BR112012027699B1

BR112012027699B1 - Barra de tração-pressão

Info

Publication number: BR112012027699B1
Application number: BR112012027699-9A
Authority: BR
Inventors: Albert Uhl
Original assignee: Gmt Gummi-Metall-Technik Gmbh
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2020-12-15
Also published as: RU2012150456A; DE202010006303U1; US9157470B2; WO2011134644A3; WO2011134644A2; EP2564081B1; EP2564081A2; BR112012027699A2; RU2549730C2; CA2797550A1; CA2797550C; JP5778252B2; US20130276574A1; JP2013525149A; WO2011134644A4

Abstract

barra de tração - pressão de plástico, reforçada com fibras de carbono. a presente invenção refere-se a uma barra de tração-pressão que consiste em ao menos um adaptador com uma extremidade tubular metálica e um corpo tubular situado internamente e um corpo tubular situado externamente, constituídos de plástico reforçado com fibras de carbono (cfk). a invenção se destaca pelo fato de que o corpo tubular cfk, situado externamente, envolve conicamente com união positiva pelo lado de fora a extremidade metálica do adaptador, ao passo que o corpo tubular cfk, situado internamente, está unido com união positiva por dentro com as extremidades metálicas do adaptador. na área do contato entre o corpo tubular situado internamente e o corpo tubular receberá uma camada de borracha no lado externo, ao passo que o corpo tubular, situado externamente, está de tal modo integrada uma camada de borracha, que ambos os corpos tubulares, reciprocamente separados, estão dispostos, por outro lado, de forma amortecida, em sentido recíproco.

Description

Descrição

[0001] A presente invenção refere-se a uma barra de tração- pressão para a condução e montagem mecânica na indústria aeronáutica. Também são possíveis empregos na indústria de máquinas e de veículos.

[0002] Normalmente, estas barras de tração-pressão consistem em um corpo essencialmente de formato tubular, em cada uma de cujas extremidades, se encontra um adaptador para a montagem da barra de tração-pressão. Essas barras de tração-pressão servem para transferir por um lado cargas de tração e, por outro lado, cargas de pressão. Normalmente, esta espécie de corpos tubulares é produzida de materiais metálicos como sejam especialmente aço nobre, alumínio e titânio. Porém especialmente na indústria aeronáutica, estes materiais apresentam a desvantagem de um peso demasiado elevado, o que não compensa a vantagem desses corpos metálicos tubulares de serem pouco sensíveis contra danos externos. Portanto, é indicado, especialmente para barras de tração-pressão, empregadas na indústria aeronáutica, usar materiais mais leves como eventualmente plásticos reforçados com fibras de carbono (a seguir, CFK). Já são conhecidas barras de tração-pressão, produzidas de CFK. Porém estas consistem exclusivamente de corpos tubulares de concha única com uma ligação retilínea direta no adaptador, o que é uma estruturação que apenas atende em reduzida extensão às exigências da indústria aeronáutica. Assim, as normas de exame geralmente rígidas na indústria aeronáutica requerem que as barras de tração- pressão, também no caso de danos externos, ainda cumpram a sua finalidade, transferindo tanto cargas de tração como também de pressão na medida exigida, mas isto somente pode realizado por superdimensionamento de corpos tubulares CFK de concha única. Isto, todavia, apresenta a desvantagem adicional de maior peso.

[0003] Constitui, portanto, objeto da invenção encontrar um composto de material e uma estruturação de barras de tração-pressão que supera o problema do alto peso, porém mesmo assim sejam insensíveis contra danos externos (impactos), transferindo, especialmente, também no caso de dano externo (impacto) a estabilidade e função quase inalteradas das barras de tração-pressão no sentido de transferir forças, sendo estas características preservadas tanto na direção de tração como também de pressão. De acordo com a invenção, esta tarefa foi solucionada como segue:

[0004] Em exames de capacidade de cargas ficou demonstrado que no caso de um corpo tubular de CFK, danificado por impacto, quase não é influenciada a sua capacidade de acolher cargas de tração, porém, por outro lado, é acentuadamente reduzida a sua capacidade de receber cargas de pressão. Portanto, os componentes do corpo tubular sujeitos à pressão terão de ser especialmente protegidos contra impactos, sendo que, de forma surpreendente, para solucionar esta tarefa mostrou ser extremamente vantajosa a estruturação subsequente de corpos tubulares conhecidos, de camada unida, e barras de tração-pressão em camadas múltiplas divergentes de CFK:

[0005] A figura 1 apresenta o corpo tubular de CFK em uma vista global.

[0006] Como pode ser visto na figura 2, o corpo tubular da barra de tração-pressão de acordo com a invenção é constituído de dois tubos CFK, ou seja, um tubo (1), situado externamente e um tubo (2), situado internamente, os quais são unidos da seguinte maneira com a peça adicional do adaptador (4) metálico, (preferencialmente uma extremidade bifurcada, luva rosqueada ou outra peça terminal comum nesses adaptadores). Tal adaptador consiste em uma parte cônica (4a) e em uma parte cilíndrica (4b).

