BR112020008044B1

BR112020008044B1 - METHOD OF CONNECTING A METALLIC COMPONENT, METHOD OF CONNECTING A VEHICLE COMPONENT, CONNECTED ASSEMBLY AND MECHANICAL AXLE ASSEMBLY

Info

Publication number: BR112020008044B1
Application number: BR112020008044-6A
Authority: BR
Inventors: Shaun Macken; Sathya Babu; Nathan Wilsonq
Original assignee: Hendrickson United Kingdom Ltd
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2023-08-15

Abstract

Um componente de veículo, tal como um fuso de eixo mecânico ou viga de suspensão (3) é conectado a um eixo mecânico (1) de veículo tubular através do ajuste de uma luva de conector (2) no eixo mecânico submetendo-se o conjunto a uma operação de enrugamento aonde é formada a pluralidade de depressões (206, 2018) por entalhes na luva de conector e a parede de eixo mecânico na região de conexão (11, 12) para a fixação da luva de conector no eixo mecânico tubular. Nas propostas descritas, aplica-se um lubrificante sólido (4), tal como o dissulfeto de molibdênio na região de conexão entre a luva de conector (2) e o eixo mecânico (1), antes do enrugamento. O componente de veículo (3) adicional é conectado, em seguida, na luva de conector (2) por soldagem.A vehicle component such as a mechanical axle spindle or suspension beam (3) is connected to a tubular vehicle mechanical axle (1) by adjusting a connector sleeve (2) on the mechanical axle and subjecting the assembly to a crimping operation where the plurality of depressions (206, 2018) are formed by notches in the connector sleeve and the mechanical shaft wall in the connection region (11, 12) for fixing the connector sleeve on the tubular mechanical shaft. In the proposals described, a solid lubricant (4), such as molybdenum disulfide, is applied to the connection region between the connector sleeve (2) and the mechanical shaft (1), before wrinkling. The additional vehicle component (3) is then connected to the connector sleeve (2) by welding.

Description

FIELD OF INVENTION

[001] Esta invenção lida com métodos voltados para componentes metálicos para conexão de cargas pesadas, particularmente, onde deve haver a conexão de um componente interno oco na sua superfície externa em um outro componente, tal como um tubo de eixo mecânico, por exemplo, uma viga de suspensão ou outro componente, e especialmente através de um componente externo sob a forma de luva. Os conjuntos conectados concebidos pelo uso do método consistem em um aspecto do que se é proposto.[001] This invention deals with methods aimed at metallic components for connecting heavy loads, particularly where there must be the connection of a hollow internal component on its external surface to another component, such as a mechanical shaft tube, for example, a suspension beam or other component, and especially through an external component in the form of a sleeve. The connected sets conceived using the method consist of an aspect of what is proposed.

FUNDAMENTALS

[002] No documento WO2012/044802 (correspondente aos documentos US8454040 e EP2621737, entre outros), depositado por Hendrickson, USA, L.L.C., tem-se a descrição de um método para a conexão de um tubo de eixo mecânico com uma viga de suspensão, sem ser por soldagem direta, conforme o padrão, mas através de um componente de luva externa discreto intermediário em torno do eixo mecânico. Para efetuar a conexão do componente de luva, desejavelmente submetido a uma maior deformação plástica do que a parede do eixo mecânico, desliza-se o mesmo para um ajuste preciso sobre o tubo do eixo mecânico, sendo o conjunto, em seguida, submetido a uma operação de enrugamento ou encalcamento para formação, simultânea, de um conjunto de entalhes ou depressões permanentes em ambos os componentes. Tem-se a formação, desejavelmente, de uma série ou disposição de tais depressões em torno do tubo de eixo mecânico. A formação das depressões cria um poderoso encravamento mecânico, enquanto ao mesmo tempo, a maior recuperação elástica da parede de tubo de eixo mecânico impulsiona-o para fora num engate forçado permanente enviesado de encontro ao interior da luva na posição das depressões, fornecendo uma rígida junta sem folgas. O componente de suspensão externo associado é soldado, posteriormente, na luva, ao invés de ser soldado diretamente no eixo mecânico. De forma que possa ser usado um eixo mecânico de espessura de parede relativamente mais delgada, (e, portanto, de menor peso), enquanto a conexão resultante demonstra apresentar boa resistência e rigidez. Um método similar foi proposto para a conexão de uma viga em uma escora transversal (veja, por exemplo, o documento US9079467B), e para a instalação de um conjunto de frenagem em um eixo mecânico.[002] In document WO2012/044802 (corresponding to documents US8454040 and EP2621737, among others), deposited by Hendrickson, USA, L.L.C., there is a description of a method for connecting a mechanical shaft tube with a suspension beam , not by direct welding, as per standard, but through an intermediate discrete external sleeve component around the mechanical axis. To connect the sleeve component, desirably subjected to greater plastic deformation than the wall of the mechanical shaft, it is slid for precise adjustment over the tube of the mechanical shaft, and the assembly is then subjected to a wrinkling or trapping operation to simultaneously form a set of notches or permanent depressions in both components. Desirably, a series or arrangement of such depressions is formed around the mechanical axis tube. The formation of the depressions creates a powerful mechanical jam, whilst at the same time, the greater elastic recovery of the mechanical shaft tube wall drives it outward in a permanent forced engagement biased against the inside of the sleeve at the position of the depressions, providing a rigid joint without gaps. The associated external suspension component is subsequently welded to the sleeve, instead of being welded directly to the mechanical shaft. So that a mechanical shaft with a relatively thinner wall thickness (and therefore less weight) can be used, while the resulting connection demonstrates good strength and rigidity. A similar method has been proposed for connecting a beam to a transverse strut (see, for example, document US9079467B), and for installing a braking assembly on a mechanical shaft.

THE INVENTION

[003] Presentemente, um objetivo consiste na provisão de novos e úteis métodos de conexão dos tipos descritos, e conjuntos conectados de carga pesada, tais como conjuntos de suspensão/eixo mecânico e subconjuntos dos mesmos, os quais podem apresentar melhoramentos na resistência à fadiga e/ou no tempo de vida do produto. O emprego nos conjuntos de suspensão/eixo mecânico de veículos de carga pesada (caminhões, vagonetes, reboques, etc.) consiste no campo de aplicação preferido.[003] At present, an objective is to provide new and useful connection methods of the types described, and heavy-load connected assemblies, such as suspension/mechanical axle assemblies and subassemblies thereof, which may exhibit improvements in fatigue resistance. and/or the lifetime of the product. Use in suspension/mechanical axle assemblies of heavy-duty vehicles (trucks, wagons, trailers, etc.) is the preferred field of application.

