BR112013024922B1

BR112013024922B1 - membro de vedação anular esférico e método de fabricação do mesmo

Info

Publication number: BR112013024922B1
Application number: BR112013024922-6A
Authority: BR
Inventors: Osamu Miyashita; Eiji Satou; Koichi Ishida; Toshikazu Takasago; Satoshi Matsunaga
Original assignee: Oiles Corporation
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2020-10-20
Also published as: EP2698566A4; EP2698566A1; BR112013024922A2; CA2831131C; US20140027986A1; CN103477129A; EP2698566B1; CN103477129B; JP2012219980A; WO2012140868A1; US9097376B2; CA2831131A1; JP5691772B2

Abstract

MEMBRO DE VEDAÇÃO ANULAR ESFÉRICO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO. Trata-se de um membro de vedação anular esférico 46 que inclui um membro de base anular esférico 42 definido por uma superfície interna cilíndrica 38, uma superfície esférica parcialmente convexa 39, e faces de extremidade anular de lado de diâmetro grande e pequeno 40 e 41 da superfície esférica parcialmente convexa 39; uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas 43 formada integralmente na superfície esférica parcialmente convexa 39 do membro de base anular esférico 42 e laminadas em uma direção radial; e uma camada externa 45 formada integralmente em uma superfície esférica parcialmente convexa 44 da camada intermediária esférica parcialmente convexa mais exterior 43 dessas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas 43.

Description

Campo da Técnica

A presente invenção refere-se a um membro de vedação anular esférico utilizado em uma articulação de tubo esférica para um tubo de escape de automóvel e um método de fabricação do mesmo.

Antecedentes

Quanto a gases de escape de um mecanismo motor de automóvel, na Figura 21 que mostra um exemplo de uma passagem de escape de um mecanismo motor de automóvel, os gases de escape gerados nos cilindros respectivos (não são mostrados) do mecanismo motor são reunidos em um conversor de catalisador de coletor de descarga 600 e são enviados para um subabafador 603 através de um tubo de escape 601 e de um tubo de escape 602. Os gases de escape que passam através desse subabafador 603 são enviados adicionalmente para um abafador 606 através de um tubo de escape 604 e de um tubo de escape 605 e são liberados para a atmosfera através desse abafador 606.

Os membros do sistema de escape tais como esses tubos de escape 601 e 602 bem como 604 e 605, o subabafador 603 e o abafador 606 são submetidos a tensão repetidamente devido a, tal como, o comportamento de rolamento e vibração do mecanismo motor. Particularmente no caso de uma rotação em alta velocidade e mecanismo motor de saída alta, a tensão aplicada aos membros do sistema de escape se torna bem grande. Consequentemente, os membros do sistema de escape têm uma possiblidade de causar uma falha por fadiga e a vibração do mecanismo motor pode fazer com que os membros do sistema de escape ressonem, deteriorando, dessa forma, o silêncio do compartimento em alguns casos. Para superar esses problemas, uma porção de conexão 607 entre o conversor de catalisador de coletor de descarga 600 e o tubo de escape 601 e uma porção de conexão 608 entre o tubo de escape 604 e o tubo de escape 605 são conectadas de modo móvel por um mecanismo que absorve vibração tal como uma articulação esférica de tubo de escape ou uma articulação do tipo fole, e dessa forma as vantagens são fornecidas em que a tensão que é absorvida à qual os membros do sistema de escape são submetidos repetidamente devido, tal como, ao comportamento de rolamento e à vibração do mecanismo motor de automóvel, evitando, dessa foram, a falha por fadiga e similares desses membros do sistema de escape e superando o problema em que o mecanismo motor vibração faz com que os membros do sistema de escape ressonem e deteriorem o silêncio do interior do compartimento do automóvel.

Documentos da Técnica Anterior

Documentos de Patente

Documento de Patente 1: JP-A-54-76759

Documento de Patente 2: WO 2009/078165

Sumário da Invenção

Problemas a Serem Solucionados pela Invenção

Como um exemplo do mecanismo que absorve vibração descrito acima, é possível citar uma articulação de tubo de escape descrita no Documento de Patente 1 e uma vedação de escape que é utilizada naquela articulação. A vedação de escape descrita nesse Documento de Patente 1 tem vantagens em que a mesma é resistente a calor, tem uma ótima afinidade com um membros correspondentes e tem resistência a impacto notavelmente aprimorada; no entanto, a vedação de escape tem uma desvantagem em que a mesma geralmente gera ruído anormal quando a mesma passa por fricção em condições de fricção seca normais. A desvantagem dessa vedação de escape é atribuível, de modo concebível, dentre outros, ao fato de que há uma grande diferença entre o coeficiente de fricção estática e o coeficiente de fricção dinâmica de um material resistente a calor (tal como grafite expandida) para formar aquela vedação de escape e ao fato de que a resistência à fricção da vedação de escape constituída por esse material resistente a calor exibe resistência negativa em relação a sua velocidade de deslizamento.

Como um membro de vedação anular esférico para superar as desvantagens da vedação de escape descrita acima, um revelado no Documento de Patente 2 é conhecido. Um membro de vedação anular esférico 700 descrito nesse Documento de Patente 2 e mostrado nas Figuras 22 e 23 é compreendido de: um membro de base anular esférico 705 definido por uma superfície interna cilíndrica 701, uma superfície esférica parcialmente convexa 702 e faces de extremidade anulares laterais de diâmetro grande e pequeno 703 e 704 da superfície esférica parcialmente convexa 702; e uma camada externa 706 formada integralmente no membro de base anular esférico 705. O membro de base anular esférico 705 inclui um membro de reforço 707 feito de uma rede de arame de metal e um material resistente a calor 708 que contém grafite expandida e comprimida de maneira a preencher malhas da rede de arame de metal do membro de reforço 707 e a ser integrada ao membro de reforço 707 na forma misturada, e a camada externa 706 é compreendida de uma camada de base 714 que inclui um membro de reforço 709 feito de uma rede de arame de metal e comprimida e um material resistente a calor 713 que contém grafite expandida, comprimida de maneira de maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal do membro de reforço 709 e a ser ligada por pressão de modo apertado ao membro de reforço 709 e ter uma superfície 712 que é rente a uma superfície 710 do membro de reforço 709 e forma uma superfície intermediária da camada externa 711 junto com aquela superfície 710, sendo que a camada de base 714 é formada integramente com a superfície esférica parcialmente convexa 702 e de uma camada deslizante 715 de uma composição lubrificante que é integralmente aderida à e formada na camada de base 714 na superfície intermediária da camada externa 711. A superfície intermediária da camada externa 711 da camada de base 714 formada pelo membro de reforço 709 e pelo material resistente a calor 713 na camada externa 706 é ponteada com a superfície 710 daquele membro de reforço 709 em uma razão de área de 5 a 35%, a rugosidade de superfície da superfície intermediária da camada externa 711 é 5 a 30 pm na média aritmética de rugosidade Ra e uma superfície 716 da camada externa 706 exposta ao lado externo é constituída pela superfície lisa 717 da camada deslizante 715.

No membro de vedação anular esférico 700 descrito acima, a superfície intermediária da camada externa 711 da camada de base 714 é ponteada com a superfície 710 do membro de reforço 709 em uma razão da área de 5 a 35%, a camada deslizante 715 de uma composição lubrificante é integralmente formada ao revestir aquela superfície intermediária da camada externa 711, e a superfície 716 da camada externa 706 exposta ao lado de fora é formada por uma superfície lisa 717 da camada deslizante 715. Portanto, na fricção de deslizamento com os membros correspondentes, é possível evitar fricção local do membro de reforço 709 na camada externa 706 com a superfície dos membros correspondentes, com o resultado de que é possível para evitar o dano da superfície dos membros correspondentes e evitar que a mesma se torne áspera devido à fricção de deslizamento, do modo mais prático possível, fazendo com que seja possível dessa forma, evitar declínio na vedabilidade. Além disso, visto que a fricção de deslizamento acontece através de uma película lubrificante apropriada formada na superfície dos membros correspondentes em virtude da ação de raspar uma película lubrificante excessiva formada na superfície dos membros correspondentes, é possível evitar a geração de ruído de fricção anormal, do modo mais prático possível.

O membro de vedação anular esférico descrito no Documento de Patente 2 tem as vantagens descritas acima. No entanto, nos casos em que movimentos oscilantes bem pequenas ou cargas axiais excessivas que acontecem durante, por exemplo, repouso ou espera em um sinal de trânsito são aplicadas ao membro de vedação anular esférico 700 continuamente por longos períodos de tempo, a camada deslizante 715 da camada externa 706 pode ser desgastada pela fricção de deslizamento com os membros correspondentes e a fricção de deslizamento pode alterar, então, para aquela com a superfície intermediária da camada externa 711 constituída pela superfície 710 do membro de reforço 709 e a superfície 712 do material resistente a calor 713 rente à superfície 710 daquele membro de reforço 709, com o resultado de que o membro de reforço 709 da superfície intermediária da camada externa 711 pode ser possivelmente desgastada. Se o membro de reforço 709 dessa superfície intermediária da camada externa 711 se toma destacada, a fricção de deslizamento altera para aquela com o material resistente a calor 713 da superfície intermediária da camada externa 711, em cujo caso, da mesma maneira que a vedação de escape descrita no Documento de Patente 1 descrito acima, a superfície de fricção de deslizamento com os membros correspondentes é constituída somente pela superfície do material resistente a calor 713 exposta, e portanto há uma possibilidade de gerar ruído de fricção anormal, o que é uma desvantagem similar àquela da vedação de escape descrita no Documento de Patente 1 descrito acima.

Como um resultado da condução de estudos de resistência em vista das circunstâncias descritas acima, ao focar a atenção na superfície esférica parcialmente convexa do membro de vedação anular esférico que inclui a camada externa que constitui a superfície de fricção de deslizamento com os membros correspondentes, os presentes inventores observaram que um membro de vedação anular esférico em que camadas intermediárias, que são, cada uma, compreendidas de um membro de reforço feitos de uma rede de arame de metal e um material resistente a calor que contém grafite expandida que preenche as malhas da rede de arame de metal desse membro de reforço e integrado ao membro de reforço em uma forma misturada e em que o membro de reforço é exposto com uma razão da área de uma proporção predeterminada, são laminadas na superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico radial e integralmente e em uma forma de múltiplas camadas, em sua fricção de deslizamento com os membros correspondentes sofre fricção de deslizamento por uma superfície compósita lisa em que a superfície do material resistente a calor e a superfície do membro de reforço são constantemente expostas de forma misturada, de modo que a carga aplicada a cada um dentre o material resistente a calor e o membro de reforço é reduzida, com o resultado que, mesmo se muitos movimentos oscilantes pequenos ou cargas axiais excessivas forem aplicadas continuamente por longos períodos de tempo, é possível evitar, do modo mais prático possível, a geração de ruído de fricção anormal sem causar dano aos membros correspondentes.

A presente invenção foi projetada em vista das observações descritas acima e o seu objetivo é fornecer um membro de vedação anular esférico que tenha a capacidade de evitar, do modo mais prático possível, a geração de ruído de fricção anormal em sua fricção de deslizamento com os membros correspondentes, bem como um método de fabricação do mesmo.

Meios Para Solucionar os Problemas

Um membro de vedação anular esférico para uso em uma articulação de tubo de escape, de acordo com a presente invenção, compreende: um membro de base anular esférico definido por uma superfície interna cilíndrica, uma superfície esférica parcialmente convexa e faces de extremidade anulares laterais de diâmetro grande e pequeno da superfície esférica parcialmente convexa; uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas que são formadas integralmente na superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico e são laminadas em uma direção radial; e uma camada externa formada integralmente em uma superfície esférica parcialmente convexa de uma mais externa dentre a pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas, em que o membro de base anular esférico inclui um membro de reforço para o membro de base anular esférico feito de uma rede de arame de metal em malha comprimida feita em malha com uso de fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 a 0,32 mm e cujo tamanho de malha tem 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura e um material resistente a calor para o membro de base anular esférico que contém grafite expandida e comprimida de uma maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha do membro de reforço e a ser formada integralmente com o membro de reforço de forma misturada, em que cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas inclui um membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feito a partir da rede de arame de metal em malha comprimida feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e um material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém grafite expandida e comprimida de uma maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha do membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e ser formada integralmente com o membro de reforço de forma misturada, sendo uma razão da área de ocupação de uma superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa em uma superfície externa de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas é 30 a 60%, e em que a camada externa inclui um membro de reforço para a camada externa feita a partir de uma rede de arame de metal em malha comprimida feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura, um lubrificante sólido que consiste em uma composição lubrificante e um material resistente a calor para a camada externa que contém grafite expandida, sendo que o material resistente a calor para a camada externa e o lubrificante sólido são comprimidos de uma maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha do membro de reforço para a camada externa, em que uma superfície externa da camada externa é formada em uma superfície compósita lisa em que uma superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa e uma superfície constituída pelo lubrificante sólido são expostas de forma misturada, em que uma razão da área de ocupação da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa na superfície externa da camada externa é 30 a 60%.

De acordo com o membro de vedação anular esférico de acordo com a presente invenção, na camada externa que constitui a superfície de fricção de deslizamento com os membros correspondentes, o membro de reforço para a camada externa feita de uma rede de arame de metal em malha que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura, o lubrificante sólido que consiste na composição lubrificante e o material resistente a calor para a camada externa que contém grafite expandida são comprimidos de modo que o lubrificante sólido e o material resistente a calor para a camada externa sejam preenchidos em malhas da rede de arame de metal em malha do membro de reforço para a camada externa e a superfície externa da camada externa seja formada em uma superfície compósita lisa em que uma superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa e uma superfície constituída pelo lubrificante sólido são expostas de forma misturada, uma razão da área de ocupação da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa na superfície externa da camada externa é 30 a 60%. Portanto, na fricção de deslizamento com os membros correspondentes, a carga aplicada a cada um dentre o material resistente a calor e o membro de reforço para a camada externa é reduzida, com o resultado de que, mesmo se movimentos oscilantes muito pequenos ou cargas axiais sejam aplicados continuamente por longos períodos de tempo, é possível evitar, do modo mais prático possível, a geração de ruído de fricção anormal sem causar dano aos membros correspondentes.