[0007] A visão detalhada da figura 3 apresenta a estruturação das camadas.

[0008] Os corpos tubulares CFK (1) e (2), situados externa e internamente, serão unidos com a extremidade metálica do adaptador (4) com união positiva de tal maneira que o corpo tubular de CFK externo (1) é montado como um tubo de conformação cônica sobre a peça adicional metálica do adaptador (4), enquanto que o corpo tubular de CFK interno (2) é disposto como tubo interno sob as extremidades metálicas do adaptador. No caso, o corpo tubular de CFK (1) externo serve para transferir as cargas de tração, ao passo que o corpo tubular de CFK interno (2) está destinado à transmissão das cargas de pressão. Esta transferência separada é conseguida em forma separada de tração e pressão pela face cônica, entre o corpo tubular de CFK (1) e a extremidade metálica do adaptador. Estas faces cônicas entre a extremidade metálica (4) e o corpo tubular de CFK (1) externo acolhem as forças geradas pela tração, ao passo que o corpo tubular de CFK interno (2) recolhe a pressão. Entretanto, de acordo com a experiência, danos do corpo tubular de CFK no caso de cargas de pressão exercem efeito mais intenso sobre a capacidade de receber, ou seja, acolher forças do que isto sucede na transferência de cargas de tração, torna-se necessário proteger especialmente as partes sujeitas por pressão da barra de tração-pressão, ou seja, o corpo tubular de CFK (2) interno. Isto acontece pelo fato de que os corpos tubulares CFK (1) e (2), situados externa e internamente, serão reciprocamente separados por uma fina camada de elastômero (3). Consegue-se, desta maneira, que o corpo tubular de CFK (2) interno é protegido contra danos por ação externa (impacto).

[0009] Caso as extremidades metálicas do adaptador consistam em alumínio, visando evitar a corrosão, estas extremidades terão de ser isoladas contra os dois corpos tubulares (CFK), através de uma camada de fibra de vidro (GFK).

[00010] Como material para os corpos tubulares foi usado um composto de CFK e de elastômero. Aqui podem ser empregados tubos para os componentes sujeitos por pressão do corpo tubular de CFK interno (2), enrolados a úmida ou em forma de prepreg (fibras pré- impregnadas), pultrudados ou produzidos no processo duromérico ou termoplástico RTM. Para o corpo tubular de CFK (1) externo, sujeito por tração, consoante a construção, somente será empregado o processo de enrolamento a úmido ou prepreg. Para o elastômero será preferencialmente usada borracha de silicone.

[00011] A produção da barra CFK de tração-pressão de acordo com a invenção ocorre preferencialmente nos seguintes passos sequenciais: [00012] Inicialmente será enrolado o corpo tubular de CFK interno (2), em processo úmido ou prepreg (fibras pré-impregnadas), sendo pultrudado ou produzido segundo o processo RTM duromérico ou termoplástico. Em seguida, será aplicada por vulcanização a camada elastomérica (3) sobre o corpo tubular de CFK (2). Depois verifica-se a colocação e o alinhamento da extremidade metálica (4) posteriormente a produção e a montagem do corpo tubular de CFK (1) externo no processo de enrolamento a úmido ou de prepreg, mediante enrolamento da extremidade metálica do adaptador. Relação numérica de componentes 1 Corpo tubular externo 2 Corpo tubular interno 3 Camada elastomérica 4 Adaptador 5 a Parte cônica 6 b Parte cilíndrica.

Claims

1. Barra de tração-pressão consistindo em pelo menos um adaptador (4) tendo uma extremidade tubular metálica, que consiste em uma parte cônica (4a) e uma parte cilíndrica (4b), e um corpo tubular interno e externo respectivamente feito de plástico reforçado com fibras de carbono (CFK), sendo que o corpo tubular de CFK (1) envolve conicamente a parte cônica (4a) do adaptador (4) do lado externo com união positiva e o corpo tubular de CFK interno (2) está localizado dentro da parte cilíndrica (4b) do adaptador (4) e está conectado às extremidades metálicas do adaptador (4) do lado interno com união positiva, caracterizada pelo fato de que que o corpo tubular de CFK interno (2) é revestido, na área de contato com o corpo tubular de CFK externo (1), com uma camada de elastômero (3) no lado externo, que está assim localizado entre o corpo tubular de CFK interno (2) e o lado interno do corpo tubular de CFK externo (1), separando-os e fornecendo, assim, proteção e isolamento.

2. Barra de tração-pressão de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, relativamente a uma espessura em relação a uma direção radial do corpo tubular de CFK externo (1), a espessura de parede da parte cilíndrica (4b) do adaptador (4) é continuamente decrescente e mais fina do que aquela da parte cônica (4a) do adaptador (4).