BR112014025790B1

BR112014025790B1 - Êmbolo rotativo para um fole rotativo de mola pneumática, sistema de mola pneumática para um veículo e método para a produção de um êmbolo rotativo

Info

Publication number: BR112014025790B1
Application number: BR112014025790-6A
Authority: BR
Inventors: Siegfried Reck; Reinhard Stahmer
Original assignee: Contitech Luftfedersysteme Gmbh
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2022-03-15
Also published as: DE102012103358A1; US20150035213A1; EP2839179B1; BR112014025790A2; US9587700B2; CN104246282B; EP2839179A1; WO2013156190A1; CN104246282A

Abstract

êmbolo rotativo para um fole rotativo de mola pneumática. a presente invenção refere-se a um êmbolo rotativo (1) para um fole rotativo de mola pneumática (2). um êmbolo rotativo (1) em plástico para um fole rotativo de mola pneumática (2), que é composto por, pelo menos, duas peças de êmbolo ligadas uma à outra, em particular, por uma peça inferior de êmbolo (3) substancialmente em forma de pote e de simetria rotativa e uma peça superior de êmbolo (4) formada de modo complementar àquela, em que o êmbolo rotativo (1) é composto por um material compósito revestido e composto por camadas alternadas de plástico e material elastomérico (5).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um êmbolo rotativo de plástico para um fole rotativo de mola pneumática em que o fole rotativo de mola pneumática e o êmbolo rotativo estão dispostos entre uma massa amortecida ou uma massa não amortecida, em particular, entre a carroceria e chassis de um veículo, em que o êmbolo rotativo é composto por pelo menos duas peças de êmbolo ligadas entre si, em particular, uma peça inferior de êmbolo essencialmente em forma de pote e com simetria de rotação e uma peça superior de êmbolo concebida de modo complementar àquela.

[002] A peça superior do êmbolo tem geralmente um perfil em anel e/ou flange anular, por exemplo, um cone de vedação, para a colocação e ligação estanque do fole de mola pneumática ao êmbolo rotativo.

[003] No estado da técnica, são conhecidos vários tipos de tais êmbolos rotativos. Por um lado, existem êmbolos rotativos em chapa de aço relativamente pesados com um volume interno utilizável, os quais são aparafusados ou soldados a peças de ligação correspondentes. O êmbolo rotativo em chapa de aço é produzido como uma peça embutida com assento estanque cônico para a receção do fole, sendo consequentemente pesado e caro na produção.

[004] Por outro lado, existem êmbolos plásticos em peça única rela tivamente leves com volume interno não, ou apenas parcialmente, utilizado e com peças de fixação metálicas moldadas ou embutidas, com as quais pode ser realizada uma ligação para as peças de ligação. Um êmbolo de plástico com volume interno totalmente utilizado é divulgado no documento EP 1 862 335 B1. É aqui descrito um êmbolo de mola pneumática, que consiste em uma peça em forma de taça e uma peça de co- bertura que são soldadas na extremidade no domínio de suas paredes.

[005] O documento DE 10 2007 035 640 A1 revela um êmbolo de imersão concebido como um corpo oco para uma mola pneumática, que consiste em duas peças interligadas de modo estanque, ou seja, uma peça inferior em forma de taça, com piso e revestimento, e uma peça superior.

[006] Com base nas molas pneumáticas conhecidas com êmbo los rotativos em aço, com o objetivo de reduzir o peso e custo da produção do êmbolo, têm sido desenvolvidos êmbolos em plástico reforçado com fibra de vidro (GFK), por exemplo, a partir de poliamida PA 66 GF 30. As vantagens deste material contrastam também com desvantagens. Estas se baseiam no fato de o material ser relativamente duro e quebradiço e poder estilhaçar, ao se quebrar devido à fadiga ou sobrecarga mecânica.

[007] Em particular, quando um êmbolo rotativo composto por plás tico reforçado com fibra de vidro é danificado, é possível que o material fique quebradiço, podendo originar fragmentos e estilhaços afiados.