Adicionalmente, de acordo com o membro de vedação anular esférico de acordo com a presente invenção, mesmo se essa camada externa for desgastada e perdida devido à fricção de deslizamento com os membros correspondentes e a fricção de deslizamento tenha alterado para aquela entre os membros correspondentes e a camada intermediária esférica parcialmente convexa, visto que cada uma dentre a pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas laminadas na direção axial inclui o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de arame de metal em malha que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e o material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém grafite expandida e comprimida de uma maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha desse membro de reforço e a ser formada integralmente com a rede de arame de metal em malha daquele membro de reforço de forma misturada e visto que a razão da área de ocupação da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície externa de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas é 30 a 60%, o deslizamento com os membros correspondentes acontece constantemente perto da superfície externa exposta onde a superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e a superfície constituída pelo material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa estão presentes de forma misturada e a carga aplicada a cada um dentre o material resistente a calor e o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é reduzida. Como um resultado, mesmo se movimentos oscilantes muito pequenos ou cargas axiais sejam aplicados continuamente por longos períodos de tempo, a possibilidade de causar dano, tal como marcas de fricção de deslizamento na superfície dos membros correspondentes, é mínima, e é possível evitar, do modo mais prático possível, que a superfície dos membros correspondentes se torne mais áspera. Portanto, é possível evitar, do modo mais prático possível, um declínio na vedabilidade entre a superfície esférica parcialmente convexa da camada intermediária esférica parcialmente convexa e os membros correspondentes e evitar a geração de ruído de fricção anormal, do modo mais prático possível.

No membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção, sua superfície interna cilíndrica pode ser uma superfície constituída pela grafite expandida do material resistente a calor para o membro de base anular esférico ou uma superfície constituída pela rede de arame de metal em malha do membro de reforço para o membro de base anular esférico.

Em particular, se a superfície interna cilíndrica do membro de base anular esférico do membro de vedação anular esférico for constituída pela superfície da rede de arame de metal em malha do membro de reforço para o membro de base anular esférico, a fricção entre a superfície interna cilíndrica e a superfície externa do tubo de escape é melhorada no momento do encaixe e da fixação do membro de vedação anular esférico na superfície periférica externa do tubo de escape, de modo que o membro de vedação anular esférico seja firmemente fixo à superfície externa do tubo de escape.

No membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção, cada um dos materiais resistentes a calor para o membro de base anular esférico, a camada intermediária esférica parcialmente convexa e a camada externa podem conter, além da grafite expandida, 1,0 a 16,0% em massa de um fosfato que serve como um inibidor de oxidação e podem conter adicionalmente nos mesmos 0,05 a 5,0% em massa de um ácido fosfórico.

O material resistente a calor que contém um fosfato que serve como um inibidor de oxidação, ou um fosfato e um fosfato, e grafite expandida tem a capacidade de aprimorar as características de resistência a calor e de desgaste oxidativo do próprio membro de vedação anular esférico e permite o uso do membro de vedação anular esférico em uma região de temperatura alta.

No membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção, a composição lubrificante contém preferencialmente 23 a 57% em massa de um nitreto de boro hexagonal, 5 a 15% em massa de alumina hidratada e 33 a 67% em massa de uma resina de politetrafluoroetileno.

De acordo com tal um membro de vedação anular esférico, visto que a superfície externa da camada externa é formada em uma superfície compósita lisa em que a superfície feita a partir da rede de arame de metal em malha do membro de reforço para a camada externa e a superfície constituída pelo lubrificante sólido que consiste em 23 a 57% em massa de um nitreto de boro hexagonal, 5 a 15% em massa de alumina hidratada e 33 a 67% em massa de uma resina de politetrafluoroetileno estão presentes de forma misturada, é possível evitar que o lubrificante sólido saia da superfície externa da camada externa, com o resultado de que o deslizamento com os membros correspondentes acontece em períodos de tempo estendidos perto da superfície lisa em que o lubrificante sólido e o membro de reforço para a camada externa estão presentes de forma misturada, fazendo com que seja possível, dessa forma, evitar a geração de ruído de fricção anormal, do modo mais prático possível.

Um método de fabricação de um membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção, para uso em uma articulação de tubo de escape e que inclui um membro de base anular esférico definido por uma superfície interna cilíndrica, uma superfície esférica parcialmente convexa e faces de extremidade anulares laterais de diâmetro grande e pequeno da superfície esférica parcialmente convexa; uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas que são formadas integralmente na superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico e são laminadas em uma direção radial; e uma camada externa formada integralmente em uma a superfície esférica parcialmente convexa de uma mais externa dentre a pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas, compreende as etapas de: (a) preparar uma folha de grafite expandida constituída pela grafite expandida; (b) preparar uma rede de arame de metal em malha no formato de uma correia que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 a 0,32 mm e cujo tamanho de malha tem 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura; (c) após formar uma montagem sobreposta por sobreposição da rede de arame de metal em malha no formato de uma correia na folha de grafite expandida, torcer a montagem sobreposta em um formato cilíndrico oco, para formar, dessa forma, uma parte de base tubular; (d) inserir outra folha de grafite expandida constituída pela grafite expandida entre duas camadas de uma rede de arame de metal em malha cilíndrica oca que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e formar a rede de arame de metal em malha cilíndrica oca em uma rede de arame de metal em malha achatada ao pressurizar a rede de arame de metal em malha cilíndrica oca com a outra folha de grafite expandida inserida em uma direção de espessura da outra folha de grafite expandida, para formar, dessa forma, uma folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa em que a grafite expandida da outra folha de grafite expandida é preenchida em malhas da rede de arame de metal em malha achatada e que é constituída pela grafite expandida da outra folha de grafite expandida e pela rede de arame de metal em malha achatada integrada à grafite expandida de forma misturada, em que uma razão da área de ocupação de uma superfície constituída pela rede de arame de metal em malha achatada em uma superfície externa onde a superfície constituída pela rede de arame de metal em malha achatada e uma superfície constituída pela grafite expandida da outra folha de grafite expandida estão presentes de forma misturada é 30 a 60%; (e) torcer a folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa ao redor de uma superfície periférica externa do parte de base tubular pelo menos duas vezes, para formar, dessa forma, um membro de base tubular; (f) preparar ainda outra folha de grafite expandida constituída por grafite expandida e formar uma camada de revestimento de um lubrificante sólido em uma superfície da ainda outra folha de grafite expandida, para formar uma folha de múltiplas camadas; (g) inserir a folha de múltiplas camadas entre duas camadas de outra rede de arame de metal em malha cilíndrica oca e formar a outra rede de arame de metal em malha cilíndrica oca em outra rede de arame de metal em malha achatada ao pressurizar a outra rede de arame de metal em malha cilíndrica oca com a folha de múltiplas camadas inserida entre as duas camadas em uma direção de espessura da folha de múltiplas camadas, para formar, dessa forma, uma folha para a camada externa em que a grafite expandida da ainda outra folha de grafite expandida da folha de múltiplas camadas e o lubrificante sólido da camada de revestimento formado em uma superfície da folha de grafite expandida estão preenchidos em malhas da outra rede de arame de metal em malha achatada e que é constituída pela grafite expandida da ainda outra folha de grafite expandida, pelo lubrificante sólido da camada de revestimento e pela outra rede de arame de metal em malha achatada integrada à grafite expandida e ao lubrificante sólido de forma misturada, em que uma razão da área de ocupação de uma superfície constituída pela rede de arame de metal em malha achatada em uma superfície externa onde a superfície constituída pela outra rede de arame de metal em malha achatada, uma superfície constituída pela grafite expandida da ainda outra folha de grafite expandida e uma superfície constituída pelo lubrificante sólido da camada de revestimento formado em uma superfície da ainda outra folha de grafite expandida estão presentes de forma misturada é 30 a 60%; (h) torcer a folha para a camada externa ao redor de uma superfície periférica externa do membro de base tubular em um estado em que a superfície externa da folha para a camada externa onde a superfície constituída pela outra rede de arame de metal em malha achatada, a superfície constituída pela grafite expandida e a superfície constituída pelo lubrificante sólido estão presentes de forma misturada seja colocada em um lado externo, para formar, dessa forma, uma pré-conformação cilíndrica; e (i) encaixar a pré-conformação cilíndrica sobre uma superfície periférica externa de um núcleo de uma matriz, colocar o núcleo na matriz e submeter a pré- conformação cilíndrica à conformação por compressão na matriz em uma direção axial do núcleo, em que o membro de base anular esférico inclui um membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de arame de metal em malha comprimida feita em malha com uso do fio de metal fino com o diâmetro de 0,28 a 0,32 mm e cujo tamanho de malha tem 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura e um material resistente a calor para o membro de base anular esférico que contém a grafite expandida e comprimida de maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha do membro de reforço e ser formada integralmente com o membro de reforço de forma misturada, em que cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas inclui um membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de arame de metal em malha comprimida feita em malha com uso do fio de metal fino com o diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e um material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém a grafite expandida e comprimida de maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha do membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e a ser formada integralmente com o membro de reforço de forma misturada, em que a razão da área de ocupação da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície externa de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas é 30 a 60%, e em que a camada externa inclui um membro de reforço para a camada externa feito a partir de uma rede de arame de metal em malha comprimida feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura, um lubrificante sólido que consiste em uma composição lubrificante e um material resistente a calor para a camada externa que contém grafite expandida, sendo que o material resistente a calor para a camada externa e o lubrificante sólido são comprimidos de maneira a serem encaixados nas malhas da rede de arame de metal do membro de reforço para a camada externa, em que uma superfície externa da camada externa é formada em uma superfície compósita lisa em que uma superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa e uma superfície constituída pelo lubrificante sólido são expostas de forma misturada, em que a razão da área de ocupação da superfície constituída pelo material resistente a calor para a camada externa na superfície externa da camada externa é 30 a 60%.

De acordo com o método de fabricação de um membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção, a folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é formada ao inserir outra folha de grafite expandida constituída pela grafite expandida entre duas camadas de uma rede de arame de metal em malha cilíndrica oca que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e ao pressurizar a rede de arame de metal em malha cilíndrica oca na direção de espessura da outra folha de grafite expandida, de modo que a grafite expandida da outra folha de grafite expandida comprimida é preenchida nas malhas da rede de arame de metal em malha achatada, sendo que a folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é constituída, portanto, pela grafite expandida da outra folha de grafite expandida e pela rede de arame de metal em malha achatada integrada com aquela grafite expandida de forma misturada, em que a razão da área de ocupação da superfície constituída pela rede de arame de metal em malha achatada na superfície externa onde a superfície constituída pela rede de arame de metal em malha achatada e a superfície constituída pela grafite expandida da outra folha de grafite expandida estão presentes de forma misturada é 30 a 60%.

Visto que as camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas formadas ao torcer essa folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa pelo menos duas vezes são laminadas da superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico radial e integralmente na forma de múltiplas camadas, com o membro de vedação anular esférico de acordo com o método de fabricação, de acordo com a presente invenção, mesmo se a superfície de deslizamento com os membros correspondentes tenha alterado para a camada intermediária esférica parcialmente convexa devido à fricção de deslizamento com os membros correspondentes, o deslizamento com os membros correspondentes acontece constantemente perto da superfície externa do exposto camada intermediária esférica parcialmente convexa onde a superfície constituída pela rede de arame de metal em malha comprimida que serve como o membro de reforço e a superfície constituída pela grafite expandida comprimida que serve como o material resistente a calor estão presentes de forma misturada, e a carga aplicada a cada um dentre o material resistente a calor e o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é reduzida. Como um resultado, mesmo se movimentos oscilantes muito pequenos ou cargas axiais sejam aplicados continuamente por longos períodos de tempo, a possibilidade de causar dano, tal como marcas de fricção de deslizamento na superfície dos membros correspondentes, é mínima, e é possível evitar, do modo mais prático possível, que a superfície de membros correspondentes se tome áspera devido ao dano. Consequentemente, é possível evitar, do modo mais prático possível, um declínio na vedabilidade entre a superfície esférica parcialmente convexa da camada intermediária esférica parcialmente convexa e os membros correspondentes e evitar a geração de ruído de fricção anormal, do modo mais prático possível.

No método de fabricação de um membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção, cada uma das folhas de grafite expandidas pode conter, além de grafite expandida, 1,0 a 16,0% em massa de um fosfato que serve como um inibidor de oxidação e pode conter adicionalmente na mesma 0,05 a 5,0% em massa de um ácido fosfórico.

A camada de revestimento na uma superfície da ainda outra folha de grafite expandida que serve como a camada externa pode ser formada por aplicação de uma dispersão aquosa naquela uma superfície por meios de escovação, revestimento com rolo, pulverização ou similares, sendo que a dispersão aquosa é uma em que um pó de nitreto de boro hexagonal e um pó de resina de politetrafluoroetileno são contidos de modo disperso em um sol de alumina em que partículas de alumina hidratada são contidas de modo disperso em água que contém um ácido como um meio de dispersão e cuja concentração de íons de hidrogênio (pH) exibe 2 a 3, sendo que a dispersão aquosa contém de modo disperso como um teor de sólido 30 a 50% em massa da composição lubrificante que contém 23 a 57% em massa do pó de nitreto de boro hexagonal, 33 a 67% em massa do pó de resina de politetrafluoroetileno e 5 a 15% em massa de alumina hidratada.

