prepared, each with a different diameter, as illustrated in figures 1 and 2. It should be noted that the numbers 500, 580, etc., below each segment (1.1) of the coupling (1) of the present invention illustrated in figure 2 indicate the external diameter of the hubs and the element holder, in mm.

[0111] Na presente exemplificação, os referidos acoplamentos (1 ) foram fabricados em ferro fundido e o elemento elástico (3) em poliuretano. Em outras concretizações, os acoplamentos (1 ) são fabricados com materiais alternativos. O processo de fabricação de acoplamento (1 ) da presente invenção envolve as seguintes etapas: fundição, usinagem e calandragem de cada segmento (1 .1 ) do acoplamento (1 ), suas garras (2) e cavidades (1 .2), bem como polimerização do elemento elástico (3). [0111] In the present example, said couplings (1) were manufactured in cast iron and the elastic element (3) in polyurethane. In other embodiments, the couplings (1) are manufactured with alternative materials. The manufacturing process of the coupling (1) of the present invention involves the following steps: casting, machining and calendering of each segment (1.1) of the coupling (1), its claws (2) and cavities (1.2), as well as polymerization of the elastic element (3).

[0112] A Tabela 1 a seguir mostra as características das sete concretizações de acoplamento (1 ) da invenção, ilustradas nas figuras 1 e 2. Tabela 1 - modelos, diâmetros e massa (ou peso) de sete concretizações de acoplamento (1 ) da invenção

Figure imgf000029_0001
[0112] Table 1 below shows the characteristics of the seven coupling embodiments (1) of the invention, illustrated in figures 1 and 2. Table 1 - Models, diameters and mass (or weight) of seven coupling embodiments (1) of the invention
Figure imgf000029_0001

[0113] Fazendo-se referência às figuras 4 e 5, tem-se que, na figura 4, são mostrados detalhes desta concretização de acoplamento (1 ) evidenciando a diferença de altura da garra (2): em A) é mostrada uma vista frontal de um segmento de acoplamento da técnica anterior; e em B) é mostrada uma vista frontal de um segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ) da invenção. Na figura 5 são mostrados detalhes desta mesma concretização, vista em perspectiva: em A) é mostrada uma vista em perspectiva de topo de um segmento do acoplamento da técnica anterior; e em B) é mostrada uma vista em perspectiva de topo de um segmento (1.1 ) do acoplamento (1 ) da invenção. [0113] Referring to figures 4 and 5, it can be seen that, in figure 4, details of this embodiment of coupling (1) are shown, highlighting the difference in height of the claw (2): in A) a front view of a coupling segment of the prior art is shown; and in B) a front view of a segment (1.1) of the coupling (1) of the invention is shown. In figure 5, details of this same embodiment are shown, in perspective view: in A) a top perspective view of a segment of the coupling of the prior art is shown; and in B) a top perspective view of a segment (1.1) of the coupling (1) of the invention is shown.

[0114] Acoplamentos (1 ) de acordo com esta concretização foram submetidos a diversas avaliações antes e depois de sua fabricação. A figura 7 mostra uma representação esquemática de uma malha de elementos finitos usada no projeto da garra (2) do acoplamento (1 ) da presente invenção. Partindo-se do conceito inventivo descrito acima, a redução na altura das garras (2) foi calculada utilizando software de elementos finitos. Além disso, foram elaborados cálculos elasto-plásticos, fugindo do tradicional projeto dentro de regime elástico. A utilização de cálculo de tensões em regime plástico validou que a redução da altura da garra (2) proposto pela presente invenção suporta o aumento de potência transmitida. [0114] Couplings (1) according to this embodiment were subjected to several evaluations before and after their manufacture. Figure 7 shows a schematic representation of a finite element mesh used in the design of the gripper (2) of the coupling (1) of the present invention. Based on the inventive concept described above, the reduction in the height of the grippers (2) was calculated using finite element software. In addition, elasto-plastic calculations were performed, deviating from the traditional design within the elastic regime. The use of stress calculations in the plastic regime validated that the reduction in the The height of the claw (2) proposed by the present invention supports the increase in transmitted power.

[0115] Outras características dos acoplamentos (1 ) consideradas no presente pedido de patente incluem: torque nominal (TKN) baseado em uma vida infinita em Fadiga; torque máximo (TKmax) é baseado em fadiga de baixo ciclo e atende até 50.000 ciclos de carga; rotação máxima, foi calculada baseando-se em uma velocidade periférica de 40 m/s. [0115] Other characteristics of the couplings (1) considered in this patent application include: nominal torque (TKN) based on an infinite fatigue life; maximum torque (TKmax) is based on low cycle fatigue and meets up to 50,000 load cycles; maximum rotation was calculated based on a peripheral speed of 40 m/s.

