BR112021011447A2 - Mola de lâmina, processo de fabricação e molde dessa mola de lâmina - Google Patents
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Abstract
mola de lâmina, processo de fabricação e molde dessa mola de lâmina. mola de lâmina compreendendo pelo menos uma lâmina de material compósito que compreende: um corpo central (1), e dois olhais (2), em que o corpo central (1) compreende suas zonas de extremidade longitudinais (1.1) embutidas em uma cavidade (2.1) dos olhais (2), em que as seções transversais à direção longitudinal do corpo central (1) das zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) e as cavidades (2.1) dos olhais (2) apresentam dimensões crescentes em direção à extremidade longitudinal da mola de lâmina e que compreende tecidos de fibra (7, 8, 9) do corpo central (1 ) empilhados em uma direção z perpendicular à direção longitudinal do corpo central (1) e à direção longitudinal do orifício (3) dos olhais (2) e compreende tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) empilhados em uma direção paralela à direção longitudinal do eixo longitudinal do orifício (3).
Description
LÂMINA Campo da Invenção
[001] A invenção é baseada no desenvolvimento de uma mola de lâmina que possui pelo menos uma lâmina com um corpo central feito de um material compósito com uma matriz polimérica, de preferência termoestável, por exemplo, epóxi, e olhais feitos também de um material compósito com uma matriz polimérica em um processo posterior, por meio de moldagem por compressão. A mola de lâmina objeto da invenção pode ser aplicada a veículos leves e pesados. Estado da técnica
[002] A mola de lâmina é um elemento de suspensão que pode consistir em uma ou mais lâminas. As molas de lâmina têm um corpo central e dois olhais localizados nas extremidades longitudinais opostas do referido corpo central destinados a serem conectados ao veículo no qual a mola de lâmina está instalada.
[003] Uma mola de única lâmina é aquela que é formada por uma única lâmina, ou que é sólida, independentemente do tipo de material de que seja constituída.
[004] Existem molas de lâmina de uma e várias lâminas feitas de material compósito, bem como molas de lâmina que compreendem um corpo central híbrido feito de um material compósito, enquanto os olhais são feitos de um material metálico.
[005] Uma folha de material compósito é entendida como uma folha constituída por um conjunto de tecidos de fibra, por exemplo, de vidro ou carbono, embutidos em uma matriz polimérica.
[006] No caso das molas de lâmina de uma e várias lâminas, tanto as suas dimensões, como a sua forma, são determinadas, por um lado, pelos requisitos de montagem do veículo em que estão instaladas, bem como pelo deslocamento ou deformação da mola de lâmina no eixo Z do veículo e, por outro lado, pela inflexibilidade desejada devido às forças que a mola de lâmina deve suportar durante o uso.
[007] Os níveis de força que devem ser suportados por uma mola de única lâmina são geralmente maiores do que aqueles suportados por molas de lâmina de duas ou mais lâminas para as mesmas condições de carga e rigidez. Isso ocorre porque todas as tensões que devem ser suportadas pela suspensão são suportadas por uma única lâmina.
[008] Levando em consideração o acima exposto, uma das desvantagens das molas de lâmina fabricadas inteiramente em material compósito é produzida na zona dos olhais. As tensões a serem suportadas por esta zona, juntamente com problemas na configuração e fabricação dos referidos olhais, geram uma multiplicidade de problemas que não existem em molas de lâmina configuradas a partir de várias lâminas de metal em que os olhais são feitos do mesmo material. Devido às características das forças que ocorrem na zona de olhal durante a frenagem do caminhão e durante a incorporação dos blocos silenciosos no olhal da mola de lâmina, tensões são produzidas na direção de laminação dos olhais e na direção do empilhamento da folha de material compósito que causam o início de delaminações do material na zona de olhal e a falha total da mola de lâmina devido a essas delaminações.
