PT645462E

PT645462E - Processo para a optizacao das tensoes internas em elementos de mola.

Info

Publication number: PT645462E
Application number: PT94113265T
Authority: PT
Inventors: Hans Vondracek
Original assignee: Thyssen Krupp Automotive Gmbh
Priority date: 1993-09-11
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 2001-11-30
Also published as: ZA946892B; KR950009016A; ES2074409T3; ES2074409T1; EP0645462B1; DE59409782D1; CA2131732C; US5534088A; EP0645462A1; BR9403489A; CA2131732A1; AU7293794A; AU672522B2; ATE202154T1; DE4330832A1; JPH07217683A; KR0149711B1; DE4330832C2

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA OPTIMIZAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES PRÓPRIAS, EM ELEMENTOS DE MOLA" A presente invenção refere-se a um processo, de acordo com o conceito geral da reivindicação de patente 1.

Seria óptimo, a este respeito, prever uma distribuição de tensões próprias, em que na mola fabricada, na secção transversal com a mais elevada capacidade de carga, a tensão da carga resultante não alcançasse em nenhum ponto da secção de corte transversal o limite aparente de elasticidade da carga e respectivamente o limite aparente de elasticidade da tensão, e não fosse ultrapassado um valor do esforço de tensão crítico de 200 N/mm2 na zona do bordo superficial próxima.

De acordo com o estado da técnica, são utilizados dois processos em primeira linha, para exercerem a influência pretendida das tensões próprias nos elementos de mola: o assentamento e a irradiação esférica, os quais alteram a distribuição de tensões próprias primárias, em secções de corte transversal específicas, atribuídas a processos distintos. Por meio do assentamento e, respectivamente, da ruptura de molas, percebe-se a carga inicial das molas, após a moldagem e a compensação, em que o limite aparente de elasticidade do material de base é ultrapassado, em função do tipo de mola e do tipo de compressão, nas zonas parciais da secção transversal da mola. A proporção da superfície de corte transversal em ruptura, face ao corte transversal geral, também referido como Grau de Ruptura “P”, determina conjuntamente com a elevação e a distribuição do limite aparente de elasticidade específico do material de base, as tensões próprias, induzidas por meio do processo de assentamento. 2

Por meio de alterações do limite aparente de elasticidade, delimitadas localmente, provocadas pela especificação de um perfil de resistência ou de temperatura específico, no corte transversal da mola durante o processo de assentamento, pode influenciar com isto a tensão própria, tanto na sua elevação, como também na sua distribuição, no sentido de uma optimização visada.

Enquanto que, no caso do assentamento, as tensões próprias sobre a secção transversal global, dependendo do tipo de compressão, são alvo de alterações uniaxiais, em caso de dobragem, ou biaxiais, em caso de torção, a zona de influência da secção transversal, mediante irradiação esférica, é limitada na generalidade sobre as zonas do bordo superficial próximas, em que, independentemente do tipo de mola e da compressão, é produzida uma distribuição da tensão ortogonal na camada do bordo.

Na US-PS 2 608 752 é descrito no exemplo de uma mola de uma lâmina, um processo em que o lado de tracção de uma mola de lâmina sob tensão prévia (60% a 100% Re) é irradiado esfericamente. O processo é levado a cabo, na prática, sob a designação “Irradiação de Tensão” e é hoje utilizado a nível mundial, em muitas variantes, para molas de uma lâmina e molas de carga parabólica.

As máquinas e os processos para irradiação de tensão de molas de lâmina, bem como algumas variantes do processo são descritas na US-PS 3 094 768 e GB-PS 959 801.

Como alternativa à irradiação de tensão, com efeito comparativo, sem a desvantagem da alteração da forma relativamente grande, é descrito um processo de irradiação na US-PS 3 205 556, em que as molas de lâmina sem carga (ou seja, sem tensão prévia), possuindo contudo uma temperatura mais elevada (150°C até 350°C), são irradiadas esfericamente. Tal processo descrito, designado seguidamente por “irradiação de calor” não tem podido ser levado a cabo até hoje, na prática. Isto justifica-se, por um lado, pelo facto de as grandes alterações da forma, em caso de irradiação de tensão em desenvolvimentos novos poderem ser compensadas por 3 processos correspondentes para as ferramentas de torção e, por outro lado, para que o efeito de aumento do tempo de vida da irradiação de calor seja, em regra, íundamentalmente menor do que no caso da irradiação de tensão.

Conjuntamente, é comum a todas as memórias descritivas designadas anteriormente, que as aplicações designadas como exemplo, compreendam molas de lâmina exteriores, como elemento de mola, possuindo uma compressão essencialmente uniaxial.

As evidências válidas a este respeito, para melhoria da duração de vida podem, especialmente à face da sequência das operações de acabamento individuais, e de uma optimização da distribuição de tensão própria, não ser garantidas em elementos da mola sob esforço de torção, sem considerar a compressão biaxial. São ainda dados a conhecer, por exemplo a partir das “Molas Moldadas por Calor”, da Hoescht Hohenlimburg AG, 1987, páginas 189 a 191, o assentamento e subsequente irradiação esférica de molas de pressão helicoidais, sendo que segundo a US-A 3661655 é dada a conhecer, a este respeito, por meio de aquecimento ou arrefecimento nos elementos da mola, uma produção de um nível de temperatura e respectivamente de resistência específico, uniforme.

Cabe à presente invenção, daqui por diante, criar um processo do tipo inicialmente descrito, que permite uma outra melhoria da duração de vida, especialmente de molas de pressão helicoidais com resistências de Rm > 1800 N/mm2.

Tal tarefa é cumprida por intermédio das características apresentadas na peça assinalada na reivindicação de patente 1.

