BRPI0615875A2 - cámara de combustão e processo para a sua fabricação - Google Patents

Abstract

CáMARA DE COMBUSTãO E PROCESSO PARA A SUA FABRICAçãO. A presente invenção refere-se a uma câmara de combustão (1), bem como ao processo para a sua produção.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÂMARA DECOMBUSTÃO E PROCESSO PARA A SUA FABRICAÇÃO".

A presente invenção refere-se a um corpo oco em forma de toneicom uma câmara de inflamação assentada, com um canal de conexão entreo corpo em forma de tonei e a câmara de inflamação. Nesse caso, a câmarade inflamação serve para alojar um meio de inflamação que, depois da in-flamação, entra na câmara de combustão e inflama o agente propulsor lálocalizado. O agente propulsor flui, então, através de aberturas de saída quese acham instaladas convenientemente sobre o lado oposto da câmara deinflamação no corpo em forma de tonel.

Essas câmaras são submetidas a altas exigências quanto à pre-cisão, para se garantir uma saída do agente propulsor para o airbag que sejaa mais controlada possível. A fabricação desses corpos em forma de tonéisé efetuada na medida em que tubos são cortados em comprimentos corres-pondentes e, então, são fechados de ambos os lados.

A presente invenção tem como objetivo garantir uma saída doagente propulsor das correspondentes aberturas de saída da câmara decombustão que seja a mais uniforme possível, isto é, também dirigida. Alémdisso, pretende-se possibilitar uma fabricação que seja a mais econômicapossível e obter uma alta qualidade segura quanto ao processo, especial-mente quanto à resistência.

De acordo com a invenção, isso é obtido devido ao fato de que aespessura de parede do corpo em forma de tonei, ao menos aproximada-mente na região das aberturas de saída e na região da abertura de transi-ção, é mais espessa do que nas demais regiões. Isso pode ser conseguido,por exemplo, na medida em que o corpo em forma de tonei, na região dasaberturas de saída e na região onde a câmara de inflamação está fixada, éconfigurado com reforço, por exemplo, reforçado em forma de ilhó, ou namedida em que, ao menos aproximadamente pelo comprimento em que asaberturas de saída estão dispostas no corpo em forma de tonei e/ou pelaregião oposta, ou seja, a região onde está fixada a câmara de inflamação,seja prevista uma maior espessura de material ao menos aproximadamentepor todo o comprimento. Isso pode ser efetuado, por exemplo, na medida emque a seção transversal interna do corpo em forma de tonei seja projetadaem forma elíptica e o perfil externo seja circular, sendo que o menor eixo daelipse se estende ao menos aproximadamente através da região da aberturade transição e chega até a região oposta, na qual, ou de ambos os lados daqual, estão dispostas as aberturas de saída convenientemente em formasimétrica pelo comprimento do corpo em forma de tonei.

A disposição também pode tal que a seção transversal internaseja configurada em forma de anel circular e o perfil externo seja elíptico,sendo que o maior eixo da elipse se estende através da abertura de transi-ção até a região oposta, na qual - ou de ambos os lados da qual - se encon-tram as aberturas de saída. No entanto, os dois perfis, ou seja, a seçãotransversal interna e/ou o perfil externo, também podem ser corresponden-temente elípticos.

Tanto o corpo em forma de tonei, quanto a câmara de inflama-ção podem ser configurados de modo particularmente vantajoso e econômi-co, quando um corpo básico em forma de manga do corpo em forma de to-nei e/ou um corpo básico também forma de manga da câmara de inflamaçãoforem produzidos como peça produzida por extrusão a frio a partir de umapeça bruta maciça.

Nesse caso, de acordo com a demais invenção, ao menos al-gumas das etapas do processo apresentadas na descrição das figuras po-dem ser apropriadas de modo particularmente propício.