Vantagens da Invenção

De acordo com a presente invenção, mesmo se a camada externa for desgastada e perdida devido à fricção de deslizamento com os membros correspondentes e a fricção de deslizamento tenha alterado para aquela entre os membros correspondentes e a camada intermediária esférica parcialmente convexa, visto que cada uma dentre a pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas inclui o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de arame de metal em malha que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e o material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém grafite expandida e comprimida de maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha desse membro de reforço e a ser formada integralmente com aquele membro de reforço de forma misturada e visto que a razão da área de ocupação da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície externa de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas é 30 a 60%, o deslizamento com os membros correspondentes acontece constantemente perto da superfície externa exposta onde a superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e a superfície constituída pelo material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa estão presentes de forma misturada, e a carga aplicada a cada um dentre o material resistente a calor e o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é reduzida. Como um resultado, mesmo se movimentos oscilantes muito pequenos ou cargas axiais sejam aplicados continuamente por longos períodos de tempo, a possibilidade de causar dano, tal como marcas de fricção de deslizamento, na superfície dos membros correspondentes é mínima e é possível evitar, do modo mais prático possível, que a superfície de membros correspondentes se tome áspera devido ao dano. Consequentemente, é possível fornecer um membro de vedação anular esférico que tem a capacidade de evitar, do modo mais prático possível, um declínio na vedabilidade entre a superfície esférica parcialmente convexa da camada intermediária esférica parcialmente convexa e os membros correspondentes e de evitar a geração de ruído de fricção anormal, do modo mais prático possível, e um método de fabricação do mesmo.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista em corte transversal explicativa de uma modalidade de um membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 é um diagrama esquemático parcialmente aumentado do membro de vedação anular esférico mostrado na Figura 1;

A Figura 3 é uma vista em perspectiva explicativa de uma rede de arame de metal em malha no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 4 é uma vista em perspectiva explicativa de uma folha de grafite expandida no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 5 é uma vista plana explicativa de malhas de uma rede de arame de metal em malha no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 6 é uma vista em perspectiva explicativa de uma montagem sobreposta no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 7 é uma vista plana explicativa de um parte de base tubular no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 8 é uma vista em corte transversal explicativa, tirada na direção das setas VIII - VIII, da parte de base tubular mostrada na Figura 7;

A Figura 9 é um diagrama explicativo do processo de fabricação de uma camada intermediária esférica parcialmente convexa no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 10 é uma vista em corte transversal explicativa do processo de fabricação da camada intermediária esférica parcialmente convexa no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 11 é uma vista em corte transversal explicativa da camada intermediária esférica parcialmente convexa no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 12 é uma vista plana explicativa na forma de uma fotografia da camada intermediária esférica parcialmente convexa no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 13 é uma vista plana explicativa de um membro de base tubular no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 14 é uma vista em corte transversal explicativa, tirada na direção das setas IVX - IVX, do membro de base tubular mostrado na Figura 13;

A Figura 15 é uma vista em corte transversal explicativa de uma folha de múltiplas camadas que tem uma camada de revestimento no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 16 é um diagrama explicativo do processo de fabricação de uma folha para uma camada externa no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 17 é uma vista em corte transversal explicativa da folha para a camada externa no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 18 é uma vista plana explicativa de uma pré- conformação cilíndrica no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 19 é uma vista em corte transversal explicativa de um estado em que a pré-conformação cilíndrica é disposta em uma matriz no processo de fabricação do membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 20 é uma vista em corte transversal explicativa de uma articulação esférica de tubo de escape que incorpora o membro de vedação anular esférico, de acordo com a presente invenção;

A Figura 21 é um diagrama explicativo de um sistema de escape de um mecanismo motor de automóvel;

A Figura 22 é uma vista em corte transversal explicativa que ilustra um membro de vedação anular esférico convencional; e

A Figura 23 é um em corte transversal explicativa parcialmente aumentada do membro de vedação anular esférico mostrado na Figura 22.

Modo de Execução da Invenção

A seguir, uma descrição mais detalhada será dada da presente invenção com base nas modalidades ilustradas nos desenhos. Deve-se observar que a presente invenção não é limitada a essas modalidades.

Uma descrição será dada de materiais constituintes de um membro de vedação anular esférico e um método de fabricação de o membro de vedação anular esférico de acordo com a invenção. < Folha de Grafite Expandida I e Método de Fabricação da Mesma

Enquanto ácido sulfúrico concentrado de uma concentração de 98% está sendo agitado, uma solução aquosa de 60% de peróxido de hidrogênio é adicionada ao mesmo como um agente oxidante, e essa solução é utilizada como uma solução de reação. Essa solução de reação é resfriada e mantida em uma temperatura de 10 °C e pó de grafite em flocos natural que tem um tamanho de partícula de 30 a 80 malhas é adicionado à solução de reação para efetuar a reação por um momento predeterminado. Após a reação, o pó de grafite tratado com ácido é separado por filtração por sucção e uma operação é repetida duas vezes em que o pó de grafite tratado com ácido é agitado em água, para remover suficientemente, dessa forma, o teor de ácido sulfúrico do pó de grafite tratado com ácido. Então, o pó de grafite tratado com ácido com o teor de ácido sulfúrico suficientemente removido é seco em um forno de secagem por um momento predeterminado e é utilizado como um pó de grafite tratado com ácido.

O pó de grafite tratado com ácido descrito acima é submetido a tratamento de aquecimento (expansão) por 1 a 10 segundos em temperaturas de 960 a 1.200 °C para produzir gás dissociado. Os intervalos entre camadas de grafite são expandidos por sua pressão gasosa para formar partículas de grafite expandidas (taxa de expansão: 240 a 300 vezes). Essas partículas de grafite expandidas são alimentadas a um aparelho de dois rolos ajustado a um acunhamento de rolo desejado e são submetidas à conformação por rolo, fabricando, dessa forma uma folha de grafite expandida I que tem uma espessura desejada. < Folha de Grafite Expandida II e Método de Fabricação da Mesma

Enquanto o pó de grafite tratado com ácido obtido em um método similar àquele para o pó de grafite tratado com ácido descrito acima está sendo agitado, uma solução em que uma solução aquosa de, por exemplo, fosfato primário de alumínio [AI(H2PO4)3] de uma concentração de 50% como um fosfato é diluída com metanol é composta com aquele pó de grafite tratado com ácido por pulverização e é agitada uniformemente para fabricar uma mistura que tem molhabilidade. Essa mistura que tem molhabilidade é seca em um forno de secagem por um momento predeterminado. Então, essa mistura seca é submetida a tratamento de aquecimento (expansão) por 1 a 10 segundos em temperaturas de 950 a 1.200 °C para produzir gás dissociado. Os intervalos entre camadas de grafite são expandidos por sua pressão gasosa para formar partículas de grafite expandidas (taxa de expansão: 240 a 300 vezes). Nesse processo de tratamento de expansão, a água na fórmula estrutural de fosfato primário de alumínio é eliminada. Essas partículas de grafite expandidas são alimentadas a um aparelho de dois rolos ajustado a um acunhamento de rolo desejado e são submetidas à conformação por rolo, fabricando, dessa forma uma folha de grafite expandida II que tem uma espessura desejada. < Folha de Grafite Expandida III e Método de Fabricação da Mesma

Enquanto o pó de grafite tratado com ácido obtido em um método similar àquele para o pó de grafite tratado com ácido descrito acima está sendo agitado, uma solução em que uma solução aquosa de, por exemplo, fosfato primário de alumínio de uma concentração de 50% como um fosfato e uma solução aquosa de, por exemplo, ácido ortofosfórico (H3PO4) de uma concentração de 84% como um ácido fosfórico são diluídas com metanol são compostas com aquele pó de grafite tratado com ácido por pulverização e são agitadas uniformemente para fabricar uma mistura que tem molhabilidade. Essa mistura que tem molhabilidade é seca em um forno de secagem por um momento predeterminado. Então, essa mistura seca é submetida a tratamento de aquecimento (expansão) por 1 a 10 segundos em temperaturas de 950 a 1.200 °C para produzir gás dissociado. Os intervalos entre camadas de grafite são expandidos por sua pressão gasosa para formar partículas de grafite expandidas (taxa de expansão: 240 a 300 vezes). Nesse processo de tratamento de expansão, a água na fórmula estrutural de fosfato primário de alumínio é eliminada e o ácido ortofosfórico passa por reação de desidratação para produzir pentóxido de fósforo. Essas partículas de grafite expandidas são alimentadas a um aparelho de dois rolos ajustado a um acunhamento de rolo desejado e são submetidas à conformação por rolo, fabricando, dessa forma uma folha de grafite expandida III que tem uma espessura desejada.

Na folha de grafite expandida III fabricada assim, o fosfato primário de alumínio é preferencialmente contido em uma razão de 1,0 a 16,0% em massa. Na folha de grafite expandida III, o fosfato primário de alumínio e pentóxido de fósforo são preferencialmente contidos em uma razão de 1,0 a 16,0% em massa e em uma razão de 0,05 a 5,0% em massa, respectivamente. Essa grafite expandida que contém o fosfato ou o fosfato e pentóxido de fósforo permite o uso a, por exemplo, 600 °C ou uma faixa de temperatura alta que excede 600 °C visto que a própria resistência a calor da grafite expandida é aprimorada e a ação inibidora de oxidação é concedida a mesma. Aqui, como o fosfato, é possível utilizar, além do fosfato primário de alumínio mencionado anteriormente, fosfato primário de lítio (LÍH2PO4), fosfato secundário de lítio (Li2HPO4), fosfato primário de cálcio [Ca(H2PO4)2], fosfato secundário de cálcio (CaHPO4), fosfato secundário de alumínio [AI2(HPO4)2] e similares. Como o ácido fosfórico, é possível utilizado ácido metafosfórico (HPO3), ácido polifosfórico e similares, além do ácido ortofosfórico mencionado anteriormente.

Nas folhas de grafite expandidas I, II, e III descritas acima, sua densidade é adequadamente 1,0 a 1,5 Mg/m3, preferencialmente 1,0 a 1,2 Mg/m3, e sua espessura é adequadamente 0,30 a 0,60 mm. < A Respeito da Rede de arame de metal em malha

Uma rede de arame de metal em malha é formada adequadamente fazendo-se em malha um ou mais fios de metal finos, incluindo, como um fio com base em ferro, um fio de aço inoxidável feito de, tal como, aços inoxidáveis austeníticos SUS 304, SUS 310S e SUS 316, um aço inoxidável ferrítico SUS 430 ou um fio de ferro (JIS G 3532) ou um fio de aço revestido com zinco (JIS G 3547), ou, com um fio com base em cobre, um fio de liga metálica de cobre-níquel (cupro-níquel), um fio de liga metálica de cobre-níquel-zinco (argentão), um fio de latão ou um fio de cobre e berílio.

Como a rede de arame de metal em malha para um membro de base anular esférico, um fio de metal fino cujo diâmetro é 0,28 a 0,32 mm é utilizado adequadamente. Nos termos de tamanho de malha da rede de arame de metal em malha formada pelo fio de metal fino daquele diâmetro, um tamanho de malha de 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura ou cerca de é adequado, conforme mostrado na Figura 5. Entrementes, como a rede de arame de metal em malhas para uma camada intermediária esférica parcialmente convexa e para uma camada externa, um fio de metal fino cujo diâmetro é 0,10 a 0,20 mm é adequadamente utilizado. Em termos do tamanho de malha da rede de arame de metal em malha formada pelo fio de metal fino daquele diâmetro, um tamanho de malha de 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura ou cerca de é adequado, conforme mostrado na Figura 5. < A Respeito do Lubrificante sólido

Como um lubrificante sólido, é possível ilustrar como um exemplo preferencial uma composição lubrificante que contém 23 a 57% em massa de um nitreto de boro hexagonal (doravante abreviado como “h-BN”), 5 a 15% em massa de alumina hidratada e 33 a 67% em massa de uma resina de politetrafluoroetileno (doravante referida como “PTFE”).

No processo de fabricação, esse lubrificante sólido é utilizado na forma de uma dispersão aquosa em que um pó de h-BN e um pó de PTFE são contidos de modo disperso em um sol de alumina em que partículas de alumina hidratada são contidas de modo disperso em água que contém um ácido como um meio de dispersão e cuja concentração de íons de hidrogênio (pH) exibe 2 a 3, sendo que a dispersão aquosa contém de modo disperso como um teor de sólido 30 a 50% em massa de uma composição lubrificante contém 23 a 57% em massa do pó de h-BN, 33 a 67% em massa do pó de PTFE e 5 a 15% em massa de alumina hidratada. O pó de h-BN e o pó de PTFE para formar a dispersão aquosa são preferencialmente pós os mais finos possível e pós finos com um tamanho de partícula médio de 10 pm ou menos, mais preferencialmente 0,5 pm ou menos, são adequadamente utilizados como esses pós.

A alumina hidratada para formar o sol de alumina na dispersão aquosa é um composto que é expresso por uma fórmula de composição: AI2O3-nH2O (na fórmula de composição, 0 < n < 3). No composto, n é normalmente um número que excede 0 (zero) e menor que 3, preferencialmente 0,5 a 2, mais preferencialmente 0,7 a 1,5 ou cerca de. Como a alumina hidratada, é possível citar, por exemplo, monohidrato de alumina (óxido hidróxido de alumínio) tal como boemita (AI2O3 H2O) e diásporo (AI2O3 H2O), trihidrato de alumina tal como gibbsita (AI2O3 3H2O) e baierita (AI2O3 3H2O), pseudoboemita e similares.

