BR112016000708B1 - Batente de suspensão e perna de suspensão - Google Patents

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Abstract

BATENTE DE SUSPENSÃO E PERNA DE SUSPENSÃO. Uma perna de suspensão (10) comporta uma mola espiral (14) e um batente de suspensão (18). A rotação do batente (18) é assegurada por um mancal liso ou de rolos (20) que comporta uma arruela superior (22) e uma arruela inferior (24) metálicas. O batente comporta uma taça monobloco (34) que apresenta uma face superior (36) que comporta uma área de contato (38) com a arruela inferior (24) do rolamento e uma face inferior (42) que comporta um ressalto anular plano externo (44) e uma sede anular pelo menos parcialmente cilíndrica (46) voltada radialmente para fora que delimita com o ressalto externo (44) uma área anular periférica de apoio (47) para a extremidade superior da mola espiral (14). A face superior (36) da taça monobloco (34) comporta nervuras de reforço (40, 140) situadas radialmente fora da área de contato. A taça monobloco (34) comporta uma divisória (49) que forma uma prega anular (48) que constitui a face de confinamento (54) e a sede anular (46), a qual face de confinamento (54) está situada radialmente no interior da sede anular (46), e a face superior (36) da taça monobloco (34) que comporta nervuras de reforço (40, 140) que se estendem no interior da prega anular (48) da divisória (49).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção trata de um batente de suspensão para uma perna de força que comporta uma mola espiral. A presente invenção trata igualmente de uma perna de suspensão que comporta tal batente.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] São conhecidas pernas de suspensão que comportam uma mola espiral, um amortecedor telescópico situado no interior da mola espiral, um tampão de choque que serve de batente de fim de curso de amortecimento do amortecedor telescópico e um batente de suspensão giratória, que comporta um mancal de rolos cujo diâmetro é sensivelmente igual ao da mola espiral. É então possível, como ilustrado por exemplo no documento GB2 347 905, prever uma taça monobloco, de metal estampado ou de matéria plástica, que constitui uma interface entre, de um lado, o mancal de rolos, e de outro lado, a mola espiral e o tampão de choque. Os esforços axiais são transmitidos entre a mola e o mancal por meio da taça sem provocar uma deformação notável nesta última devido às dimensões radiais vizinhas entre o mancal e a extremidade superior da mola espiral. Para evitar que as deformações provocadas em caso de choques pelo tampão de choque sobre a taça repercutam na interface entre a taça e a mola, a área de contato entre a taça e a mola espiral está espaçada axialmente da área de contato entre a taça e o tampão de choque, daí um tamanho axial considerável.
[003] São conhecidas, ainda, pernas de suspensão que comportam uma mola espiral, um amortecedor telescópico situado no interior da mola espiral, e um tampão de choque serve de batente de fim de curso de amortecimento do amortecedor telescópico e um batente de suspensão giratória, que comporta um mancal de rolos cujo diâmetro é sensivelmente inferior ao da mola espiral e cuja arruela superior serve igualmente de apoio para o amortecedor telescópico. Uma perna de suspensão desse tipo esta ilustrado, por exemplo, no documento DE102008049976. São previstos, então, elementos distintos para constituir a interface entre, de um lado, a arruela inferior do rolamento e, de outro lado, a mola espiral e o tampão de choque, ou seja: uma taça de metal estampado para retomar os esforços exercidos pela mola espiral e o tampão de choque e uma peça de matéria plástica de menor diâmetro que vem se interpor entre a arruela inferior e a taça metálica. Mas essa construção em duas peças é dispendiosa e desvantajosa em termos de massa.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[004] A presente invenção tem por objetivo corrigir os inconvenientes do estado da técnica e propor uma montagem simplificada para um batente de suspensão que receba ao mesmo tempo uma mola espiral e um tampão de choque.
