PT796194E

PT796194E - Conjunto de berco de apoio

Info

Publication number: PT796194E
Application number: PT95939202T
Authority: PT
Inventors: Frank A Horton; Gary A Butynski; Michael J Devor; Matthias Gille
Original assignee: Cosma Int Inc
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 2001-07-31
Also published as: ATE220377T1; AU703224B2; ES2177167T3; DE69527376D1; DE69527376T2; EP0927680A2; EP0796194B1; US5899498A; US5862877A; JP2005343464A; JPH10510777A; UY24104A1; DE69520153T2; CA2207569A1; ES2154353T3; AU4113396A; MX9704542A; EP0927680A3; AR000188A1; EP0796194A1

Description

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Descrição “Conjunto de berço de apoio”

Fundamento da invenção A presente invenção refere-se a conjuntos de berço de apoio do motor para veículos motorizados e a um processo para a formação do mesmo.

Sumário da invenção

Os quadros de veículos motorizados típicos são construídos como um conjunto de armação, em forma de escada de mão ou de um tipo de monocorpo. A presente invenção refere-se a um conjunto de berço de apoio do motor, que se destina a ser fixado numa porção dianteira de uma armação monocorpo de um veículo. O berço de apoio do motor tipicamente é proporcionado por baixo do motor do veículo e está adaptado para nele se montar o motor. O berço de apoio do motor está também adaptado para a montagem da suspensão dianteira do veículo, a hidráulica da direcção e quaisquer outros componentes do veículo considerados apropriados. O conjunto do berço de apoio tem de ter uma construção robusta, pois está exposto a grandes tensões mecânicas, devidas ao peso do motor e ao peso de todo o veículo (e da carga transportada), transferido através do conjunto do berço de apoio para a suspensão dianteira. O conjunto de berço de apoio é tipicamente constituído por dois elementos de armação laterais, afastados, com extremidades dianteira e traseira, um componente de armação transversal dianteiro, ligado através das extremidades dianteiras dos componentes de armação laterais, e um componente de armação transversal traseiro que se estende entre as extremidades traseiras dos componentes de armação laterais. A estrutura de montagem da suspensão está "3 Μ tipicamente colocada nos componentes da armação laterais afastados e está adaptada para se montar na suspensão dianteira do veículo. Devido às tensões mecânicas atrás referidas, especialmente nas porções do conjunto do berço de apoio nas quais deve montar-se a suspensão do veículo, é desejável fabricar o conjunto do berço de apoio com “pontos fortes” particulares, para absorver essas tensões localizadas.

Embora seja importante fabricar o conjunto do berço de apoio com resistência suficiente, é igualmente importante que o conjunto do berço de apoio não seja construído com quantidades de material excessivas, pois de contrário serão desnecessariamente elevados os custos de material e o peso do veículo. Assim, na maior parte dos casos, os componentes da armação do conjunto de berço de apoio são de forma oca (tubulares). A literatura de patentes indica que uma maneira de fabricar componentes de armação de veículos tubulares consiste na utilização de técnicas de hidromodelação.

Por exemplo, a patente US 5 339 667 apresenta um processo de hidromodelação no qual se coloca uma peça em bruto, tubular circular, num molde de hidromodelação e se expande radialmente de cerca de 5%, para formar um componente de armação com a configuração de secção transversal genericamente na forma de caixa rectangular. O processo apresentado nesta patente forma um componente de armação pronto, que tem a sua espessura de parede adelgaçada uniformemente e não distendida em qualquer ponto particular, aumentando a quantidade de metal por unidade de comprimento. Na patente US 5 333 775, que apresente um processo para a fabricação de certas porções de um componente hidromoldado mais fortes que outras, proporcionando múltiplas porções de peça em bruto tubulares com espessuras de parede diferentes, soldadas topo-a-topo, de modo que o componente hidromoldado pronto terá uma espessura de parede maior em sítios desejados, descreve-se também uma técnica de hidromoldação. O processo apresentado nesta patente é um tanto desinteressante e não produz um componente de armação hidromoldado por modificação de uma peça tubular em bruto durante o processo de hidromoldação no qual a quantidade de metal por unidade de comprimento é variável, de modo a reforçar certas porções de todo o componente de armação pronto em relação às outras. Além disso, nenhuma das técnicas referidas apresenta a utilização da hidromoldação para formar um conjunto de berço de apoio de um motor, ou que um tal conjunto seja reforçado proporcionando-se relativamente mais metal por unidade de comprimento numa posição que tenha de ter uma estrutura de montagem de uma suspensão nele fixada de modo a absorver em si tensões mecânicas localizadas. A patente DE-A-2 536 060 apresenta uma suspensão das rodas para um veículo automóvel, na qual uma cavilha de apoio, de pelo menos um apoio do sistema articulado de cada braço de controlo, liga a armação secundária ao chassis ao veículo. A patente japonesa 4-215 565 apresenta um dispositivo, no qual dois componentes de armação são fixados por aplicação superfície-a-superfície.

Existe portanto a necessidade de fabricar um conjunto de berço de apoio que ultrapasse as limitações atrás referidas. Portanto, é objecto da presente invenção proporcionar um conjunto de berço de apoio que satisfaça esta necessidade.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, proporciona-se um conjunto de berço de apoio para um veículo motorizado, compreendendo o conjunto de berço de apoio dois componentes de armação laterais afastados, os quais _ .1- ?ί4 possuem extremidades dianteira e traseira, um componente de armação transversal dianteiro, que se estende entre as extremidades dianteiras dos referidos componentes de armação laterais e um componente de armação transversal traseiro, que se estende entre as extremidades traseiras dos referidos componentes de armação laterais, sendo os referidos componentes de armação formados a partir de peças metálicas em bruto tubulares, num processo de hidromoldação, no qual se proporciona uma pressão hidráulica no interior dos tubos, expandindo-se desse modo radialmente os mesmos, de modo que se modifica a sua configuração periférica, em relação à configuração periférica original das peças em bruto metálicas tubulares, caracterizado por: os referidos componentes de armação laterais terem uma quantidade de metal por unidade de comprimento que varia durante o seu processo de hidromoldação, de modo que apresentam pelo menos uma porção longitudinal na qual I) uma secção transversal definida pela configuração periférica modificada é aumentada em mais de 5% de uma secção transversal original, Π) uma espessura de parede da configuração periférica modificada está dentro de +10% de uma espessura de parede original, e ΙΠ) a quantidade de metal por unidade de comprimento é maior que pelo menos em algumas outras porções longitudinais dos referidos componentes de armação laterais, e cada um dos referidos componentes de armação laterais tem uma estrutura de montagem da suspensão rígida associada, construída e disposta para montar um componente de suspensão do veículo, sendo cada uma das estruturas de montagem da suspensão rígidas fixadas ao componente de armação lateral associado na referida pelo menos uma porção longitudinal que tem a referida secção transversal aumentada em mais de 5% do valor da secção transversal original e a referida espessura de parede dentro de +10% da espessura de parede original.

