BRPI0619886A2 - elemento de apoio para uma mola de suspensão de um veìculo automotivo - Google Patents

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Abstract

ELEMENTO DE APOIO PARA UMA MOLA DE SUSPENSãO DE UM VEìCULO AUTOMOTIVO. Elemento de apoio (3) para uma mola de suspensão (1) de um veículo automotivo, composto de uma parte principal (6) e de um inserto (7) sensivelmente rígido ou semi-rígido, caracterizado em que a mola de suspensão (1) está em apoio direto sobre o inserto sensivelmente rígido ou semi-rígido.

Description

"ELEMENTO DE APOIO PARA UMA MOLA DE SUSPENSÃO DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO"
A presente invenção refere-se ao domínio das suspensões de veículos automotivos e, mais particularmente, às suspensões com rigidez variável. De fato, este tipo de suspensão está sendo cada vez mais difundido, em resposta às necessidades de conforto dos veículos.
As soluções mais comumente usadas para obter uma rigidez variável consistem em realizar um conjunto de suspensão de mola em que a mola é uma mola com fio de seção variável, a mola se apoiando sobre um elemento de material elastomérico: a rigidez é então mínima enquanto que as espiras de menor diâmetro da mola não estão em contato com o elemento de apoio elastomérico, porque aumenta com o comprimento da espira em contato com o elemento de apoio. Para assegurar uma boa manutenção da mola, esta pode ser encaixada direto sobre o elemento de apoio elastomérico: uma tal solução permite, por outro lado, um contato não agressivo com a mola.
A realização de uma mola de seção variável é, no entanto, relativamente onerosa e outras soluções foram visadas para alcançar uma rigidez variável do conjunto, particularmente com a utilização de um elemento de apoio à flexibilidade variável, o que permite, então, usar uma mola com fio de seção constante (ver, por exemplo, e de modo não exaustivo, o documento EP 0924445).
Uma primeira forma de realização de um elemento de apoio com flexibilidade variável consiste, por exemplo, em formar um conjunto de anéis sobre a superfície do elemento de apoio, realizado de um material elastomérico, em contato com a mola: em repouso, a rigidez à compressão é mínima: em fase de compressão, estes anéis se deformam e a rigidez aumenta. Esta solução não é todavia completamente satisfatória: particularmente, ela apresenta um comportamento inadequado em superfícies de cascalho, os pedregulhos se incrustando entre os anéis e podendo danificar a mola. Além disso, ela não cobre as necessidade de aumento rápido da rigidez e seu comportamento à resistência é limitado, devido ao fato das solicitações alternadas às quais é submetido o material elastomérico constituindo o elemento de apoio.
Uma segunda forma de realização de um elemento de apoio com flexibilidade variável consiste em colocar, no centro do elemento de apoio elastomérico, um inserto rígido, por exemplo de alumínio ou plástico. O inserto pode, do mesmo modo que a superfície em contato com a mola, comportar anéis, o que permite obter uma rigidez máxima maior ao mesmo tempo aumentando o comportamento da resistência. Um risco de degradação dos desempenhos com o passar o tempo permanece, no entanto, devido à deformação lenta sob tensão do material elastomérico constituindo o elemento de apoio.
A presente invenção tem por objetivo propor um elemento de apoio de mola de suspensão com flexibilidade variável, que não apresenta os inconvenientes acima mencionados, sendo de realização simples e pouco onerosa.
A invenção atinge seu objetivo graças a um elemento de apoio para uma mola de suspensão de um veículo automotivo, composto de uma parte principal e um inserto sensivelmente rígido ou semi-rígido, caracterizado em que a mola de suspensão está em apoio direto sobre o inserto sensivelmente rígido ou semi-rígido. Com vantagem, o inserto desempenha igualmente o papel de centralizador da mola sobre o elemento de apoio de acordo com a invenção.