[005] Para fazer isso, a presente invenção propõe, de acordo com um primeiro de seus aspectos, um batente de suspensão para uma perna de suspensão que comporta uma mola espiral e um tampão de choque, sendo que o batente de suspensão comporta um mancal que comporta pelo menos uma arruela superior metálica e uma arruela inferior metálica que giram uma em relação à outra, e uma taça monobloco, que apresenta uma face superior que comporta uma área de contato com a arruela inferior e uma face inferior que comporta: um ressalto anular plano externo, e uma sede anular pelo menos parcialmente cilíndrica voltada radialmente para fora que delimita com o ressalto externo uma área anular periférica de apoio para a extremidade superior da mola espiral. A face inferior comporta, ainda, uma área de alojamento de uma extremidade superior do tampão de choque, delimitada por um ressalto anular plano interno e por uma face de confinamento pelo menos parcialmente cilíndrica voltada radialmente para dentro. A taça monobloco apresenta uma divisória que forma uma prega anular que constitui a face de confinamento e a sede anular, e a face de confinamento está situada radialmente no interior da sede anular. A face superior da taça monobloco comporta nervuras de reforço, algumas das quais pelo menos se estendem no interior da prega anular da divisória.
[006] A taça monobloco, de preferência realizada de material moldável, em particular de matéria plástica ou de um material compósito com ou sem inserto metálico, constitui sozinha a interface entre a arruela inferior do rolamento, a mola espiral e o tampão de choque.
[007] Por prega, entende-se aqui uma forma da divisória que comporta uma parte anular interna sobre a qual é formada a face de confinamento, uma parte anular externa sobre a qual é formada a sede cilíndrica, e uma parte intermediária que liga a parte anular interna e a parte anular externa, e como as partes anulares interna e externa ficam frente a frente, um volume oco anular é constituído entre a parte anular interna e a parte anular externa, e algumas pelo menos das nervuras atravessam esse volume oco para ligar a parte anular interna à parte anular externa.
[008] Essa forma oca é favorável a uma moldagem e, sobretudo, uma desmoldagem rápida, pois as espessuras de material são relativamente pequenas e uniformes. Ela permite uma grande compacidade no sentido axial do batente, sendo que(pois) a extremidade superior da mola espiral está axialmente em cobertura com a extremidade superior do tampão de choque. As nervuras de reforço se destinam a assegurar uma rigidez em flexão da taça, limitando ao mesmo tempo sua massa. Elas permitem, em particular, limitar as deformações radiais da taça ao nível da prega. Para esse fim e de modo preferencial, algumas pelo menos das nervuras que se estendem no interior da prega da divisória são radiais. As nervuras permitem igualmente transferir radialmente os esforços entre arruela inferior e mola espiral, limitando ao mesmo tempo o nível de tensões na taça. De acordo com um modo de realização, algumas pelo menos das nervuras delimitam alvéolos poligonais. São gerados, assim, vários modos de deformação.
[009] De acordo com um modo de realização, algumas das nervuras pelo menos podem estar situadas radialmente fora da área de contato. A área de contato pode igualmente comportar nervuras sobre as quais repousa a arruela inferior.
[010] Preferencialmente, a divisória comporta orifícios de evacuação dispostos em uma extremidade inferior da prega anular para evacuar a água que pode ser acumular na prega.
[011] De acordo com um modo de realização, a arruela inferior possui um diâmetro externo inferior a um diâmetro interno da área anular periférica de apoio da extremidade superior da mola espiral.
[012] De preferência, a área de contato está situada radialmente no interior da face de confinamento.
[013] De acordo com um modo de realização, a arruela superior forma uma sede anular plana de apoio para um amortecedor telescópico da perna de suspensão, e a sede anular plana de apoio se estende radialmente para dentro em relação à arruela inferior.
[014] É possível prever, ainda, uma tampa em apoio sobre a arruela superior. Essa tampa pode apresentar uma aba periférica que forma com um relevo periférico da face superior da taça monobloco uma junta- labirinto. A tampa pode vantajosamente ser encaixada sobre a taça monobloco, e a aba periférica e o relevo periférico podem apresentar para esse fim áreas de encaixe mútuo, o que permite de formar um subconjunto coerente entre o rolamento e a taça, antes de sua montagem sobre o veículo.
[015] De preferência, a taça monobloco é moldada, de preferência por injeção em um molde com movimento puramente axial. Em outras palavras, as formas são escolhidas de forma a evitar um molde com gavetas laterais, a fim de aumentar as cadências de fabricação e de limitar a complexidade e os custos.