Μ

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, proporciona-se um processo para a fabricação de um conjunto de berço de apoio para um veículo motorizado, compreendendo o processo: a formação de dois componentes de armação laterais, um componente de armação transversal dianteiro, e um componente de armação transversal traseiro, sendo os referidos componentes de armação laterais formados a partir de peças metálicas tubulares em bruto, por um processo hidromoldação, no qual cada uma das peça em bruto é moldada: colocando a peça em bruto tubular metálica numa cavidade de um molde de matriz, tendo o referido molde de matriz uma superfície interior que define uma forma da cavidade; e, fornecendo um fluido para o interior da peça tubular metálica em bruto, com pressão suficiente para expandir a peça metálica tubular em bruto para fora, de modo que uma sua superfície exterior é deslocada de modo a aplicar-se com a sua superfície periférica à superfície interior do molde de matriz, para conformar substancialmente a peça metálica tubular em bruto à forma da cavidade, e de modo que o componente de armação moldado tenha a sua configuração periférica modificada, relativamente a uma configuração periférica original da peça metálica tubular em bruto associada, caracterizado por: os referidos componentes de armação laterais terem uma quantidade de metal por unidade de comprimento variável durante o processo de hidromodelação, de modo que, pelo menos uma sua porção longitudinal, tenha I) uma secção transversal definida pela configuração periférica modificada aumentada em mais de 5% de uma secção transversal original, Π) uma espessura de parede da configuração periférica modificada dentro de +10% de uma espessura de parede original, e ΠΙ) a quantidade de metal por unidade de comprimento maior que pelo menos algumas das suas outras porções; e: fixando

uma estrutura de montagem da suspensão para cada um dos componentes de armação laterais na sua pelo menos uma porção longitudinal em mais de 5% da secção transversal e a referida espessura dentro de +10% da espessura de parede original e: ligando o componente de armação transversal dianteiro com as extremidade dianteiras dos referidos componentes de armação laterais, e o componente de armação transversal traseiro com as extremidades traseiras dos componentes de armação laterais.

Numa forma de realização, o componente de armação transversal traseiro e os componentes de armação laterais não são proporcionados num conjunto formado integralmente. Uma tal ligação é tipicamente conseguida com conectores de armação particulares, e não permitem que as superfícies exteriores das porções de armação, que têm de ser ligadas, estabeleçam contacto superfície-a-superfície. Mais particularmente, cada um dos componentes de armação é tipicamente definido por uma secção transversal substancialmente rectangular, definida por dois pares de paredes opostas afastadas. Cada uma das paredes inclui uma superfície interior e uma superfície exterior, e o componente de armação tem receptáculo de ligação, que permitem a sua fixação com um outro elemento de armação. O receptáculo de ligação é definido por aberturas alinhas, nas paredes opostas afastadas de pelo menos um dos pares de paredes, e um componente de manga que se estende através das aberturas alinhadas. O componente de manga serve como reforço para as aberturas alinhadas e tem as suas extremidades opostas estendendo-se radialmente para fora, para definir porções de aba opostas que se aplicam à superfície exterior de cada uma das paredes opostas. Pode ver-se que, quando um outro componente de armação estiver posicionado de modo a ter o seu receptáculo de fixação alinhado 7 7

7>f com o receptáculo de fixação do primeiro componente de armação para a fixação mútua com um ligador, são levadas ao contacto porções de abas de cada receptáculo.

Este contacto cria um ligeiro intervalo entre as superfícies exteriores voltadas uma pata a outra, dos componentes de armação a fixar nas áreas a unir. Daqui resulta uma fraqueza inerente na união e portanto em todo o conjunto de berço de apoio ou na armação do veículo que incorpora essas ligações.

Assim, numa forma de realização preferida, o referido componente de armação traseiro tem receptáculos de ligação, que se estendem através dos mesmos, em extremidades opostas dos mesmos, e os referidos componentes de armação laterais têm receptáculos, que se estendem através dos mesmos nas suas referidas extremidades opostas do componente de armação transversal traseiro alinhados com os receptáculos de ligação nas extremidades traseiras respectivas dos componentes de armação laterais, e o conjunto de berço de apoio compreende além disso ligadores que se estendem através dos receptáculos de ligação alinhados, para desse modo fixar as extremidades opostas do referido componente de armação transversal traseiro às extremidades traseiras respectivas dos componentes de armação laterais.

Cada um dos' referidos componentes de armação traseiro e dianteiro e os referidos componentes de armação laterais tem uma secção transversal substancialmente rectangular, definida por duas paredes horizontais afastadas e duas paredes verticais afastadas, incluindo cada uma das referidas paredes uma superfície interior e exterior, tendo o referido componente de armação transversal traseiro de preferência a superfície exterior de uma das suas paredes horizontais referidas disposta aplicada superfície-a-superfície nas suas referidas extremidades opostas com a superfície exterior das referidas extremidades traseiras respectivas dos

S

componentes de armação laterais referidas.