Exemplo 2 - Acoplamento da presente invenção e sua comparação com acoplamentos Referência 2 da técnica anterior Example 2 - Coupling of the present invention and its comparison with prior art Reference 2 couplings

[0116] As sete diferentes concretizações de acoplamento (1 ) da invenção, conforme descritas no exemplo 1 e ilustradas nas figuras 1 e 2, foram comparadas com acoplamentos (1 ) de dimensões equivalentes do estado da técnica. Na tabela 2 a seguir é mostrada uma dessas comparações. [0116] The seven different coupling embodiments (1) of the invention, as described in example 1 and illustrated in figures 1 and 2, were compared with couplings (1) of equivalent dimensions from the state of the art. One of these comparisons is shown in table 2 below.

Tabela 2 - Dados de massa dos modelos da invenção, dos modelos Referência 2 da técnica anterior e variação percentual.

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Figure imgf000031_0001
Table 2 - Mass data of the models of the invention, of the Reference 2 models of the prior art and percentage variation.
Figure imgf000030_0001
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[0117] Na tabela 2 acima, cada linha ilustra dois acoplamentos destinados a transmitir mesmo torque nominal ou equivalente. Assim, a comparação em cada linha é precisa. [0117] In Table 2 above, each row illustrates two couplings intended to transmit the same or equivalent nominal torque. Thus, the comparison in each row is accurate.

[0118] Conforme demonstrado na tabela 2 acima, o acoplamento (1 ) da presente invenção proporciona uma redução de peso de até 45% em relação ao acoplamento (1 ) dos modelos da técnica anterior (Referência 2). Na média, a redução de peso é de 29%. [0118] As demonstrated in Table 2 above, the coupling (1) of the present invention provides a weight reduction of up to 45% compared to the coupling (1) of the prior art models (Reference 2). On average, the weight reduction is 29%.

[0119] Em seguida, estes mesmos acoplamentos (1) foram submetidos a avaliações de torque. Os resultados são mostrados na tabela 3. [0119] These same couplings (1) were then subjected to torque evaluations. The results are shown in Table 3.

Tabela 3 - Dados de torque, massa e relação potência/peso dos modelos da invenção, dos modelos Antares HR e variação percentual da relação potência/peso.

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Table 3 - Torque, mass and power/weight ratio data for the models of the invention, the Antares HR models and percentage variation in the power/weight ratio.
Figure imgf000031_0002

[0120] Na tabela 3 acima, cada linha ilustra dois acoplamentos destinados a transmitir mesmo torque nominal ou equivalente. Assim, a comparação em cada linha é precisa. Cumpre notar que o modelo de acoplamento (1 ) de diâmetro externo de 580mm atende às mesmas necessidades que os modelos HR809 e HR901 da Referência 2 da técnica anterior. [0120] In Table 3 above, each row illustrates two couplings intended for transmit the same or equivalent nominal torque. Thus, the comparison in each line is accurate. It should be noted that the coupling model (1) with an outer diameter of 580 mm meets the same needs as the models HR809 and HR901 of Reference 2 of the prior art.

[0121] Conforme demonstrado na tabela 3, o acoplamento (1 ) da presente invenção proporciona uma relação potência/peso até 11 1 % maior que a dos modelos do antecedente Referência 2, sendo, na média, 60% maior. [0121] As demonstrated in Table 3, the coupling (1) of the present invention provides a power/weight ratio up to 11 1% greater than that of the models of the preceding Reference 2, being, on average, 60% greater.

[0122] Além dos benefícios substanciais ilustrados nas tabelas 2 e 3 acima, esta concretização de acoplamento (1 ) da invenção proporciona também, quando comparado aos acoplamentos (1 ) da Referência 2 da técnica anterior, menor momento de inércia. Devido às garras (2) menores (conforme ilustram as figuras 4 e 5), o acoplamento (1 ) da invenção possui diâmetro interno maior e diâmetro externo menor que a técnica anterior, resultando em menor momento de inércia e melhor distribuição das garras (2). [0122] In addition to the substantial benefits illustrated in tables 2 and 3 above, this embodiment of coupling (1) of the invention also provides, when compared to the couplings (1) of Reference 2 of the prior art, a lower moment of inertia. Due to the smaller claws (2) (as illustrated in figures 4 and 5), the coupling (1) of the invention has a larger internal diameter and a smaller external diameter than the prior art, resulting in a lower moment of inertia and better distribution of the claws (2).

