PT87547B

PT87547B - Estrutura de esqueleto para volantes de automoveis

Info

Publication number: PT87547B
Application number: PT87547A
Authority: PT
Inventors: Martin Kreuzer; Franz Weiss
Original assignee: Kolbenschmidt Ag
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1994-03-31
Also published as: BR8802485A; JPS63306965A; MX171218B; PT87547A; KR880013757A; EP0292038A3; DE3717002A1; EP0292038A2

Description

KCL3ENSCHMIDT AKTIENC-ESELLSCHAFT

ESTRUTURA DE ESQUELETO PARA VOLANTES DE AUTO LCVEIS

A presente invenção refere-se â estrutura de esqueleto de um volante de automóveis, na qual o cubo da rcda do volante, os ralos da rcda do volante e o material vazado em torno dos raios da roda do volante são obtidos numa só peça de alumínio va zada por pressão e a coroa da roda do volante é feita de um mate rial metálico.

Os automóveis modernos possuem, devido à segurança de con dução activa relativamente elevada e ao conforto da condução, um conforto global tal que mesmo as menores perturbações no nível de vibrações são sentidas como incómodas pelo condutor do automóvel. Coíí.o fonte de tais perturbações deve, entre outras coisas considerar-se a agitação da direcção que na gama de velocidades de 30 a 130 Km/h, é sentida pelo condutor do automóvel como oscilações de rotação e oscilações verticais no próprio volante. As oscila_yões de rotação do volante provocadas pelos desequilíbrios estáticos e dinâmicos das rodas e relas oscilações das rodas em torno do eixo vertical podem ser combatidas ror meio de um momento de inércia elevado da roda do volante, isto é, uma massa de inércia elevada, enquanto para a eliminação das oscilações verticais do volante provocadas pelo desequilíbrio das rodas relativamente ao eixo traseiro é vantajosa uma massa do volante pequena.

A complexidade do fenómeno das vibrações da direcção exige aos fabricantes de volantes um compromisso.entreç pòr^um lado o momen to de inércia elevado e,por outro lado, a pequena massa do volan te, podendo esse compromisso ser diferente e específico para cad automóvel, mas, em especial, pretende-se obter uma variação do momento de inércia no caso das mais pequenas massas do volante. Mas o compromisso não pode ser obtido s custa da segurança de funcionamento e à segurança contra acidentes.

A solução para este problema consiste numa estrutura esquelética na qual, para as mesmas dimensões do volante, se utili za para a peça vazada por pressão com peso optimizado uma liga de alumínio do tipo AlS17Mg, AlSi9Mg ou AISilOMg beneficiada com antimónio ou estrôncio e sujeita a tratamento térmico·depois do vazamento, podendo a coroa da roda do volante ser realizada, de acordo com o momento de inércia desejado, em liga de aço ou alumínio, sob a forma de um perfil maciço ou oco. A peça vazada por pressão possui uma textura cristalina fina bem como uma ausência de tensões para um alongamento máximo. Para uma resistên , 2 cia de lH-0 N/mr. , as deformações da peça vazada atingem os 17 / · Uma tal estrutura esquelética torna possível uma variação do momento de inércia para uma massa mínima do volante.

Para se obter uma elevada resistência à flexão dos raios da roda do volante, estes possuem, de maneira conveniente, um perfil em forma de U, aberto para o lado da coluna da direcção e são dimensionados segundo o princípio da viga de igual resistência à flexão. Isso significa que, no caso da carga num acidente, a deformação é absorvida a todo o comprimento dos raios, resistindo a tensões máximas de 100 N/mm^ sem ruptura. A carga máxima será exercida nas pernas do U do perfil dos raios, de que elas deformam-se e produzem uma conversão de energia corres /7 c~ pondente ao trabalho de deformação.

Para se conseguir obter uma relação resistência-deforma ção óptima, as peças vazadas por pressão sao mantidas, para endu recimento, durante 0,5 a 4 horas a uma temperatura de 475 a 530°C, são arrefecidas depois bruscamente e sofrem um tratamento de revenido durante 2 a 7 horas à temperatura de 100 a 200°C.