[004] Em um primeiro aspecto, a invenção proporciona um método para a conexão de um componente metálico interno em um componente metálico externo. O componente interno apresenta uma parede definindo, preferencialmente, uma cavidade interna, sendo nas modalidades preferidas, um componente tubular, especialmente um componente tubular cilíndrico. Ele pode consistir em um componente de suspensão/eixo mecânico, tal como um veículo para cargas pesadas. Ele pode ser um eixo mecânico, uma escora transversal ou coisa do gênero. O componente externo é formado com uma parede para complementar uma superfície de conexão externa da parede de componente interno, compreendendo ou consistindo, preferencialmente, um tubo ou parte de tubo ajustando-se na e/ou em torno da superfície de conexão externa do componente interno. O componente externo constitui, desejavelmente, de uma formação intermediária através de onde o componente interno é conectado a um componente ou estrutura adicional. O componente ou estrutura adicional pode ser, por exemplo, um componente de suspensão em uma suspensão de veículo, tal como uma viga, viga de mola, assento do eixo mecânico, sistema de frenagem, manga do eixo mecânico ou coisa do gênero, por exemplo, em um sistema de suspensão/eixo mecânico de veículo de carga pesada. Entretanto, a presente invenção pode ser empregada em outras áreas técnicas. Em particular, pode se observar que a conexão do componente externo com o componente interno pelo presente método pode substituir a conexão do componente ou estrutura adicional no componente interno via soldagem, ou através de prendedores de penetração, tais como cavilhas, etc. Enquanto o componente externo pode compreender tal outro componente ou estrutura, dá-se preferência que o componente externo seja discreto, pelo menos quando da conexão com o componente externo no componente interno. Isto dá condições ao emprego de um componente externo de formato simples, tal como uma luva ou parte de luva, de fácil manipulação.[004] In a first aspect, the invention provides a method for connecting an internal metallic component to an external metallic component. The internal component has a wall preferably defining an internal cavity, in preferred embodiments being a tubular component, especially a cylindrical tubular component. It may consist of a suspension/mechanical axle component, such as a heavy-duty vehicle. It could be a mechanical axis, a transverse strut or something similar. The outer component is formed with a wall to complement an outer connecting surface of the inner component wall, preferably comprising or consisting of a tube or tube portion fitting in and/or around the outer connecting surface of the inner component. . The external component desirably constitutes an intermediate formation through which the internal component is connected to an additional component or structure. The additional component or structure may be, for example, a suspension component in a vehicle suspension, such as a beam, spring beam, mechanical axle seat, braking system, mechanical axle sleeve or the like, e.g. , on a suspension system/mechanical axle of a heavy-duty vehicle. However, the present invention can be used in other technical areas. In particular, it can be seen that the connection of the external component with the internal component by the present method can replace the connection of the additional component or structure to the internal component via welding, or through penetration fasteners, such as bolts, etc. While the external component may comprise such another component or structure, it is preferred that the external component is discrete, at least when connecting the external component to the internal component. This makes it possible to use an external component with a simple shape, such as a glove or part of a glove, which is easy to manipulate.

[005] No método de conexão, os componentes interno e externo são ajustados em conjunto e uma ou mais depressões formadas nos mesmos por entalhes, desejavelmente de forma simultânea, e desejavelmente direcionadas internamente (de modo que a superfície externa do componente externo seja entalhada e a superfície interna do componente interno projete-se para dentro), cada respectiva depressão apresentando um engate conjugando-se entre os componentes interno e externo, conectando-os em conjunto via um encravamento mecânico. Desejavelmente, dá-se a formação de uma pluralidade de depressões/entalhes, por exemplo, em uma disposição distribuída em torno dos componentes, tal como a descrita nos documentos de patentes mencionados anteriormente.[005] In the connection method, the inner and outer components are fitted together and one or more depressions formed therein by notches, desirably simultaneously, and desirably internally directed (so that the outer surface of the outer component is notched and the internal surface of the internal component projects inwards), each respective depression presenting a coupling between the internal and external components, connecting them together via a mechanical interlock. Desirably, a plurality of depressions/notches are formed, for example, in an arrangement distributed around the components, such as that described in the aforementioned patent documents.

[006] De acordo com a invenção, tem-se provisão de um lubrificante entre os componentes interno e externo diante de uma região de conexão onde é formada a depressão, de modo que o lubrificante esteja presente entre as porções de parede entalhadas dos dois componentes. Preferencialmente, tal lubrificante é provido para cada ou todas as depressões, tais como todas em torno de um referido componente. O lubrificante pode ser aplicado preliminarmente para a superfície externa do componente interno ou para a superfície interna do componente externo na região de conexão, ou em ambas, dependendo dos formatos dos componentes e da consistência e aderência do lubrificante.[006] According to the invention, a lubricant is provided between the internal and external components in front of a connection region where the depression is formed, so that the lubricant is present between the notched wall portions of the two components . Preferably, such lubricant is provided for each or all depressions, such as all around a said component. The lubricant can be preliminarily applied to the external surface of the internal component or to the internal surface of the external component in the connection region, or both, depending on the shapes of the components and the consistency and adhesion of the lubricant.

[007] Em um estágio posterior do processo, tipicamente, um componente ou estrutura adicional é fixada no componente externo, e preferencialmente, a fixação faz uso de soldagem. O outro componente ou estrutura pode consistir em quaisquer dos tipos mencionados anteriormente.[007] At a later stage of the process, typically, an additional component or structure is attached to the external component, and preferably, the attachment uses welding. The other component or structure may consist of any of the previously mentioned types.