A seguir, referindo-se aos desenhos, uma descrição será dada de um método de fabricação de um membro de vedação anular esférico composto pelos materiais constituintes descritos acima. (Primeiro Processo) Conforme mostrado na Figura 3, uma rede de arame de metal em malha cilíndrica oca 1, que formada ao fazer-se em malha um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 a 0,32 mm em um formato cilíndrico e cujo tamanho de malha tem 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura ou cerca de (consulte a Figura 5), é passada entre os rolos 2 e 3 de modo a serem pressurizadas, fabricando, dessa forma, uma rede de arame de metal em malha no formato de uma correia 4 que tem uma largura predeterminada D. Uma rede de arame de metal em malha 5 para um membro de base anular esférico é preparada, então, ao cortar a rede de arame de metal em malha 4 em um comprimento predeterminado L. (Segundo Processo) Conforme mostrado na Figura 4, uma folha de grafite expandida 6 (composta por uma dentre a folha de grafite expandida I, a folha de grafite expandida II e a folha de grafite expandida III) é preparada como uma largura d de 1,10 x D a 2,1 x D em relação à largura D da rede de arame de metal em malha 5, um comprimento I de 1,30 x L a 2,7 x L em relação ao comprimento L da rede de arame de metal em malha 5, uma densidade de 1,0 a 1.5 Mg/m3, preferencialmente 1,0 a 1,2 Mg/m3, e uma espessura de 0,30 a 0,60 mm. (Terceiro Processo) Uma montagem sobreposta 12 em que a folha de grafite expandida 6 e a rede de arame de metal em malha 5 são sobrepostas uma em cima da outra é preparada como se segue: Para garantir que a grafite expandida da folha de grafite expandida 6 seja completamente exposta em uma face de extremidade anular lateral de diâmetro grande 40 e um face de extremidade anular lateral de diâmetro pequeno 41 de uma superfície esférica parcialmente convexa 39 em um membro de vedação anular esférico 46 descrito abaixo (consulte a Figura 1), conforme mostrado na Figura 6, a folha de grafite expandida 6 é feita para se projetar na direção da largura por um máximo de 0,1 x D a 0,3 x D de uma extremidade de espessura 7 da rede de arame de metal em malha 5, que serve como a face de extremidade anular lateral de diâmetro grande 40 de uma superfície esférica parcialmente convexa 44. Também, a quantidade de projeção de largura, δ1, da folha de grafite expandida 6 da extremidade 7 é feita maior que a quantidade de sua projeção de largura, δ2, a partir da outra extremidade de largura 8 da rede de arame de metal em malha 5, que serve como a face de extremidade anular lateral de diâmetro pequeno 41 da superfície esférica parcialmente convexa 44. Adicionalmente, a folha de grafite expandida 6 é feita para se projetar na direção longitudinal por um máximo de 1,3 x |_ a 2,7 x |_ a partir de uma extremidade longitudinal 9 da rede de arame de metal em malha 5, enquanto a outra extremidade longitudinal 10 da rede de arame de metal em malha 5 e uma extremidade longitudinal 11 da folha de grafite expandida 6 que correspondem àquela extremidade 10 são igualadas. (Quarto Processo) Conforme mostrado na Figura 7, a montagem sobreposta 12 é torcida com a rede de arame de metal em malha 5 colocada no lado interno de modo que a folha de grafite expandida 6 seja torcida com mais três voltas, formando, dessa forma, uma parte de base tubular 13 em que a rede de arame de metal em malha 5 é exposta no lado periférico interno e a folha de grafite expandida 6 é exposta no lado periférico externo. Como a folha de grafite expandida 6, uma é preparada com antecedência que tem um comprimento I de 1,3 x L a 2,7 x L em relação ao comprimento L da rede de arame de metal em malha 5 de modo que o número de voltas de enrolamento da folha de grafite expandida 6 na parte de base tubular 13 se tome maior que o número de voltas de enrolamento da rede de arame de metal em malha 5. Na parte de base tubular 13, conforme mostrado na Figura 8, a folha de grafite expandida 6 em seu lado de extremidade de largura se projeta na direção de largura perto de 51 a partir da uma extremidade 7 da rede de arame de metal em malha 5 e a folha de grafite expandida 6 em sua outra extremidade de largura se projeta na direção de largura perto de 52 da outra extremidade 8 da rede de arame de metal em malha 5. (Quinto Processo) Entre duas camadas, isto é, um interior, de uma rede de arame de metal em malha cilíndrica oca 14 para uma camada intermediária esférica parcialmente convexa, que é obtida ao fazer-se em malha continuamente um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm por um máquina de tecer (não é mostrada) e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura (consulte a Figura 5), uma folha de grafite expandida 6 formada com um comprimento (largura) menor que o comprimento do diâmetro (diâmetro interior) daquela rede de arame de metal em malha 14 é continuamente inserida. A rede de arame de metal em malha 14 com a folha de grafite expandida 6 inserida na mesma é alimentada, começando com a sua extremidade de início de inserção, em um acunhamento δ1 entre rolos cilíndricos 15 e 16 (consulte a Figura 9) sendo que cada um tem uma superfície periférica externa cilíndrica lisa e é, dessa forma, pressurizada na direção de espessura da folha de grafite expandida 6 (consultar as Figuras 10 e 11), formando, dessa forma, uma rede de arame de metal em malha achatada 14a. A rede de arame de metal em malha achatada 14a e a folha de grafite expandida 6 são, assim, ligadas por pressão uma a outra de modo que a grafite expandida da folha de grafite expandida 6 preencha as malhas da rede de arame de metal em malha achatada 14a, e porções da rede de arame de metal em malha 14a são expostas em uma superfície externa 17 junto com uma superfície 18 constituída pela grafite expandida da folha de grafite expandida 6, enquanto as outras porções da rede de arame de metal em malha 14a são embutidas na grafite expandida da folha de grafite expandida 6. Assim, uma folha 20 para uma camada intermediária esférica parcialmente convexa (consulte a Figura 11) é fabricada em que a razão da área de ocupação de uma superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 17 é 30 a 60% e a superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a e a superfície 18 constituída pela grafite expandida da folha de grafite expandida 6 estão presentes na superfície externa 17 de forma misturada, enquanto as porções 19 que não são preenchidas com a grafite expandida da folha de grafite expandida 6 estão presentes em ambos os lados de largura da rede de arame de metal em malha 14a.

Aqui, a razão da área de ocupação da superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 17 pode ser determinada conforme se segue: Referindo-se à Figura 12 que ilustra a superfície plana (vista plana na forma de uma fotografia) da folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa, uma área S1 de porções de fio de metal fino em uma área de uma faixa de medição (comprimento L x largura D = S0) é calculada a partir de: (o número de uma metade do número de malhas da rede de arame de metal em malha cilíndrica oca 14 na direção circunferencial) x (o número de malhas com um tamanho de malha longitudinal L’ da rede de arame de metal em malha 14a, que estão presentes na faixa de medição (comprimento L e largura D) da folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa) x (o comprimento do fio de metal fino da rede de arame de metal em malha 14a que forma uma malha com aquele tamanho de malha L’) x (o diâmetro daquele fio de metal fino). A razão (S1 /S0 x 100) da área S1 das porções de fio de metal ocupada na área do faixa de medição (comprimento L x largura D = S0) é estabelecida como a razão da área de ocupação. Por exemplo, se for suposto que o número de malhas da rede de arame de metal em malha 14 na direção circunferencial é 56, que o comprimento L do faixa de medição da folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é 20 mm, que a largura D do faixa de medição da folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é 39 mm, que o tamanho de malha longitudinal L’ de uma malha da rede de arame de metal em malha 14a é 2,01 mm, que o comprimento do fio de metal fino que forma aquela uma malha é 6.43 mm e que o diâmetro daquele fio de metal fino é 0,15 mm, então a área SO da faixa de medição é 780 mm2 (= 20 mm x 39 mm) e a área das porções fio de metal fino na faixa de medição é 56 / 2 x (20 / 2,01) x 6.43 x 0,15 = 28 x 9,95 x 6,43 x o,15 = 268,7 mm2, de modo que a razão da área dessas porções de rede de arame de metal na área de unidade se torne 7 / 780 x 100 = 34,4%. Consequentemente, nessa folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa, a razão da área de ocupação da superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 17 se torna 34.4%. Deve-se observar que, em relação a uma pluralidade de faixas de medição da superfície externa 17, o tamanho de malha longitudinal L’ da rede de arame de metal em malha 14a na folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e o comprimento do fio de metal fino que forma uma malha com o tamanho de malha L’ pode ser respectivamente medido por um microscópio, e a razão da área de ocupação pode ser determinada a partir de um valor mediano aritmético das razões da área de ocupação das faixas de medição respectivas obtidas pelo cálculo dos valores medidos.

O fato de que, na folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa, a razão da área de ocupação da superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 17 é estabelecida em 30 a 60%, preferencialmente 30 a 45%, produz o efeito de que apesar de abrasão ocorrer na superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a exposta na superfície externa 17 devido à fricção de deslizamento com os membros correspondentes e a razão da área de ocupação da superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a aumentar gradualmente dependendo da quantidade de abrasão, se a razão da área de ocupação da superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a exposta na superfície externa 17 é 30 a 60%, a carga aplicada a cada um dentre a folha de grafite expandida 6 e a rede de arame de metal em malha 14a na fricção de deslizamento com os membros correspondentes é reduzida, com o resultado de que, mesmo se movimentos oscilantes muito pequenos ou cargas axiais sejam aplicados continuamente por longos períodos de tempo, é possível evitar, do modo mais prático possível, a geração de ruído de fricção anormal sem causar dano aos membros correspondentes.

O acunhamento δ1 entre os rolos cilíndricos 15 e 16 no quinto processo é preferencialmente estabelecido em uma faixa de 0,35 a 0,60 mm. (Sexto Processo) Um membro de base tubular 21 é fabricado por torcimento da folha 20 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa pelo menos duas vezes ao redor da superfície periférica externa da parte de base tubular 13 mencionada anteriormente (consultar as Figuras 13 e 14). (Sétimo Processo) <Folha para a Camada Externa e Método de Fabricação da Mesma

Uma dispersão aquosa é preparada em que um pó de h-BN e um pó de PTFE são contidos de modo disperso em um sol de alumina em que partículas de alumina hidratada são contidas de modo disperso em água que serve como um meio de dispersão que contém ácido nítrico como um defloculante e cuja concentração de íons de hidrogênio (pH) exibe 2 a 3, sendo que a dispersão aquosa contém de modo disperso como um teor de sólido 30 a 50% em massa de uma composição lubrificante que contém 23 a 57% em massa de h-BN, 33 a 67% em massa de PTFE e 5 a 15% em massa de alumina hidratada.

Uma folha de grafite expandida 6 similar à folha de grafite expandida 6 mencionada anteriormente é preparada separadamente e sendo que a dispersão aquosa contém de modo disperso como um teor de sólido 30 a 50% em massa de uma composição lubrificante que contém 23 a 57% em massa de h-BN, 33 a 67% em massa de PTFE e 5 a 15% em massa de alumina hidratada é aplicada a uma superfície 22 da folha de grafite expandida 6 por meios de escovação, revestimento com rolo, pulverização ou similares, e essa foi seca para fabricada, dessa forma, uma folha de múltiplas camadas 24 (consulte a Figura 15) em que uma camada de revestimento 23 do lubrificante sólido que consiste na composição lubrificante foi formada.

Entre duas camadas, isto é, o interior, da rede de arame de metal em malha cilíndrica oca 14, que é similar à rede de arame de metal em malha cilíndrica oca 14 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e é formada fazendo-se em malha um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm em um formato cilíndrico e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 1,0 a 2,5 mm de largura, sendo que a folha de múltiplas camadas 24 que tem a camada de revestimento 23 do lubrificante sólido formada com um comprimento (largura) menor que o comprimento do diâmetro (diâmetro interior) daquela rede de arame de metal em malha 14 é continuamente inserida (consulte a Figura 9). A rede de arame de metal em malha 14 com a folha de múltiplas camadas 24 inserida na mesma é alimentada, começando com a sua extremidade de início de inserção, no acunhamento δ1 entre o par de rolos cilíndricos 15 e 16 sendo que cada um tem uma superfície periférica externa lisa e é pressurizada, dessa forma, na direção de espessura da folha de múltiplas camadas 24 (consultar as Figuras 9, 16 e 17), formando, dessa forma, a rede de arame de metal em malha achatada 14a. A folha de múltiplas camadas 24 e a rede de arame de metal em malha 14a são, assim, ligadas por pressão uma a outra de modo a serem integradas de modo que a grafite expandida da folha de grafite expandida 6 da folha de múltiplas camadas 24 e o lubrificante sólido da camada de revestimento 23 que reveste a superfície 22 daquela folha de grafite expandida 6 preencham as malhas da rede de arame de metal em malha 14a, e as porções da rede de arame de metal em malha 14a sejam expostas em uma a superfície externa 25 junto com uma superfície 26 constituída pelo lubrificante sólido da camada de revestimento 23, enquanto as outras porções da rede de arame de metal em malha 14a são embutidas no lubrificante sólido da camada de revestimento 23 e na grafite expandida da folha de grafite expandida 6. Assim, uma folha 28 para a camada externa (consulte a Figura 17) é fabricada em que a razão da área de ocupação de uma superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 25 é 30 a 60%, e a superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14a e a superfície 26 constituída pelo lubrificante sólido são expostas na superfície externa 25 de forma misturada.

O fato de que, na folha 28 para a camada externa também, a razão da área de ocupação da superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 25 é estabelecida em 30 a 60%, preferencialmente 30 a 45%, produz o efeito de que apesar de abrasão ocorrer na superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14a exposta na superfície externa 25 devido à fricção de deslizamento com os membros correspondentes e a razão da área de ocupação da superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14a aumentar gradualmente dependendo da quantidade de abrasão, se a razão da área de ocupação da superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14a exposta na superfície externa 25 for 30 a 60%, a carga aplicada a cada uma dentre a folha de grafite expandida 6 e a rede de arame de metal em malha 14a na fricção de deslizamento com os membros correspondentes é reduzido, com o resultado de que, mesmo se movimentos oscilantes muito pequenos ou cargas axiais sejam aplicados continuamente por longos períodos de tempo, é possível evitar, do modo mais prático possível, a geração de ruído de fricção anormal sem causar dano aos membros correspondentes.

A razão da área de ocupação da superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 25 é determinada da mesma maneira que a determinação descrita acima da razão da área de ocupação da superfície 14b constituída pela rede de arame de metal em malha 14a na superfície externa 17.

O acunhamento δ1 entre os rolos cilíndricos 15 e 16 no sétimo processos é preferencialmente estabelecido na faixa de 0,35 a 0,60 mm. (Oitavo Processo) A folha 28 para a camada externa obtida assim é enrolada em uma superfície periférica externa do membro de base tubular 21 mencionado anteriormente em um estado em que a superfície 25 onde o lubrificante sólido é exposto é colocada no lado exterior, fabricando, dessa forma, uma pré-conformação cilíndrica 29 (consulte a Figura 18). (Nono Processo) Uma matriz 36 tal como aquela mostrada na Figura 19 é preparada, tem em sua superfície interna uma superfície da parede interna cilíndrica 30, uma superfície da parede esférica parcialmente côncava 31 que continua a partir da superfície da parede interna cilíndrica 30 e um orifício passante 32 que continua a partir da superfície da parede esférica parcialmente côncava 31 e em que uma porção cilíndrica oca 34 e uma porção oca anular esférica 35 que continua a partir da porção cilíndrica oca 34 são formadas no interior da mesma como um núcleo escalonado 33 é inserido de modo encaixável no orifício passante 32. Então, a pré- conformação cilíndrica 29 é encaixada sobre o núcleo escalonado 33 da matriz 36.

A pré-conformação cilíndrica 29 disposta na porção cilíndrica oca 34 e na porção oca anular esférica 35 da matriz 36 é submetida à conformação por compressão sob uma pressão de 98 a 294 N/mm2 (1 a 3 toneladas/crri2) na direção do eixo geométrico do núcleo. Assim, o membro de vedação anular esférico 46 fabricado inclui: um membro de base anular esférico 42 definido por uma superfície interna cilíndrica 38 que define um orifício passante 37 em uma porção central, a superfície esférica parcialmente convexa 39 e as faces de extremidade anulares laterais de diâmetro grande e pequeno 40 e 41 da superfície esférica parcialmente convexa 39; uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas 43 formadas integralmente na superfície esférica parcialmente convexa 39 do membro de base anular esférico 42 e laminadas na direção axial; e uma camada externa 45 formada integralmente na superfície esférica parcialmente convexa 44 da camada intermediária esférica parcialmente convexa 43 mais externa dessas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas 43, conforme mostrado na Figurai e na Figura 2.