[016] De acordo com um modo de realização, o mancal é um mancal de rolos, que comporta corpos rolantes em contato com caminhos de rolamento formados sobre as arruelas superior e inferior. De modo alternativo, o mancal pode ser um mancal liso, com ou sem interposição de uma arruela de fricção entre a arruela superior e a arruela inferior.
[017] De acordo com outro aspecto da presente invenção, ela se refere a uma perna de suspensão que comporta uma mola espiral e um tampão de choque, bem como um batente de suspensão tal como descrito anteriormente, sendo que a mola espiral apresenta uma extremidade superior em apoio contra a área de apoio, e o tampão de choque apresenta uma extremidade superior alojada na área de alojamento. Preferencialmente, a perna de suspensão comporta, ainda, um amortecedor telescópico que atravessa o batente de suspensão e em apoio contra uma sede anular plana de apoio formada pela arruela superior.
[018] De acordo com outro aspecto da presente invenção, ela se refere a um batente de suspensão para uma perna de suspensão que comporta uma mola espiral. A rotação do batente de suspensão é assegurada por um mancal que comporta uma arruela superior e uma arruela inferior que giram uma em relação à outra. O batente comporta, ainda, uma taça monobloco que apresenta uma face superior que comporta uma área de contato com a arruela inferior do rolamento e uma face inferior que comporta um ressalto anular plano externo e uma sede anular pelo menos parcialmente cilíndrica voltada radialmente para fora que delimita com o ressalto externo uma área anular periférica de apoio para a extremidade superior da mola espiral. A taça monobloco, de preferência realizada em material moldável, em particular de matéria plástica ou de um material compósito com ou sem inserto metálico, constitui sozinha a interface entre a arruela inferior do rolamento e a mola espiral. A face superior da taça monobloco comporta nervuras de reforço situadas radialmente fora da área de contato. Essas nervuras se destinam a assegurar uma rigidez em flexão da taça, limitando ao mesmo tempo sua massa. De preferência, algumas pelo menos das nervuras são radiais. As nervuras permitem de transferir radialmente os esforços entre arruela inferior e mola espiral, limitando ao mesmo tempo o nível de tensões na taça. De preferência, algumas pelo menos das nervuras delimitam alvéolos poligonais. São gerados, assim, vários modos de deformação. A peça monobloco que constitui a taça pode ser realizada por moldagem por injeção em um molde com movimento puramente axial.
[019] A arruela superior e a arruela inferior são de preferência metálicas. De acordo com um modo de realização, o mancal é um mancal de rolos, que comporta corpos rolantes em contato com caminhos de rolamento formados sobre as arruelas superior e inferior. De modo alternativo, o mancal pode ser um mancal liso, com ou sem interposição de uma arruela de fricção entre a arruela superior e a arruela inferior.
[020] O batente de suspensão assim definido pode ser integrado a uma perna de suspensão que comporta uma mola espiral, se for o caso, um tampão de choque, e se for o caso, um amortecedor telescópico, que pode, se for o caso, apoiar-se contra a arruela superior do mancal.
[021] Os diferentes aspectos da presente invenção podem evidentemente ser combinados.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[022] Outras características e vantagens da presente invenção aparecerão com a leitura da descrição a seguir, em relação às figuras anexas, que ilustram: - a figura 1, uma vista em corte de uma perna de suspensão e de um batente de suspensão de acordo com um primeiro modo de realização da presente invenção; - a figura 2, uma vista em perspectiva de uma taça do batente da figura 1; - a figura 3, uma vista em perspectiva de uma taça de acordo com uma variante de realização; - a figura 4, uma vista em corte de uma perna de suspensão de acordo com outro modo de realização da presente invenção.
[023] Para maior clareza, os elementos idênticos são identificados por sinais de referência idênticos na totalidade das figuras.
DESCRIÇÃO DETALHADA UM MODO DE REALIZAÇÃO
[024] Em relação figuras 1 e 2, uma perna de suspensão 10 é composta, em sua parte superior, de um amortecedor telescópico 12, de uma mola espiral 14, de um tampão de choque 16 e de um batente de suspensão giratória 18 que assegura a interface entre os elementos acima e a caixa do veículo (não representada).