[009] Além do problema acima nos olhais da mola de lâmina, este tipo de mola de lâmina apresenta outra desvantagem resultante das propriedades mecânicas do material compósito. É conhecido que as propriedades mecânicas do material composto são inferiores às do aço, o que faz com que seja necessário aumentar a espessura da mola de lâmina em todo o seu comprimento, com a espessura máxima na zona central. Como resultado desta espessura aumentada, a mola de lâmina de material compósito é capaz de suportar as mesmas forças que uma mola de lâmina metálica. O problema causado por este aumento de espessura é que torna a montagem da mola de lâmina no caminhão mais difícil, uma vez que esta espessura máxima é limitada por um valor particular resultante da forma do espaço em que a mola de lâmina está contida.
[010] Outra desvantagem das molas de lâmina fabricadas totalmente em material compósito é o preço desse material, já que o preço da fibra e da resina é superior ao preço do aço.
[011] No estado da técnica, são conhecidos diferentes projetos de mola de lâmina para resolver os problemas mencionados. Por exemplo, existem diferentes molas de lâmina e processos de fabricação dos olhais de mola de lâmina, no entanto, nenhum deles resolve satisfatoriamente o problema de resistência às forças da mola de lâmina ou, principalmente, o desenvolvimento de um processo de fabricação automatizado e simples. Sumário da invenção
[012] Tanto a mola de lâmina objeto da invenção, quanto seu processo de fabricação, resolvem os problemas acima mencionados.
[013] A mola de lâmina e o método de fabricação objeto da invenção conseguem resolver os problemas de delaminações e rupturas tanto do corpo central da mola de lâmina bem como nos olhais. Desta forma, obtém-se um comportamento dinâmico que é maior ou igual ao da mola de lâmina inteiramente de aço, e consegue-se uma redução de peso de 50% ou 60% em comparação à solução metálica.
[014] A mola de lâmina objeto da invenção compreende pelo menos uma lâmina de um material compósito compreendendo, por sua vez: - um corpo central que tem duas zonas de extremidade longitudinais compreendendo pelo menos uma lâmina de material compósito compreendendo, por sua vez, um conjunto de tecidos de fibra embutidos em uma matriz polimérica, e - dois olhais, localizados nas zonas de extremidade longitudinais do corpo central que compreendem um orifício para conectar a mola de lâmina a um veículo, em que o orifício compreende um eixo longitudinal perpendicular à direção longitudinal do corpo central e em que os olhais compreendem um conjunto de tecidos de fibra feitos de material compósito incorporado em uma matriz polimérica, - o corpo central compreende suas áreas de extremidade longitudinais embutidas em uma cavidade dos olhais, em que as seções transversais à direção longitudinal do corpo central das zonas de extremidade longitudinais do corpo central e as cavidades de olhal apresentam dimensões crescentes em direção à extremidade longitudinal da mola de lâmina e em que compreende tecidos de fibra do corpo central empilhados de acordo com uma direção Z perpendicular à direção longitudinal do corpo central e à direção longitudinal do orifício dos olhais e compreende tecidos de fibra dos olhais empilhados de acordo com uma direção paralela à direção do eixo longitudinal do orifício.
[015] Na presente invenção, a direção longitudinal da mola de lâmina, que se estende de olhal a olhal da mola de lâmina, deve ser chamada de a direção X. A direção transversal Y será a direção do eixo longitudinal dos orifícios para os olhais, que é perpendicular à direção longitudinal da mola de lâmina, e a direção Z será perpendicular às duas anteriores e coincide com a direção Z do veículo no qual a mola de lâmina está instalada.