No caso dos componentes desse tipo, é necessária uma resis-tência elevada e principalmente também uniforme de todas as peças. Poresse motivo são executados, entre outros, testes de ruptura em forma deamostragem, a fim de se testar a resistência da ligação de solda. Foi apon-tada como causa o estiramento do material executado para a produção docorpo básico em foram de manga, respectivamente em forma de tonei, sen-do que se forma uma estrutura laminar, respectivamente grãos estendidos,dirigida longitudinalmente que corre na direção axial.

Na soldagem de peças, especialmente na soldagem por resis-tência, sendo que se comprovou que é especialmente econômica a sol-dagem de descarga com capacitor, na qual, portanto, uma alta densidadede energia é aplicada a áreas relativamente pequenas, ocorre que noponto de soldagem ocorre uma ruptura em camadas na amostragem de ruptura.

Para eliminar essas desvantagens, já se propôs que antes dasoldagem seja feito um aquecimento em torno do ponto a ser soldado, ouseja um recozimento. Comprovou-se, no entanto, que esse recozimento trazconsigo um melhoramento apenas parcial e que as dispersões ainda sãorelativamente grandes.

Além disso, foi proposto que depois do processo de soldagemseja executado um segundo pulso, um assim chamado pulso ulterior.

Isso resultou em uma certa melhoria em relação ao recozimento,mas devido a isso aumentaram os ciclos de trabalho na máquina.

Um objetivo de uma outra concepção de acordo com a invençãoé evitar as desvantagens acima descritas, para se obter uma alta qualidadede soldagem nesse tipo de componente - porém também em outros -, istoé, forças de ruptura elevadas a custos reduzidos. Essa parte da invenção serefere não apenas às peças aqui descritas, respectivamente ao processopara a produção das peças aqui descritas, como também se refere a peças,respectivamente a processo para a produção de peças bem em geral, queserão ligadas entre si por meio de uma soldagem.

Nesse sentido, essa seção da invenção se refere a um processopara a produção de produtos, sendo que um componente é soldado com umoutro componente, dos quais no mínimo um apresenta pelo menos zonasque forma submetidas a um estiramento de material, sendo que esse pro-cesso se caracteriza pelo fato de que antes do processo de soldagem pelomenos um dos componentes é aquecido ao menos na região da soldagem aser formada e o processo de soldagem ocorre em estado aquecido. Nessecaso, pode ser particularmente vantajoso que adicionalmente antes da sol-dagem, aquela peça a trabalhar que anteriormente possuía zonas com estru-tura laminar devido ao estiramento, seja recozida, respectivamente revenidaao menos na região da zona de soldagem, para que lá seja distendida.

Devido a esse aquecimento diretamente antes do processo desoldagem, sendo que a própria peça durante o processo de soldagem aindacontém uma determinada capacidade térmica, respectivamente uma quanti-dade armazenada de calor, ao ocorrer o resfriamento reduz-se a influênciada temperatura ambiente sobre a costura de solda, respectivamente sobre oambiente imediato, isto é, permanece existindo uma certa capacidade térmi-ca por um espaço de tempo mais longo, de tal modo que o resfriamento setorna mais lento e são evitadas tensões próprias aumentadas, fazendo comque sejam obtidas forças de ruptura bastante elevadas e estáveis. Pretende-se, portanto, retardar a velocidade de resfriamento crítica e ao menos reduzira formação de martensita.

Nesse caso, pode ser vantajoso que apenas um dos componen-tes seja aquecido como um todo, o que pode ser bem especialmente vanta-joso. Pode ser vantajoso que o componente aquecido seja aquele que tenhaa menor massa. No entanto, em outros casos também pode ser vantajosoaquecer aquele componente que tenha a maior dedução de calor na zona desoldagem. Nesse caso, pode ser particularmente conveniente que o aqueci-mento ocorra para um valor que reduza ou evite a formação de martensitaao ocorrer o resfriamento. Nesse caso é conveniente prever o aquecimentopara um valor tal que não se forme nenhuma oxidação, respectivamente ne-nhuma cor de oxidação, que prejudique o processo de soldagem seguinte.