[008] Um segundo aspecto da invenção consiste em um conjunto conectado aos componentes interno e externo, obtidos ou que podem ser obtidos por um método conforme a descrição, com as referidas uma ou mais depressões e o lubrificante presentes na interface entre os componentes interno e externo em uma ou mais das referidas depressões, e preferencialmente, compreendendo também uma referida outra estrutura ou componente conectados ao componente externo, por exemplo, via soldagem.[008] A second aspect of the invention consists of an assembly connected to the internal and external components, obtained or that can be obtained by a method according to the description, with said one or more depressions and the lubricant present at the interface between the internal and external components. external in one or more of said depressions, and preferably also comprising said other structure or component connected to the external component, for example, via welding.

[009] Conforme mencionado anteriormente, dá-se preferência, em geral, a que o componente externo apresente mais deformação plástica que o interno, de modo que, pela recuperação elástica diferencial nas regiões entalhadas, a parede do componente interno seja impulsionada forçadamente a entrar em contato com aquela referente do componente externo. Desejavelmente, os componentes são de aço. O componente externo pode ser de uma graduação inferior ou de aço ao carbono inferior em relação ao do componente interno.[009] As mentioned previously, preference is generally given to the external component presenting more plastic deformation than the internal one, so that, due to the differential elastic recovery in the notched regions, the wall of the internal component is forced to enter in contact with that of the external component. Desirably, the components are made of steel. The external component may be of a lower grade or lower carbon steel than the internal component.

[010] Preferencialmente, o lubrificante é ou compreende um composto de lubrificante sólido. Podem ser usados os lubrificantes sólidos conhecidos, preferencialmente, compostos inorgânicos, tais como o dissulfeto de molibdênio, grafita, nitrito de boro (h-BN), dissulfeto de tungstênio ou elementos do gênero. Um fator típico dos lubrificantes sólidos é a aderência relativamente fixa em uma das duas superfícies metálicas suportando, posteriormente, cargas pesadas entre elas sem haver deslocamento. Um fator adicional disponível advindo dos lubrificantes sólidos apropriadamente selecionados consiste neles poderem suportar temperaturas operacionais elevadas, especialmente em situações genericamente estáticas, tais como em uma junta fixa conectada. Isto é importante em relação aos componentes que passam por soldagem próxima da junta conectada, uma vez que é viável tal soldagem degradar os lubrificantes convencionais, tais como graxas a base de óleo/sabão. Uma graxa ou composição do tipo de graxa, pasta ou outro formato fluido pode ser, entretanto, convenientemente empregada na forma de um portador para a aplicação de um lubrificante sólido. O lubrificante sólido pode permanecer no local e continuar funcionando mesmo após outros componentes da composição de lubrificante virem a ser dispersos ou degradados. Tais composições apresentam-se ainda disponíveis em formatos de pulverizadores com esses podendo ser convenientemente empregados. O método de aplicação do lubrificante pode ser escolhido, por exemplo, dependendo do seu tipo, consistência, capacidade de aderência (ou aquela de uma composição de portador) e quanto ao material, tamanho, formato, etc. da superfície do componente ou das superfícies as quais ele é para ser aplicado. Frequentemente, escovação e pulverização são métodos adequados.[010] Preferably, the lubricant is or comprises a solid lubricant compound. Known solid lubricants can be used, preferably inorganic compounds, such as molybdenum disulfide, graphite, boron nitrite (h-BN), tungsten disulfide or similar elements. A typical factor of solid lubricants is the relatively fixed adhesion on one of the two metal surfaces, subsequently supporting heavy loads between them without displacement. An additional factor available from appropriately selected solid lubricants is that they can withstand elevated operating temperatures, especially in generally static situations, such as in a connected fixed joint. This is important in relation to components that undergo welding close to the connected joint, as such welding is likely to degrade conventional lubricants, such as oil/soap-based greases. A grease or grease-like composition, paste or other fluid format may, however, be conveniently employed in the form of a carrier for applying a solid lubricant. The solid lubricant can remain in place and continue to function even after other components of the lubricant composition have been dispersed or degraded. Such compositions are also available in spray formats which can be conveniently used. The method of applying the lubricant can be chosen, for example, depending on its type, consistency, adhesion capacity (or that of a carrier composition) and on the material, size, shape, etc. of the surface of the component or surfaces to which it is to be applied. Brushing and spraying are often suitable methods.

[011] Uma composição de lubrificante contendo dissulfeto de molibdênio é de particular preferência para a presente invenção. Um lubrificante capaz de manter uma película sob condições de carga estática a temperaturas de pelo menos 700°C ou pelo menos 800°C é preferível. Na prática, uma temperatura de 400°C ou mais pode surgir na região de conexão, e necessitar de ser suportada pelo lubrificante sem que o lubrificante perca a sua capacidade contra o desgaste.[011] A lubricant composition containing molybdenum disulfide is of particular preference for the present invention. A lubricant capable of maintaining a film under static loading conditions at temperatures of at least 700°C or at least 800°C is preferable. In practice, a temperature of 400°C or more may arise in the connection region, and need to be supported by the lubricant without the lubricant losing its capacity against wear.