No membro de vedação anular esférico 46, conforme mostrado na Figurai e na Figura 2, o membro de base anular esférico 42 inclui um membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de arame de metal em malha comprimida 5 que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 a 0,32 mm e cujo tamanho de malha tem 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura e um material resistente a calor que contém a grafite expandida da folha de grafite expandida 6 comprimida de maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha 5 desse membro de reforço e a ser formada integralmente com a rede de arame de metal em malha 5 desse membro de reforço de forma misturada. Cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas 43 inclui um membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de arame de metal em malha comprimida 14 que é feita em malha com uso de um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha tem 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e um material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém a grafite expandida da folha de grafite expandida 6 comprimida de maneira a preencher as malhas da rede de arame de metal em malha 14 desse membro de reforço e a ser formada integralmente com a rede de arame de metal em malha 14 de forma misturada. A razão da área de ocupação da superfície constituída pela rede de arame de metal em malha comprimida 14 do membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície externa de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas 43 é 30 a 60%. Como para a camada externa 45, um membro de reforço para a camada externa feito a partir da rede de arame de metal em malha 14 similar à rede de arame de metal em malha 14 para a camada intermediária esférica parcialmente convexa, um lubrificante sólido que consiste em uma composição lubrificante e um material resistente a calor para a camada externa constituída pela folha de grafite expandida 6 que contém grafite expandida são comprimidos de modo que as malhas da rede de arame de metal em malha 14 do material resistente a calor para a camada externa sejam preenchidas com o lubrificante sólido e a grafite expandida da folha de grafite expandida 6 do material resistente a calor para a camada externa. Uma superfície externa anular esférica 47 da camada externa 45 é formada em uma superfície compósita lisa 48 em que a superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14 do membro de reforço para a camada externa e a superfície 26 constituída pelo lubrificante sólido são expostas de forma misturada. Na superfície externa 47 da camada externa 45, a razão da área de ocupação da superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14 do membro de reforço da camada externa 45 é 30 a 60%.

O membro de vedação anular esférico 46 é utilizado ao ser incorporado à articulação esférica de tubo de escape mostrado na Figura 20. Ou seja, na articulação esférica de tubo de escape mostrado na Figura 20, um flange 200, que inclui uma porção de flange 102 formada integralmente em uma tubo de escape de lado a montante 100 ao deixar uma porção de extremidade de tubo 101, é fornecido verticalmente em uma superfície periférica externa do tubo de escape de lado a montante 100 que é conectado ao lado do mecanismo motor. O membro de vedação anular esférico 46 é encaixado sobre a porção de extremidade de tubo 101 na superfície interna cilíndrica 38 que define o orifício passante 37 e é vedado com sua face de extremidade anular lateral de diâmetro grande 40 adjacente à porção de flange 102 do flange 200. Uma porção estendida 301, que tem, integralmente, uma porção de superfície esférica côncava 302 e uma porção de flange 303 contínua com a porção de superfície esférica côncava 302, é presa a um tubo de escape de lado a jusante 300 disposto de modo a se opor ao tubo de escape de lado a montante 100 e é conectado ao lado do abafador. Uma superfície interna 304 da porção de superfície esférica côncava 302 está em contato deslizável com a superfície compósita lisa 48 em que a superfície 27 constituída pela rede de arame de metal em malha 14 do membro de reforço e a superfície 26 constituída pelo lubrificante sólido estão presentes de forma misturada na superfície externa 47 da camada externa 45 do membro de vedação anular esférico 46.

Na articulação esférica de tubo de escape mostrada na Figura 20, o tubo de escape a jusante 300 é constantemente induzido de modo resiliente em direção ao tubo de escape a montante 100 por meio de um par de parafusos 400, sendo que cada um tem uma extremidade fixa ao flange 200 e outra extremidade arranjada sendo inserida na porção de flange 303 da porção estendida 301, e por meio de um par de molas helicoidais 500, cada uma arranjada entre uma cabeça alargada do parafuso 400 e a porção de flange 303. Adicionalmente, a articulação esférica de tubo de escape é arranjada de tal modo que deslocamentos angulares relativos que ocorrem nos tubos de escape a montante e a jusante 100 e 300 são permitidos por contato deslizante entre a superfície compósita lisa 48 que serve como uma superfície de deslizamento da camada externa 45 do membro de vedação anular esférico 46 e a superfície interna 304 da porção de superfície esférica côncava 302 da porção estendida 301 formada na extremidade do tubo de escape a jusante 300.

EXEMPLOS

A seguir, a presente invenção será descrita em detalhe de acordo com exemplos. Deve ser observado que a presente invenção não é limitada a esses exemplos.

Exemplo 1

Usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 304) com um diâmetro de 0,28 mm como um fio de metal fino, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca cujo tamanho de malha era 5 mm de comprimento e 4 mm de largura foi fabricado e passado entre um par de rolos, que prepara, desse modo, uma rede de fio de metal em malha em formato de correia que serve como o membro de reforço para o membro de base anular esférico. Essa rede de fio de metal em malha em formato de correia e a folha de grafite expandido I que tem uma densidade de 1,12 Mg/m3 e uma espessura de 0,38 mm foram sobrepostos um em cima do outro para formar uma montagem sobreposta. A montagem sobreposta foi, então, torcida com a rede de fio de metal em malha em formato de correia colocada no lado interior de tal modo que a rede de fio de metal em malha em formato de correia foi torcida em duas voltas e a folha de grafite expandido I foi torcida em cinco voltas no total, que prepara, desse modo, uma parte de base tubular em que a folha de grafite expandido I foi colocada na periferia mais externa. Nessa parte de base tubular, porções de extremidade opostas de largura da folha de grafite expandido I respectivamente projetadas da rede de fio de metal em malha em formato de correia na direção de largura da rede de fio de metal em malha em formato de correia.

Usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 316) com um diâmetro de 0,15 mm como um fio de metal fino, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca que serve como o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa cujo tamanho de malha era de 2,01 mm de comprimento e 0,70 mm de largura (medidos por um microscópio) foi feita em malha de modo contínuo, e uma folha de grafite expandido I similar à folha de grafite expandido I descrita acima foi inserida de modo contínuo entre duas camadas do interior daquela rede de fio de metal em malha cilíndrica oca. Essa rede de fio de metal em malha cilíndrica oca com a folha de grafite expandido I inserida entre as duas camadas foi alimentada, iniciando com a extremidade de início de inserção da folha de grafite expandido I, a um acunhamento entre um par de rolos cilíndricos e foi pressurizada na direção de espessura da folha de grafite expandido I, que forma, desse modo, a rede de fio de metal em malha cilíndrica oca em uma rede de fio de metal em malha aplainada. A rede de fio de metal em malha aplainada e a folha de grafite expandido I foram, assim, ligadas por pressão entre si de tal modo que o grafite expandido da folha de grafite expandido I foi preenchido nas malhas da rede de fio de metal em malha aplainada, e porções da rede de fio de metal em malha aplainada e do grafite expandido da folha de grafite expandido foram ambos expostos na superfície exterior, enquanto as outras porções da rede de fio de metal em malha aplainada foram embutidas na folha de grafite expandido I. Assim, uma folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa foi fabricada, em que a razão de área ocupante da superfície constituída pela rede de fio de metal em malha na superfície exterior era de 34,5%, e porções que não foram preenchidas com o grafite expandido da folha de grafite expandido I estavam presentes em ambos os lados de largura da rede de fio de metal em malha.

Um membro de base tubular foi formado torcendo-se a folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa em duas voltas ao redor da superfície periférica exterior da parte de base tubular supracitada.

Uma folha de grafite expandido I similar à folha de grafite expandido I descrita acima e que tem uma densidade de 1,12 Mg/m3 e uma espessura de 0,38 mm foi separadamente preparada, e um sol de alumina foi preparado em que, como alumina hidratada, boemita (monohidrato de alumina: AI2O3H2O) estava contida de modo disposta em água que serve como um meio de dispersão que contém ácido nítrico que atua como um defloculante e cuja concentração de íon de hidrogênio (pH) exibiu 2. Uma dispersão aquosa (22,5% em massa de h-BN, 25,0% em massa de PTFE, e 2,5% em massa de boemita), em que um pó de h-BN e um pó de PTFE foram contidos de modo disperso nesse sol de alumina e em que continha de modo disperso como um teor sólido de 50% em massa de uma composição lubrificante que contém 45,0% em massa de h-BN, 50,0% em massa de PTFE, e 5,0% em massa de boemita, foi revestido por rolo em uma superfície da folha de grafite expandido I e foi seco para formar em uma superfície da folha de grafite expandido uma camada de revestimento do lubrificante sólido (45,0% em massa de h-BN, 50,0% em massa de PTFE, e 5,0% em massa de boemita) que consiste na composição lubrificante, que fabrica, desse modo, uma folha de multicamada composta da folha de grafite expandido e da camada de revestimento do lubrificante sólido que reveste uma superfície dessa folha de grafite expandido.

Usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 316) similar ao da rede de fio de metal em malha que serve como o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e que tem um diâmetro de 0,15 mm, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca cujo tamanho de malha era de 2,01 mm de comprimento e 0,70 mm de largura foi feita em malha de modo contínuo, e a folha de multicamada supracitada foi inserida de modo contínuo entre duas camadas do interior daquela rede de fio de metal em malha cilíndrica oca. Essa rede de fio de metal em malha cilíndrica oca com a folha de multicamada inserida entre as duas camadas foi alimentada, iniciando com a extremidade de início de inserção da folha de multicamada, a um acunhamento entre um par de rolos cilíndricos e foi pressurizada na direção de espessura da folha de multicamada, que forma, desse modo, a rede de fio de metal em malha cilíndrica oca em uma rede de fio de metal em malha aplainada. A folha de multicamada e a rede de fio de metal em malha aplainada foram, assim, ligadas por pressão entre si de modo a serem integradas de tal modo que o grafite expandido da folha de grafite expandido I da folha de multicamada tenha sido preenchido nas malhas daquela rede de fio de metal em malha, e porções da rede de fio de metal em malha e o lubrificante sólido da camada de revestimento da folha de multicamada foram ambos expostos na superfície exterior, enquanto as outras porções da rede de fio de metal em malha foram embutidas na camada de revestimento e na folha de grafite expandido da folha de multicamada. Assim, uma folha foi fabricada para a camada externa, em que a razão de área ocupante da superfície constituída pela rede de fio de metal em malha na superfície exterior era de 34,5%, e na superfície exterior da qual uma superfície constituída pela rede de fio de metal em malha e uma superfície constituída pelo lubrificante sólido da camada de revestimento foram expostas de forma misturada.

A folha para a camada externa, em um estado em que sua superfície onde o lubrificante sólido foi exposto, foi colocada no lado exterior, foi enrolada ao redor da superfície periférica exterior do membro de base tubular supracitado, que fabrica, desse modo, uma pré-forma cilíndrica.

Essa pré-forma cilíndrica foi encaixada ao longo do núcleo de etapa da matriz mostrada na Figura 19, e foi disposta na porção oca da matriz.

A pré-forma cilíndrica disposta na porção cilíndrica oca da matriz foi sujeita a formação por compressão sob uma pressão de 294 N/mm2 (3 tons/crri2) na direção do eixo geométrico de núcleo. Assim, um membro de vedação anular esférico foi fabricado que incluiu: um membro de base anular esférico definido por uma superfície interna cilíndrica que define um orifício passante na porção central e onde a rede de fio de metal em malha em formato de correia foi exposta como o membro de reforço para o membro de base anular esférico, uma superfície esférica parcialmente convexa, e faces de extremidade anular de lado de diâmetro grande e pequeno da superfície esférica parcialmente convexa; uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas formadas integralmente na superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico e laminadas na direção radial; e uma camada externa formada integralmente na superfície esférica parcialmente convexa da camada intermediária esférica parcialmente convexa mais exterior dessas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas.

No membro de vedação anular esférico assim obtido, o membro de base anular esférico incluiu o membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 mm e cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura e o material resistente a calor que contém grafite expandido e comprimido de tal maneira a preenche as malhas da rede de fio de metal em malha desse membro de reforço e a ser formado integralmente com a rede de fio de metal em malha desse membro de reforço de forma misturada. Cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas incluiu o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 2,01 mm de comprimento e 0,70 mm de largura e o material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha desse membro de reforço e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada. A razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície exterior de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas era de 34,5%. Quanto a camada externa, o membro de reforço para a camada externa feito a partir da rede de fio de metal em malha que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 2,01 mm de comprimento e 0,70 mm de largura, sendo que o lubrificante sólido consiste em uma composição lubrificante, e o material resistente a calor para a camada externa que contém grafite expandido foram comprimidos de tal modo que malhas da rede de fio de metal em malha do membro de reforço para a camada externa foram preenchidos com o lubrificante sólido e o material resistente a calor para a camada externa. A superfície exterior daquela camada externa foi formada em uma superfície compósita lisa em que a superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa e a superfície constituída pelo lubrificante sólido foram expostas na forma misturada. Na superfície exterior daquela camada externa, a razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa era de 34,5%.

Exemplo 2

Uma parte de base tubular foi fabricada na mesma maneira que no Exemplo 1 descrito acima. Nessa parte de base tubular, porções de extremidade opostas de largura da folha de grafite expandido I se projetaram respectivamente da rede de fio de metal em malha em formato de correia na direção de largura da mesma.

Usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 316) com um diâmetro de 0,15 mm como um fio de metal fino, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca que serve como o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa cujo tamanho de malha era de 1,24 mm de comprimento e 0.64 mm de largura (medidos por um microscópio) foi feita em malha de modo contínuo, e uma folha de grafite expandido I similar à folha de grafite expandido I descrita acima foi inserida de modo contínuo entre duas camadas do interior daquela rede de fio de metal em malha cilíndrica oca. Essa rede de fio de metal em malha cilíndrica oca com a folha de grafite expandido I inserida entre a mesma foi alimentada, iniciando com a extremidade de início de inserção da folha de grafite expandido I, a um acunhamento entre um par de rolos cilíndricos e foi pressurizada na direção de espessura da folha de grafite expandido I, que forma, desse modo, a rede de fio de metal em malha cilíndrica oca em uma rede de fio de metal em malha aplainada. A rede de fio de metal em malha e a folha de grafite expandido I foram, assim, ligadas por pressão entre si de tal modo que o grafite expandido da folha de grafite expandido I fosse preenchido nas malhas da rede de fio de metal em malha, e porções da rede de fio de metal em malha e do grafite expandido da folha de grafite expandido I foram ambas expostas na superfície exterior, enquanto as outras porções da rede de fio de metal em malha foram embutidas na folha de grafite expandido I. Assim, uma folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa foi fabricada em que a razão de área ocupante da superfície constituída pela rede de fio de metal em malha na superfície exterior era de 42,1%, e porções que não foram preenchidas com o grafite expandido da folha de grafite expandido estavam presentes em ambos os lados de largura da rede de fio de metal em malha.