Na patente de invenção EP-PS 29 6L6 previu-se um volante com um raio único que está envolvido com uma camada de material sintético e no qual o cubo da roda do volante bem como o raio da roda do volante, disposto no plano médio, são vazados nu ma só peça de uma liga de alumínio e a coroa da roda do volante feita de aço é envolvida pela massa da liga de alumínio de maneira integrada na zona do raio da roda do volante, sendo o cubo da roda do volante, o raio da roda do volante e o material vazado que envolve a coroa da roda do volante constituídos por uma peça vazada por pressão. Um tal volante pode ser fabricado com um custo comparativamente reduzido, possui um efeito estético bom e é relativamente pequeno o perigo, em caso de acidente, de ferimentos no condutor resultantes do choque com o volante em consequência dos recortes feitos na zona de ligaçao da coroa da roda do volante com o raio da mesma. Mas não foi considerado nesta publicação o problema da vibraçao produzida no volante pelas oscilações de rotação e verticais.

No pedido de patente de invenção DE-OS 34 25 959 está descrito um volante para automóveis cujos cubos da roda do volante, raios da roda do volante e material vazado envolvendo os raios sobre a coroa da roda do volante formam uma só peça e cuja coroa da roda do volante é feita de um material sintético reforçado com fibras, para reduzir o seu peso. Da patente de invenção DE-A-2 100 437 é conhecida uma construção do esqueleto para um volante para automóveis, na qual o cubo, os raios e o material vazado sobre a coroa formam uma só peça fundida de um metal leve, em especial de uma liga de alumínio, e a coroa é constituída por um anel de aço. Pretende-se com esta construção do esqueleto satisfazer requisitos especiais de resistência. Em nenhuma das duas publicações se considera a possibilidade da variação do momento de inércia no caso das massas da roda do volante mais pequenas.

Finalmente, a patente de invenção FR-A-2 588 017 refere-se à utilização de uma liga de alumínio de 5 a 13Z, em peso, de silício, 1 a 5%, em peso, de cobre, 0,1 a 0,5Z, em peso, de magnésio, 0,005 a 0,3Z, em peso, de estrôncio e o restante de alumínio para peças moldadas por injecção sob pre são com melhor resistência ã tracção e alongamento, entre outras coisas para peças de motores de automóveis.

No desenho anexo está representado um corte transver sal feito pelo eixo do volante segundo a presente invenção. O cubo (2) da roda do volante, montado embebido em relação à co roa (1) da roda do volante feito da liga de alumínio do tipo AlCuMgl, bem como os raios (3) da roda do volante com eles li gados formando uma só peça, e a massa vazada (4) em torno dos raios (3) sobre a coroa (1) da roda do volante são construídos por um processo de moldação por pressão sob vazio. 0 cubo (2) da roda do volante, os raios (3) da roda do volante e a coroa (1) da roda do volante são revestidos com uma camada

4Α (5) deformável elasticamente, de espuma de poliuretano, colocando-se no cubo (2) da roda do volante um actuador de um con tacto (7), mantido afastado por uma mola (6), destinado ao dispositivo de sinalização, ou buzina.

Claims

Reivindicaooes

1, caracterizada por os raios (3) da roda do volante serem dimen-67sionados segundo o principio âa viga de igual resistência à flexão e possuírem um perfil em forma de U aberto para o lado da coluna da direcção.

1. - Estrutura de esqueleto para volantes de automóveis, na qual o cubo da roda do volante, os raios da roda do volante e o material vazado em torno dos raios da roda do volante na coroa da roda do volante são moldados por pressão, numa só peça de alumínio e a coroa da roda do volante é feita de um material metálico, caracterizada por, para as mesmas dimensões do volante, se utilizar para a peça vazada por pressão com o peso optimizado uma liga de alumínio do tipo AlSi7Mg, AlSi9Mg ou AISilOMg beneficiada com antimõnio ou estrôncio e sujeita, depois do vazamento, a um tratamento térmico sob vazio e por a coroa (1) da roda do volante poder ser realizada, conforme o momento de inércia desejado, com uma liga de aço ou de alumínio na forma de um perfil maciço ou oco.

2. - Estrutura de esqueleto de acordo com a reivindicação

3.- Estrutura de esqueleto de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por se efectuar o tratamento térmico durante 0,5 a 4 horas a uma temperatura de 475 a 530°C, após o que se efectua um arrefecimento brusco e um tratamento de revenido durante 2 a 7 horas à temperatura de 100°C a 200°C.