[025] A rotação do batente 18 em torno de um eixo 100 é assegurada por um rolamento 20 que comporta uma arruela superior metálica 22 e uma arruela inferior metálica 24, de preferência realizadas por estampagem de uma chapa, e que definem caminhos de rolamento 26, 28 sobre as quais rolam corpos rolantes 30, no caso esferas. A arruela superior 22 forma uma sede anular plana de apoio 32 para o amortecedor telescópico 12, que se estende radialmente para dentro em relação aos caminhos de rolamento 26, 28.
[026] A interface entre, de um lado, o rolamento 20 e, de outro lado, o amortecedor telescópico 12, a mola espiral 14 e o tampão de choque 16 é assegurada por uma taça de apoio monobloco 34 de matéria plástica.
[027] Essa taça apresenta sobre sua face superior 36 uma área de contato 38 com a arruela inferior 24 do rolamento 20, composta de nervuras 39, e a arruela inferior 24 está em apoio sobre as arestas das nervuras 39. As nervuras 39 podem ser radiais como ilustrado na figura 1, ou circulares e concêntricas. A face superior 36 da taça 34 comporta, ainda, nervuras de reforço 40 situadas radialmente fora da área de contato 38, que se estendem a partir desta última até a periferia externa da taça 34.
[028] A face inferior 42 da taça 34 apresenta em sua periferia um ressalto anular plano externo 44 e uma sede anular pelo menos parcialmente cilíndrica 46 voltada radialmente para fora que delimita com o ressalto externo 44 uma área anular periférica de apoio 47 para a extremidade superior da mola espiral.
[029] A taça 34 apresenta uma divisória 49 que forma uma prega anular 48 que forma a sede anular 46 e que circunda externamente uma área de alojamento 50 de uma extremidade superior do tampão de choque 16 formada por um ressalto anular plano 52 e por uma face de confinamento 54 pelo menos parcialmente cilíndrica voltada radialmente para dentro. A face de confinamento 54 da área de alojamento 50 da extremidade superior do tampão de choque 16 está situada radialmente no interior da sede anular 46 da área de apoio da extremidade superior da mola 14. A arruela inferior 24 possui um diâmetro inferior ao diâmetro da sede cilíndrica 46 e de preferência inferior ao diâmetro da face de confinamento 54. Orifícios de evacuação 56 situados radialmente fora da área de contato 38 com a arruela inferior, de preferência na periferia imediata dessa área, permitem, se for o caso, uma evacuação de líquido.
[030] Uma tampa de proteção 58 do rolamento 20 vem em apoio sobre a arruela superior 22 e apresenta uma aba periférica 60 que forma com um relevo periférico ou saliências 62 da face superior 36 da taça 34 uma junta labirinto. A aba periférica 60 e o relevo periférico 62 apresentam áreas de encaixe mútuo que não estão em contato após a montagem do batente sobre o veículo, mas permitem constituir um subconjunto coerente pré-montado entre o rolamento 20 e a taça 34 antes da montagem no veículo.
[031] De modo notável, a taça 34 apresenta uma abertura periférica axial 64 diante de cada um dos ganchos, de forma que nenhuma parte da taça 34 se encontre em cobertura axial com os ganchos 62. Essa disposição permite uma realização da peça 34 por moldagem por injeção em um molde com movimento puramente axial, paralelamente ao eixo de rotação 100 do rolamento 20.
[032] A taça 34 ilustrada na figura 3 apresenta em sua face superior nervuras 140 que delimitam alvéolos poligonais 141. A área de contato 38 é idêntica à da taça 34 da figura 1. Em particular, nela são também encontrados os ganchos 62 situados axialmente no prolongamento das aberturas axiais 64, que permitem uma moldagem em um molde em duas peças em movimento relativo de translação axial.