Um membro de base tubular foi formado torcendo-se a folha para a camada intermediária esférica parcialmente convexa em duas voltas ao redor da superfície periférica exterior da parte de base tubular supracitada. Na mesma maneira que no Exemplo 1 descrito acima, uma folha de multicamada foi fabricada em que uma camada de revestimento do lubrificante sólido (45,0% em massa de h-BN, 50,0% em massa de PTFE, e 5,0% em massa de boemita) foi formada em uma superfície da folha de grafite expandido I.

Uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca, que era similar à rede de fio de metal em malha para formar a folha supracitada para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e cujo tamanho de malha era de 1,24 mm de comprimento e 0.64 mm de largura, era continuamente em malha, e a folha de multicamada supracitada foi inserida de modo contínuo entre duas camadas do interior daquela rede de fio de metal em malha cilíndrica oca. Essa rede de fio de metal em malha cilíndrica oca com a folha de multicamada inserida na mesma foi alimentada, iniciando com a extremidade de início de inserção da folha de multicamada, a um acunhamento entre um par de rolos cilíndricos e foi pressurizada na direção de espessura da folha de multicamada, que deforma, desse modo, a rede de fio de metal em malha cilíndrica oca a uma rede de fio de metal em malha aplainada. A folha de multicamada e a rede de fio de metal em malha foram, assim, ligadas por pressão entre si de modo a serem integradas de tal modo que o grafite expandido da folha de grafite expandido I da folha de multicamada fosse preenchido nas malhas daquela rede de fio de metal em malha, e porções da rede de fio de metal em malha e do grafite expandido da folha de grafite expandido I da folha de multicamada foram ambas expostas na superfície exterior, enquanto as outras porções da rede de fio de metal em malha foram embutidas na camada de revestimento e na folha de grafite expandido da folha de multicamada. Assim, uma folha foi fabricada para a camada externa em que a razão de área ocupante da superfície constituída pela rede de fio de metal em malha na superfície exterior era de 42,1%, e na superfície exterior da qual uma superfície constituída pela rede de fio de metal em malha e uma superfície constituída pelo lubrificante sólido foram expostas de forma misturada.

A folha para a camada externa, em um estado em que sua superfície onde o lubrificante sólido foi exposto foi colocada no lado exterior, foi enrolada ao redor da superfície periférica exterior do membro de base tubular supracitado, que fabrica, desse modo, uma pré-forma cilíndrica. Após isso, em um método similar a aquele de Exemplo 1, um membro de vedação anular esférico foi fabricado que incluiu: um membro de base anular esférico definido por uma superfície interna cilíndrica que define um orifício passante na porção central e em que a rede de fio de metal em malha em formato de correia foi exposta como o membro de reforço para o membro de base anular esférico, e as faces de extremidade anular de lado de diâmetro grande e pequeno da superfície esférica parcialmente convexa; uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas formada integralmente na superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico e laminada na direção radial; e uma camada externa formada integralmente na superfície esférica parcialmente convexa da camada intermediária esférica parcialmente convexa mais exterior dessas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas.

No membro de vedação anular esférico assim obtido, o membro de base anular esférico incluiu o membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 mm e cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura e o material resistente a calor que contém grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha desse membro de reforço e a ser formado integralmente com a rede de fio de metal em malha desse membro de reforço de forma misturada. Cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas incluiu o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 1,24 mm de comprimento e 0.64 mm de largura e o material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha cilíndrica oca desse membro de reforço e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada. A razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície exterior de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas era de 42,1%. Quanto a camada externa, o membro de reforço para a camada externa feito a partir da rede de fio de metal em malha que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 1,24 mm de comprimento e 0.64 mm de largura, sendo que o lubrificante sólido consiste em uma composição lubrificante, e o material resistente a calor para a camada externa que contém grafite expandido foi comprimido de tal modo que malhas da rede de fio de metal em malha do membro de reforço para a camada externa foram preenchidas com o lubrificante sólido e o material resistente a calor para a camada externa. A superfície exterior daquela camada externa foi formada em uma superfície compósita lisa em que a superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa e a superfície constituída pelo lubrificante sólido foram expostas de forma misturada. Na superfície exterior daquela camada externa, a razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa era de 42,1%.

Exemplo 3

Um membro de vedação anular esférico foi fabricado usando-se materiais de componente similares e um método similar a aqueles do Exemplo 1 descrito acima exceto que uma folha de grafite expandido II que contém 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio e grafite expandido e que tem uma densidade de 1,12 Mg/m3 e uma espessura de 0,4 mm foi usada como a folha de grafite expandido de cada material resistente a calor no Exemplo 1 descrito acima.

No membro de vedação anular esférico assim obtido, o membro de base anular esférico incluiu o membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 mm e cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura e o material resistente a calor que contém fosfato primário de alumínio e grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha desse membro de reforço e a ser formado integralmente com a rede de fio de metal em malha desse membro de reforço de forma misturada. Cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas incluiu o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 2,01 mm de comprimento e 0,70 mm de largura e o material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa que contém fosfato primário de alumínio e grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha desse membro de reforço e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada. A razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície exterior de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas era de 34,5%. Quanto a camada externa, o membro de reforço para a camada externa feita a partir da rede de fio de metal em malha que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 2,01 mm de comprimento e 0,70 mm de largura, sendo que o lubrificante sólido consiste em uma composição lubrificante, e o material resistente a calor para a camada externa que contém fosfato primário de alumínio e grafite expandido foram comprimidos de tal modo que malhas da rede de fio de metal em malha do membro de reforço para a camada externa foram preenchidas com o lubrificante sólido e o material resistente a calor para a camada externa. A superfície exterior daquela camada externa foi formada em uma superfície compósita lisa em que a superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa e a superfície constituída pelo lubrificante sólido foram expostas de forma misturada. Na superfície exterior daquela camada externa, a razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa era de 34,5%.

Exemplo 4

Um membro de vedação anular esférico foi fabricado usando-se materiais de componente similares a aqueles do Exemplo 2 descrito acima e um método similar a aquele do Exemplo 1 exceto que uma folha de grafite expandido III que contém 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, e grafite expandido e que tem uma densidade de 1,12 Mg/m3 e uma espessura de 0,4 mm foi usada como a folha de grafite expandido de cada material resistente a calor no Exemplo 2 descrito acima.

No membro de vedação anular esférico assim obtido, o membro de base anular esférico incluiu o membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 mm e cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura e o material resistente a calor que contém 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, e grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha desse membro de reforço e a ser formado integralmente com a rede de fio de metal em malha desse membro de reforço de forma misturada. Cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas incluiu o membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de fio de metal em malha comprimida que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 1,24 mm de comprimento e 0.64 mm de largura e o material resistente a calor que contém 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, e grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha cilíndrica oca desse membro de reforço e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada. A razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície exterior de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas era de 42,1%. Quanto a camada externa, o membro de reforço para a camada externa feito a partir da rede de fio de metal em malha que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 1,24 mm de comprimento e 0.64 mm de largura, sendo que o lubrificante sólido consiste em um composição lubrificante, e o material resistente a calor para a camada externa que contém 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, e grafite expandido foram comprimidos de tal modo que malhas da rede de fio de metal em malha do membro de reforço para a camada externa foram preenchidas com o lubrificante sólido e o material resistente a calor para a camada externa. A superfície exterior daquela camada externa foi formada em uma superfície compósita lisa em que a superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa e a superfície constituída pelo lubrificante sólido foram expostas de forma misturada. Na superfície exterior daquela camada externa, a razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada externa era de 42,1%.

Exemplo Comparativo 1 (que corresponde ao Exemplo 3 no Documento de Patente 2)

Usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 304) com um diâmetro de 0,28 mm como um fio de metal fino, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura foi fabricada e foi passa entre um par de rolos para formar uma rede de fio de metal em malha em formato de correia, e isso foi usado como o membro de reforço para o membro de base anular esférico. Como a folha de grafite expandido que serve como o material resistente a calor para o membro de base anular esférico, a folha de grafite expandido I que tem uma densidade de 1,12 Mg/m3 e uma espessura de 0,4 mm foi usada, e essa folha de grafite expandido I e a rede de fio de metal em malha em formato de correia foram sobrepostas uma em cima da outra para formar uma montagem sobreposta. Essa montagem sobreposta foi, então, torcida com a rede de fio de metal em malha em formato de correia colocada no lado interior, que fabrica, desse modo, um membro de base tubular em que a folha de grafite expandido I foi colocada na periferia mais externa. Nesse membro de base tubular, porções de extremidade opostas de largura da folha de grafite expandido I respectivamente projetadas da rede de fio de metal em malha em formato de correia na direção de largura da rede de fio de metal em malha em formato de correia que serve como o membro de reforço para o membro de base anular esférico.

Quanto ao material resistente a calor para a camada externa, a folha de grafite expandido I que tem uma densidade de 0,3 Mg/m3 e uma espessura de 1,35 mm foi usada. Como o membro de reforço para a camada externa, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca foi usada que foi feita em malha de modo contínuo usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 304) com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 3,5 mm de comprimento e 2,5 mm de largura, e a folha de grafite expandido I que serve como o material resistente a calor para a camada externa foi inserida de modo contínuo no interior daquela rede de fio de metal em malha cilíndrica oca. A rede de fio de metal em malha cilíndrica oca com aquela folha de grafite expandido I inserida na mesma foi alimentada, iniciando com a extremidade de início de inserção da folha de grafite expandido I, a um acunhamento (o acunhamento 81 foi estabelecido para 0,50 mm) entre um rolo cilíndrico e um rolo que tem em sua superfície periférica exterior, uma pluralidade de ranhuras rebaixadas anulares ao longo da direção axial, de modo a ser pressurizada na direção de espessura da folha de grafite expandido I, e foi alimentada adicionalmente a um acunhamento (esse acunhamento 52 foi estabelecido para 0,45 mm) entre outro par de rolos cilíndricos de modo a ser pressurizada para formar a rede de fio de metal em malha cilíndrica oca em uma rede de fio de metal em malha aplainada. Assim, uma folha compósita foi fabricada para a camada externa, em que a folha de grafite expandido e a rede de fio de metal em malha foram ligadas por pressão entre si de tal modo que o grafite expandido da folha de grafite expandido I foi fortemente preenchido nas malhas da rede de fio de metal em malha, e a rede de fio de metal em malha foi embutida na folha de grafite expandido I, ao passo que a superfície da folha de grafite expandido I e a superfície constituída pela rede de fio de metal em malha foram feitas niveladas entre si, e a superfície constituída pela rede de fio de metal em malha e a superfície constituída pelo grafite expandido da folha de grafite expandido foram expostas na superfície exterior em uma maneira pontilhada.

Como a composição lubrificante, uma dispersão aquosa (22,5% em massa de h-BN, 25,0% em massa de PTFE, e 2,5% em massa de boemita) foi usada que era similar a aquela do Exemplo 1 descrito acima e que continha de modo disperso como um teor sólido 50% em massa de uma composição lubrificante que contém 45,0% em massa de h-BN, 50,0% em massa de PTFE, e 5,0% em massa de boemita. Essa dispersão aquosa foi revestida por rolo na superfície daquela folha compósita no lado que foi pressurizada pelo rolo supracitado que tem as ranhuras rebaixadas anulares, e foi, então, secada, que fabrica, desse modo, uma folha de multicamada para a camada externa em que uma camada de revestimento do lubrificante sólido (45,0% em massa de h-BN, 50,0% em massa de PTFE, e 5,0% em massa de boemita) que consiste na composição lubrificante foi formada em uma superfície daquela folha compósita.

A folha de multicamada para a camada externa com sua camada de revestimento voltada para o lado de fora foi enrolada ao redor da superfície periférica exterior do membro de base tubular supracitado, que fabrica, desse modo, uma pré-forma cilíndrica. Após isso, por formação por compressão similar a aquela do Exemplo 1 descrito acima, um membro de vedação anular esférico foi fabricado, em que incluiu: um membro de base anular esférico definido por uma superfície interna cilíndrica que define um orifício passante na porção central, uma superfície esférica parcialmente convexa, e faces de extremidade anular de lado de diâmetro grande e pequeno da superfície esférica parcialmente convexa; e uma camada externa formada integralmente na superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico.

No membro de vedação anular esférico assim obtido, o membro de base anular esférico incluiu o material resistente a calor para o membro de base anular esférico que contém grafite expandido comprimido e o membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida, que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 mm e cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura, sendo que o membro de reforço para o membro de base anular esférico tem integridade estrutural sendo entrelaçado com a folha de grafite expandido I comprimida do material resistente a calor para o membro de base anular esférico. A camada externa incluiu o membro de reforço feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida, o material resistente a calor feito a partir da folha de grafite expandido I comprimida de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha daquele membro de reforço, e o lubrificante sólido da camada de revestimento, sendo que a superfície exterior da camada externa lisa é constituída pelo lubrificante sólido da camada de revestimento (ver Figuras 22 e 23).

Exemplo Comparativo 2 (que corresponde ao Exemplo 6 em Documento de Patente 2)

Uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca similar a aquela do Exemplo Comparativo 1 descrito acima foi usada como o membro de reforço para o membro de base anular esférico. Como a folha de grafite expandido que serve como o material resistente a calor para o membro de base anular esférico, a folha de grafite expandido II foi usada, que continha 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio e grafite expandido e tinha uma densidade de 1,12 Mg/m3 e uma espessura de 0,4 mm. Essa folha de grafite expandido Ilea rede de fio de metal em malha em formato de correia foram sobrepostas uma no topo da outra para formar uma montagem sobreposta. Essa montagem sobreposta foi, então, torcida com a rede de fio de metal em malha em formato de correia colocada no lado interior, que fabrica, desse modo, um membro de base tubular em que a folha de grafite expandido II foi colocada na periferia mais externa. Nesse membro de base tubular, porções de extremidade opostas de largura da folha de grafite expandido II respectivamente projetadas da rede de fio de metal em malha em formato de correia na direção de largura da rede de fio de metal em malha em formato de correia que serve como o membro de reforço para o membro de base anular esférico.