[012] O conceito por detrás da invenção advém da pesquisa efetuada pelos presentes inventores em relação as juntas viga-eixo mecânico conectadas para cargas pesadas produzidas da forma descrita pelos documentos do estado anterior da técnica mencionados acima. Essas conexões têm sido determinadas, genericamente, como apresentando bons desempenhos e durabilidade satisfatória, no entanto, buscou-se por possíveis melhoramentos. Ao examinar-se as conexões de amostra dos tipos do estado anterior da técnica, ocasionalmente foram encontrados traços de desgaste entre os componentes interno e externo nas regiões de contato das depressões. Isto não seria o esperado, uma vez que os componentes parecem plenamente fixados, mas, investigações revelaram algumas regiões exauridas dos tipos associadas com o desgaste, o que significa afirmar movimentos relativos repetidos das superfícies de contato, não obstante, sob uma pequena magnitude. Naturalmente, existe uma movimentação friccional forçada inicial dos componentes entre si durante o processo de entalhe atual (enrugamento ou encalcamento). Determina-se pelo emprego proposto do lubrificante, a redução tanto do nível absoluto como a faixa de variação de tal fricção, em relação ao método conhecido sem o lubrificante. Pode ser também observado que durante o emprego dos componentes conectados, tal como no sistema de suspensão de um veículo de carga pesada, eles são sujeitos a vibrações forçadas gerando movimentos pequenos porém repetidos e forçados, o que pode provocar danos do tipo de desgastes. Uma vez que o desgaste pode, em última análise, ser associado com o início da corrosão e rupturas, novamente, o tempo de vida útil confiável e a resistência a fadiga, de tal componente conectado, podem ser melhorados pela redução considerável de qualquer tipo de desgaste. Via experimentos, determinou- se que isto de fato pode ser alcançado pela introdução do lubrificante entre os componentes na região de conexão.[012] The concept behind the invention comes from research carried out by the present inventors in relation to beam-mechanical shaft joints connected for heavy loads produced in the manner described by the prior art documents mentioned above. These connections have been generally determined to present good performance and satisfactory durability, however, possible improvements have been sought. When examining sample connections of prior art types, traces of wear between the internal and external components were occasionally found in the contact regions of the depressions. This would not be expected, since the components appear fully fixed, but investigations have revealed some exhausted regions of the types associated with wear, which means repeating relative movements of the contact surfaces are stated, however, under a small magnitude. Naturally, there is an initial forced frictional movement of the components relative to each other during the actual notching process (wrinkling or trapping). It is determined by the proposed use of the lubricant, the reduction of both the absolute level and the range of variation of such friction, in relation to the known method without the lubricant. It can also be observed that during the use of connected components, such as in the suspension system of a heavy-duty vehicle, they are subject to forced vibrations, generating small but repeated and forced movements, which can cause wear-and-tear damage. Since wear can ultimately be associated with the initiation of corrosion and ruptures, again, the reliable service life and fatigue resistance of such a connected component can be improved by considerably reducing any type of stress. wear. Via experiments, it was determined that this can indeed be achieved by introducing the lubricant between the components in the connection region.

[013] Portanto, em um aspecto preferido das propostas presentes, um método de conexão de um componente de veículo para um eixo mecânico tubular de veículo compreende o ajuste de uma luva de conector no ou em torno do eixo mecânico, com o lubrificante sólido interposto entre a luva de conector e o eixo mecânico na região de conexão, e sujeitando o conjunto a uma operação de enrugamento onde são formadas a pluralidade de depressões pelo entalhe na luva de conector e na parede do eixo mecânico tubular na região de conexão para fixação da luva de conector no eixo mecânico tubular. O componente de veículo adicional, tal como um componente de suspensão, conjunto de frenagem ou manga do eixo mecânico, é conectado na luva de conector, preferencialmente, após a luva de conector ser enrugada no tubo de eixo mecânico, e preferencialmente, por meio da inclusão ou realização de soldagem. Alternativamente, o componente de veículo adicional pode ser conectado na luva de conector antes deste último ser enrugado no tubo de eixo mecânico, ou pode ser formado integralmente com a luva de conector. A luva pode ser uma luva integral ou uma luva parcial não circundando inteiramente o eixo mecânico.[013] Therefore, in a preferred aspect of the present proposals, a method of connecting a vehicle component to a vehicle tubular mechanical axle comprises fitting a connector sleeve on or around the mechanical axle, with the solid lubricant interposed. between the connector sleeve and the mechanical shaft in the connection region, and subjecting the assembly to a crimping operation where the plurality of depressions are formed by the notch in the connector sleeve and in the wall of the tubular mechanical shaft in the connection region for fixing the connector sleeve on the tubular mechanical shaft. The additional vehicle component, such as a suspension component, braking assembly or mechanical axle sleeve, is connected to the connector sleeve, preferably after the connector sleeve is crimped onto the mechanical axle tube, and preferably, by means of the inclusion or carrying out welding. Alternatively, the additional vehicle component may be connected to the connector sleeve before the latter is crimped onto the mechanical shaft tube, or it may be formed integrally with the connector sleeve. The sleeve may be an integral sleeve or a partial sleeve not entirely surrounding the mechanical shaft.

[014] Compreende um aspecto adicional um conjunto de tubo de eixo mecânico, compreendendo a luva de conector enrugada com o lubrificante presente entre a luva de conector e o tubo de eixo mecânico na região de conexão. Um outro aspecto consiste em um conjunto de eixo mecânico compreendendo adicionalmente um componente de veículo adicional, tal como um componente de suspensão, por exemplo, conforme mencionado anteriormente, conectado ao eixo mecânico através ou pela luva de conector. Preferencialmente, a conexão mecânica entre a luva de conector e o tubo de eixo mecânico dá-se somente através do engate intermediário nas depressões.[014] An additional aspect comprises a mechanical shaft tube assembly, comprising the wrinkled connector sleeve with the lubricant present between the connector sleeve and the mechanical shaft tube in the connection region. Another aspect consists of a mechanical axle assembly further comprising an additional vehicle component, such as a suspension component, for example, as mentioned previously, connected to the mechanical axle through or by the connector sleeve. Preferably, the mechanical connection between the connector sleeve and the mechanical shaft tube is only through the intermediate coupling in the depressions.

[015] Desejavelmente, o processo de enrugamento, em adição a formação das depressões, em geral, molda ou reduz as dimensões do componente externo (luva) de forma que exista um contato próximo genérico da superfície interna do mesmo de encontro a superfície externa do componente interno (tubo do eixo mecânico). Normalmente, os componentes apresentam um ajuste frouxo antes do enrugamento, para facilitação de pré-montagem e especialmente na presença do lubrificante. Um ajuste próximo após o enrugamento auxilia manter-se água e outros fluidos fora da interface onde se encontra o lubrificante, de forma que o lubrificante possa permanecer substancialmente no local, mesmo quando estão presentes líquidos no ambiente, tal como durante os processos de pinturas ou diante de outras condições úmidas, sem este ser contaminado ou exaurido. Na prática, o enrugamento da luva é por si só suficiente e efetivo para proporcionar tal impermeabilidade a água entre os componentes externo e interno.[015] Desirably, the wrinkling process, in addition to the formation of depressions, in general, shapes or reduces the dimensions of the external component (sleeve) so that there is general close contact of the internal surface thereof against the external surface of the internal component (mechanical shaft tube). Typically, components have a loose fit before crimping, to facilitate pre-assembly and especially in the presence of lubricant. A close fit after wrinkling helps keep water and other fluids out of the lubricant interface so that the lubricant can remain substantially in place even when liquids are present in the environment, such as during painting or painting processes. in other humid conditions, without it being contaminated or exhausted. In practice, the crinkling of the glove is in itself sufficient and effective to provide such impermeability to water between the external and internal components.