Além disso, é conveniente que nesse caso o aquecimento sejadimensionado de tal modo que, tendo em vista a formação de martensita, aoocorrer o resfriamento seja ultrapassada para baixo uma velocidade de res-friamento crítica.

Esse aquecimento adicional, executado antes do processo desoldagem, da zona de soldagem ou pelo menos de um dos componentespode ser efetuado vantajosamente por meio de aquecimento indutivo, embo-ra também por meio de aquecimento por infravermelho, em um processoantes do processo de soldagem propriamente, que não prejudica os ciclosde trabalho da máquina que são necessários para a soldagem. Vantajosa-mente, o aquecimento ocorre durante o ciclo de alimentação para a ferra-menta de soldagem.

No entanto, o aquecimento também pode ser efetuado em umforno contínuo antes da estação de soldagem.

A invenção será explicada detalhadamente com base nas figurasde 1 a 10.

A figura 1 mostra o corpo em forma de tonei da câmara de com-bustão com um a câmara de inflamação a ela soldada; as figuras de 2 a 10mostram etapas individuais do processo para a produção de uma câmara decombustão desse tipo.

Como se observa na figura 1, a câmara de combustão 1 é cons-tituída de um corpo básico 2 em forma de tonei, respectivamente de manga,com uma câmara de inflamação 3 aí soldada. A câmara de inflamação 3 seacha alojada, através de um gargalo 4, em um rebaixo 5 do corpo em formade manga 2 e se acha soldada nessa, região. Além disso, na câmara de in- ~flamação 3 é prevista uma abertura de transição 6 e, no lado oposto, abertu-ras de saída 7.

Depois do enchimento da câmara de inflamação 3 com os agen-tes de inflamação e do compartimento oco 8 da câmara de combustão comagente propulsor, a câmara de inflamação 3,é fechada por meio de uma co-nexão roscada e o lado frontal 9 da câmara de combustão é fechada porsoldagem de uma tampa.

Segundo a figura 2, para a produção do corpo básico em formade manga da câmara de combustão, a peça bruta 10 de um material de bar-ra é talhada no comprimento, por exemplo serrada.

Em uma outra etapa de trabalho, respectivamente do processo,segundo a figura 3, executa-se o assentamento/centralização, isto é, produz-se um entalhe concêntrico 11 que serve para a centralização da punção paraos processos de trabalho seguintes.

Na fase de trabalho segundo a figura 4 ocorre o assim chamado"envasilhamento (1)", sendo que uma punção é pressionada para dentro dorebaixo de centralização (11) e, desse modo, corre material axialmente paracima, isto é, ao longo da punção, ou seja, uma assim chamada "extrusãopara trás envasilhada". O fundo assinalado por 12 na figura 3 é diminuído eé formado o fundo 12a segundo a figura 4.

Na etapa de trabalho mostrada na figura 5, ocorre um "envasi-lhamento 2", sendo que o fundo 12a da figura 4 é reduzido e é gerado o fun-do 12b correspondente ao menos aproximadamente à dimensão final. Nessaetapa de trabalho, ocorre uma redução do material do fundo 12a e o materialé deslocado para trás ao longo de uma punção aí introduzida.

Depois disso ocorre um tratamento térmico, isto é, um aqueci-mento para uma temperatura tal que ao menos aproximadamente seja no-vamente gerada a estrutura inicial. Devido a esse tratamento térmico tam-bém ocorre o ajuste de uma determinada resistência para o componentepronto, respectivamente devido a um tratamento térmico correspondente eao grau da deformação na ou nas etapas de processamento seguintes épossível ter-influência sobre a resistência final do componente.

Na etapa de trabalho segundo a figura 6 ocorre um estiramentoe uma prensagem do fundo 12c, sendo que também é formada a região 13aem forma de cone, uma assim chamada região de apoio, e a região 13 emforma de tubo, respectivamente em forma de manga, segundo a figura 5 éprolongada e é-gerada uma-região 14 em forma de manga. Nessa etapa detrabalho também é produzida a forma interna 15 oval, respectivamente elíp-ticá (vide também a figura 8a).