Quanto a folha de grafite expandido que serve como o material resistente a calor para a camada externa, a folha de grafite expandido II foi usada, que continha 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio e grafite expandido e tinha uma densidade de 0,3 Mg/m3 e uma espessura de 1,35 mm. Usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 304) similar a aquele do Exemplo Comparativo 1 e que tem um diâmetro de 0,15 mm, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca que serve como o material resistente a calor para a camada externa foi feita em malha de modo contínuo cujo tamanho de malha era de 3,5 mm de comprimento e 2,5 mm de largura, e a folha de grafite expandido II que serve como o material resistente a calor para a camada externa foi inserida de modo contínuo no interior daquela rede de fio de metal em malha cilíndrica oca. Após isso, em um método similar a aquele do Exemplo Comparativo 1 descrito acima, uma folha compósita foi fabricada para a camada externa, em que a superfície do material resistente a calor para a camada externa e a superfície do membro de reforço para a camada externa foram feitas niveladas entre si, e a superfície do membro de reforço e a superfície do material resistente a calor foram expostas.

Na mesma maneira que no Exemplo Comparativo 1 descrito acima, uma folha de multicamada foi fabricada para a camada externa, em que uma camada de revestimento do lubrificante sólido (45,0% em massa de h-BN, 50,0% em massa de PTFE, e 5,0% em massa de boemita) foi formada em uma superfície da folha compósita para a camada externa.

A folha de multicamada para a camada externa com sua camada de revestimento voltada para o lado de fora foi enrolada ao redor da superfície periférica exterior do membro de base tubular supracitado, que fabrica, desse modo, uma pré-forma cilíndrica. Após isso, por formação por compressão similar a aquela do Exemplo 1 descrito acima, um membro de vedação anular esférico foi fabricado, que incluiu: um membro de base anular esférico definido por uma superfície interna cilíndrica que define um orifício passante na porção central, uma superfície esférica parcialmente convexa, e faces de extremidade anular de lado de diâmetro grande e pequeno da superfície esférica parcialmente convexa; e uma camada externa formada integralmente na superfície esférica parcialmente convexa do membro de base anular esférico.

No membro de vedação anular esférico assim obtido, o membro de base anular esférico incluiu o material resistente a calor constituído pela folha de grafite expandido II comprimida que contém 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio e grafite expandido e o membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de fio de metal em malha, que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 mm e cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura, sendo que o membro de reforço para o membro de base anular esférico tem integridade estrutural sendo entrelaçado com a folha de grafite expandido II comprimida. A camada externa incluiu o membro de reforço feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida, o material resistente a calor feito a partir da folha de grafite expandido II comprimida de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha daquele membro de reforço, e o lubrificante sólido da camada de revestimento, sendo que a superfície exterior da camada externa lisa é constituída pelo lubrificante sólido da camada de revestimento.

Exemplo Comparativo 3 (que corresponde ao Exemplo 8 em Documento de Patente 2)

Uma rede de fio de metal em malha em formato de correia similar a aquela do Exemplo Comparativo 1 descrito acima foi usada como o membro de reforço para o membro de base anular esférico. Quanto a folha de grafite expandido que serve como o material resistente a calor para o membro de base anular esférico, a folha de grafite expandido III foi usada, que continha 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, e grafite expandido e tinha uma densidade de 1,12 Mg/m3 e uma espessura de 0,4 mm. Um membro de base tubular foi fabricado torcendo-se uma montagem sobreposta compreendida dessa folha de grafite expandido III e da rede de fio de metal em malha em formato de correia com aquela folha de grafite expandido III disposta na periferia mais externa. Nesse membro de base tubular, porções de extremidade opostas de largura da folha de grafite expandido III se projetaram respectivamente da rede de fio de metal em malha em formato de correia na direção de largura da rede de fio de metal em malha em formato de correia que serve como o membro de reforço para o membro de base anular esférico.

Quanto ao material resistente a calor para a camada externa, a folha de grafite expandido III que contém 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, e grafite expandido e que tem uma densidade de 0,3 Mg/m3 e uma espessura de 1,35 mm foi usada. Quanto ao membro de reforço para a camada externa, uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca foi usada, que era similar a aquela do Exemplo Comparativo 1 descrito acima e que foi feita em malha de modo contínuo usando-se um fio de aço inoxidável austenítico (SUS 304) com um diâmetro de 0,15 mm e cujo tamanho de malha era de 3,5 mm de comprimento e 2,5 mm de largura. A folha de grafite expandido III que serve como o material resistente a calor para a camada externa foi inserida de modo contínuo no interior daquela rede de fio de metal em malha cilíndrica oca. Após isso, em um método similar a aquele do Exemplo Comparativo 1, uma folha compósita foi fabricada para a camada externa, em que a superfície da folha de grafite expandido III que serve como o material resistente a calor para a camada externa e que consiste em 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, e grafite expandido e a superfície constituída pela rede de fio de metal em malha que serve como o membro de reforço para a camada externa foram feitas niveladas entre si, e a superfície constituída por aquela rede de fio de metal em malha e a superfície da folha de grafite expandido III e que consiste em 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, e grafite expandido foram expostas na superfície exterior em uma maneira pontilhada.

Na mesma maneira as in Exemplo Comparativo 1 descrito acima, uma folha de multicamada foi fabricada para a camada externa, em que uma camada de revestimento do lubrificante sólido (45,0% em massa de h-BN, 50,0% em massa de PTFE, e 5,0% em massa de boemita) foi formada em uma superfície da folha compósita para a camada externa.

No membro de vedação anular esférico assim obtido, o membro de base anular esférico incluiu o material resistente a calor constituído pela folha de grafite expandido III comprimida que contém 4,0% em massa de fosfato primário de alumínio, 1,0% em massa de pentóxido de fósforo, e grafite expandido e o membro de reforço para o membro de base anular esférico feito a partir da rede de fio de metal em malha, que foi feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 mm e cujo tamanho de malha era de 5 mm de comprimento e 4 mm de largura, sendo que o membro de reforço para o membro de base anular esférico tem integridade estrutural sendo entrelaçado com a folha de grafite expandido III comprimida. A camada externa incluiu o membro de reforço feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida, o material resistente a calor feito a partir da folha de grafite expandido III comprimida de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha daquele membro de reforço, e o lubrificante sólido da camada de revestimento, e a superfície exterior da camada externa que foi formada de modo a ser plana e lisa foi constituída pelo lubrificante sólido da camada de revestimento.

A seguir, uma descrição dos resultados de testes conduzidos na presença ou ausência de geração de ruído de fricção anormal será proporcionada, a quantidade de vazamento de gás (l/min), e a quantidade de abrasão incorporando-se os membros de vedação anulares esféricos obtidos nos Exemplos 1 a 4 e Exemplos Comparativos 1 a 4 descritos acima na articulação esférica de tubo de escape mostrada na Figura 20. <Çondições de Teste em Presença ou Ausência de Geração de Ruído de Fricção Anormal

Força de pressão com o uso de molas helicoidais (força estabelecida de mola): 1177 N

Ângulo de oscilação: ±3°

Frequência de excitação: 12 Hz

Temperatura (temperatura de superfície exterior da porção de superfície esférica côncava 302 mostrada na Figura 20): a partir de temperatura ambiente (25°C) para 500°C n- de oscilações de teste: 12 ciclos (3.000.000 de oscilações)

Membro correspondente (material da porção estendida 301 mostrada na Figura 20): SUS 304 <Método de teste e Método de Medição

Após 45.000 movimentos oscilantes serem realizados em temperatura ambiente (25°C) estabelecendo-se um movimento oscilante em ±3° em uma frequência de excitação de 12 Hz como uma unidade de oscilação, a temperatura de ambiente é elevada a uma temperatura de 500° C, enquanto continua os movimentos oscilantes (o número de movimentos oscilantes durante a elevação de temperatura sendo 45.000). Quando a temperatura de ambiente alcançou a temperatura de 500° C, 115.000 movimentos oscilantes foram realizados, e é permitido que a temperatura de ambiente caia subsequentemente para temperatura ambiente enquanto continua os movimentos oscilantes (o número de movimentos oscilantes durante a queda de temperatura sendo de 45.000). Um total combinado de 250.000 movimentos oscilantes é estabelecido como um ciclo, e 12 ciclos (3.000.000 oscilações) são realizados.

A avaliação da presença ou ausência da ocorrência de ruído de fricção anormal foi conduzida nos pontos de tempo supracitados, isto é, (1) após 500.000 movimentos oscilantes, (2) após 1.000.000 movimentos oscilantes, (3) após 1.500.000 movimentos oscilantes, e (4) após 2.000,000 movimentos oscilantes, (5) após 2.500.000 movimentos oscilantes, e (6) após 3.000.000 movimentos oscilantes, usando-se os níveis de julgamento a seguir.

Níveis de Julgamento de Ruído de Fricção Anormal

Código 0: Nenhum ruído de fricção anormal é gerado.

Código 0.5: A geração de ruído de fricção anormal pode ser

configurada por um tubo de coleta de som.

Código 1: A geração de ruído de fricção anormal pode ser configurada em uma posição aprox. 0,2 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 1.5: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 0,5 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 2: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 1 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 2.5: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 2 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 3: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 3 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 3.5: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 5 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 4: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 10 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 4.5: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 15 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Código 5: A geração de ruído de fricção anormal pode ser confirmada em uma posição aprox. 20 m longe da porção deslizante da articulação esférica de tubo de escape.

Na estimativa geral dos níveis de determinação descritos acima, em relação a Códigos 0 a 2.5 um, foi feita determinação de que nenhum ruído de fricção anormal foi gerado (aceitado), enquanto que em relação aos Códigos 3 a 5, uma determinação foi feita de que ruído de fricção anormal foi gerado (rejeitado).

Adicionalmente, foi feita medição da quantidade de abrasão da camada externa do membro de vedação anular esférico de acordo com cada um dos Exemplos 1 a 4 e Exemplos Comparativos 1 a 3 mediante conclusão de 3.000.000 oscilações de teste sob as condições de teste descritas acima.

Çondições de Teste de Quantidade de Vazamento de Gás

Força de pressão com o uso de molas helicoidais (força estabelecida de mola): 588 N

Ângulo de excitação: ±3°

Frequência de excitação (velocidade de oscilação): 1,6 Hz

Temperatura (temperatura de superfície exterior da porção de superfície esférica côncava 302 mostrada na Figura 20): a partir de temperatura ambiente (25°C) a 500°C

Número de movimentos oscilantes: 3.000.000

Membro correspondente (material da porção estendida 301 mostrada na Figura 20): SUS 304

Método de Teste

A temperatura foi elevada até 500°C enquanto continua o movimento oscilante em ±3° em uma frequência de excitação de 1,6 Hz em temperatura ambiente. Em um estado em que aquela temperatura foi mantida, o movimento oscilante foi continuado, e a quantidade de vazamento de gás foi medida no ponto de tempo quando o número de movimentos oscilantes alcançou 1.000.000, 2.000.000, e 3.000.000.

Método de Medição de Quantidade de Vazamento de Gás

Uma abertura do tubo de escape a montante 100 da articulação esférica de tubo de escape mostrada na Figura 20 foi fechada, e foi permitido que ar seco fluísse do lado de tubo de escape a jusante 200 sob uma pressão de 49 kPa (0,5 kgf/cm2). A quantidade de vazamento de gás da porção de articulação (porções de contato deslizante entre a superfície 47 do membro de vedação anular esférico 46 e da porção estendida 301, porções de encaixe entre a superfície interna cilíndrica 38 do membro de vedação anular esférico 46 e a porção de extremidade de tubo 101 do tubo de escape a montante 100, e porções de confinamento entre a face de extremidade anular 5 40 e a porção de flange 102 fornecida verticalmente no tubo de escape a montante 100) em um estado neutro estacionário e em um estado excitado foi medida por meio de um fluxômetro, (1) em um período de teste precoce (antes de início), (2) após 4 ciclos (1.000.000 movimentos oscilantes), (3) após 8 ciclos (2.000.000 movimentos oscilantes), e (4) após 12 ciclos 10 (3.000.000 movimentos oscilantes).

As tabelas 1 e 2 mostram os resultados dos testes descritos acima. Tabelai

Tabela 2

Na quantidade de abrasão Na Tabela 2 acima, como para o estado de superfície da camada externa após 3.000.000 movimentos oscilantes de cada um dos membros de vedação anulares esféricos de acordo com Exemplos 1 a 4, o membro de reforço feito a partir da rede de fio 5 de metal na camada mais exterior foi desgastado, e o segundo membro de reforço de camada localizado em sua camada mais inferior foi exposto, enquanto que, no caso da camada externa de cada um dos membros de vedação anulares esféricos de acordo com Exemplos Comparativos 1 a 3, o membro de reforço feito a partir da rede de fio de metal na camada mais 10 exterior foi desgastado após 1.250.000 movimentos oscilantes, e o material resistente a calor localizado em sua camada mais inferior e que contém grafite expandido foi exposto. A marca “*” para a quantidade de abrasão nas tabelas é a quantidade de abrasão após 1.250.000 movimentos oscilantes.

A partir dos resultados de teste mostrados nas Tabelas 1 e 2, 15 pode ser apreciado que os membros de vedação anulares esféricos de acordo com Exemplos 1 a 4 são superiores aos membros de vedação anulares esféricos de acordo com Exemplos Comparativos 1 a 3 na avaliação de ruído de fricção anormal. A partir do resultado de teste da quantidade de abrasão mostrada na Tabela 2, pode ser conjecturado que a geração de ruído de fricção anormal nos membros de vedação anulares esféricos de acordo com Exemplos Comparativos 1 a 3 foi devido ao fato de que, após 1.250.000 movimentos oscilantes, a superfície de fricção de deslizamento era uma superfície onde somente o material resistente a calor que contém grafite expandido foi exposta, e que a fricção de deslizamento com o membro correspondente alterado para aquele com esse material resistente a calor exposto.