[016] Se desejado, pode ser provido um elemento de vedação atuando entre os componentes externo e interno formando um limite para retenção do lubrificante na região de conexão onde o seu efeito é necessário, e/ou mantendo os contaminantes ou água fora da região de conexão. Tal vedação pode ser provida aplicando-se uma composição de vedação nos componentes após eles serem unidos, tanto antes quanto após a criação das depressões, tipicamente na/ao longo de uma borda do componente externo ou da luva sobreposta ao componente interno. Isto pode auxiliar na manutenção da presença do lubrificante próximo das regiões de borda onde vem a ser uma possibilidade ocorrer o desgaste devido ao contato da borda com o componente interno. Adicionalmente ou alternativamente, um ou ambos os componentes interno e externo podem apresentar uma formação de retenção, por exemplo, uma formação em lábio ou rebordo ou coisa do gênero inibindo o escape da composição de lubrificante da região de conexão quando os componentes são ajustados em conjunto.[016] If desired, a sealing element acting between the external and internal components may be provided, forming a boundary for retention of the lubricant in the connection region where its effect is required, and/or keeping contaminants or water out of the region of connection. Such a seal can be provided by applying a sealing composition to the components after they are joined, both before and after creating the depressions, typically on/along an edge of the outer component or the sleeve overlying the inner component. This can help maintain the presence of lubricant near edge regions where wear may occur due to edge contact with the internal component. Additionally or alternatively, one or both of the internal and external components may have a retaining formation, for example, a lip or rim formation or the like, inhibiting the escape of the lubricant composition from the connection region when the components are fitted together. .

[017] Uma opção adicional consiste em uma borda do componente externo, ou da luva sobreposta em uma superfície voltada para fora do componente interno (e, especialmente onde a superfície voltada para fora do componente interno estende-se além daquela borda), apresentar uma porção de superfície de borda direcionada para dentro, vinda a ser angulada a partir da superfície voltada para fora, por exemplo, no formato chanfrado ou de raio ampliado da borda interna do componente externo, proporcionando alguma folga, tal como uma folga radial, entre as superfícies de componentes interno e externo sob condição fixada ou de enrugamento. Isto reduz o potencial quanto ao engate sob desgaste que poderia advir com uma borda normal em ângulo reto.[017] An additional option consists of an edge of the outer component, or of the sleeve superimposed on an outward-facing surface of the inner component (and, especially where the outward-facing surface of the inner component extends beyond that edge), presenting a portion of the inward-facing edge surface that is angled from the outward-facing surface, e.g., in the beveled or enlarged-radius shape of the inner edge of the outer component, providing some clearance, such as a radial clearance, between the surfaces of internal and external components under fixed or wrinkling condition. This reduces the potential for wear and tear that would occur with a normal right angle edge.

[018] Tal folga pode constituir também em uma ranhura revestida estendendo-se ao longo da borda onde podem ser convenientemente posicionadas uma vedação ou vedador, tal como sugerido anteriormente. A suspensão da borda do componente externo pode auxiliar no posicionamento da vedação/vedador e protegê-lo durante uso posterior dos componentes, por exemplo, em um veículo.[018] Such clearance may also constitute a coated groove extending along the edge where a seal or seal may be conveniently positioned, as previously suggested. Suspending the edge of the external component can assist in positioning the seal/seal and protect it during later use of the components, for example in a vehicle.

[019] Aspectos adicionais do que se é proposto são estabelecidos nas reivindicações.[019] Additional aspects of what is proposed are set out in the claims.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[020] Tem-se, em seguida, a descrição de um exemplo da invenção com referência aos desenhos de acompanhamento, em que: a Fig. 1 consiste em uma vista em perspectiva de um eixo mecânico de veículo de carga pesada (eixo mecânico de caminhão) ajustado com as luvas de conector de acordo com o proposto; a Fig. 2 apresenta o tubo de eixo mecânico antes do ajuste das luvas; as Figuras 3 e 4 consistem em vistas da extremidade do eixo mecânico ajustado com uma luva, respectivamente, antes e após uma operação de enrugamento; a Figura 5 consiste em uma vista em perspectiva mostrando parte de um conjunto de suspensão de veículo de carga pesada (caminhão) incorporando um eixo mecânico incluindo o que é proposto, e mostrando uma seção transversal em uma região de conexão; a Fig. 6 consiste em uma vista ampliada de uma seção transversal similar em uma região de conexão; a Fig. 7 consiste em uma seção transversal axial longitudinal em uma região de conexão, mostrando a configuração da borda da luva de conector, e a Fig. 8 mostra detalhes de uma vedação na borda da luva de conector.[020] Next, there is a description of an example of the invention with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 consists of a perspective view of a mechanical axle of a heavy load vehicle (mechanical axle of truck) adjusted with connector sleeves as proposed; Fig. 2 shows the mechanical shaft tube before adjusting the sleeves; Figures 3 and 4 consist of views of the end of the mechanical shaft fitted with a sleeve, respectively, before and after a crimping operation; Figure 5 consists of a perspective view showing part of a heavy load vehicle (truck) suspension assembly incorporating a mechanical axle including the one proposed, and showing a cross section in a connection region; Fig. 6 is an enlarged view of a similar cross-section in a connection region; Fig. 7 consists of a longitudinal axial cross-section in a connection region, showing the configuration of the edge of the connector sleeve, and Fig. 8 shows details of a seal on the edge of the connector sleeve.

DETAILED DESCRIPTION OF MODALITIES

[021] A Fig. 1 mostra um eixo mecânico 1 de caminhão de aço tubular ajustado com quatro luvas de conector 2. As luvas de conector 2 nos terminais extremos do tubo de eixo mecânico 1 destinam-se para a conexão dos mangas de eixo mecânico (não mostrados). Espaçados a partir das extremidades do tubo apresentam-se duas luvas de conector 2 adicionais, as quais são para serem soldadas em conexão com os respectivos componentes de suspensão, aos quais o eixo mecânico deve de ser normalmente conectado na armação do veículo através de articulações nos mancais pendentes da armação ou coisa do gênero, constituindo o sistema de suspensão. São bem conhecidos esses fatores gerais de um conjunto de suspensão de carga pesada e o sistema de suspensão.[021] Fig. 1 shows a tubular steel truck mechanical axle 1 fitted with four connector sleeves 2. The connector sleeves 2 at the extreme terminals of the mechanical axle tube 1 are intended for connecting the mechanical axle sleeves (not shown). Spaced from the ends of the tube are two additional connector sleeves 2, which are to be welded in connection with the respective suspension components, to which the mechanical axle must normally be connected to the vehicle frame through joints at the bearings hanging from the frame or something similar, constituting the suspension system. These general factors of a heavy load suspension assembly and suspension system are well known.

