BR112014008499B1 - pistão rotativo de plástico para um fole rolante de mola pneumática e dispositivo de mola pneumática - Google Patents

Abstract

PISTÃO ROTATIVO PARA UM FOLE ROLANTE DE MOLA PNEUMÁTICA. A presente invenção refere-se a um pistão rotativo de material sintético para um fole rolante de mola pneumática (19), em que o pistão rotativo (1) é desenvolvido como pistão mergulhador a apresenta um suporte preferencialmente central (2) para um batente (3) o qual atua na direção axial da mola pneumática, em que o suporte (2) preferencialmente é constituído por aço e pode ser recebido em um recesso desenvolvido em uma forma complementar à forma do suporte do pistão rotativo e pode ser conectado a este último.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um pistão rotativo de plástico para um fole rolante de mola pneumática, em que o pistão rotativo é desenvolvido como pistão mergulhador e apresenta um suporte preferencialmente centralmente disposto para um batente o qual atua na direção axial da mola pneumática.

[0002] De acordo com o estado da técnica são conhecidos diferentes tipos de pistões rotativos da referida natureza. Por um lado, existem pistões rotativos relativamente pesados de chapa de aço com um volume interior totalmente utilizável e com um batente, quer dizer um chamado suporte de tampão de amortecimento, nomeadamente um suporte para um batente o qual atua essencialmente na direção axial da mola pneumática. O pistão rotativo de chapa de aço é fabricado como peça de repuxamento profundo com vedação cônica para receber o fole e apresenta uma peça de base soldada com um tubo de suporte soldado. Um pistão da referida natureza com suporte de tampão de amortecimento de chapa de aço embora seja suficientemente resistente, para absorver igualmente cargas mais elevadas ou na função de emergência o embate da carroceria no solo, contudo enquanto componente total é relativamente pesado e de fabricação dispendiosa.

[0003] Por outro lado, existem pistões de plástico de uma só peça relativamente leves. Os pistões de plástico da referida natureza atualmente são preferidos por motivos de redução de peso mesmo no caso dos fabricantes de caminhões. No que se refere à capacidade de carga do suporte de tampão de amortecimento mesmo pistões fabricados a partir de plástico reforçado com fibra de vidro mal conseguem alcançar os valores de resistência, os valores de resistência à fadiga e a resistência à temperatura de suportes de tampão de amortecimento de pistões de aço. Além disso por estes motivos no caso dos pistões de plástico o volume interior não é utilizado ou apenas é utilizado parcialmente. No caso de um volume interior não utilizado ou apenas parcialmente utilizado as construções da referida natureza apresentam a desvantagem da diminuição do conforto. A suspensão neste caso é relativamente dura.

[0004] A alternativa de acordo com o estado da técnica são pistões de plástico de duas peças com um volume interior utilizável, mas sem suporte de tampão de amortecimento, no caso dos quais a construção total do trem de rodagem tem de ser convertida, de modo que o suporte de tampão de amortecimento em falta é substituído por outras medidas. Um pistão de mola pneumática da referida natureza é divulgado por exemplo na EP 1 862 335 B1. Neste caso o pistão de mola pneumática é constituído por uma peça em forma de copo e por uma peça de cobertura, as quais na região das respectivas paredes são soldadas topo a topo. A peça em forma de copo neste caso apresenta uma parede de base, a qual apresenta uma peça intercalada para a conexão com o eixo do veículo automóvel. Neste caso a desvantagem, conforme representado, é o batente em falta (suporte de tampão de amortecimento).

[0005] Também a DE 10 2007 035 640 A1 divulga um pistão mergulhador desenvolvido como corpo oco para uma mola pneumática, o qual é constituído por duas peças hermeticamente conectadas uma à outra, nomeadamente por uma peça inferior em forma de panela com base e invólucro e por uma peça superior. Também neste caso não está previsto qualquer batente.