[016] A mola de lâmina objeto da invenção, portanto, pode possuir múltiplas lâminas ou ser de uma única lâmina, mas, no mínimo, compreenderá uma lâmina, especificamente a lâmina principal, que por sua vez compreende um corpo central fabricado com pelo menos uma lâmina de material compósito formado por um conjunto de tecidos de fibra embutidos em uma matriz polimérica, de preferência termoestável. Por sua vez, os olhais da mola de lâmina são fabricados posteriormente por processo de moldagem, de preferência por compressão, de material composto no corpo central da mola de lâmina que dá forma aos olhais. Ambos os corpos são unidos sem a necessidade de qualquer tipo de adesivo ou conexão mecânica entre eles, visto que se unem durante o processo de fabricação dos olhais devido à força de adesão do material dos olhais, bem como à geometria específica das extremidades do corpo central e os olhais da mola de lâmina.
[017] Para conseguir uma mola de lâmina com maior resistência, os tecidos de fibra irão orientar as fibras unidirecionalmente de modo que as fibras do corpo central tenham a orientação longitudinal do corpo central e as fibras dos olhais também tenham a referida orientação longitudinal ao corpo central.
[018] Os tecidos de fibra dos olhais serão, preferencialmente, pré- impregnados com uma resina polimérica, de modo que serão previamente embutidos na referida matriz polimérica.
[019] O processo de fabricação da mola de única lâmina objeto da invenção compreende as seguintes etapas: - cortar um conjunto de tecidos de fibra configurados para formar pelo menos a folha de um material compósito do corpo central, - empilhamento de pelo menos o conjunto de tecidos de fibra em uma ferramenta de formação colocada na direção longitudinal ao corpo central e empilhada em uma direção perpendicular ao corpo central e de modo que o corpo central compreenda as áreas de extremidade longitudinais com uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central crescente em direção à extremidade longitudinal do corpo central,
- pré-formar o conjunto de tecidos de fibra para a geração de uma pré- forma do corpo central, - posicionar a pré-forma de corpo central em um molde de injeção para proceder à injeção da matriz polimérica, - injetar resina polimérica no interior do molde de injeção, - curar o corpo central, - cortar os tecidos de fibra dos olhais em que parte dos tecidos de fibra compreendem uma cavidade para embutir as zonas de extremidade longitudinais do corpo central e de modo que a cavidade compreenda uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central crescente em direção à extremidade longitudinal do corpo central, - posicionar pelo menos os tecidos de fibra dos olhais em um molde para formar os olhais, - posicionar as zonas de extremidade longitudinais do corpo central no molde de formação dos olhais de modo que as zonas de extremidade longitudinais do corpo central sejam incorporadas na cavidade dos tecidos de fibra e de modo que a orientação das fibras dos tecidos de fibra dos olhais estejam na direção longitudinal do corpo central e empilhados em uma direção paralela ao eixo do orifício, - moldar os olhais de mola de folha nas zonas de extremidade longitudinais do corpo central.
[020] O corpo central da mola de lâmina objeto da invenção pode ser fabricado de preferência usando qualquer um dos processos de Moldagem por Transferência de Resina (RTM), por exemplo: - RTM de baixa pressão (LP-RTM) - RTM de alta pressão (HP-RTM) - Compressão de alta pressão (HP-CRTM)
[021] Por sua vez, os olhais de mola de lâmina são fabricados em torno das extremidades do corpo central curado da mola de lâmina por moldagem, de preferência, por compressão, e de preferência de materiais pré-impregnados, dando forma aos olhais da mola de lâmina de acordo com os requisitos geométricos e mecânicos necessários. De preferência, o material dos olhais pode ser: - Folha compósita moldada (MCS) de fibra de vidro ou carbono cortada e matriz polimérica. - Folha compósita moldada (MCS) de tecido de vidro ou carbono e matriz polimérica. - Folha compósita moldada (MCS) com fibra de vidro ou carbono longa orientada e matriz polimérica. - Compósito de moldagem a granel (BMC) de fibra de carbono e matriz polimérica.
[022] BMC e MCS são materiais pré-impregnados cuja vantagem é que são fabricados aplicando pressão e temperatura a um molde e que fluem de forma a preencher todo o molde. A vantagem é que o processo de laminação e formação é mais simples do que com outros materiais pré-impregnados e sem a necessidade de uma autoclave.