[008] Em êmbolos rotativos, cujo volume interno é utilizado para au mentar o espaço de trabalho da mola pneumática, aumenta o risco resultante pois a pressão interna pode acelerar os fragmentos resultantes.

[009] Tipicamente, os êmbolos de plástico são fabricados por moldagem por injeção. Tal êmbolo produzido como peça moldada por injeção pode apresentar deficiências como resultado de frentes de fluxo, que se encontram muitas vezes em êmbolos com volume interno totalmente utilizado nas zonas mais altamente estressadas entre as nervuras de reforço.

[0010] Além disso, de um modo geral, os êmbolos com volume in terno totalmente utilizado e com vedação cônica podem ser atualmente produzidos para o fole apenas como êmbolos de duas peças, que são ligadas entre si por soldadura de atrito. A soldadura de atrito é um ponto em que pode também ocorrer descontinuidade dos parâmetros do material, por exemplo, também na medida em que, no plástico reforçado com fibra de vidro, as fibras de vidro não são alinhadas na costura de soldadura, apresentando, assim, um efeito de reforço reduzido.

[0011] Assim, a invenção tem como objetivo proporcionar um êm bolo rotativo fácil e simples de produzir em plástico, respectivamente, em plástico reforçado com fibra de vidro (GFK), o qual não emita farpas afiadas para o meio ambiente, em caso de dano, que não apresente as desvantagens de uma soldadura por atrito, que reduza os efeitos de frentes de fluxo no processo de moldagem por injeção e cujo volume interno seja totalmente utilizável para a suspensão.

[0012] Aqui, o êmbolo rotativo é composto por um material compó sito revestido e composto por camadas alternadas de plástico e material elastomérico.

[0013] A ideia básica é a concepção de um êmbolo rotativo em plástico ou em plástico reforçado com fibra de vidro (GFK, CFK, plástico reforçado por nanotubos de carbono) através de uma construção em material compósito, de modo que o material elastomérico impeça uma quebra com estilhaços de peças de plástico, em caso de sobrecarga. Dessa forma, é em grande parte evitado o risco de, em caso de dano no êmbolo, serem expelidos fragmentos.

[0014] Um desenvolvimento vantajoso assenta no fato de a peça superior do êmbolo e a peça inferior do êmbolo serem encaixadas entre si, pelo menos parcialmente, sob a disposição de uma camada intermédia de material elastomérico. Uma tal configuração permite que duas peças moldadas por injeção sejam facilmente montadas em um êmbolo.

[0015] Uma outra modalidade vantajosa, é que a camada ou a camada intermédia em material elastomérico, é concebida como adesivo elastomérico. Por exemplo, em dois corpos das peças em plástico reforçados com fibra, dispostos concentricamente, o êmbolo interno e o êmbolo externo, entre os quais está disposta uma camada adesiva elastomérica, que liga (cola) os dois corpos das peças entre si de forma fixa, a segurança contra a ruptura em estilhaços de peças de plástico é mais aumentada. Se um dos dois corpos de peças ou de ambos os corpos de peças quebrarem, as resistências de adesão mantêm os fragmentos fixos às superfícies da camada adesiva elastomérica.

[0016] Uma outra modalidade vantajosa consiste no fato de a ca mada ou camada intermédia de material elastomérico conter uma camada de borracha, em particular, uma camada de borracha vulcanizada, pelo menos em uma peça de êmbolo. Uma camada deste tipo permite, pela sua elasticidade, um alívio de stress entre as peças de êmbolo assim ligadas e, portanto, aumenta a capacidade de carga e também a segurança contra o impacto de pedras na disposição de um tal êmbolo, por exemplo, em um chassi de caminhão.

[0017] Uma outra modalidade vantajosa consiste no fato de o êm bolo rotativo ser concebido como um êmbolo de imersão oco, em que o interior do êmbolo rotativo está em comunicação com o interior da mola pneumática, e o êmbolo rotativo apresenta uma peça inferior de êmbolo em forma de pote e uma peça superior de êmbolo que está ligada de modo estanque à peça inferior de êmbolo através da camada intermédia em material elastomérico e que está concebida como uma tampa. A camada adesiva elastomérica e/ou a camada de borracha atuam simultaneamente como uma vedação entre os corpos das peças.