[0006] Por conseguinte, a presente invenção tem por objetivo fabricar um pistão rotativo fácil e simplesmente fabricável, cujo volume interior seja totalmente utilizável para a suspensão e no caso do qual esteja igualmente integrado um batente/um suporte de tampão de amortecimento, quer dizer, no qual seja alcançada uma combinação de volume de ar ótimo e conforto e a disponibilização de um batente integrado no sistema de mola pneumática.

[0007] Neste caso, o suporte é constituído por um material, o qual em comparação com o plástico do pistão rotativo apresenta uma resistência significativamente mais elevada, quer dizer igualmente uma resistência ao calor e uma resistência à temperatura significativamente mais elevada. Para este efeito o suporte pode ser modularmente recebido em um recesso desenvolvido em uma forma complementar à forma do suporte do pistão rotativo, ou encaixável e pode ser conectado com o ou no referido recesso de forma positiva e/ou por fricção. Preferencialmente o suporte é constituído por aço ou por um outro metal adequado.

[0008] Assim é combinada a vantagem de um modo de construção leve (pistão de plástico) com as exigências de um suporte de tampão de amortecimento tanto quanto possível sujeitável a cargas e com uma capacidade de carga homogênea ao longo do período de vida útil.

[0009] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de o pistão rotativo ser desenvolvido como pistão mergulhador, o qual é constituído por uma peça inferior do pistão em forma de panela e por uma peça superior de pistão hermeticamente conectada com a peça inferior do pistão e desenvolvida como tampa e cujo espaço interior está em conexão com o espaço interior da mola pneumática e o qual apresenta as seguintes características adicionais: uma peça do recesso desenvolvido numa forma complementar à forma do suporte é desenvolvida como peça da peça superior do pistão e a partir da respectiva tampa, enquanto a outra peça do recesso é desenvolvida como peça da peça inferior do pistão em forma de panela e a partir da respectiva base, em que as duas peças do recesso estão conectadas uma à outra e cooperam para receber o suporte.

[00010] Pelo fato de uma peça do recesso ser desenvolvida como peça da peça superior do pistão e a outra peça do recesso ser desenvolvida como peça da peça inferior do pistão em forma de panela e a partir da respectiva base, sendo que as duas peças do recesso cooperam com o suporte nas situações de montagem convencionais para receber forças que atuam essencialmente axialmente, surge um pistão de plástico de duas peças, cuja peça superior pode apresentar um cone de vedação integrado para o fole de mola pneumática e o qual no caso da conexão hermética da peça superior e da peça inferior forma um volume interior utilizável assim como uma construção extraordinariamente fácil de executar com propriedades de resistência muito boas.

[00011] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de o suporte e o recesso serem desenvolvidos de forma complementar cilíndrica ou tubular e estarem centralmente dispostos no interior do pistão rotativo. Os tubos curtos apresentam igualmente uma capacidade de carga enorme na direção longitudinal e, contudo, são muito leves enquanto corpos ocos.

[00012] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de o espaço interior do pistão rotativo ser reforçado com elementos de reforço do tipo de nervuras. Assim podem igualmente ser recebidos sem problema forças transversais ou forças de amortecimento que atuam na diagonal. Além disso com um desenvolvimento da referida natureza eventualmente pode ser reduzida a espessura de parede das peças de suporte tubulares. Este efeito é aumentado pelo fato de os elementos de reforço do tipo de nervuras serem dispostos em forma de estrela ou em forma de raios e pelo fato de os elementos de reforço do tipo de nervuras estarem igualmente previstos nos espaços anulares entre a peça de suporte e a parede do pistão ou a parede da tampa.

[00013] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de a conexão hermética entre a peça inferior do pistão e a peça superior do pistão ser realizada num invólucro exterior do pistão, enquanto as peças do recesso apenas são ajustadas uma em relação à outra. Assim por um lado é gerada uma determinada recepção de força estaticamente definida sem as tensões típicas e frequentemente prejudiciais para materiais sintéticos em caso de carga continuada no interior da peça. Por outro lado, isto é vantajoso no caso da soldagem rotativa por fricção no caso de peças de plástico concêntricas. É que quando uma conexão da referida natureza apenas é realizada no invólucro exterior do pistão, os problemas que surgem devido a velocidades periféricas diferentes no caso da soldagem rotativa de diferentes diâmetros já não existem.