[022] O tubo de eixo mecânico 1 e as luvas de conector 2 nessas modalidades constituem nas modalidades dos componentes interno e externo dentro da terminologia genérica do presente relatório.[022] The mechanical shaft tube 1 and the connector sleeves 2 in these embodiments constitute the embodiments of the internal and external components within the generic terminology of this report.

[023] A Fig. 2 mostra o tubo de eixo mecânico 1 antes do ajuste das luvas, indicando as regiões de conexão, especificamente a primeira e segunda regiões de conexão de manga 12 nas extremidades de um tubo e a primeira e segunda regiões de conexão de viga 11 espaçadas em sentido interno a partir das mesmas. Uma região central 10 mais comprida do eixo mecânico estende-se entre estas.[023] Fig. 2 shows the mechanical shaft tube 1 before adjusting the sleeves, indicating the connection regions, specifically the first and second sleeve connection regions 12 at the ends of a tube and the first and second connection regions of beam 11 spaced internally from them. A longer central region 10 of the mechanical axis extends between these.

[024] A Fig. 2 mostra (em sombreado) uma composição de lubrificante 4, na forma de uma pasta anti-desgaste contendo um lubrificante sólido de dissulfeto de molibdênio, aplicado na superfície externa do tubo de eixo mecânico 101 nas regiões de conexão 11, 22. A superfície de tubo externo pode ser preparada para limpeza e boa aderência, especialmente estar livre de pequenas partículas que poderiam ser abrasivas, por exemplo, por detonação via disparo, limpeza e coisas do gênero. A pasta de lubrificante pode ser aplicada por meio de escovação, ou o lubrificante pode ser aplicado via pulverização dentro de uma formulação mais fluida. Esses tipos de lubrificantes oferecem uma fricção muito baixa com resistência a pressão e temperatura elevadas, até em torno de 800°C. O especialista da área tem ciência de outras composições contendo dissulfeto de molibdênio, e outros tipos de composições de lubrificantes sólidos que podem ser empregados por outro lado.[024] Fig. 2 shows (in shaded) a lubricant composition 4, in the form of an anti-wear paste containing a solid molybdenum disulfide lubricant, applied to the outer surface of the mechanical shaft tube 101 in the connection regions 11 , 22. The outer tube surface can be prepared for cleaning and good adhesion, especially being free of small particles that could be abrasive, for example, by detonation via firing, cleaning and the like. The lubricant paste can be applied by brushing, or the lubricant can be applied by spraying within a more fluid formulation. These types of lubricants offer very low friction with resistance to high pressure and temperature, up to around 800°C. The person skilled in the art is aware of other compositions containing molybdenum disulfide, and other types of solid lubricant compositions that can be employed otherwise.

[025] As luvas de conector de aço 2 são ajustadas nas regiões de conexão 11, 12 por um processo de enrugamento, descrito genericamente no documento WO2012/044802. A luva pode ser ajustada em torno do tubo de eixo mecânico, com uma ligeira folga radial de modo que o lubrificante aplicado não seja deslocado de forma significativa. Típicos exemplos do tubo de eixo mecânico 1 podem se apresentar a partir de 100-150 mm no diâmetro externo, e de 5-10 mm na espessura da parede. As luvas de conector 2 podem apresentar uma espessura, por exemplo, entre 5-10 mm. Uma folga de ajuste inicial entre o ID (diâmetro interno) da luva e o OD (diâmetro externo) do tubo pode ser, por exemplo, em sentido radial, entre 1-5 mm, ou seja, considerada dentro de uma perspectiva concêntrica. As luvas de conector podem consistir em luvas contínuas ou de luvas soldadas; uma costura soldada 21 é indicada na Fig. 3.[025] The steel connector sleeves 2 are fitted into the connection regions 11, 12 by a crimping process, generally described in document WO2012/044802. The sleeve can be fitted around the mechanical shaft tube with a slight radial clearance so that the applied lubricant is not displaced significantly. Typical examples of mechanical shaft tube 1 can be from 100-150 mm in external diameter, and from 5-10 mm in wall thickness. The connector sleeves 2 may have a thickness of, for example, between 5-10 mm. An initial adjustment gap between the ID (inner diameter) of the sleeve and the OD (outer diameter) of the tube can be, for example, in a radial direction, between 1-5 mm, i.e. considered within a concentric perspective. Connector sleeves may consist of continuous sleeves or welded sleeves; a welded seam 21 is indicated in Fig. 3.

[026] Conforme descrito no documento WO2012/044802 este pré-conjunto encontra-se sujeito a um processo de enrugamento e encalcamento em uma aparelhagem apropriada contendo um conjunto de matriz selecionado para entalhar as paredes do componente e produzir uma disposição de entalhes ou depressões circunferencial e longitudinalmente localizadas em torno do conjunto de tubo de eixo mecânico em cada luva, conforme mostrado na Fig. 1. A Fig. 4 apresenta, via uma vista de extremidade, os entalhes substanciais das paredes de ambos os componentes, e a eliminação da folga inicial entre os componentes pelo efeito de encalcamento.[026] As described in document WO2012/044802 this pre-assembly is subject to a wrinkling and trapping process in an appropriate apparatus containing a die set selected to carve the walls of the component and produce an arrangement of notches or circumferential depressions. and longitudinally located around the mechanical shaft tube assembly in each sleeve, as shown in Fig. 1. Fig. 4 presents, via an end view, the substantial notches of the walls of both components, and the elimination of clearance between the components due to the trapping effect.