Segundo uma outra etapa do processo de acordo com a figura 7,ocorre uma rotação prévia, sendo que a região 13 segundo a figura 6 é girada.

Na etapa segundo a figura 8, 8a e 8b, sendo que as duas últi-mas mostram um corte segundo a linha Vllla - Vllla e Vlllb - Vlllb da figura8, ocorre a assim chamada furação, ou seja, a introdução da abertura 16para alojar a câmara de inflamação e a furação das aberturas de saída 7, 7ana região oposta da abertura 16. Nesse caso, as aberturas 16, bem como 7e 7a, vão ficar uma em frente da outra, respectivamente as aberturas 7, 7aficarão simétricas ao plano central, respectivamente eixo central 17, queconduz através da abertura 16 e entre as perfurações 7, 7a. A configuraçãoelíptica 15 é projetada de tal modo que o eixo de elipse a seja mais curto doque o eixo de elipse b e, conseqüentemente, na região do rebaixo 16, bemcomo 7 e 7a, permanece uma maior espessura de material, já que o perfilexterno 15a tem a forma de anel circular.

Na etapa de trabalho mostrada na figura 9, a perfuração de ad-missão 16 é perfurada, respectivamente rebaixada, de tal modo que se for-me um perfil 16a com ângulo relativamente plano.

Em uma outra etapa segundo a figura 10, é girado o perfil deadmissão 18 para uma tampa, que é soldada depois do enchimento.

Em uma outra etapa de processo, como se observa na figura 1,a câmara de inflamação 3 é soldada sobre o perfil rebaixado 16a e é forma-da uma protuberância de soldagem 19, sendo que é particularmente vanta-joso que a soldagem, conforme descrito na seção anterior à descrição dasfiguras, ocorra na medida em que antes da soldagem, especialmente deuma soldagem de resistência, tal como um processo de soldagem por des-carga de condensador, a câmara de inflamação 3 seja aquecida e-a solda-gem ocorra no estado aquecido da câmara de inflamação, sendo que a cor-rente de soldagem é introduzida através da câmara de inflamação e é retira-do da através do corpo em forma de manga 2.

Claims (15)

1. Câmara de combustão, especialmente para airbags, com umcorpo em forma de tonei sobre o qual se acha fixada uma câmara de infla-mação, e entre a câmara de inflamação e o corpo em forma de tonei é pre-vista uma abertura de transição, com aberturas de saída pelo menos apro-ximadamente opostas à abertura de transição no corpo em forma de tonei,caracterizada pelo fato de que a espessura de parede do corpo em forma detonei na região das aberturas de saída e na região da abertura de transição,respectivamente da região de fixação da câmara de inflamação, é maior doque na região restante.

2. Câmara de combustão, especialmente de acordo com a rei-vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diâmetro externo e/ou o diâ-metro interno do corpo em forma de tonei apresenta, respectivamente apre-sentam, seção transversal elíptica de um modo tal que ao longo das abertu-ras de saída e na região da abertura de "transição, respectivamente da aber-tura de admissão para a câmara de inflamação, é prevista a espessura deparede mais espessa ao menos aproximadamente ao longo da extensãolongitudinal do corpo básico em forma de tonei.

3. Câmara de combustão, especialmente de acordo com umadas reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato ^de que-ercorpo em formade tonei é produzido, respectivamente pode ser produzido, como corpo bási-co em forma de manga, como peça extrudada a frio a partir de uma peçabruta maciça.