[00014] Evidentemente podem igualmente ser usados outros tipos de conexão, por exemplo, conexões por parafusos, por aperto, por encaixe ou por esmagamento providas de vedações. Contudo estas últimas frequentemente são dispendiosas e mais difíceis de manusear durante a montagem, de modo que particularmente no caso de plástico se adequa a soldadura topo a topo por soldadura por fricção fácil de realizar. Assim de modo simples e sem dispositivos de montagem de grande envergadura é alcançada uma conexão hermética da parte superior e da parte inferior para formar o volume interior.

[00015] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de entre a parte do recesso associada à parte inferior do pistão e o suporte estar disposta uma vedação. Com uma construção simples da referida natureza, na qual preferencialmente é usado um anel em O como vedação, sem grandes recursos é alcançado um fechamento hermético do espaço interior do pistão.

[00016] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de o suporte essencialmente ser desenvolvido de forma tubular e com ressaltos ou com flanges para o posicionamento no recesso e de na respetiva região inferior apresentar uma peça intercalada provida de uma rosca.

[00017] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de a conexão da parte inferior do pistão com o trem de rodagem ser realizada através do suporte ou através da peça intercalada provida de uma rosca. Por conseguinte, o suporte encaixado na recepção ou nas partes da recepção simultaneamente serve de elemento de conexão para a conexão do pistão rotativo ao trem de rodagem ou à carroceria. Isto por sua vez simplifica e facilita a construção e permite igualmente uma proteção contra o "levantamento" do pistão rotativo.

[00018] Neste caso, a peça intercalada pode ser desenvolvida como bucha roscada metálica prensada no suporte ou como pino roscado prensado ou aparafusado no suporte. Evidentemente é igualmente possível, eventualmente adicionalmente, que o suporte por sua vez no respetivo lado inferior esteja provido de recepções ou de retornos côncavos ou em forma de cúpula, eventualmente desenvolvidos em um flange ou em uma base conectados no lado inferior do suporte e previsto para a conexão com o trem de rodagem. Isto possibilita a transmissão de forças de pressão ou de forças transversais sem elementos adicionais e no caso de um desenvolvimento correspondente gera uma superfície de transmissão de força anular, a qual em cooperação com uma peça de apoio do trem de rodagem centralmente disposta na região da peça de suporte é igualmente adequada para a recepção de momentos de derrubamento na transversal em relação ao eixo. Além disso uma forma de realização da referida natureza serve igualmente para a centragem durante a montagem.

[00019] Uma outra forma de realização vantajosa reside no fato, de o suporte no lado do fole estar provido de um prato para o alojamento do batente. Por conseguinte, são simplificados os recursos de montagem e de construção para a tampa da mola pneumática ou para a placa superior da mola pneumática e o suporte conjuntamente com o batente podem ser fornecidos como uma (única) peça (redução das peças individuais). Evidentemente o batente, conforme habitual até ao presente em construções similares de acordo com o estado da técnica, pode igualmente ser disposto no lado interior da tampa da mola pneumática, de modo que o batente fica oposto a um flange de batente eventualmente em forma de prato desenvolvido no lado superior do suporte.

[00020] Particularmente vantajosamente o pistão rotativo de acordo com a presente invenção pode ser usado em um dispositivo de mola pneumática para um veículo automóvel. O pistão rotativo de acordo com a presente invenção pode igualmente ser usado no interior de um chamado "módulo de mola pneumática", o qual contém o fole de mola pneumática e amortecedores e é fornecido pronto a montar.