[023] Um dos aspectos mais importantes da mola de lâmina objeto da invenção é a junta entre o corpo central e os olhais. Para isso, é necessário levar em consideração os seguintes aspectos: - A geometria das extremidades do corpo central da lâmina da mola de lâmina e da cavidade do olhal.
[024] Para garantir que os olhais da mola de lâmina não se separem do corpo central devido às tensões mecânicas produzidas durante o uso da mola de lâmina, as extremidades do corpo central são projetadas com uma seção transversal crescente em direção à extremidade longitudinal com a finalidade de aumentar sua capacidade de transmitir forças além da capacidade de adesão dos materiais. - A sequência de empilhamento e a orientação das diferentes camadas que formam o corpo central da mola de lâmina.
[025] Os tecidos são orientados principalmente na direção longitudinal da mola de lâmina, embora também possa haver tecidos localizados em outras direções. - A seleção de materiais, orientação e ordem dos tecidos que formam os olhais.
[026] Porque as forças devem ser transmitidas pelo olhal desde sua junção com o corpo central da mola de lâmina até sua fixação ao chassi do veículo, a orientação e a direção do empilhamento dos diferentes tecidos são importantes. Este empilhamento visa maximizar a resistência do olhal orientando os tecidos na direção da transmissão de carga, ou seja, na direção longitudinal da mola de lâmina e com uma direção de empilhamento perpendicular ao do corpo central da mola de lâmina para evitar a "abertura" do olhal. De preferência, os tecidos serão unidirecionais, com uma orientação de fibra na direção longitudinal da mola de lâmina.
[027] Um molde é também o objeto desta invenção que permite o processo de fabricação dos olhais de mola de lâmina diretamente sobre o corpo central da mola de lâmina concluída. O molde que é objeto da invenção compreende: - meios para posicionar os tecidos de fibra dos olhais em que parte dos tecidos de fibra compreende uma cavidade para embutir as zonas de extremidade longitudinais do corpo central e de modo que a cavidade compreende uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central crescente em direção à extremidade longitudinal do corpo central, - meios para posicionar e prender a zona de extremidade longitudinal de um corpo central curado, de modo que as zonas de extremidade do corpo central longitudinal sejam incorporadas na cavidade dos tecidos de fibra e de modo que a orientação das fibras dos tecidos de fibra dos olhais seja posicionada na direção longitudinal ao corpo central e empilhados em uma direção paralela ao eixo do orifício, e - um pino para moldar o orifício no olhal.
[028] Assim, o molde indicado é projetado de forma a permitir: • Introduzir nele as extremidades do corpo central da mola de lâmina deixando uma cavidade para o resto do olhal e também permitir que o resto do corpo central da mola de lâmina fique fora do molde. • Permitir os diversos tecidos de fibra, de preferência pré-impregnados, no molde nas zonas de extremidade longitudinais do corpo central da mola de lâmina. • Fechar o molde no corpo central da mola de lâmina para obter o olhal. • Remover posteriormente o conjunto. Descrição das figuras
[029] Para completar a descrição e prover uma melhor compreensão da invenção, as seguintes figuras são providas. Estas figuras são uma parte integral da descrição e ilustram uma modalidade da invenção.
[030] A Figura 1 é uma vista lateral de uma modalidade de uma mola de única lâmina de acordo com a invenção que compreende um corpo central e dois olhais para sua conexão a um carro.
[031] A Figura 2 mostra uma vista lateral do corpo central da lâmina da mola de lâmina correspondente à modalidade da Figura 1.
[032] A Figura 3 mostra uma vista plana de uma modalidade de uma zona de extremidade longitudinal do corpo central da mola de lâmina.
[033] A Figura 4 mostra uma vista lateral de uma modalidade de uma zona de extremidade longitudinal do corpo central da mola de lâmina.