[0018] Outras modalidades vantajosas surgem dependendo da aplicação e do coletivo de carga na medida em que a peça superior do êmbolo e a peça inferior do êmbolo estão ligadas sob a forma de uma ligação de encaixe cônica, na forma de uma ligação de encaixe escalonada, ou sob a forma de um batoque. Tal tipo de ligação cônica, cilíndrica, ou em vários estágios, melhora, em cada caso, as propriedades do êmbolo rotativo em termos de resistência a estilhaços e durabilidade.

[0019] A construção de acordo com a invenção do êmbolo a partir de dois corpos de peças ligados de tal maneira aumenta a proteção contra estilhaços em caso de dano no mesmo, porque as camadas elastoméricas / camadas adesivas entre os corpos das peças ligam os fragmentos e estilhaços resultantes. A construção em duas peças tem também a vantagem de as frentes de fluxo dos corpos das peças inevitáveis em termos de técnica de fabrico poderem ser deslocadas uma da outra para aumentar a estabilidade do êmbolo em um todo.

[0020] A execução como combinação de um cone interior e um exterior tem a vantagem de as peças cônicas poderem ser facilmente formadas na produção. Além disso, através da carga operacional surgem forças na direção radial, que reforçam o assento cônico e o efeito de vedação. A utilização de uma pluralidade de camadas elastoméricas, tais como através de um escalonamento ou sob a forma de ligações com batoques, aumenta a resistência e a segurança contra estilhaços, visto que os fragmentos que podem ocorrer, são mantidos na grande superfície ou dentro dos escalonamentos.

[0021] Outra vantagem é a boa natureza contra o impacto de pe dras: uma rachadura do revestimento exterior não significa ainda uma perda de pressão, visto que a camada elastomérica e/ou adesiva, em particular as camadas escalonadas ou camadas em batoques, evitam com segurança um rompimento do plástico e, consequentemente, um rompimento sob a pressão interna.

[0022] Em particular, um tal êmbolo rotativo é adequado para utili zação em um sistema de mola pneumática para um veículo, tal como um caminhão.

[0023] Um método particularmente vantajoso para o fabrico de um tal êmbolo rotativo é que após a produção de uma primeira peça do êmbolo, esta é provida de uma camada de borracha vulcanizada sendo, em seguida, pulverizada, pelo menos, uma outra peça de êmbolo, com um processo de moldagem por injeção sobre a camada de borracha. Assim, uma (segunda) metade de êmbolo simples de produzir com o processo de moldagem por injeção, é pulverizada posteriormente sobre a primeira metade do êmbolo já produzida em um processo de moldagem por injeção com uma camada de borracha vulcanizada.

[0024] Com base em uma modalidade, a invenção será explicada em mais pormenor. Os desenhos mostram:

[0025] a Figura 1 mostra um êmbolo rotativo de acordo com a in venção para uma mola pneumática.

[0026] A Figura 2 uma outra modalidade de um êmbolo rotativo de acordo com a invenção.

[0027] A Figura 3 mostra um detalhe do êmbolo rotativo de acordo com a invenção e de acordo com a Figura 2.

[0028] A Figura 4 uma outra modalidade de um êmbolo rotativo de acordo com a invenção.

[0029] A Figura 1 mostra um êmbolo rotativo 1 de acordo com a invenção concebido em plástico reforçado com fibra de vidro para um fole rotativo de mola pneumática 2, em que o fole rotativo de mola pneumática e o êmbolo rotativo estão dispostos entre a carroceria e o chassis de um veículo, em que a carroceria e o chassis não são aqui mostrados em pormenor. O fole rotativo de mola pneumática 2 é fechado na sua extremidade superior com uma tampa de mola pneumática 16, que tem um fornecimento de ar e está ligada à carroceria.