[00021] Com base em um exemplo de realização a presente invenção é mais detalhadamente explicada. A

[00022] Fig. 1 apresenta um pistão rotativo de acordo com a presente invenção para uma mola pneumática

[00023] Fig. 2 apresenta o pistão rotativo de acordo com a presente invenção de acordo com a Fig. 1 sob forma de uma vista explodida

[00024] Fig. 3 apresenta uma montagem parcial de uma suspensão com um pistão rotativo de acordo com a presente invenção de acordo com a Fig.1

[00025] A Fig. 1 apresenta um pistão rotativo 1 de acordo com a presente invenção desenvolvido como pistão mergulhador oco para um fole de mola pneumática de um caminhão, o qual apresenta um suporte centralmente disposto 2 para um batente 3 o qual atua na direção axial da mola pneumática e em que o suporte 2 é constituído por aço, o qual em comparação com o plástico do pistão rotativo apresenta uma resistência significativamente mais elevada. O suporte é recebido em um recesso 4 do pistão rotativo 1 desenvolvido em uma forma complementar à forma do suporte e está conectado a este último.

[00026] De acordo com a referida forma de realização o pistão rotativo é constituído por uma parte inferior do pistão 5 em forma de panela e por uma parte superior do pistão 6 hermeticamente conectado com a parte inferior do pistão 5 e desenvolvida como tampa. O espaço interior 7 do pistão rotativo 1 está em conexão com o espaço interior da mola pneumática ou do fole de mola pneumática 19.

[00027] Uma parte 8 do recesso 4 desenvolvido em uma forma complementar à forma do suporte é desenvolvida como parte da parte superior do pistão 6 e a partir da respetiva tampa, enquanto uma outra parte 9 do recesso 4 é desenvolvida como parte da parte inferior do pistão em forma de panela 5 e a partir da respetiva base. As duas partes do recesso 8 e 9 estão conectadas uma à outra e cooperam para receber o suporte 2.

[00028] O suporte 2 e o recesso 4 ou as partes do recesso 8 e 9 são desenvolvidos de forma complementar tubular e centralmente dispostos no interior do pistão rotativo 1.

[00029] O espaço interior do pistão rotativo 1 é reforçado com elementos de reforço do tipo de nervuras 10, 11 e 12, correspondentemente dispostos essencialmente em forma de estrela e/ ou de raios nos espaços anulares entre a respetiva parte do recesso 8 ou 9 e a parede do pistão ou a parede da tampa.

[00030] Entre a parte inferior do pistão e a parte superior do pistão no invólucro exterior do pistão é realizada a conexão hermética 13, enquanto as partes do recesso tubulares apenas são ajustadas uma à outra, aqui na região de conexão interior 14.

[00031] Devido ao condicionamento do referido "ajuste" é necessária uma vedação. No caso da forma de realização aqui apresentada a referida vedação é desenvolvida como anel em O 15 e de uma forma muito simples disposta entre a parte do recesso 9 associada à parte inferior do pistão 5 e o suporte 2.

[00032] Também o suporte 2 neste caso é essencialmente desenvolvido de forma tubular e no lado do fole provido com um flange em forma de prato 16, o qual tanto serve para o posicionamento vertical do suporte 2 como está igualmente previsto para a recepção do batente 3.

[00033] Na respetiva região inferior o suporte 2 apresenta uma peça intercalada provida de uma rosca 17, através da qual com um parafuso ou com um pino roscado, aqui não representado, é realizada a conexão da parte inferior do pistão 5 com o trem de rodagem, neste caso com uso de um disco correspondentemente perfurado 18 de metal, o qual serve para a distribuição homogênea das forças do trem de rodagem sobre a base da parte inferior do pistão 5.

[00034] A Fig. 2 apresenta um pistão rotativo 1 de acordo com a presente invenção sob a forma de um desenho explodido, no qual todas as partes essenciais são evidenciadas.

[00035] A Fig. 3 apresenta uma montagem parcial de uma suspensão para um dispositivo de mola pneumática para um veículo automóvel com um pistão rotativo 1 de acordo com a Fig. 1, o fole de mola pneumática associado 19 e a tampa de mola pneumática provida de dispositivos para a alimentação de ar 20.