4. Processo para a produção de um corpo básico em forma demanga para o corpo em forma de tonei como definido em uma das reivindi-cações 1 a 3, caracterizado por ao menos algumas das etapas de processoapresentadas abaixo:a) talhar no comprimento uma peça bruta a ser trabalhada de ummaterial de barra;b) assentamento/centralização e produção de um rebaixo emforma de cavidade, ao menos essencialmente por meio de extrusão a frio;c) subseqüente envasilhamento por meio de uma punção, quepenetra ainda na peça bruta a ser trabalhada, para formar um fundo pormeio de extrusão a frio e redução do fundo para formar um fundo;d) um outro envasilhamento, sendo que o fundo é reduzido paraformar um fundo e a configuração em forma de vasilha é aumentada segun-do a etapa c) para formar uma forma de vasilha mais funda por meio de ex-trusão a frio;e) execução de um tratamento térmico; aquecimento para umatemperatura, de tal modo que a estrutura inicial seja produzida de novo aomenos aproximadamente;f) outro estiramento para formar uma região em forma de mangaalongada e estampagem do fundo, sendo que uma região voltada no sentidooposto ao fundo é prensada em forma de cone, enquanto uma parte dessaregião cônica e região restante são estiradas; nessa ou em uma etapa se-guinte também é produzido o perfil de seção transversal elíptico, menciona-do na introdução dá" parte descritiva, no diâmetro interno e/όύ riò diâmetroexterno;g) rotação da região em forma de cone segundo a etapa f);h) furação das aberturas de saída; convenientemente na mesmaferramenta, furação da perfuração de admissão para a câmara de inflama-ção;i) perfuração/rebaixamento da perfuração de admissão para acâmara de inflamação;j) rotação do lado de abertura e formação de uma aresta de sol-dagem para a soldagem da tampa;k) fixação da câmara de inflamação, de preferência por meio desoldagem de descarga de condensador.

5. Processo para a produção de produtos, tal como uma câmarade combustão, especialmente de acordo com uma das reivindicações anteri-ores, sendo que um componente, tal como uma câmara de inflamação, e umoutro componente, tal comoum corpo básico em forma de manga, respecti-vamente em forma de tonei, dos quais no mínimo um apresenta pelo menoszonas que foram submetidas a um estiramento de material, são soldados umcom o outro por meio de um processo de soldagem, no qual uma alta densi-dade de energia é aplicada a áreas relativamente pequenas, tal como pormeio de soldagem de resistência, caracterizado pelo fato de que antes doprocesso de soldagem pelo menos um dos componentes é aquecido ao me-nos na região da soldagem a ser formada, e o processo de soldagem ocorreno estado aquecido.

6. Processo, especialmente de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que um dos componentes é aquecido como umtodo.

7. Processo, especialmente de acordo com a reivindicação 5 ou-6, caracterizado pelo fato de que é aquecido aquele componente que possuia menor massa.

8. Processo, especialmente de acordo com uma das reivindica-ções de 5 a 7, caracterizado pelo fato de que é aquecido aquele componenteque na região de soldagem possui a maior dedução de calor. ····.

9. Processo, especialmente de acordo com uma das reivindica-ções de 5 a 8, caracterizado pelo fato de que o aquecimento ocorre para umvalor que ao menos reduz a formação de martensita durante o resfriamento.

10. Processo, especialmente de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o aquecimento ocorre para emvalor abaixo do limite de oxidação, evitando-se especialmente a formação decorés de oxidação.

11. Processo, especialmente de acordo com uma das reivindica-ções de 5 a 10, caracterizado pelo fato de que o aquecimento, com vistas àformação de martensita, ocorre para um valor que ultrapassa para baixouma velocidade crítica de resfriamento.

12. Processo de acordo com uma das reivindicações de 5 a 11,caracterizado pelo fato de que o aquecimento ocorre por aquecimento indu-tivo antes do processo de soldagem.

13. Processo de acordo com uma das reivindicações de 5 a. 12,=caracterizado pelo fato de que o aquecimento ocorre em um forno contínuoantes da estação de soldagem.

14. Processo de acordo com uma das reivindicações de 5 a 13,caracterizado pelo fato de que o aquecimento ocorre durante o ciclo de ali-mentação para a ferramenta de soldagem.

15. Processo, especialmente de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 14, caracterizado pelo fato de que um dos componentes é reco-zido na região do ponto de soldagem a ser formado, antes do processo desoldagem.