[0030] O êmbolo rotativo 1 é composto de duas peças de êmbolo interligadas, nomeadamente nesse caso uma peça inferior de êmbolo 3 essencialmente em forma de pote e com simetria de rotação, e uma peça superior de êmbolo 4 concebida de modo complementar àquela, em que a peça superior do êmbolo 4 e a peça inferior do êmbolo 3 são encaixadas uma na outra sob disposição de uma camada intermédia 5 de material elastomérico, formando assim um êmbolo rotativo 1 em um material compósito revestido e composto por camadas alternadas de plástico reforçado com fibra de vidro e material elastomérico.

[0031] A camada ou camada intermédia 5 de material elastomérico consiste aqui em uma camada de borracha, a qual está ligada a duas peças do êmbolo 3 e 4 por meio de vulcanização.

[0032] O êmbolo rotativo 1 é nesse caso concebido como um êm bolo de imersão oco, em que o interior 6 do êmbolo rotativo 1 está em comunicação com o interior 7 da mola pneumática 2.

[0033] A peça superior do êmbolo 4 e a peça inferior do êmbolo 3 estão nesse caso ligadas na forma de uma ligação de encaixe cônica e formam, com a camada intermédia elastomérica, um componente de material compósito em plástico reforçado com fibra de vidro e borracha. A camada intermédia de borracha vulcanizada liga as duas peças do êmbolo de um modo completamente estanque e permite a fácil utilização do interior do êmbolo 6 como espaço de trabalho adicional.

[0034] A Figura 2 mostra uma outra modalidade de um êmbolo rota tivo 8 de acordo com a invenção, em que a peça superior do êmbolo 10 e a peça inferior do êmbolo 9 estão ligadas na forma de uma ligação de encaixe escalonada. Aqui a peça superior do êmbolo 10 e a peça inferior do êmbolo 9 estão ligadas entre si sob a disposição de uma camada intermédia 11 na forma de uma película adesiva, formando assim um êmbolo rotativo 8 a partir de um material compósito revestido e composto por camadas alternadas de plástico reforçado com fibra de vidro e película adesiva. A transmissão de energia entre a peça superior do êmbolo 10 e a peça inferior do êmbolo 9 não é nesta modalidade realizada através da camada adesiva / película adesiva, mas pelo contato direto das formas nas projeções formadas nessa modalidade.

[0035] No caso do êmbolo rotativo 8, a peça inferior do êmbolo 9 foi inicialmente produzida e fornecida com a película adesiva. Depois disso, foi aplicada a peça superior do êmbolo 10.

[0036] Alternativamente, pode ser também fundido um adesivo nas duas peças cônicas do êmbolo 9 e 10.

[0037] A Figura 3 mostra, para efeitos de clarificação, novamente um detalhe de um êmbolo rotativo 8 de acordo com a invenção, com peça superior de êmbolo 10, peça inferior de êmbolo 9 e um adesivo fundido como camada intermédia 11. Pode observar-se que a peça superior do êmbolo 10 se apoia sobre a face da peça inferior do êmbolo 9, através de uma projeção formada na área da cabeça, formando assim uma coluna para a massa de fundição. A força da mola pneumática é aqui transferida diretamente da peça superior do êmbolo 10 para a peça inferior do êmbolo 9, sem sobrecarregar a camada adesiva ao cisalhamento.

[0038] A Figura 4 mostra uma outra modalidade de um êmbolo ro tativo 12 de acordo com a invenção, em que a peça superior do êmbolo 14 e a peça inferior do êmbolo 13 estão ligadas entre si na forma de um batoque, nesse caso, com um batoque com forma lamelar no corte transversal. Aqui, a peça superior do êmbolo 14 e a peça inferior do êmbolo 13, sob disposição de uma camada intermédia 15 de adesivo elastomérico, são unidas entre si e formam um êmbolo rotativo 12 em um material compósito revestido e composto por camadas alternadas de plástico reforçado com fibra de vidro e um material elastomérico. Aqui, o adesivo elastomérico pode escoar antes da cura preenchendo os espaços intermédios entre as peças do êmbolo. Lista de números de referência