Exemplo 3 - Acoplamento da invenção e sua comparação com ou acoplamento concorrente (Referência 1) Example 3 - Coupling of the invention and its comparison with or competing coupling (Reference 1)

[0123] Sete diferentes concretizações de acoplamento (1 ) da invenção, conforme descritas no exemplo 1 , foram comparadas com acoplamentos (1 ) de dimensões equivalentes do estado da técnica. Na tabela 4 é mostrada uma dessas comparações. [0123] Seven different embodiments of coupling (1) of the invention, as described in example 1, were compared with couplings (1) of equivalent dimensions from the state of the art. One of these comparisons is shown in table 4.

Tabela 4 - Dados de massa (ou peso) dos modelos da invenção, dos modelos de concorrente e variação porcentual

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Figure imgf000033_0001
Table 4 - Mass (or weight) data of the invention models, competitor models and percentage variation
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[0124] Na tabela 4 acima, cada linha ilustra dois acoplamentos destinados a transmitir mesmo torque nominal ou equivalente. Assim, a comparação em cada linha é precisa. Cumpre notar que o modelo de acoplamento (1 ) de diâmetro externo de 1 100mm da presente invenção não encontrou equivalentes da Referência 1 capazes de entregar mesmo torque para comparação. [0124] In Table 4 above, each line illustrates two couplings intended to transmit the same or equivalent nominal torque. Thus, the comparison in each line is accurate. It should be noted that the coupling model (1) with an external diameter of 1100 mm of the present invention did not find equivalents of Reference 1 capable of delivering the same torque for comparison.

[0125] Conforme demonstrado na tabela 4, o acoplamento (1 ) da presente invenção proporciona uma redução de peso de até 34% em relação ao acoplamento (1 ) dos modelos do concorrente Referência 1 . Na média, a redução de peso é de 16,3%. [0125] As demonstrated in Table 4, the coupling (1) of the present invention provides a weight reduction of up to 34% compared to the coupling (1) of competitor models Reference 1. On average, the weight reduction is 16.3%.

[0126] Em seguida, estes mesmos acoplamentos (1 ) foram submetidos a avaliações de torque. Os resultados são mostrados na tabela 5. [0126] These same couplings (1) were then subjected to torque evaluations. The results are shown in Table 5.

Tabela 5 - Dados de torque, massa e relação potência/peso dos modelos da invenção, dos modelos do concorrente e variação percentual da relação potência/peso.

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Table 5 - Torque, mass and power/weight ratio data for the invention models, competitor models and percentage variation in the power/weight ratio.
Figure imgf000033_0002
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[0127] Na tabela 5 acima, cada linha ilustra dois acoplamentos destinados a transmitir mesmo torque nominal ou equivalente. Assim, a comparação em cada linha é precisa. Uma vez que a anterioridade Referência 1 não possui modelos em linha no mercado maiores que o de 1200mm, a comparação deste diâmetro externo foi feita com os modelos de 880mm e 980mm da presente invenção. [0127] In Table 5 above, each row illustrates two couplings intended to transmit the same or equivalent nominal torque. Thus, the comparison in each row is accurate. Since the prior art Reference 1 does not have in-line models on the market larger than 1200mm, the comparison of this outer diameter was made with the 880mm and 980mm models of the present invention.

[0128] Vale ressaltar que o modelo de acoplamento (1 ) de diâmetro externo de 1 100mm da presente invenção não encontrou equivalentes da Referência 1 capazes de entregar mesmo torque para comparação. [0128] It is worth noting that the coupling model (1) with an external diameter of 1,100 mm of the present invention did not find equivalents of Reference 1 capable of delivering the same torque for comparison.

[0129] Conforme demonstrado na tabela 5, o acoplamento (1 ) da invenção proporciona uma relação potência/peso até 67% maior que a do principal concorrente, sendo, na média, 32,6% maior. Isso é ainda mais surpreendente quando se leva em consideração que para cada modelo da invenção o diâmetro é sempre substacialmente menor do que o do correspondente modelo do concorrente Referência 1 usado na comparação (aproximandamente 20% menor diâmetro). [0129] As demonstrated in Table 5, the coupling (1) of the invention provides a power/weight ratio up to 67% higher than that of the main competitor, being, on average, 32.6% higher. This is even more surprising when one takes into account that for each model of the invention the diameter is always substantially smaller than that of the corresponding model of the competitor Reference 1 used in the comparison (approximately 20% smaller diameter).