[027] Durante esta deformação, a pasta anti-desgaste 4 funciona para reduzir a fricção e o desgaste em potencial entre os componentes interno e externo durante a operação de enrugamento. O material das luvas 2 consiste em aço ao carbono inferior ao do tubo de eixo mecânico 1, passando por uma maior deformação plástica durante a operação de enrugamento, de modo que após a recuperação elástica dos componentes, as superfícies externas côncavas das depressões do tubo de eixo mecânico 208 são impulsionadas de forma forçada para fora contatando as superfícies internas convexas das respectivas depressões de luva 206 (veja a Fig. 6), criando uma conexão inteiramente rígida entre a luva 2 e o tubo 1. A modalidade ilustrada apresenta oito depressões distribuídas em torno do tubo. A quantidade não encontra limitações restritas e pode consistir, por exemplo, de 2 a 10, e pode ser selecionada de acordo com o tamanho e formato dos componentes proporcionando o grau de segurança desejado.[027] During this deformation, the anti-wear paste 4 functions to reduce friction and potential wear between the internal and external components during the wrinkling operation. The material of the sleeves 2 consists of lower carbon steel than the mechanical shaft tube 1, undergoing greater plastic deformation during the wrinkling operation, so that after the elastic recovery of the components, the concave outer surfaces of the depressions of the shaft tube mechanical shaft 208 are forcibly driven outwards contacting the convex internal surfaces of the respective sleeve depressions 206 (see Fig. 6), creating an entirely rigid connection between the sleeve 2 and the tube 1. The illustrated embodiment features eight distributed depressions around the tube. The quantity does not meet strict limitations and can consist, for example, of 2 to 10, and can be selected according to the size and shape of the components providing the desired degree of security.

[028] A Fig. 5 mostra como o tubo de eixo mecânico 1 ajustado com as luvas de conector 2 vem a ser conectado a um componente de suspensão, neste caso uma viga de braço de deslocamento 3, formando um conjunto de suspensão 214 em um lado de um sistema de suspensão. Nesta modalidade, a viga 3 constitui-se no “componente adicional”, de acordo com a terminologia genérica presentemente empregada.[028] Fig. 5 shows how the mechanical shaft tube 1 adjusted with connector sleeves 2 comes to be connected to a suspension component, in this case a travel arm beam 3, forming a suspension assembly 214 in a side of a suspension system. In this modality, beam 3 constitutes the “additional component”, according to the generic terminology currently used.

[029] A viga 3 ilustrada apresenta um formato fabricado oco. Um membro em formato de canal constitui as paredes de topo e lado 266 da viga, e uma placa de fundo 263 soldada ao longo das bordas de fundo das paredes laterais 266 finaliza a estrutura. A viga apresenta uma extremidade frontal 220 contendo um tubo de escovação 242 para uma conexão articulada com a armação, e uma extremidade traseira 226 projetando-se atrás da localização do eixo mecânico onde uma mola pneumática pode ser instalada. As duas paredes laterais 266 são alinhadas nas aberturas circulares 209 dimensionadas e espaçadas para receberem uma luva de conector 2 simples do conjunto de eixo mecânico. O conjunto é finalizado pela formação de soldas circulares CW em torno da abertura entre a luva 2 e cada parede lateral 266 da viga 3. A conveniência de uma conexão somente soldada é alcançada, mas sem a soldagem ser diretamente feita no eixo mecânico. Evitando- se a soldagem diretamente no eixo mecânico, pode-se omitir ou reduzir a presença de alimentadores de tensão local, acentuando-se a durabilidade e o tempo de vida. Mais ainda, o lubrificante sólido nas regiões de conexão entre a luva e o eixo mecânico pode suportar as condições naquelas localizações durante a soldagem nas proximidades, as quais podem subir, tipicamente, a em torno de 500°C.[029] The illustrated beam 3 has a hollow manufactured shape. A channel-shaped member forms the top and side walls 266 of the beam, and a bottom plate 263 welded along the bottom edges of the side walls 266 completes the structure. The beam has a front end 220 containing a brush tube 242 for a hinged connection to the frame, and a rear end 226 projecting behind the location of the mechanical shaft where a pneumatic spring can be installed. The two side walls 266 are aligned in circular openings 209 sized and spaced to receive a single connector sleeve 2 of the mechanical shaft assembly. The assembly is completed by forming circular CW welds around the opening between sleeve 2 and each side wall 266 of beam 3. The convenience of a weld-only connection is achieved, but without welding being directly made to the mechanical shaft. By avoiding welding directly on the mechanical axis, the presence of local voltage feeders can be omitted or reduced, enhancing durability and lifespan. Furthermore, the solid lubricant in the connecting regions between the sleeve and the mechanical shaft can withstand the conditions in those locations during nearby welding, which can typically rise to around 500°C.

[030] Uma vez que uma película do lubrificante é mantida entre as superfícies de contato do tubo de eixo mecânico 1 e a luva 2, o desgaste e corrosão são inibidos nessas áreas mesmo sob condições de uso, incluindo a vibração, podendo ser esperado um melhoramento no tempo de vida médio. O contato enrugado é suficientemente coeso e uniforme ao longo da junta mantendo a água fora e protegendo a área lubrificada na operação geral.[030] Since a film of lubricant is maintained between the contact surfaces of the mechanical shaft tube 1 and the sleeve 2, wear and corrosion are inhibited in these areas even under conditions of use, including vibration, and a improvement in average lifespan. The crimped contact is sufficiently cohesive and uniform across the joint to keep water out and protect the lubricated area in overall operation.

[031] A Fig. 7 mostra uma estrutura preferida nas bordas 22 da luva de conector 2. No caso presente, a borda de luva 22 sobrepõe-se a uma borda 10 correspondente na extremidade do tubo de eixo mecânico 1, a outra borda de luva 22 sobrepõe-se a superfície externa 101 do tubo de eixo mecânico estendendo-se para fora além da luva 2. Em cada borda 22, realiza-se novamente usinagem no canto de borda interna original “quadrado” para uma forma chanfrada ou com raio alongado, formando uma porção de superfície de borda 23 direcionada para dentro angulada e espaçada da superfície de eixo mecânico externa 101 e definindo uma ranhura convergente 5 entre as mesmas. A extremidade da luva 2, a qual pode tender a originar fricção ou desgastes, engata-se com a superfície 101 de eixo mecânico durante a deformação sob carga, apresentando uma superfície gentilmente angulada e arredondada para minimizar tal potencial quanto a danos por fricção.[031] Fig. 7 shows a preferred structure on the edges 22 of the connector sleeve 2. In the present case, the sleeve edge 22 overlaps a corresponding edge 10 on the end of the mechanical shaft tube 1, the other edge of Sleeve 22 overlaps the outer surface 101 of the mechanical shaft tube extending outward beyond sleeve 2. At each edge 22, remachining is performed on the original “square” inner edge corner to a beveled or radiused shape. elongated, forming an inwardly directed edge surface portion 23 angled and spaced from the outer mechanical axis surface 101 and defining a converging groove 5 therebetween. The end of the sleeve 2, which may tend to cause friction or wear, engages with the mechanical shaft surface 101 during deformation under load, presenting a gently angled and rounded surface to minimize such potential for frictional damage.