Os referidos receptáculos de fixação nos referidos elementos de armação são de preferência definidos por aberturas alinhadas verticalmente nas referidas paredes horizontais afastadas e componentes de manga, que recebem o ligador, que se estendem entre as referidas aberturas, tendo cada um dos referidos elementos de manga uma sua extremidade soldada anularmente à superfície interior do componente de armação associado, em tomo de uma das referidas aberturas na parede horizontal dispostas aplicadas superfície-a-superfície, incluindo o referido elemento de manga uma porção intermédia, que se estende da referida primeira extremidade, através do componente de armação e através da abertura alinhada verticalmente, na parede horizontal afastada das paredes aplicadas superfície-a--superfície, tendo o referido elemento de manga uma extremidade oposta que se estende radialmente para fora, de modo a definir uma aba que se aplica à superfície exterior do componente de armação associado, em tomo da referida abertura alinhada verticalmente uma parede horizontal afastada da parede, em aplicação superfície-a-superfície.

Os princípios da presente invenção serão melhor compreendidos com referência à descrição seguinte, às reivindicações anexas e aos desenhos, cujas figuras representam. A fig. 1, uma vista em perspectiva que representa um conjunto de berço de apoio fabricado de acordo com os princípios da presente invenção; A fig. 2, uma vista em perspectiva de uma segunda forma de realização do conjunto de berço de apoio fabricado de acordo com os princípios a presente invenção; 9 A fig. 3, uma vista em perspectiva que mostra o conjunto do berço de apoio da presente invenção, no qual estão montados vários componentes de um veículo; A fig. 4, uma vista em corte, que mostra a ligação do conjunto de berço de apoio com a armação do veículo, sendo o corte feito pela linha (4-4) da fig. 1, quando o berço de apoio está fixado no chassis do veículo; e

As fig. 5A-5F, vistas em corte feito através do conjunto de moldação e da peça em bruto, tubular, usada na moldação dos componentes de armação, que ilustram o processo de hidromoldação usado na fabricação do conjunto de berço de apoio de acordo com os princípios da presente invenção.

Na fig. 1 está representado genericamente um conjunto de berço de apoio, designado genericamente por (10), fabricado de acordo com os princípios da invenção. O conjunto de berço de apoio (10) tem uma construção forte e robusta, e está adaptado para a montagem de vários componentes do veículo motorizado, tal como a suspensão dianteira, o motor do veículo e a transmissão. O conjunto de berço de apoio (10) inclui dos componentes de armação laterais (12) e (14), afastados, que têm extremidades dianteiras (16) e (18), respectivamente, e extremidades traseiras (20) è (22), respectivamente. O conjunto de berço de apoio inclui ainda um componente de armação transversal dianteiro (24), ligado através das extremidades dianteiras (16) e (18) dos componentes de armação transversal traseiro (26) estende-se entre as extremidades traseiras (20) e (22) dos componentes de armação laterais. Cada um dos componentes de armação é formado a partir de uma peça em bruto metálica, tubular, durante um processo de hidromoldação, que será descrito com mais pormenor mais adiante.

Os componentes de armação laterais (12) e (14) incluem dispositivos de 10 montagem da suspensão (28) e (30), fixados rigidamente aos mesmos, de preferência por soldadura. Os dispositivos de montagem de suspensão (28) e (30) são construídos de maneira tal que permitem que a suspensão dianteira possa ser com eles ligada rotativamente. Por exemplo, como se representa, os dispositivos de montagem da suspensão são providos de dois suportes de fixação (34), que possuem furos (36) alinhados, que definem um eixo de rotação, para componentes de escora da suspensão rotativa em tomo de um eixo.

Os componentes de armação laterais incluem também furos (38), para montagem do motor, barras de oscilação (40) e porções (42) e (43), de recepção dos bgadores do chassis do veículo, dispostas nas extremidades traseiras (20) e (22), respectivamente, para permitir que o conjunto do berço de apoio seja fixado num chassis de veículo. O componente transversal dianteiro (24) inclui uma porção central (44) na qual são soldadas as extremidades dianteiras (16) e (18) dos componentes de armação laterais. O componente de armação dianteiro inclui também porções de extremidade opostas (46) e (48), que se estendem para trás e lateralmente, a partir da extremidade dianteira do componente de armação lateral associado. -As porções de extremidade opostas (46) e (48) contêm porções (50) e (52), de recepção de bgadores ao chassis do veículo, semelhantes aos das extremidades traseiras dos componentes de armação laterais. As porções (50) e (52) de recepção dos fixadores do componente de armação dianteira (24) cooperam com as porções (42) e (43) de recepção dos bgadores nos componentes de armação laterais (12) e (14), para permitir montar todo o conjunto do berço de apoio na extremidade dianteira do chassis do veículo. li

Entre cada porção de extremidade do componente de armação dianteiro e o componente de armação lateral associado, estão fixados rigidamente componentes de braçadeira (56) e (58), de preferência soldados entre a porção de extremidade da armação dianteira e o componente de armação lateral associado. O componente de armação transversal traseiro (26) contém furos de montagem, para a transmissão (60), e pode ser fixado por parafusos, nas suas extremidades opostas, nas extremidades traseiras (20) e (22) dos componentes de armação laterais respectivos (12) e (14). Como disposição alternativa, representada na fig. 2, um conjunto de berço de apoio (110) pode ter um componente de armação transversal traseiro (126), formado integradamente com as extremidades traseiras (120) e (122) dos componentes de armação laterais respectivos (112) e (114). Como pode ver-se na fig. 2, o conjunto de berço de apoio (110) é semelhante, em todos os outros aspectos, ao conjunto de berço de apoio (10) representado na fig. 1. Esta construção alternativa pode também ser completada num processo de hidromodelação, que será descrito com mais pormenor mais adiante. A fig. 3 é uma vista em perspectiva, que mostra o conjunto do berço de apoio (10), no qual se montam vários componentes do veículo, incluindo componentes de escora da suspensão rotativa (70), montados nos dispositivos (28) e (30) da suspensão do conjunto de berço e o conjunto de berço e o conjunto hidráulico da direcção (72).