Exemplo 4 - Comparação de Densidade de Potência Volumétrica da invenção em relação a modelos da técnica anterior Example 4 - Comparison of Volumetric Power Density of the invention in relation to prior art models

[0130] Conforme o gráfico ilustrado pela figura 3, foram obtidos os valores de densidade de potência volumétrica para sete valores diferentes de diâmetro externo de acoplamentos (1 ) da presente invenção, indicado pelos valores da linha superior. [0130] According to the graph illustrated in figure 3, the volumetric power density values were obtained for seven different values of external diameter of couplings (1) of the present invention, indicated by the values in the upper line.

[0131] Foram também levantados os valores de densidade de potência volumétrica para 3 conjuntos de acoplamentos da técnica anterior, sendo, respectivamente de cima para baixo, o antecedente Referência 1 , Referência 2 e Referência 3. Cada valor indicado no gráfico é compatível com um acoplamento destinado a transmitir mesmo torque que o acoplamento (1 ) da presente invenção cujo diâmetro é indicado na base do gráfico, uma vez que o diâmetro externo de modelos da técnica sofre variação. [0131] The volumetric power density values were also collected for 3 sets of prior art couplings, being, respectively from top to bottom, the antecedent Reference 1, Reference 2 and Reference 3. Each value indicated in the graph is compatible with a coupling intended to transmit the same torque as the coupling (1) of the present invention whose diameter is indicated at the base of the graph, since the external diameter of technique models varies.

[0132] Nota-se que a densidade de potência volumétrica obtida é maior ou igual a 120, enquanto a densidade de potência volumétrica de todos os acoplamentos da técnica anterior aferidos (Referência 1 , Referência 2 e Referência 3) ficam abaixo de 80, evidenciando a elevada eficiência alcançada pelo acoplamento (1 ) da presente invenção. [0132] It is noted that the volumetric power density obtained is greater than or equal to 120, while the volumetric power density of all the prior art couplings measured (Reference 1, Reference 2 and Reference 3) are below 80, evidencing the high efficiency achieved by the coupling (1) of the present invention.

[0133] Cumpre notar que os antecedentes selecionados para comparação e denominados no presente relatório Referência 1 , Referência 2 e Referência 3 correspondem aos acoplamentos amplamente conhecidos e utilizados na técnica, os quais foram citados no parágrafo [0008] deste relatório. [0133] It should be noted that the antecedents selected for comparison and referred to in this report as Reference 1, Reference 2 and Reference 3 correspond to the couplings widely known and used in the art, which were cited in paragraph [0008] of this report.

[0134] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes e alternativas, abrangidas pelo escopo das reivindicações a seguir. [0134] Those skilled in the art will value the knowledge presented herein and will be able to reproduce the invention in the modalities presented and in other variants and alternatives, covered by the scope of the following claims.