Em uma primeira forma de realização, a parte principal do elemento de apoio comporta um suporte sensivelmente cônico recuado na proximidade de seu eixo de revolução, a partir do qual se estende, sensivelmente coaxialmente, uma segunda parte cônica de menor diâmetro que o suporte, igualmente recuado na proximidade de seu eixo de revolução, e a invenção apresenta uma ou várias das seguintes características:
- a parte principal comporta um lábio de saturação de diâmetro sensivelmente superior ao diâmetro de sua base,
- o lábio de saturação é colocado sobre o suporte da parte principal, no lado oposto da segunda parte cônica,
- o inserto tem uma forma sensivelmente similar à da parte principal, e envolve sensivelmente, quando da montagem, a segunda parte cônica do mesmo,
- a base do inserto forma, uma vez que o inserto foi encaixado sobre o suporte da parte principal do elemento de apoio de acordo com a invenção, uma borda tombada de saturação destinada a melhorar o comportamento à resistência do elemento de apoio,
- no lado oposto da base do inserto, a segunda parte cônica do mesmo comporta, na proximidade de sua parte de menor diâmetro, um lábio de diâmetro superior ao menor diâmetro da segunda parte cônica,
- a mola é inserida entre a face superior da base do inserto e a face inferior do lábio colocado sobre a segunda parte cônica do inserto, ela é mantida em seu alojamento por encaixe direto por meio de lingüetas apropriadas,
- o diâmetro da borda tombada de saturação do inserto é sensivelmente igual ao diâmetro do lábio de saturação formado na base do suporte da parte principal do elemento de apoio de acordo com a invenção,
- a parte principal é realizada em um material elastomérico, por exemplo borracha,
- o inserto é feito de um material plástico rígido, por exemplo poliuretano. Em uma segunda forma de realização, o inserto é semi-rígido, não comporta borda tombada de saturação e é munido, sobre a face inferior de sua base, com um conjunto de nervuras tipo macho destinadas a serem presas em um conjunto de nervuras tipo fêmea complementares realizadas sobre a face superior do suporte da parte principal do elemento de apoio de acordo com a invenção.
Outras características e vantagens aparecerão na leitura da descrição que segue, com referência às figuras anexas em que:
- a figura 1 é uma vista esquemática do conjunto, em perspectiva, de uma mola de suspensão e dos principais elementos de seu meio,
- a figura 2 é uma vista esquemática em corte, segundo um plano de simetria, de uma primeira forma de realização de um elemento de apoio de acordo com a invenção,
-as figuras 3A e 3B são vistas esquemáticas em corte, segundo um plano de simetria, de uma primeira forma de realização dos principais constituintes de um elemento de apoio de acordo com a invenção,
- a figura 4 é uma curva característica do apoio da mola de suspensão, para um dispositivo de suspensão convencional e para a primeira forma de realização da invenção,
- a figura 5 é uma vista esquemática em corte, segundo um plano de simetria, de um elemento de apoio de acordo com uma segunda forma de realização da invenção,
- as figuras 6A e 6B são vistas esquemáticas em corte, segundo um plano de simetria, dos principais constituintes de um elemento de apoio de acordo com uma segunda forma de realização da invenção.
Um conjunto de suspensão com mola, tal como classicamente conhecido no estado da técnica, esquematicamente representado na figura 1, comporta uma mola de suspensão 1, da qual cada uma das extremidades está respectivamente em contato com um elemento de apoio inferior 2 e um elemento de apoio superior 3, os apoios inferior 2 e superior 3 sendo ligados, por meios apropriados (não representados na figura 1), respectivamente à parte 4 e à carroceria 5. De acordo com uma forma de realização igualmente conhecida no estado da técnica para realizar uma suspensão de rigidez variável, quando a mola de suspensão 1 é uma mola de fio de seção constante, o apoio superior 3, ligado à carroceria do veículo, apresenta uma flexibilidade variável.
Um elemento de apoio superior 3, de acordo com a invenção, comporta uma parte principal 6 e um inserto 7, rígido ou semi-rígido, em contato direto do qual a mola de suspensão 1 vem se colocar.
Assim como apresentado nas figuras 2 a 5, a parte principal 6 é formada de um suporte 8 e um apêndice 9, sensivelmente troncônicos, coaxiais de eixo de revolução Ζ, o maior diâmetro do apêndice 9 sendo sensivelmente menor do que o diâmetro menor do suporte 8. Quando o conjunto de suspensão é montado sobre o veículo, a face inferior 10, de maior diâmetro, do suporte 8, está em contato com a carroceria 5, e o apêndice se estende, então, desde seu maior diâmetro em direção a seu menor diâmetro, a partir da face superior 11 do suporte 8. Visando tornar mais leve e simples a realização, uma cavidade axial é praticada no suporte 8 e no apêndice 9. Com vantagem, a parte principal 6 é realizada em um material plástico relativamente rígido como o poliuretano.