[032] Adicionalmente, a ranhura 5 pode ser utilizada para auxiliar na formação de uma vedação externa pré-preventiva em torno da região de conexão contendo o lubrificante. A Fig. 8 mostra, em uma visualização fragmentada da seção transversal, como um vedador, tal como um vedador de silicone ou poliuretano pode ser aplicado em torno da borda 22 na ranhura 5 formando um rebordo de vedação 6. A suspensão da borda de luva 22, acima da ranhura 5, auxilia na proteção do rebordo de vedação 6 contra danos durante o uso posterior do eixo mecânico.[032] Additionally, groove 5 can be used to assist in forming a pre-preventive external seal around the connection region containing the lubricant. Fig. 8 shows, in a fragmentary cross-sectional view, how a sealant such as a silicone or polyurethane sealant can be applied around the edge 22 in the groove 5 forming a sealing lip 6. Suspension of the sleeve edge 22, above groove 5, helps protect the sealing lip 6 against damage during subsequent use of the mechanical shaft.

[033] Deve ser entendido que não somente as vigas de suspensão como outros tipos de componente adicional, tal como um elemento de sistema de frenagem ou manga de eixo mecânico, podem ser presos ao eixo mecânico dentro de uma maneira análoga.[033] It should be understood that not only the suspension beams but also other types of additional components, such as a braking system element or mechanical axle sleeve, can be attached to the mechanical axle in a similar way.

Claims

1. Method of connecting an internal metal component (1), which is a tubular vehicle axle or a wishbone suspension having a wall with an external connecting surface, to an external metal component (2), which comprises a tube or part of a tube which fits around or on the outer connecting surface of the inner component (1) and which has a wall with an outer connecting surface to complement the outer connecting surface of the inner component, the method comprising: adjusting the internal and external components (1, 2) together with the complement of said walls, wherein an edge (22) of the external component (2) overlaps the outward facing surface of the internal component (1) and has a surface portion of inwardly directed edge (23) that is angled and spaced from the outwardly facing surface of the internal component to define an open converging groove (5) therebetween; form one or more depressions (206, 208) in both said walls by notches, providing a conjugation engagement between the internal and external components in their aligned depressions, to connect them together by mechanical interlocking, CHARACTERIZED by providing a solid lubricant ( 4) between the internal and external components in a connection region (11, 12) where the one or more depressions are formed, so that the lubricant is present between the notched wall portions of the components; and providing a seal (6) along the open converging groove (5), thereby forming a boundary for retaining lubricant (4) in the connection region (11, 12) and/or for keeping contaminants out of the region of connection.

2. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the solid lubricant (4) is selected from the group consisting of molybdenum disulfide, graphite, boron nitrite (h-BN) and tungsten disulfide.

3. Method according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the lubricant is preliminarily applied to the connection region in a fluid form or on a carrier, selected from the group consisting of a paste, a grease and a spray , and is applied to the external surface of the internal component (1), or to the internal surface of the external component (2) in the connection region (11, 12), or to both said surfaces.

4. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the plurality of said depressions (206, 208) are formed in a distributed arrangement around the internal and external components (1, 2).

5. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the one or more depressions (206, 208) are directed inwards so that the external surface of the external component (2) is notched and the internal surface of the component internal (1) project inward.

6. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that it comprises subsequently attaching an additional component (3) to the external component.

7. Method, according to claim 6, CHARACTERIZED by the fact that the step of subsequently attaching the additional component to the external component comprises welding.

8. Method according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the inwardly directed edge surface portion (23) is angled away from the outwardly facing surface of the internal component as a chamfer or a radius.

9. Connected assembly CHARACTERIZED by the fact that it comprises an internal component (1) and an external component (2) connected thereto, the assembly obtained or that can be obtained through the method as defined in claim 1, and having one or more depressions (206, 208) and lubricant present at the interface between the internal and external components (1, 2) in said one or more depressions (206, 208).

10. Method of connecting a vehicle component (2, 3) to a tubular vehicle mechanical shaft (1), CHARACTERIZED by the fact that it comprises: adjusting a connector sleeve (2) on, or around, the mechanical shaft , and providing a solid lubricant (4) interposed between the connector sleeve and the mechanical shaft in a connection region (11, 12), wherein an edge of the connector sleeve overlaps the outward facing surface of the shaft and has a portion of inwardly directed edge surface that is angled and spaced from the outward facing surface of the shaft to define a converging groove therebetween; subjecting the resulting assembly to a crimping operation to form a plurality of depressions (206, 208) in the connector sleeve and the wall of the mechanical shaft facing the connection region, to secure the connector sleeve to the tubular mechanical shaft; and providing a seal (6) along the open converging groove (5) of the connector sleeve, thus forming a boundary for retaining lubricant (4) in the connection region (11, 12) and/or for keeping contaminants out. outside the connection region.

11. Method, according to claim 10, CHARACTERIZED by the fact that it further comprises attaching an additional vehicle component, selected from the group consisting of a suspension component (3), a braking assembly and a steering knuckle mechanically, to the connector sleeve (2) by means including welding.

12. Mechanical shaft assembly obtained by the method, as defined in claim 10, CHARACTERIZED by the fact that it comprises the mechanical shaft (1), the wrinkled connector sleeve (2) containing the solid lubricant (4) present between the connector sleeve and the mechanical axis in the connection region (11, 12).

13. Assembly, according to claim 12, CHARACTERIZED by the fact that it further comprises a suspension beam fixed to the connector sleeve by welding.

14. Assembly, according to claim 12, CHARACTERIZED by the fact that the solid lubricant comprises molybdenum disulfide.