Claims

Reivindicações Claims 1. Acoplamento (1 ) de garras (2), dotado de dois segmentos (1.1 ) que são axialmente associáveis, sendo cada segmento (1.1 ) dotado do mesmo número de garras (2) que o segmento (1.1 ) ao qual este é acoplado, cada garra (2) do segmento (1.1 ) sendo espaçada da garra (2) seguinte por uma cavidade (1.2) para recebimento de uma garra (2) do segmento (1.1 ) oposto e um par de elementos elásticos (3), de modo que são dispostos elementos elásticos (3) entre a garra (2) de um segmento (1 .1 ) e a garra (2) do outro segmento (1.1 ), quando os segmentos (1.1 ) estão associados, o acoplamento (1 ) sendo caracterizado pelo referido acoplamento (1 ) de garras (2) ser capaz de transmitir uma densidade de potência volumétrica maior ou igual a 100, sendo a densidade de potência volumétrica obtida em função do diâmetro externo do acoplamento (1 ). 1. Coupling (1) of claws (2), provided with two segments (1.1) that are axially associable, each segment (1.1) being provided with the same number of claws (2) as the segment (1.1) to which it is coupled, each claw (2) of the segment (1.1) being spaced from the next claw (2) by a cavity (1.2) for receiving a claw (2) of the opposite segment (1.1) and a pair of elastic elements (3), so that elastic elements (3) are arranged between the claw (2) of one segment (1.1) and the claw (2) of the other segment (1.1), when the segments (1.1) are associated, the coupling (1) being characterized in that said coupling (1) of claws (2) is capable of transmitting a volumetric power density greater than or equal to 100, the volumetric power density being obtained as a function of the external diameter of the coupling (1 ). 2. Acoplamento (1 ), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por compreender tamanho de garra (2) fixo predefinido e variação do diâmetro externo em função da potência a ser transmitida pelo acoplamento (1 ). 2. Coupling (1), according to claim 1, characterized by comprising a predefined fixed claw size (2) and variation of the external diameter depending on the power to be transmitted by the coupling (1). 3. Acoplamento, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela altura de cada garra (2) medir entre 80mm e 150mm. 3. Coupling, according to claim 1, characterized in that the height of each claw (2) measures between 80 mm and 150 mm. 4. Acoplamento, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela profundidade de cada garra (2) medir entre 70mm e 1 15mm. 4. Coupling according to claim 1, characterized in that the depth of each claw (2) measures between 70 mm and 1 15 mm. 5. Acoplamento, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela altura de cada elemento elástico (3) medir entre 80mm e 150mm, de acordo com a altura da garra (2) onde for associado. 5. Coupling, according to claim 1, characterized in that the height of each elastic element (3) measures between 80 mm and 150 mm, according to the height of the claw (2) where it is associated. 6. Processo de fabricação de um acoplamento (1 ) de garras (2) dotado de elementos elásticos (3) entre as garras (2), caracterizado por compreender as etapas de: a. produção de ao menos um par de segmentos (1 .1 ) de acoplamento (1 ) axialmente associáveis; b. produção de garras (2) em cada segmento (1.1 ), de modo que cada garra (2) do segmento (1.1 ) seja espaçada da garra (2) seguinte por uma cavidade (1 .2) para recebimento de uma garra (2) do segmento (1.1 ) oposto e um par de elementos elásticos (3), e cada segmento (1.1 ) possuindo o mesmo número de garras (2) que o segmento (1.1 ) ao qual este é acoplado; e c. associação de elementos elásticos (3) entre a garra (2) de um segmento (1.1 ) e a garra (2) do outro segmento (1.1 ), quando os segmentos (1.1 ) estão associados; em que a densidade de potência volumétrica transmitida pelo acoplamento (1 ) é entre 75 e 150, sendo a densidade de potência volumétrica obtida em função do diâmetro externo do acoplamento (1 ). 6. Manufacturing process of a coupling (1) of claws (2) provided with elastic elements (3) between the claws (2), characterized by comprising the steps of: a. production of at least one pair of axially associable coupling segments (1.1); b. production of claws (2) in each segment (1.1), so that each claw (2) of the segment (1.1) is spaced from the next claw (2) by a cavity (1.2) for receiving a gripper (2) of the opposite segment (1.1) and a pair of elastic elements (3), and each segment (1.1) having the same number of grippers (2) as the segment (1.1) to which it is coupled; and c. association of elastic elements (3) between the gripper (2) of one segment (1.1) and the gripper (2) of the other segment (1.1), when the segments (1.1) are associated; in which the volumetric power density transmitted by the coupling (1) is between 75 and 150, the volumetric power density being obtained as a function of the external diameter of the coupling (1). 7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por produzir uma pluralidade de acoplamentos (1 ) dotados de tamanho de garra (2) fixo predefinido e variação do diâmetro externo em função da potência a ser transmitida pelo acoplamento (1 ). 7. Process, according to claim 6, characterized by producing a plurality of couplings (1) equipped with a predefined fixed claw size (2) and variation of the external diameter depending on the power to be transmitted by the coupling (1). 8. Sistema de seleção de um modelo de acoplamento (1 ) de garras (2) caracterizado por compreender as etapas de: a. obter da demanda de potência que o acoplamento (1 ) deve transmitir; b. com base em um dimensional predefinido do tamanho da garra (2), atribuir a quantidade de garras (2) que o acoplamento (1 ) deve possuir para atender a demanda de potência; e c. determinar o modelo de acoplamento (1 ) de garras (2) em função do número de garras (2) atribuído. 8. System for selecting a coupling model (1) of grippers (2) characterized by comprising the steps of: a. obtaining the power demand that the coupling (1) must transmit; b. based on a predefined dimension of the size of the gripper (2), assigning the number of grippers (2) that the coupling (1) must have to meet the power demand; and c. determining the coupling model (1) of grippers (2) based on the number of grippers (2) assigned. 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo dimensional predefinido do tamanho da garra (2) se manter fixo e predefinido para os modelos de acoplamentos (1 ) fornecidos pelo sistema. 9. System, according to claim 8, characterized in that the predefined dimension of the size of the claw (2) remains fixed and predefined for the coupling models (1) provided by the system. 10. Kit de acoplamentos (1 ) mecânicos para diversas demandas de potência a serem transmitidas caracterizado pelo fato dos acoplamentos (1 ) do kit possuírem garras (2) de tamanho fixo predefinido, variando sua quantidade entre cada modelo de acoplamento (1 ) do kit. 10. Mechanical coupling kit (1) for various power demands to be transmitted, characterized by the fact that the couplings (1) in the kit have claws (2) of a predefined fixed size, with the quantity varying between each coupling model (1) in the kit.
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