Na fig. 4 está representa uma vista em corte, feito pela linha (4-4) da fig. 1 e que inclui além disso um conjunto (200) de montagem da armação, elástico, que não está representado na fig. 1. A construção particular na fig. 4 permite que o componente de armação transversal traseiro (26) seja ligado e desligado, de maneira fácil, às/das extremidades traseiras opostas (20) e (22) dos componentes de armação laterais (12) e (14). Permite igualmente que todo o conjunto (10) do berço de apoio seja montado no chassis do veículo, através do conjunto (200) do chassis elástico. Como pode ver-se a partir das fig. 1 e 4, o componente de armação transversal traseiro (26) inclui receptáculos de ligação, indicados genericamente em (202), na fig. 4, que se estendem através do mesmo na sua extremidade (82). Pode ver-se que a extremidade oposta (80) tem os mesmos receptáculos de ligação, que se estendem através da mesma. Analogamente, os componentes de armação laterais têm receptáculos de ligação (204), que se estendem através dos mesmos, nas extremidades traseiras (20) e (21) dos mesmos (estando a extremidade (22) representada na fig. 4). Os receptáculos de fixação (204) nas extremidades traseira dos componentes de armação laterais estão alinhados com os receptáculos de fixação (202), nas extremidades opostas do componente de armação transversal traseiro. Através dos pares respectivos de receptáculos de fixação estendem-se ligadores apropriados, para desta maneira fixar cada uma das extremidades opostas do componente de armação traseira (26) nas extremidades traseiras respectivas (20) e (22) dos componentes de armação laterais.

Como está representado, o componente de armação transversal traseiro (26) e os componentes de armação laterais (12) e (14) têm, cada um, uma secção transversal substancialmente rectangular, sendo a secção transversal do componente de armação transversal traseiro (26) definida por duas paredes horizontais (206) afastadas e duas paredes verticais (208) afastadas. Analogamente, cada um dos componentes de armação laterais consiste em duas paredes horizontais (210) afastadas e duas paredes verticais (212) afastadas. O componente de armação 13 transversal traseiro (26) tem uma das suas paredes horizontais (a parede mais baixa na fig. 4) com a sua superfície exterior (214) disposta em contacto superfície-a--superfície, nas suas extremidades opostas, com uma superfície exterior respectiva (216) de uma das paredes horizontais (210) (a parede horizontal superior na fíg. 4) das extremidades de armação laterais respectivas.

Permitindo-se que uma porção da superfícies exterior (214) do componente de armação transversal esteja aplicada superfície-a-superfície a uma porção da superfície exterior (216) dos componentes de armação laterais respectivos, a ligação entre o componente de armação transversal traseira (26) e os componentes de armação laterais opostos (12) e (14) é mais robusta que no caso de se proporcionar um espaço entre os mesmos.

Para proporcionar a aplicação superfície-a-superfície, cada um dos receptáculos de fixação (204) é definido por aberturas (230), alinhadas verticalmente, nas paredes horizontais afastadas de cada componente de armação. Os receptáculos de fixação incluem também uma manga de fixação cilíndrica (232), que se estende entre as aberturas alinhadas verticalmente (230). Cada uma das mangas (232) tem uma extremidade (236) soldada anularmente na superfície interior do componente de armação associado, em tomo das aberturas alinhadas (230), na parede horizontal disposta em aplicação superfície-a-superfície com a superfície exterior do componente de armação ligado. Cada uma das mangas de fixação inclui também uma porção intermédia (240) que se estende através do componente de armação associado e através da outra abertura, alinhada verticalmente (230), do receptáculo de fixação associado (204). A manga de fixação tem uma extremidade oposta à extremidade (236), que se estende radialmente para fora, de modo a definir 14 uma aba (242), disposta aplicada em superfície à superfície exterior do componente de armação associado em torno da abertura alinhada verticalmente na parede horizontal afastada da parede aplicada superfície-a-superfície ao componente de armação ligado.

Pode ver-se que, devido ao facto de as extremidades (236) estarem soldadas anularmente nas superfícies interiores das paredes dos componentes de armação respectivos que são unidos, e ao facto de as extremidades (236) não se estenderem através das aberturas (230) nas referidas paredes, não há qualquer interferência entre as superfícies de aplicação, e não se forma qualquer intervalo entre as mesmas.

Como se mostra na fig. 4, os receptáculos de fixação (204) no componente de armação transversal traseiro e nos componentes de armação laterais (14) estão alinhados verticalmente, de modo que os ligadores apropriados, na forma de parafusos (246), cada um dos quais se estende através dos receptáculos de fixação alinhados, para desse modo fixaras extremidades opostas (80) e (82) do componente de armação transversal traseiro (26) nas extremidades traseiras respectivas dos componentes de armação laterais (12) e (14). Os parafusos (246) têm extremidades roscadas (248), que se enroscam em porções intermédias (240) das mangas de fixação respectivas (232), no componente de armação transversal traseiro (26). Os ligadores compreendem ainda uma cabeça (250) que se aplica às abas (242) da manga de fixação (232) que se estende através do componente de armação lateral (14). Quando se apertam os fixadores (246) nas porções intermédias roscadas (240), os fixadores fixam rigidamente as superfícies exteriores (214) e (216) em contacto superfície-a-superfície. Pode ver-se que as cabeças (250) dos fixadores podem ser invertidas para se aplicar às abas (242) respectivas do componente de armação 15 transversal traseiro, se a porção intermédia (240) das mangas de fixação (232) que se estendem através dos componentes de armação laterais forem roscadas para receber a extremidade roscada (248) dos parafusos.