[0039] (Parte da descrição)

[0040] 1 Êmbolo rotativo

[0041] 2 Fole rotativo de mola pneumática

[0042] 3 Peça inferior do êmbolo

[0043] 4 Peça superior do êmbolo

[0044] 5 Camada intermédia elastomérica (borracha vulcanizada)

[0045] 6 Interior do êmbolo rotativo

[0046] 7 Interior da mola pneumática

[0047] 8 Êmbolo rotativo

[0048] 9 Peça inferior do êmbolo

[0049] 10 Peça superior do êmbolo

[0050] 11 Camada intermédia elastomérica, concebida como ca mada adesiva

[0051] 12 Êmbolo rotativo

[0052] 13 Peça inferior do êmbolo

[0053] 14 Peça superior do êmbolo

[0054] 15 Camada intermédia elastomérica em adesivo elastomérico

[0055] 16 Cobertura da mola pneumática

Claims

1. Êmbolo rotativo (1) de plástico para um fole rotativo de mola pneumática (2), sendo que o fole rotativo de mola pneumática (2) e o êmbolo rotativo (1) estão dispostos entre uma massa amortecida ou não amortecida, sendo que o êmbolo rotativo (1, 8, 12) é composto por, pelo menos, duas peças de êmbolo ligadas uma à outra (3, 4, 8, 9, 13, 14), em particular, por uma peça inferior de êmbolo (3, 8, 13) substancialmente em forma de pote e rotacionalmente simétrica e uma peça superior de êmbolo (4, 9, 14) formada de modo complementar àquela, caracterizado pelo fato de o êmbolo rotativo (1, 8, 12) ser composto por um material compósito revestido e composto por camadas alternadas de plástico e material elastomérico.

2. Êmbolo rotativo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a peça superior de êmbolo (4, 9, 14) e a peça inferior de êmbolo (3, 8, 13) são inseridas pelo menos parcialmente uma na outra de acordo com a disposição de uma camada intermédia (5, 11, 15) de um material elastomérico.

3. Êmbolo rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a camada ou camada intermédia (15) é concebida a partir de material elastomérico, tal como um adesivo elastomérico.

4. Êmbolo rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a camada ou a camada intermédia de material elastomérico contém uma camada de borracha (11), em particular, uma camada de borracha vulcanizada, pelo menos em uma peça de êmbolo.

5. Êmbolo rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que é formado como um êmbolo de imersão oco, sendo que o interior (6) do êmbolo rotativo (1) está em comunicação com o interior (7) da mola pneumática (2), e o êmbolo rotativo (1) apresenta uma peça inferior de êmbolo em forma de pote (3, 8, 13) e uma peça superior de êmbolo (4, 9, 14) que está ligada de modo estanque à peça inferior de êmbolo através da camada intermédia (5, 11, 15) em material elastomérico e que, se necessário, está concebida como uma tampa.

6. Êmbolo rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a peça superior do êmbolo (4, 9, 14) e a peça inferior do êmbolo (3, 8, 13) estão ligadas entre si na forma de uma ligação de encaixe essencialmente cônica.

7. Êmbolo rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que a peça superior do êmbolo (4, 9, 14) e a peça inferior do êmbolo (3, 8, 13) estão ligadas entre si na forma de uma ligação de encaixe escalonada.

8. Êmbolo rotativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que a peça superior do êmbolo (4, 9, 14) e a peça inferior do êmbolo (3, 8, 13) estão ligadas entre si na forma de um batoque.

9. Sistema de mola pneumática para um veículo, caracterizado pelo fato de que compreende um êmbolo rotativo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

10. Método para a produção de um êmbolo rotativo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que após a produção de uma primeira peça de êmbolo, esta última é fornecida com uma camada de borracha vulcanizada, sendo posteriormente pelo menos pulverizada uma outra peça de êmbolo com o método de moldagem por injeção sobre a camada de borracha.