[00036] À parte superior do pistão 6, o fole rolante de mola pneumática 19 está hermeticamente conectado ao pistão rotativo 1 desenvolvido como pistão mergulhador e durante a compressão e a descompressão rola pela periferia exterior ou pela parede do pistão do pistão rotativo 1 para formar uma dobra rolante 21.

[00037] Neste caso, a tampa de mola pneumática 20 está conectada com uma carroceria não mais detalhadamente representada e a peça intercalada 18 através de um pino roscado aqui não representado com uma parte do trem de rodagem/quadro do eixo do caminhão. Lista de referências (Parte integrante da descrição) 1. Pistão rotativo 2. Suporte 3. Batente 4. Recesso 5. Parte inferior do pistão 6. Parte superior do pistão 7. Espaço interior do pistão rotativo 8. Parte do recesso 9. Parte do recesso 10. Elemento de reforço 11. Elemento de reforço 12. Elemento de reforço 13. Conexão 14. Região de conexão interior 15. Anel em O 16. Flange em forma de prato 17. Peça intercalar 18. Disco perfurado 19. Fole rolante de mola pneumática 20. Tampa de mola pneumática 21. Dobra rolante

Claims (9)

1. Pistão rotativo (1) de plástico para um fole rolante de mola pneumática, em que o pistão rotativo é desenvolvido como pistão mergulhador e apresenta um suporte (2) disposto preferencialmente de modo central para um batente (3) o qual atua na direção axial da mola pneumática, - o suporte (2) sendo constituído por um material, o qual em comparação com o plástico do pistão rotativo (1) apresenta uma resistência significativamente mais elevada, preferencialmente de aço, e sendo que, - o suporte (2) pode ser recebido em um recesso (4, 8, 9) desenvolvido em uma forma complementar à forma do suporte do pistão rotativo (1) e poder ser conectado a este último, caracterizado pelo fato de que o pistão mergulhador é desenvolvido como pistão mergulhador oco, o qual é constituído por uma parte inferior do pistão em forma de panela (5) e por uma parte superior do pistão (6) desenvolvida como tampa e hermeticamente conectada com a parte inferior do pistão e cujo espaço interior (7) está em conexão com o espaço interior da mola pneumática, com as seguintes características, - uma parte (8) do recesso (4) desenvolvido em uma forma complementar à forma do suporte é desenvolvida como parte da parte superior do pistão (6) e se estende na direção da parte inferior do pistão, - a outra parte (9) do recesso (4) é desenvolvida como parte da parte inferior do pistão em forma de panela (5) e se estende a partir da respectiva base na direção da parte superior do pistão, sendo que as duas partes do recesso (8, 9) estão conectadas uma à outra e cooperam para receber o suporte (2).

2. Pistão rotativo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte (2) e o recesso (4, 8, 9) são desenvolvidos de forma complementar cilíndrica ou tubular e estão dispostos centralmente no interior do pistão rotativo (1).

3. Pistão rotativo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o espaço interior do pistão rotativo é reforçado com elementos de reforço do tipo nervuras (10, 11, 12).

4. Pistão rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a conexão hermética (13) entre a parte inferior do pistão (5) e a parte superior do pistão (6) é realizada no invólucro exterior do pistão, enquanto as partes do recesso apenas são ajustadas umas em relação às outras (14).

5. Pistão rotativo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que entre a parte do recesso (9) associada à parte inferior do pistão (5) e o suporte (2) está disposta uma vedação (15).

6. Pistão rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o suporte (2) essencialmente é desenvolvido de forma tubular e com ressaltos ou com flanges para o posicionamento e na respectiva região inferior apresenta uma peça intercalar provida de uma rosca (17).

7. Pistão rotativo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a conexão da parte inferior do pistão (5) com o trem de rodagem é realizada através do suporte (2) ou através da peça intercalar provida de rosca (17).

8. Pistão rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o suporte no lado do fole rolante está provido de um prato (16) para receber o batente (3).

9. Dispositivo de mola pneumática para um veículo automóvel, caracterizado pelo fato de que apresenta um pistão rotativo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

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