Conforme descrito acima, de acordo com o membro de vedação anular esférico de acordo com a presente invenção, mesmo se a camada externa for desgastada e perdida devido à fricção de deslizamento com o membro correspondente, e o deslizamento com o membro correspondente tenha alterado para aquele com a camada intermediária esférica parcialmente convexa, uma vez que cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas inclui um membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa feita a partir da rede de fio de metal em malha que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha é de 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e um material resistente a calor que contém grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha desse membro de reforço e a ser formado integralmente com aquele material resistente a calor de forma misturada, e uma vez que a razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa na superfície exterior de cada uma das camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas é de 30 a 60%, o deslizamento com o membro correspondente constantemente acontece pela superfície exterior onde a superfície constituída pelo membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa e a superfície constituída pelo material resistente a calor para a camada intermediária esférica parcialmente convexa estão presentes de forma misturada, e a carga aplicada a cada um do material resistente a calor e do membro de reforço para a camada intermediária esférica parcialmente convexa é reduzida. Como um resultado, mesmo se movimentos oscilantes pequenos ou cargas axiais excessivas são aplicadas continuamente por longos períodos de time, a possibilidade de causar dano tal como marcas de fricção de deslizamento na superfície do membro correspondente é mínima, e é possível evitar, de modo mais prático possível, que a superfície de membro correspondente se torne mais áspera devido ao dano. Por isso, é possível fornecer um membro de vedação anular esférico que é capaz de evitar, de modo mais prático possível, um declínio de vedabilidade entre a superfície esférica parcialmente convexa da camada intermediária esférica parcialmente convexa e o membro correspondente e de evitar a geração de ruído de fricção anormal tão praticamente quanto possível, assim como um método de fabricar o mesmo.

DESCRIÇÃO DE NUMERAIS DE REFERÊNCIA

4, 5, 14, 14a: rede de fio de metal em malha 6: folha de grafite expandido 12: montagem sobreposta 13: parte de base tubular 20: folha para uma camada intermediária esférica parcialmente convexa 21: membro de base tubular 23: camada de revestimento 24: folha de multicamada 28: folha para uma camada externa 29: pré-forma cilíndrica 36: matriz 38: superfície interna cilíndrica 39: superfície esférica parcialmente convexa 40: face de extremidade anular 41: face de extremidade anular 42: membro de base anular esférico 43: camada intermediária esférica parcialmente convexa 44: superfície esférica parcialmente convexa 5 45: camada externa 46: membro de vedação anular esférico 47: superfície exterior

Claims

1. Membro de vedação anular esférico (46) para uso em uma articulação de tubo de escape compreendendo: um membro de base anular esférico (42) definido por uma superfície interna cilíndrica (38), uma superfície esférica parcialmente convexa (39), e faces de extremidade anular de lado de diâmetro grande e pequeno (40, 41) da superfície esférica parcialmente convexa (39); e uma camada externa (45) formada integralmente em uma superfície esférica parcialmente convexa (44), em que o dito membro de base anular esférico (42) inclui um membro de reforço para o dito membro de base anular esférico (42) e um material resistente a calor para o dito membro de base anular esférico (42) que contém grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher malhas da rede de fio de metal em malha (5) do membro de reforço e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada, um lubrificante sólido que consiste em um composição lubrificante, e um material resistente a calor para a dita camada externa (45) que contém grafite expandido, sendo que o material resistente a calor para a dita camada externa (45) e o lubrificante sólido é comprimido de tal maneira a preencher malhas da rede de fio de metal em malha (14) do membro de reforço para a dita camada externa (45), sendo que uma superfície exterior (47) da dita camada externa (45) é formada em uma superfície compósita lisa (48) em que uma superfície (27) constituída pelo membro de reforço para a dita camada externa (45) e uma superfície (26) constituída pelo lubrificante sólido são expostas de forma misturada, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43) que são formadas integralmente na superfície esférica parcialmente convexa (39) do dito membro de base anular esférico (42) e são laminadas em uma direção radial, em que a dita camada externa (45) é formada integralmente em uma superfície esférica parcialmente convexa (44) de uma camada mais exterior da dita pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43), em que o dito membro de reforço para o dito membro de base anular esférico (42) é feito a partir de uma rede de fio de metal em malha comprimida (5) que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 a 0,32 mm e cujo tamanho de malha é de 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura, em que cada uma das ditas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43) inclui um membro de reforço para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) feita a partir de uma rede de fio de metal em malha comprimida (14) que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha é de 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura e um material resistente a calor para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) que contém grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher malhas da rede de fio de metal em malha (14) do membro de reforço para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada, sendo que uma razão de área ocupante de uma superfície constituída pelo membro de reforço para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) em uma superfície exterior de cada uma das ditas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43) é de 30 a 60%, e em que a dita camada externa (45) inclui um membro de reforço para a dita camada externa (45) feito a partir de uma rede de fio de metal em malha comprimida (14) que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha é de 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura, sendo que uma razão de área ocupante da superfície (27) constituída pelo membro de reforço para a dita camada externa (45) na superfície exterior (47) da dita camada externa (45) é 30 a 60%.

2. Membro de vedação anular esférico (46), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO em que a composição lubrificante contém de 23 a 57% em massa de um nitreto de boro hexagonal, de 5 a 15% em massa de alumina hidratada, e de 33 a 67% em massa de uma resina de politetrafluroetileno.

3. Membro de vedação anular esférico (46), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO em que cada um dos materiais resistentes a calor para o dito membro de base anular esférico (42), a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43), e a dita camada externa (45) contém adicionalmente de 1,0 a 16,0% em massa de um fosfato em adição a grafite expandido.

4. Membro de vedação anular esférico (46), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO em que cada um dos materiais resistentes a calor para o dito membro de base anular esférico (42), a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43), e a dita camada externa (45) contém adicionalmente de 0,05 a 5,0% em massa de um ácido fosfórico.

5. Método para fabricar um membro de vedação anular esférico (46) para o uso em uma articulação de tubo de escape que inclui um membro de base anular esférico (42) definido por uma superfície interna cilíndrica (38), uma superfície esférica parcialmente convexa (39), e faces de extremidade anular de lado de diâmetro grande e pequeno (40, 41) da superfície esférica parcialmente convexa (39); e uma camada externa (45) formada integralmente em uma superfície esférica parcialmente convexa (44), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: (a) preparar uma folha de grafite expandido (6) constituída por grafite expandido; (b) preparar uma rede de fio de metal em malha em formato de correia (5) que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,28 a 0,32 mm e cujo tamanho de malha é de 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura; (c) após formar uma montagem sobreposta (12) sobrepondo-se a rede de fio de metal em malha em formato de correia (5) na folha de grafite expandido (6), torcer a montagem sobreposta (12) em um formato cilíndrico oco, para formar, desse modo, uma parte de base tubular (13); (d) inserir outra folha de grafite expandido (6) constituída por grafite expandido entre duas camadas de uma rede de fio de metal em malha cilíndrica oca (14) que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha é de 1,0 a 3,0 mm de comprimento e 0,5 a 2,5 mm de largura, e formar a rede de fio de metal em malha cilíndrica oca (14) em uma rede de fio de metal em malha aplainada (14a) pressurizando-se a rede de fio de metal em malha cilíndrica oca (14) com a outra folha de grafite expandido (6) inserida na mesma em uma direção de espessura da outra folha de grafite expandido (6), para formar, desse modo, uma folha (20) para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) em que o grafite expandido da outra folha de grafite expandido (6) preenche em malhas da rede de fio de metal em malha aplainada (14a) e que é constituída pelo grafite expandido da outra folha de grafite expandido (6) e a rede de fio de metal em malha aplainada (14a) integrada com o grafite expandido de forma misturada, sendo que uma razão de área ocupante de uma superfície (14b) constituída pela rede de fio de metal em malha aplainada (14a) em uma superfície exterior (17) onde a superfície (14b) constituída pela rede de fio de metal em malha aplainada ( 14a) e uma superfície (18) constituída pelo grafite expandido da outra folha de grafite expandido (6) estão presentes de forma misturada é de 30 a 60%; (e) torcer a folha (20) para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) ao redor de uma superfície periférica exterior da parte de base tubular (13) por pelo menos duas voltas, para formar, desse modo, um membro de base tubular (21); (f) preparar ainda outra folha de grafite expandido (6) constituída por grafite expandido e formar uma camada de revestimento (23) de um lubrificante sólido em uma superfície da ainda outra folha de grafite expandido (6), para formar, desse modo, uma folha de multicamada (24); (g) inserir a folha de multicamada (24) entre duas camadas de outra rede de fio de metal em malha cilíndrica oca (14) e formar a outra rede de fio de metal em malha cilíndrica oca (14) em outra rede de fio de metal em malha aplainada (14a) pressurizando-se a outra rede de fio de metal em malha cilíndrica oca (14) com a folha de multicamada (24) inserida entre as duas camadas em uma direção de espessura da folha de multicamada (24), para formar, desse modo, uma folha (28) para a dita camada externa (45) em que o grafite expandido da ainda outra folha de grafite expandido (6) da folha de multicamada (24) e o lubrificante sólido da camada de revestimento (23) formado em uma superfície da folha de grafite expandido (6) preencham malhas da outra rede de fio de metal em malha aplainada (14a) e que é constituída pelo grafite expandido da ainda outra folha de grafite expandido (6), o lubrificante sólido da camada de revestimento (23), e a outra rede de fio de metal em malha aplainada (14a) integrada com o grafite expandido e o lubrificante sólido de forma misturada, sendo que uma razão de área ocupante de uma superfície (27) constituída pela outra rede de fio de metal em malha aplainada (14a) em uma superfície exterior (25) onde a superfície (27) constituída pela outra rede de fio de metal em malha aplainada (14a), uma superfície constituída pelo grafite expandido da ainda outra folha de grafite expandido (6), e uma superfície (26) constituída pelo lubrificante sólido da camada de revestimento (23) formada em uma superfície (22) da ainda outra folha de grafite expandido (6) estão presentes de forma misturada é de 30 a 60%; (h) torcer a folha (28) para a dita camada externa (45) ao redor de uma superfície periférica exterior do membro de base tubular (21) em um estado em que a superfície exterior da folha (28) para a dita camada externa (45) onde a superfície constituída pela outra rede de fio de metal em malha aplainada (14a), a superfície constituída pelo grafite expandido, e a superfície constituída pelo lubrificante sólido estão presentes de forma misturada é colocada em um lado exterior, para formar, desse modo, uma pré-forma cilíndrica (29); e (i) encaixar a pré-forma cilíndrica (29) ao longo de uma superfície periférica exterior de um núcleo (33) de uma matriz (36), colocar o núcleo (33) na matriz (36), e sujeitar a pré-forma cilíndrica (29) a formação por compressão na matriz (36) em uma direção axial do núcleo (33), em que o dito membro de vedação anular esférico (46) inclui uma pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43) que são formadas integralmente na superfície esférica parcialmente convexa (39) do dito membro de base anular esférico (42) e são laminadas em uma direção radial, em que a dita camada externa (45) é formada integralmente em uma superfície esférica parcialmente convexa (44) de uma camada mais exterior da dita pluralidade de camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43), em que o dito membro de base anular esférico (42) inclui um membro de reforço para o dito membro de base anular esférico (42) feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida (5) que é feita em malha usando-se o fio de metal fino com o diâmetro de 0,28 a 0,32 mm e cujo tamanho de malha é de 4 a 6 mm de comprimento e 3 a 5 mm de largura e um material resistente a calor para o dito membro de base anular esférico (42) que contém o grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha (5) do membro de reforço e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada, em que cada uma das ditas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43) inclui um membro de reforço para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) feito a partir da rede de fio de metal em malha comprimida (14) que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com o diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha é de 1,0 a 3,0 mm de comprimento e de 0,5 a 2,5 mm de largura e um material resistente a calor para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) que contém o grafite expandido e comprimido de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal em malha (14) do membro de reforço para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) e a ser formado integralmente com o membro de reforço de forma misturada, sendo que a razão de área ocupante da superfície constituída pelo membro de reforço para a dita camada intermediária esférica parcialmente convexa (43) na superfície exterior de cada uma das ditas camadas intermediárias esféricas parcialmente convexas (43) é de 30 a 60%, e em que a dita camada externa (45) inclui um membro de reforço para a dita camada externa (45) feito a partir de uma rede de fio de metal em malha comprimida (14) que é feita em malha usando-se um fio de metal fino com um diâmetro de 0,10 a 0,20 mm e cujo tamanho de malha é de 1,0 a 3,0 mm de comprimento e de 0,5 a 2,5 mm de largura, um lubrificante sólido que consiste em um composição lubrificante, e um material resistente a calor para a dita camada externa (45) que contém grafite expandido, sendo que o material resistente a calor para a dita camada externa (45) e o lubrificante sólido são comprimidos de tal maneira a preencher as malhas da rede de fio de metal (14) do membro de reforço para a dita camada externa (45), sendo que uma superfície exterior (47) da dita camada externa (45) é formada em uma superfície compósita lisa (48) em que uma superfície (27) constituída pelo membro de reforço para a dita camada externa (45) e uma superfície (26) constituída pelo lubrificante sólido são expostos de forma misturada, sendo que a razão de área ocupante da superfície (27) constituída pelo membro de reforço para a dita camada externa (45) na superfície exterior (47) da dita camada externa (45) é de 30 a 60%.

6. Método para fabricar um membro de vedação anular esférico (46), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO em que uma dispersão aquosa, em que um pó de nitreto de boro hexagonal e um pó de resina de politetrafluroetileno são contidos de modo disperso em um sol de alumina em que partículas de alumina hidratada estão contidas de modo disperso em água que contém um ácido como um meio de dispersão e cuja concentração de íon de hidrogênio (pH) exibe de 2 a 3, é aplicado a uma superfície da ainda outra folha de grafite expandido (6) para formar uma camada de revestimento (23) do lubrificante sólido naquela superfície, que forma, desse modo, a folha de multicamada (24), sendo que a dispersão aquosa contém de modo disperso como um teor sólido 30 a 50% em massa da composição lubrificante que contém de 23 a 57% em massa do pó de nitreto de boro hexagonal, de 33 a 67% em massa do pó de resina de politetrafluroetileno, e de 5 a 15% em massa de alumina hidratada.

7. Método de fabricar um membro de vedação anular esférico (46), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADO em que cada uma das folhas de grafite expandido (6) contém 1,0 a 16,0% em massa de um fosfato em adição ao grafite expandido.

8. Método de fabricar um membro de vedação anular esférico (46), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO em que cada uma das folhas de grafite expandido (6) contém adicionalmente 0,05 a 5,0% em massa de um ácido fosfórico.