Os passos do processo, vantajosos e convenientes, relativos ao processo de acordo com a invenção, são dados a conhecer nas reivindicações 2 a 5. Γ 4 ____ --

As vantagens do processo da presente invenção residem sobretudo no facto de, mediante o objectivo da optimização, ser alcançado um aumento da duração de vida da mola de pressão helicoidal, ou ser alcançada uma redução do peso da mola.

Com base no desenhos esquemáticos, o processo da presente invenção será melhor descrito, de seguida.

Independentemente do facto de o elemento de mola ser moldado quente, frio, ou momo, o processo em questão estabelece que as molas de pressão helicoidal sejam admitidas por um segmento de transporte 3, a partir dos passos de acabamento 1 precedentes, tais como endurecimento, tempera e respectivamente calor residual permanente do afrouxamento de uma prensa para assentamento 2, sendo as molas de pressão helicoidal transportadas de modo contínuo a partir deste segmento, imediatamente após o processo de assentamento, por um segmento de transporte 4 numa instalação para irradiação esférica 5, sendo que a instalação para irradiação esférica 5 consiste em pelo menos duas câmaras de irradiação 6 e 8 independentes, ligadas por um segmento de transporte 7, sendo que os segmentos de transporte 3 e 4 são utilizados defronte das e entre as zonas de acabamento “Assentamento” 2 e respectivamente “Irradiação Esférica” 5, para que a mola de pressão helicoidal possa ser aquecida e respectivamente arrefecida a uma temperatura pretendida. É decisivo, neste caso, que através do tipo de tempera seja produzido na secção transversal da mola de pressão helicoidal um perfil de temperatura e resistência descritos para a operação de acabamento que se segue. O tratamento de irradiação esférica na primeira câmara de irradiação 6 surge, em regra, como condicionante prévia da mola de pressão helicoidal para o tratamento final de irradiação esférica na segunda câmara de irradiação 8, a qual está dotada com todos os dispositivos necessários para irradiação de tensão das molas de tensão helicoidal.

Devem entender-se como condicionamento prévio todas as medidas que aumentem particularmente o efeito de aprofundamento do tratamento de irradiação esférica.

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Segundo o tratamento de irradiação esférica na segunda câmara de irradiação 8, as molas helicoidais são conduzidas por um segmento de transporte 9 do acabamento final 10.

Paralelamente às medidas padrão tradicionais, tais como o aumento da energia de irradiação (mV2/2) por aumento da velocidade média de irradiação e/ou da massa média de irradiação, designadamente do diâmetro do núcleo, o elemento de mola da primeira câmara de irradiação 6 é conduzido pelo segmento de transporte 4 com um perfil de temperatura e respectivamente de resistência, dependente do material de base, e submetido ao tratamento de irradiação. A irradiação esférica não é aqui descrita, desde que se trate de irradiação de calor, conforme descrito na US-PS 3 205 556, como alternativa à irradiação de tensão, para minimizar as alterações da forma e do contorno da mola, sendo antes descrita como complemento conveniente e preparação prévia da irradiação de tensão.

As molas de pressão helicoidal são conduzidas, após o tratamento de irradiação esférica, à primeira câmara de irradiação 6, pelo segmento de transporte 7 da segunda câmara de irradiação 8, em que as molas de pressão helicoidal são preesforçadas, num determinado comprimento pretendido, ou sobre uma carga pretendida, e é suspenso um tratamento de irradiação esférica em estado preesforçado. A fim de garantir uma radiação de alcance global, o mais uniforme possível, as molas de pressão helicoidal devem ser movidas, rodando ou oscilando sobre o seu eixo central, na zona “Hot-Spot” da irradiação esférica. Isto pode suceder, tanto numa sequência compassada em função do tempo, como num percurso contínuo.

Lisboa, “7 SET. 2001 Dra. Maria Silvina Ferreira

Agente Oficial de Ρην' bde Industrial R. Castilho, 50 - 5? - !'Jo9 - ;63 LISBOA Telefs. 213 851359 - 2138150 50

Ajo

Claims

1 REIVINDICA ÇÕES 1. Processo para a optimização da distribuição de tensões próprias, na secção transversal da haste, de molas de pressão helicoidais, com uma resistência maior do que 1800 N/mm2, as quais servem como molas de suspensão para veículos, as quais são primeiro assentes (2) e depois irradiadas esfericamente (5), caracterizado pelo facto de as molas de pressão helicoidais produzirem, antes do assentamento (2) e da irradiação esférica (5), mediante um aquecimento ou arrefecimento visado, um perfil de temperatura e respectivamente um perfil de resistência na secção transversal da haste, sendo que é provocada uma alteração local delimitada do limite aparente de elasticidade, na secção transversal da haste das molas de pressão helicoidal.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o perfil de resistência pretendido, manifestado sobre a secção transversal da haste, se produzir temporariamente, antes do assentamento (2) e respectivamente da irradiação esférica (5), mediante um aquecimento ou arrefecimento visado.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o perfil de resistência pretendido, manifestado sobre a secção transversal da haste, existir permanentemente, através de operações de acabamento apropriadas, antes do assentamento (2) e da irradiação esférica (5), e de se conservar à temperatura ambiente.

4. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de, tanto antes do assentamento (2), como antes da irradiação de calor (5), ser levado a cabo um tratamento do calor, em que o perfil de resistência pretendido antes do assentamento (2) é diferente do perfil de resistência pretendido antes da irradiação esférica (5). 2 /

5. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de o perfil de resistências pretendido, não se formar de modo constante sobre o comprimento da haste. Lisboa, ”7 SET. 2001 Dra. Maria Silvina Ferreira

Agente Oficiòl de Fr jr ’ . -í ide Industrial R. Castilho. 50 - 5! - 1269 - 163 LISBOA Telefs. 213 851339 - 213815050