Em uma primeira forma de realização da invenção, mais especificamente apresentada nas figuras 2, 3A e 3B, o diâmetro da face inferior 10 do suporte 8 é sensivelmente alargado e forma um lábio 12, ou lábio de saturação, cujo papel será detalhado posteriormente.
De acordo com esta forma de realização, o inserto 7 do elemento de apoio 3 tem uma forma sensivelmente similar à forma da parte principal 6 do elemento de apoio 3. O inserto 7 é composto, assim, por uma base 13 e um apêndice 14. A base 13 e o apêndice 14 são sensivelmente troncônicos e coaxiais, e o apêndice 14 se estende, desde seu maior até seu menor diâmetro, a partir da face superior 15, de menor diâmetro, da base 13. O inserto 7 comporta igualmente uma cavidade axial, cuja forma interior e as dimensões são complementares da forma exterior e das dimensões do apêndice 9 da parte principal 6. O maior diâmetro da base 13 do inserto 7 é sensivelmente superior ao menor diâmetro do suporte 8 da parte principal 6 do elemento de apoio 3, de acordo com a invenção, e a parte inferior da base 13 comporta, igualmente, um rebaixo 16, cuja forma e suas dimensões são complementares da forma e das dimensões da parte superior do suporte 8 da parte principal 6 do elemento de apoio 3. A face superior 17, de menor diâmetro, do apêndice 14 do inserto 7, comporta, por outro lado, um lábio 18 de maior diâmetro, cujo papel será precisado posteriormente.
Para esta forma de realização da invenção, o inserto 7 do elemento de apoio 3 de acordo com a invenção é feito de um material plástico mais rígido que o material usado para a realização da parte principal 6 do elemento de apoio 3 de acordo com a invenção.
Quando da montagem da parte principal 6 e do inserto 7 para formar o elemento de apoio 3 de acordo com a invenção, e como representado na figura 2, o inserto 7 é, graças ao rebaixo 17, disposto na sua parte inferior, colocado sobre a parte superior do suporte 8 da parte principal 6. O inserto 7 é, assim, encaixado sobre a parte principal 6 do elemento de apoio 3 de acordo com a invenção, e a borda inferior 19, ou borda de saturação, da base 13 do inserto 7 recobre a borda superior do suporte 8 da parte principal 6. A mola de suspensão 1 é colocada em torno do apêndice 14 do inserto 7, entre a face superior da base 13 e a fase inferior do lábio 18, o apêndice 14 desempenhando igualmente o papel de centralizador da mola 1 e permitindo seu posicionamento reprodutível, e o lábio 18 desempenhando o papel de batente impedindo que a mola 1 saia de seu alojamento assim definido.
Tal disposição permite limitar muito, e até mesmo eliminar, a incrustação de pedregulhos entre a mola de suspensão 1 e seu apoio, reduzindo assim os riscos de danificar a mola 1 por passagem em superfícies de cascalho.
Assim, quando a mola é solicitada em compressão, a presença da configuração da borda de saturação 19 permite modificar a rigidez do apoio, particularmente à saturação, isto é, quando a mola está completamente comprimida, assim como apresentando na figura 4. Sobre este traçado da rigidez de apoio de uma mola de suspensão 1 em função de seu esmagamento, a curva em traços descontínuos representa o caso de um elemento de apoio 3 não comportando borda de saturação 19, como configurado na primeira forma de realização da invenção, e a curva de traço cheio representa o caso onde a mola 1 toma apoio sobre um elemento 3 comportando uma borda de saturação 19, como configurado na primeira forma de realização da invenção. Nota-se claramente que o aumento da rigidez é mais rápido neste último caso.
A presença de tal borda de saturação 19 permite, por outro lado, melhorar o comportamento à resistência do material assegurando a parte flexível da curva característica do apoio (isto é, aqui, o material constituindo a parte principal 6 do elemento de apoio 3 de acordo com a invenção).