Descreve-se a seguir a maneira como o conjunto de berço de apoio (10) é fixado no chassis do veículo. Uma porção do chassis do veículo está indicada genericamente pelo seu conjunto (200) de montagem da armação elástico, representado na fig. 4. Mais especificamente, cada uma das porções (42) e (43) de recepção dos fixadores, nas extremidades traseiras (20) e (22) dos componentes de armação laterais, e as porções (50) e (52) de recepção do fixador da afmação, nas porções de extremidade opostas (46) e (48) do componente de armação transversal dianteiro (24), inclui duas aberturas, alinhadas verticalmente (260) e (262), como se representa na fig. 4, e uma manga de fixação (264), que se estende entre as aberturas. Cada uma das mangas de fixação (264) tem uma extremidade (268) soldada anularmente à superfície interior do componente de armação associado, em tomo da abertura (260), na parede horizontal (210) que se destina a aplicar-se ao conjunto de montagem da armação elástico (200) da armação do veículo. A manga de fixação inclui também uma extremidade oposta, que se estende radialmente para fora, para definir uma aba (270), disposta aplicada em superfície à superfície exterior do componente de armação associado (por exemplo, o componente de armação lateral (14), na fig. 4) em tomo da abertura (262), na parede horizontal (210) afastada da parede que deve aplicar-se ao chassis do veículo. Cada uma das porções de recepção do fixador está adaptada para permitir que o conjunto do berço de apoio seja fixado no veículo, e pode incluir mangas (274), interior e exterior, que se estendem através das mangas de fixação (264). De preferência, dispõe-se um 16 material elástico (278) entre as mangas de fixação (264) e um fixador, na forma de um parafuso (280), estende-se através da manga interior para fixar o componente de armação lateral associado no conjunto (200) de montagem da armação elástico, do chassis do veículo. Pode ver-se que as mangas interiores (274), o material elástico (278) e o parafuso (280) podem ser considerados como fazendo parte do conjunto (200) de montagem da armação e não fazem parte do conjunto do berço de apoio da presente invenção.

Nas fig. 5A-5F está representado um aparelho usado para a moldação dos componentes de armação do conjunto de berço de apoio da presente invenção. Mais especificamente, os componentes de armação laterais, o componente de armação transversal dianteiro e o componente de armação transversal traseiro são moldados a partir de peças metálicas tubulares, em bruto, durante um processo de hidromoldação, no qual se fornece para o interior de cada peça em bruto uma pressão hidráulica, de modo que a peça em bruto respectiva é expandida radialmente para se aplicar à superfície periférica interior do molde, de modo que a peça em bruto se expande radialmente numa extensão média de preferência superior a 5% e de modo que a peça em bruto expandida tenha em conta a extensão de uma espessura de parede genericamente uniforme. As peças em bruto têm, na sua forma original, geralmente uma quantidade de metal constante por unidade de comprimento e são moldadas, durante o processo de hidromodelaçao, como componentes da armação com uma configuração periférica modificada, relativamente à configuração periférica da peça em bruto original. Os componentes de armação laterais (12) e (14) têm a quantidade de metal por unidade de comprimento variável, de modo a apresentar uma ou mais áreas longitudinais nas

17 quais uma secção transversal, definida pela configuração periférica modificada, é aumentada em mais de 5% da secção transversal original definida pela configuração periférica da peça em bruto metálica tubular original e nas quais a quantidade de metal por unidade de comprimento é maior que a do restante dos componentes de armação moldados. Mais especificamente, é preferido que as áreas dos componentes de armação laterais (12) e (14) onde se montam os dispositivos (28) e (30) de montagem da suspensão respectiva sejam providas de mais metal por unidade de comprimento que o proporcionado pela peça em bruto original, e que tais áreas sejam expandidas mais de 5% da secção transversal original. Este estiramento do metal e o aumento da quantidade de metal por unidade de comprimento aumenta a resistência dos componentes de armação laterais nesses sítios particulares.

Descrevem-se agora com mais pormenor as fig. 5A-5F. Como se mostra na fig· 5A, uma peça tubular em bruto (300), de preferência ligeiramente flectida de acordo com a forma pretendida do componente de armação a moldar, está inserida entre as metades (302) e (304) da matriz. A peça em bruto pode ser fabricada por qualquer processo conhecido. De preferência a peça em bruto é formada enrolando uma folha de material metálico, para formar uma secção tubular fechada completa e soldando depois a costura. Tipicamente, o componente tubular (300) é previamente flectido mecanicamente, por exemplo por utilização de matriz, numa máquina de curvar controlada digitalmente por computador (máquina CND). Depois de o componente tubular (30) ser inserido na matriz, fecham-se as duas metades desta última, como se mostra nas fig. 5C e 5D e aplicam-se as portas para a hidromoldação (308) às extremidades opostas (306) da peça em bruto tubular (300) e vedam-se nas mesmas. A medida que as metades (302) e (304) da matriz se deslocam uma para a outra, o tubo (300) é ligeiramente esmagado, por exemplo para tomar uma forma da secção transversal oval, como se mostra na fig. 5D. A seguir, fomece-se água sob pressão, de aproximadamente 703 Kg/cm2 (10 000 psi), através das portas de hidromoldação (308) e até os limites interiores da peça tubular em bruto (300). Esta pressão elevada faz com que a peça em bruto se expanda para fora, aplicando-se à superfície interior (310), que define a cavidade no interior da matriz. Isso faz com que a peça tubular em bruto tome uma forma de secção transversal substancialmente rectangular, que se adapta à superfície interior (310) da matriz (ver por exemplo a fig. 5F). Quando se introduz o fluido a alta pressão no interior da estrutura tubular, forma-se as portas de hidromoldação (308) para dentro, contra as extremidades opostas (306) da peça em bruto, para reencher a espessura de parede do metal enquanto ele se expande para entrar em contacto com a superfície interior (310) da matriz. Durante o processo de hidromoldação, varia a quantidade de metal por unidade de comprimento. Mais especificamente, à medida que a periferia linear exterior é expandida para fora e o metal se completa a partir das porções laterais, a espessura da parede é mantida dentro de +10% da da peça em bruto original, de modo se proporciona miais metal por unidade de comprimento em todas as áreas de expansão. Nas áreas de maior expansão, a superfície exterior pode ser aumentada em mais de 26%, enquanto a espessura de parede é mantida no intervalo de +10%.