[033] De acordo com outro modo de realização, ilustrado na figura 4, o mancal 20 é um mancal liso, a arruela superior 22 e a arruela inferior 24 que apresenta pistas de fricção anulares 126, 128 no contato uma com a outra. É possível igualmente considerar um mancal liso com interposição de uma arruela de fricção entre a arruela superior 22 e a arruela inferior 24. Essa figura mostra os ganchos 62 que se estendem radialmente para a tampa 60 no prolongamento das aberturas axiais 64, e que vêm cooperar com uma área de encaixe constituída por ganchos 66 realizados na tampa para realizar um encaixe elástico entre a tampa 60 e taça 34, dando ao subconjunto sua coerência antes da montagem no veículo.
[034] Outras variantes são evidentemente possíveis, em particular combinando entre si características dos diferentes modos de realizações. É também possível prever um inserto, em particular um inserto metálico, de reforço da taça. Podem ser previstas nervuras radiais que se cruzam com nervuras em arco de círculo.

Claims (14)

1. BATENTE DE SUSPENSÃO (18) para uma perna de suspensão (10) que comporta uma mola espiral (14) e um tampão de choque (16), o qual batente de suspensão (18) comporta: - um mancal (20) que comporta pelo menos uma arruela superior metálica (22) e uma arruela inferior metálica (24) que giram uma em relação à outra; - uma taça monobloco (34) que apresenta uma face superior (36) que comporta uma área de contato (38) com a arruela inferior (24) e uma face inferior (42) que comporta: i. um ressalto anular plano externo (44), ii. uma sede anular pelo menos parcialmente cilíndrica (46) voltada radialmente para fora que delimita com o ressalto externo (44) uma área anular periférica de apoio (47) para a extremidade superior da mola espiral (14); iii. uma área de alojamento (50) de uma extremidade superior do tampão de choque (16), delimitada por um ressalto anular plano interno (52) e por uma face de confinamento (54) pelo menos parcialmente cilíndrica voltada radialmente para dentro, caracterizada pela taça monobloco (34) apresentar uma divisória (49) que forma uma prega anular (48) que constitui a face de confinamento (54) e a sede anular (46), a qual face de confinamento (54) está situada radialmente no interior da sede anular (46), e a face superior (36) da taça monobloco (34) comporta nervuras de reforço (40, 140) algumas das quais pelo menos se estendem no interior da prega anular (48) da divisória (49).
2. BATENTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela taça monobloco ser de matéria plástica ou de material compósito.
3. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por algumas pelo menos das nervuras (40) se estendem no interior da prega serem radiais.
4. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por algumas pelo menos das nervuras (140) delimitarem alvéolos poligonais (141).
5. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela área de contato (38) comportar nervuras (39).
6. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela divisória (49) comportar orifícios de evacuação (56) dispostos em uma extremidade inferior da prega anular (48)
7. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela arruela inferior (24) possuir um diâmetro externo inferior a um diâmetro interno da área anular periférica de apoio (47) da extremidade superior da mola espiral (14).
8. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela área de contato (38) estar situada radialmente no interior da face de confinamento (54).
9. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela arruela superior (22) formar uma sede anular plana de apoio (32) para um amortecedor telescópico (12) da perna de suspensão (10), a qual sede anular plana de apoio (32) se estende radialmente para dentro em relação à arruela inferior.
10. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por comportar uma tampa (58) em apoio sobre a arruela superior (22) e que apresenta uma aba periférica (60) encaixada na taça monobloco.
11. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo mancal (20) ser um mancal de rolos, que comporta corpos rolantes (30) em contato com caminhos de rolamento (26, 28) formados sobre as arruelas superior e inferior (22, 24).
12. BATENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo mancal (20) ser um mancal liso, com ou sem interposição de uma arruela de fricção entre a arruela superior (22) e a arruela inferior (24).
13. PERNA DE SUSPENSÃO (10), que comporta uma mola espiral (14) e um tampão de choque (16), caracterizada por comportar um batente de suspensão (18) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, a qual mola espiral (14) apresenta uma extremidade superior em apoio contra a área de apoio (47), e o tampão de choque (16) apresenta uma extremidade superior alojada na área de alojamento (50).
14. PERNA DE SUSPENSÃO (10) de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por comportar ainda um amortecedor telescópico (12) que atravessa o batente de suspensão (18) e em apoio contra uma sede anular plana de apoio (32) formada pela arruela superior (22)
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