O lábio de saturação 12 da face inferior 10 da parte principal 6 permite, então, eliminar os problemas de ruídos ligados ao contato brutal da borda de saturação 19 com a carroceria 5 do veículo. Preferivelmente, mas de modo não exclusivo, este lábio de saturação 12 será realizado em um material elastomérico como a borracha; todavia, quando a parte principal 6 é feita de um outro material que um material elastomérico (por exemplo, e de modo não limitativo, quando é realizado de poliuretano), o lábio de saturação 12 será preferivelmente obtido por meio de uma arruela de material elastomérico (por exemplo de borracha) de dimensões apropriadas, colocada entre a face inferior 10 do suporte 8 da parte principal 6 e a carroceria 5 do veículo.
Deve-se notar que, para aumentar a diversidade dos diâmetros de fio constituindo a mola de suspensão 1, o inserto 7 pode igualmente ser de dois materiais, dos quais um componente é flexível e o outro rígido.
As figuras 5, 6A e 6B apresentam uma segunda forma de realização da invenção, em que o inserto 7 do elemento de apoio 3 é semi- rígido, preferivelmente mas de modo não exclusivo, realizado de um material elastomérico como borracha. Nesta forma de realização, a parte principal 6 do elemento de apoio 3, apresentado na figura 6A, é similar à parte principal 6, como descrito na primeira forma de realização da invenção, mas a face inferior 10 de seu suporte 8 não comporta lábio de saturação 12. Por outro lado, nervuras de tipo fêmea 20, sensivelmente radiais, regularmente divididas, são dispostas sobre a face superior 11 de seu suporte 8: o papel das nervuras 20 será exposto posteriormente. Nas formas alternativas de realização, nervuras 20 são substituídas por uma ou várias caneluras concêntricas, de modo apropriado.
Nesta forma de realização, e assim como apresentado na figura 6B, o inserto 7 é formado de uma base 21 sensivelmente troncônica a parte da face de menor diâmetro a partir da qual se estende, coaxialmente, um apêndice sensivelmente troncônico 22, cuja parte superior é munida de uma calota sensivelmente hemisférica 23. O maior diâmetro da base 21 é sensivelmente igual ao diâmetro da face superior 11 do suporte 8 da parte principal 6, de modo que, uma vez que a parte principal 6 e o inserto 7 montados para formar o elemento de apoio 3 de acordo com a invenção, a base 21 do inserto 7 não cubra a borda superior do suporte 8 da parte principal 6, mas fique nivelada sobre seu contorno. O inserto 7 comporta, em toda a sua altura, e mesmo como foi descrito previamente para a primeira forma de realização da invenção, uma cavidade axial cuja forma e as dimensões são complementares da forma e das dimensões da superfície exterior do apêndice 9 da parte principal 6.
Uma canelura sensivelmente cilíndrica 24 está, por outro lado, disposta na periferia do apêndice sensivelmente troncônico 22; as dimensões da canelura 24 são definidas em função da seção do fio constituindo a mola de suspensão 1. A colocação e a manutenção da mola de suspensão 1 é feita, então, por encaixe direto na canelura 24, o que permite uma grande diversidade de seções de fio para a mola de suspensão 1. Esta solução reduz bastante, por outro lado, os atritos da mola contra o inserto 7 do elemento de apoio 3 e limita, assim, muito a abrasão na interface com a mola 1.
Assim, a face inferior da base 21 do inserto 7 comporta um rebaixo 25 no qual é formado um conjunto de nervuras tipo macho 26, sensivelmente radiais, cujas formas, dimensões, e divisão, são complementares das formas, dimensões e divisão das nervuras de tipo fêmea 20 da face superior 11 do suporte 8 da parte principal 6. Nas formas alternativas de realização, nas quais as nervuras 20 são substituídas por caneluras concêntricas, as nervuras tipo macho 26 formam, sobre a face inferior da base 21, um conjunto de lábios aptos a cooperar com as caneluras.