Embora ligeiramente exagerado, pode ver-se que a área longitudinal (330) do componente moldado na fig. 5E representa uma porção de qualquer dos componentes de armação laterais, que se expandiu em mais de 5% para dar ao componente de armação lateral a resistência suficiente, nesse sítio. Esta área (330) é Μ bem apropriada para ser utilizada como área, no componente de armação lateral, na qual é montado um dos dispositivos (28) ou (30) de montagem da suspensão, de acordo com os princípios da presente invenção, como atrás se descreveu. Pode ver--se que não é necessário que a área (330) seja a única área de expansão aumentado de 5%, nem é necessário que a área (330) seja a área de maior expansão ao longo do componente de armação lateral. No entanto, isso é o mais preferível porque a porção, nos componentes de armação laterais, destinada à montagem da suspensão está sujeita ao maior valor de tensão mecânica no conjunto do berço de apoio.

Na fig. 5E, pode ver-se que as extremidades (306) são deformados, como consequência do processo de hidromoldação. De preferência, estas extremidades são cortadas, num processo subsequente, antes de se incorporar o conjunto hidromoldado no conjunto do berço de apoio.

Descreve-se uma técnica de hidromoldação semelhante à aqui descrita, com mais pormenor, por exemplo em “Industrieanzeiger” N° 20 de 9 de Março de 1984 e “Metalumformtechnik”, Issue 1D/91, zp 15 ff : A. Ebbinghaus “Precision Workpieces in Light Construction, Manufactured Throuh Internai High Pressure Mouldings” e “Werkstatt und Betrieb” 123 (1990), 3, p. 241-243 : A Ebbinghaus: “Economic Construction with Internai High Pressure Moulded Precision Workpieces” e “Werstatt un Betrieb” 122 (1991), 11 (1989), 9, p. 933-938.

Na forma de realização representa na fig. 1, há quatro componentes de armação separados, que são moldados por hidromoldação de quatro peças tubulares separadas. Os quatro componentes são depois associados para formar a figura de quatro lados, como atrás se descreveu. Na forma de realização da fig. 2, no entanto, pode ver-se que a figura de quatro lados é formada a partir de apenas duas peças em 20 ê

bruto, sendo uma das peças em bruto moldada para obter o componente de armação transversal dianteira (24) e a outra peça em bruto moldada para obter os componentes de armação laterais (112, 114) e o componente de armação transversal traseiro (126), como uma unidade integral. Mais especificamente, em relação à forma de realização representada na fíg. 2, proporciona-se uma peça em bruto tubular substancialmente de forma em U, que se introduz numa matriz de moldação. A peça em bruto tubular em forma de U é hidromoldada de modo que a sua porção da dobra é moldada para obter o componente de armação transversal traseiro (126) e as suas porções de pernas são moldadas para formar os componentes de armação laterais (112, 114). As extremidades opostas das porções de pema da peça em bruto tubular em forma de U são eventualmente moldadas para obter as extremidades dianteiras (116) e (118) dos componentes de armação laterais (112) e (114). Durante o processo de hidromoldação, as extremidades opostas da peça em bruto em forma de U são empurradas para dentro, pelas portas de hidromoldação opostas (por exemplo as portas (308) nas fíg. 5A-5F) para reencher a espessura de parede do metal à medida que se expande a peça em bruto. Tal como na forma de realização representada na fíg. 1, os componentes de armação laterais (112) e (114) estão providos dos dispositivos de montagem (128) e (130) da suspensão respectivos, em áreas longitudinais nos componentes de armação laterais expandidos mais de 5%.

Embora a invenção tenhá sido ilustrada e representada em pormenor nos desenhos e na descrição anteriores, eles devem ser considerados como ilustrativos e sem carácter limitativos, entendendo-se que se descreveram as formas de realização preferidas e que devem considerar-se protegidas todas as alterações e modificações que se incluam no escopo das reivindicações anexas.

Claims

1

Reivindicações 1. Conjunto de berço de apoio (10) para um veículo motorizado, compreendendo o conjunto de apoio: dois componentes de armação laterais afastados (12, 14), que têm extremidades dianteiras (16, 18) e traseiras (20, 22); um componente de armação transversal dianteiro (24), que se estende entre as extremidades dianteiras (16, 18) dos referidos componentes de armação laterais (12, 14); e um componente de armação transversal traseiro (26), que se estende entre as extremidades traseiras (20, 22) dos referidos componentes de armação laterais (12, 14); sendo os referidos componentes de armação (12, 14, 24, 26) formados a partir de peças metálicas em bruto tubulares (300), num processo de hidromoldação no qual cada uma das peças em bruto (300) recebe no seu interior um fluido sob pressão e é desse modo expandido radialmente de modo que os componentes de armação (12, 14, 24, 26) sofram uma modificação da configuração periférica, relativamente a uma configuração periférica original das peças em bruto metálicas tubulares (300), caracterizado por: Os referidos componentes de armação laterais (12, 14) terem uma quantidade de metal por unidade de comprimento que varia durante o processo de hidromoldação do mesmo, de modo a apresentar pelo menos uma porção longitudinal na qual I) uma secção transversal definida pela configuração periférica modificada é aumentada em mais de 5% de uma secção transversal original, Π) uma 2 7% espessura de parede da configuração periférica modificada está dentro do intervalo de +10% de uma espessura de parede original e ΠΙ) a quantidade de metal por unidade de comprimento é maior que pelo menos qualquer das outras porções longitudinais dos referidos componentes de armação laterais (12, 14), e Cada um dos componentes de armação laterais (12, 14) ter uma estrutura (28, 30) rígida, para montagem da suspensão, construída e disposta para nela montar um componente da suspensão do veículo, estando cada uma das estruturas de montagem da suspensão rígidas (28, 30) fixada rigidamente no componente de armação lateral (12, 14) associado, na referida pelo menos uma porção longitudinal que tem a secção transversal aumentada em mais de 5% da secção transversal original e a referida espessura de parede dentro do intervalo de +10% da espessura de parede original.

2. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 1, no qual o referido componente de armação transversal dianteiro (24) inclui uma porção central (44) na qual são soldadas as extremidades dianteiras (16, 18) dos componentes de armação laterais (12,14), e porções de extremidade opostas (46, 48) que se estendem para trás e lateralmente para baixo, a partir das extremidades dianteiras (16, 18) dos componentes de armação laterais (12, 14), sendo as porções de extremidade opostas (46,48) construídas e dispostas para permitir que o conjunto de berço de apoio seja fixado num chassis do veículo.

3. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 2, que compreende além disso um componente de abraçadeira (56, 58) soldado rigidamente entre cada porção de extremidade (46, 48) do componente de armação transversal dianteiro (24) e o componente de armação lateral associado (12,14).

4. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 3, no 3 qual o componente de armação transversal dianteiro (24) tem a quantidade de metal por unidade de comprimento variável de modo que as porções de extremidade (46, 48) do componente de armação transversal dianteiro (24), nas quais se soldam os componentes de braçadeira (56, 58) têm, cada uma, I) uma secção transversal definida pela configuração periférica modificada aumentada em mais de 5% da secção transversal original e Π) a quantidade de metal por unidade de comprimento maior que a da porção central (44) do componente de armação transversal dianteiro (24).

5. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, no qual o referido componente de armação transversal traseiro (26) tem receptáculos de fixação (202), que se estendem através do mesmo, nas suas extremidades opostas (80, 82), e no qual os referidos componentes de armação laterais (12, 14) têm receptáculos de fixação (204) que se estendem através dos mesmos, nas referidas extremidades traseiras (20, 22) do mesmo, estando os referidos receptáculos (202) nas referidas extremidades opostas (80, 82) do componente de armação transversal traseiro (26) alinhados com os receptáculos de fixação (204) nas extremidades traseiras respectivas (20, 22) dos componentes de armação laterais, e compreendendo ainda dispositivos de fixação (246) que se estendem através dos receptáculos de fixação alinhados (202, 204), para desse modo fixar as extremidades opostas (80, 82) do referido componente de armação transversal traseiro (26) às extremidades traseiras (20, 22) respectivas dos componentes de armação laterais (12,14).

6. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 5, no qual o referido componente de armação transversal (26) e os referidos dos

Μ componentes de armação laterais (12, 14) têm, cada um deles, uma secção transversal substancialmente rectangular, definida por duas paredes horizontais afastadas (206, 210) e duas paredes verticais afastadas (208, 212), incluindo cada uma das referidas paredes (206, 210, 208, 212) uma superfície interior e uma superfície exterior, tendo o referido componente de armação transversal traseiro (26) a superfície exterior (214) de uma das referidas paredes horizontais (206) disposta, aplicada superfície-a-superfície, nas referidas extremidades opostas da mesma (80, 82), à superfície exterior (216) das extremidades traseiras respectivas (20,22) dos referidos componentes de armação laterais (12,14).

7. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 6, no qual os referidos receptáculos de fixação (202, 204), nos referidos componentes de armação (12, 14, 26), são definidos por aberturas (230, 231), alinhados verticalmente, nas referidas paredes horizontais afastadas (206, 210) e componentes de manga (232) que recebem os fixadores, que se estendem entre as referidas aberturas (230, 231), tendo cada um dos referidos componentes de manga (232) uma extremidade (236) soldada anularmente na superfície interior do componente de armação (12, 14, 26) associado, em tomo de uma das referidas aberturas (230) na parede horizontal (206, 210), dispostas aplicadas superfície-a-superficie, incluindo o referido elemento de manga (232) uma porção intermédia (240), que se estende a partir da referida uma extremidade (236), através do componente de armação associado (12, 14, 26) e através da abertura (231) alinhada verticalmente na parede horizontal (206, 210) afastada da parede (206, 210), em aplicação superfície-a-superfície, tendo o referido 5 componente de manga (232) uma extremidade oposta, que se estende radialmente para fora, de modo a definir uma aba (242) que se aplica à superfície exterior do componente de armação associado (12, 14, 26), em tomo da referida abertura (231) alinhada verticalmente na parede horizontal (206, 210), afastada da parede (206, 210), numa aplicação de superfície-a-superfície.

8. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 7, no qual os referidos receptáculos de ligação alinhados (202, 204) nas extremidades opostas (80, 82) do componente de armação transversal traseiro (26) e nas referidas extremidades traseiras respectivas (20,22) dos componentes de armação laterais (12, 14), têm um dos seus componentes de manga (232) providos de roscas, ao longo da porção intermédia (240) dos mesmos, e no qual os referidos ligadores (246) compreendem, cada um, uma haste roscada, construída e disposta para se enroscar na porção intermédia roscada (240) dos referidos componentes de manga (232), e uma cabeça do fixador (250) construída para se aplicar à aba (242) do componente de manga (232) alinhado com o componente de manga (323) proporcionado com a referida porção intermédia roscada, para permitir que o referido ligador (246) puxe as superfícies exteriores (214, 216) dispostas em aplicação superfície-a-superficie, para uma aplicação rigidamente fixada mútua, quando se aperta o referido ligador (246).

9. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 2, ou qualquer dela dependente, no qual as referidas extremidades traseiras (20, 22) dos referidos componentes de armação laterais (12, 14) e as extremidades opostas (46, 48) do referido componente de armação transversal dianteiro (24) são construídas e dispostas para permitir que o referido conjunto de berço de apoio (10) seja fixado 6 num chassis do veículo, tendo cada um dos componentes de armação laterais referidos (12, 14) e o referido componente de armação transversal dianteiro (24) uma secção transversal substancialmente rectangular, definida por duas paredes horizontais (210) afastadas e duas paredes verticais (208) afastadas, incluindo cada uma das referidas paredes (210, 208) uma superfície interior e uma superfície exterior, e incluindo cada uma das referidas extremidades traseiras (20, 22) dos referidos componentes de armação laterais (12, 14) e as extremidades opostas (46, 48) do componente de armação transversal dianteira (24) porções (42,43, 50, 52) de recepção dos ligadores no chassis do veículo, para fixar o conjunto de berço de apoio (10) no chassis do veículo, incluindo cada uma das porções (42,43, 50, 52) de recepção dos ligadores do chassis do veículo aberturas alinhas verticalmente (260, 262), nas referidas paredes horizontais afastadas (210), do componente de armação associado (12, 14, 24) e um componente de manga (264) que a estende entre as referidas aberturas (260, 262), tendo cada um dos componentes de manga (264) uma extremidade (268) soldada anularmente na superfície interior do componente de armação (12, 14, 24) associado, em tomo da referida abertura (260), numa das paredes horizontais' (210) que deve ser aplicada a um chassis de veículo, incluindo o referido componente de manga (264) uma porção intermédia que se estende a partir da soldadura anular, através do componente de armação associado (12, 14, 24) e através da abertura (262) alinhada verticalmente, na parede horizontal (210) afastada da parede (210) que deve ser aplicada ao chassis do veículo, tendo o referido elemento de manga (264) uma extremidade oposta, que se estende radialmente para fora, para definir uma aba (270) que se aplica à superfície exterior do componente de armação (12, 14, 24) 7 associado, em tomo da abertura (262) alinhada verticalmente, na parede hoprizontal (210) afastada da parede (210) que deve ser aplicada ao chassis de um veículo.

10. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação 9, no qual as referidas porções (42, 43, 50, 52) de recepção de fixadores no referido chassis de veículo incluem, cada um, além disso, mangas interiores dispostas concentricamente, interior (273) e exterior (274), que se estendem concentricamente no interior de cada um dos componentes de manga (264), incluindo as referidas porções de recepção dos dispositivos de fixação no chassis do veículo (42, 43, 50, 52), um material elástico (278), disposto entre as referidas mangas interiores (273, 274), estando a referida manga interior (273) adaptada para receber um dispositivo de fixação (280), através da mesma, para fixar o componente de armação associado (12, 14, 24) com um chassis de veículo.

11. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com a reivindicação l,no qual o referido componente de armação transversal traseiro (126), que se estende entre as referidas extremidades traseiras (120, 122) dos componentes de armação laterais (112, 114), é formado integralmente com os componentes de armação laterais (112, 114) a partir de uma única' peça em bruto metálica tubular substancialmente em forma de U durante o processo de hidromoldação, no qual se fornece uma pressão hidráulica para o interior da peça em bruto em forma de U, de modo que se expande radialmente a peça em bruto em aplicação à superfície periférica de uma superfície do molde interior, incluindo a referida peça em bruto em forma de U uma porção de dobra e duas porções de pernas opostas, sendo a referida porção de dobre em bruto em forma de U moldada para formar o componente de armação transversal traseiro (126) e sendo as porções de pernas opostas da peça em bruto em forma de U moldada para forma os componentes de armação laterais referidos (112, 114).

12. Conjunto de berço de apoio (10) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, no qual a pelo menos uma porção longitudinal na qual a referida estrutura de montagem (28, 30) da suspensão rígida é fixada rigidamente, é expandida numa extensão maior que todas as outras porções longitudinais do componente de armação lateral associado.

13. Processo para a fabricação de um conjunto de berço de apoio (10) para um veículo motor, compreendendo o processo: a formação de dois componentes de armação laterais (12, 14), um componente de armação transversal dianteiro (24) e um componente de armação transversal traseiro (26), sendo o referido componente de armação transversal dianteiro (24), o referido componente de armação transversal traseiro (26) e os referidos componentes de armação laterais (12, 14) formados a partir de peças em bruto tubulares metálicas, num processo de hidroformação, no qual cada uma das peças em bruto (300) é moldada por: colocação da peça em bruto tubular metálica (300) no interior de uma / cavidade de um molde de matriz, tendo o referido molde de matriz uma superfície interior que define uma forma da cavidade; e fornecimento de um fluido para o interior da peça em bmto tubular metálica (300), com uma pressão suficiente para expandir a peça tubular metálica (300) para fora, de modo que a sua superfície exterior é deslocada para se aplicar, em superfície, à superfície interior do molde de matriz para conformar a peça em bruto tubular metálica (300) à forma da cavidade e de modo que o componente de Μ armação moldado (12, 14, 24, 26) tenha uma configuração periférica modificada, relativamente à configuração periférica original da peça em bruto metálica tubular (300) associada; caracterizado por: os referidos componentes de armação laterais (12, 14) terem uma quantidade de metal por unidade de comprimento variável durante o processo de hidromoldação, de modo que pelo menos uma porção longitudinal (330) do mesmo tenha I) uma secção transversal definida pela configuração periférica modificada, aumentada em mais de 5% de uma secção transversal original, Π) uma espessura de parede da configuração periférica modificada dentro do intervalo de +10% de uma espessura de parede original e ΠΙ) a quantidade de metal por unidade de comprimento maior que pelo menos uma das suas outras porções; e por se fixar uma estrutura de montagem (28, 30) da suspensão em cada um dos componentes de armação laterais (12, 14) na referida pelo menos uma sua porção longitudinal que tem a secção transversal aumentada em mais de 5% da secção transversal original e a referida espessura de parede dentro do intervalo original da espessura de parede de +10%; e por " · se ligar o componente de armação transversal dianteiro (24) com extremidades dianteiras (16, 18) dos referidos componentes de armação laterais (16, 18) dos referidos componentes de armação laterais (12, 14) e o componente de armação transversal traseiro (26) com as extremidades traseiras (20, 22) dos referidos componentes de armação laterais (12,14).

14. Processo de acordo com a reivindicação 12, que compreende ainda forças as extremidades (306) opostas de cada uma das peças tubulares em bruto ιυ metálicas (300), para dentro, enquanto se fornece o referido fluido para o seu interior, para repor uma espessura de parede da peça tubular em bruto metálica (300) à medida que a peça tubular em bruto metálica (300) é expandida, de modo que a espessura de parede da peça em bruto metálica tubular (300) se mantenha dentro do intervalo de +10% da espessura de parede original da peça em bruto.

15, Processo de acordo com a reivindicação 13, no qual a referida fixação da estrutura de montagem (28, 30) da suspensão, em cada um dos componentes de armação laterais (12, 14), é feita por soldadura. Lisboa, 2 de Maio de 2001