Quando a parte principal 6 e o inserto 7 são montados para formar o elemento de apoio 3, de acordo com a segunda forma de realização da invenção, o inserto 7 é encaixado sobre o apêndice 9 da parte principal 6, as nervuras tipo macho 25 do inserto 7 sendo presas com as nervuras tipo fêmea 20 previamente descritas da parte principal 6, permitindo, assim, o bloqueio das duas partes do elemento de apoio 3 um com relação ao outro. A parte principal 6 realiza, então, a função ativa de apoio, e as nervuras 20 e 26 permitem igualmente ajustar a rigidez do conjunto. A borda do rebaixo 25 forma, assim, um recipiente de saturação quando, a mola estando em compressão máxima, o inserto 7 fica esmagado entre a parte principal 6 do elemento de apoio 3.
A invenção permite, assim, realizar um apoio de rigidez variável para uma mola de suspensão 1 apresentando tanto um bom comportamento em superfícies com cascalho como um comportamento à resistência prolongada. As duas formas de realização foram apresentadas a título de exemplo sendo, assim, compreendido que, sem sair do contexto da invenção, o inserto apresentado na primeira forma de realização pode não apresentar a borda de saturação 19.

Claims (10)

1. Elemento de apoio (3) para uma mola de suspensão (1) de um veículo automotivo, composto de uma parte principal (6) e de um inserto (7) sensivelmente rígido ou semi-rígido, caracterizado pelo fato de que a mola de suspensão (1) está em apoio direto sobre o inserto sensivelmente rígido ou semi-rígido (7).
2. Elemento de apoio (3) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte principal (6) é formada de um suporte (8) sensivelmente troncônico a partir da face superior (11), de menor diâmetro, a partir da qual se estende, coaxialmente, um apêndice sensivelmente troncônico (9), do qual o maior diâmetro é sensivelmente inferior ao menor diâmetro do suporte (8).
3. Elemento de apoio (3) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o inserto (7) é formado de uma base (13) sensivelmente troncônica a partir da face superior de menor diâmetro a partir da qual se estende, coaxialmente, um apêndice sensivelmente troncônico (14), do qual o menor diâmetro é sensivelmente inferior ao menor diâmetro da base (13), o inserto (7) comportando, por outro lado, uma cavidade axial cuja forma e as dimensões interiores são complementares à forma e às dimensões exteriores do apêndice (9) da parte principal (6), um rebaixo (16) sendo disposto na parte inferior da base (13) do inserto (7).
4. Elemento de apoio (3) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a montagem da parte principal (6) e do inserto (7) é feita por encaixe da face superior (11) do suporte (8) da parte principal (6) no rebaixo (16), a parte inferior da base (13) do inserto (7) recobrindo, então, completamente a face superior (11) e formando, em torno da mesma, uma borda de saturação (19).
5. Elemento de apoio (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que um lábio de saturação (12), cujo diâmetro é sensivelmente superior ao diâmetro da face inferior (10) do suporte (8) da parte principal (6), se estende em tomo da face inferior (10).
6. Elemento de apoio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a parte superior do apêndice (14) do inserto (7) comporta um lábio (18) de diâmetro sensivelmente superior ao menor diâmetro do apêndice (14).
7. Dispositivo de suspensão de um veículo automotivo caracterizado pelo fato de que a mola de suspensão (1) é colocada em torno do apêndice (14) do inserto (7), entre a face superior da base (13) do inserto (7) e a face inferior do lábio (18) do inserto (7) de um elemento de apoio (3) de acordo com a reivindicação 6.
8. Elemento de apoio (3) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o inserto (7) é formado de uma base sensivelmente troncônica (21) a partir da face superior, de menor diâmetro, da qual, coaxialmente, um apêndice sensivelmente troncônico (22), cuja parte superior é munida de uma calota sensivelmente hemisférica (23), e em que o inserto (7) comporta, sobre toda a sua altura, uma cavidade axial cuja forma e as dimensões são complementares da forma e das dimensões exteriores do apêndice (9) da parte principal (6).
9. Elemento de apoio (3) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o diâmetro da base (21) é sensivelmente igual ao diâmetro da face superior (11) do suporte (8) da parte principal (6).
10. Elemento de apoio (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que uma canelura sensivelmente cilíndrica (24) é disposta na periferia do apêndice sensivelmente troncônico (22) do inserto (7), destinado a acolher a mola de suspensão (1).
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