[034] A Figura 5 mostra uma vista lateral de uma modalidade da folha de corpo central da mola de lâmina, com os tecidos de fibra colocados na direção longitudinal da mola de lâmina.
[035] A Figura 6 mostra uma vista plana de uma modalidade da geometria de uma seção dos tecidos de folha que cobrem o comprimento total do corpo de mola de lâmina, observando também a zona de extremidade das referidas folhas.
[036] A Figura 7 mostra uma vista plana da geometria de uma seção transversal de uma modalidade dos tecidos de reforço centrais do corpo central da mola de lâmina.
[037] A Figura 8 mostra uma vista plana da geometria de uma seção transversal de uma modalidade dos tecidos de reforço das extremidades do corpo central.
[038] A Figura 9 mostra uma vista lateral de um olhal de mola de lâmina.
[039] A Figura 10 mostra uma vista plana e uma vista lateral de uma seção longitudinal da parte interna de uma modalidade do olhal de mola de lâmina em que a cavidade na qual se encaixará a zona de extremidade longitudinal do corpo central da mola de lâmina pode ser vista.
[040] A Figura 11 mostra a geometria de seção transversal de uma modalidade de alguns tecidos dos olhais de mola de lâmina que possuem uma cavidade para acomodar as extremidades do corpo central da mola de lâmina.
[041] A Figura 12 mostra a geometria de seção transversal de uma modalidade dos tecidos mais externos dos olhais de mola de lâmina que não possuem a cavidade indicada para acomodar as extremidades do corpo central da mola de lâmina.
[042] A Figura 13 mostra uma vista plana de uma modalidade do molde de fabricação do olhal de mola de lâmina juntamente com uma das zonas de extremidade longitudinais do corpo central da mola de lâmina introduzida no interior do referido molde.
[043] A Figura 14 mostra uma vista lateral em seção da modalidade da Figura 13 do molde de olhal juntamente com uma das zonas de extremidade longitudinais do corpo central da mola de lâmina introduzida no interior do referido molde. Descrição detalhada da invenção
[044] Na Figura 1, uma mola de única lâmina é representada de acordo com uma modalidade da invenção que compreende um corpo central (1) e dois olhais (2) localizados nas extremidades longitudinais do corpo central (1). Os olhais (2) compreendem, por sua vez, um orifício (3) para sua conexão ao veículo no qual a mola de lâmina está localizada.
[045] A Figura 2 mostra uma vista lateral do corpo central (1) da mola de lâmina incluindo as duas zonas de extremidade longitudinais (1.1) cuja geometria é projetada para aumentar sua capacidade de transmitir as cargas entre o corpo central (1) e os olhais (2) sem falha da mola de lâmina. Desta forma, evita-se a separação do olhal (2) a partir do corpo central (1).
[046] As Figuras 3 e 4 mostram vistas planas e laterais de uma das duas zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) em que se pode ver como sua geometria é adaptada por meio de uma terminação de cunha, isso significa dizer, por meio de uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central (1) crescente em direção à extremidade longitudinal (1.2) que ajuda a manter o corpo central (1) e os olhais (2) unidos durante o uso da mola de lâmina. Especificamente, na modalidade, a seção de alargamento das zonas de extremidade longitudinais (1.1) está localizada no plano que contém a direção longitudinal do corpo central (1) e a direção Z de empilhamento.
[047] Além disso, a zona de extremidade longitudinal (1.1) do corpo central (1) compreende um recesso (5) na direção do eixo do orifício (3) na vista de planta, de modo que a área de extremidade longitudinal (1.1) pode ser acomodada na cavidade (2.1) do olhal (2) da mola de lâmina de modo que a largura do olhal (2) não exceda a do corpo central (1) da mola de lâmina.
[048] A Figura 5 mostra uma vista lateral em seção do corpo central (1) da mola de lâmina em que uma modalidade do empilhamento da folha (6) pode ser vista incluindo tecidos de fibra (7) inteiras com uma geometria adaptada em zonas de extremidade longitudinais (1.1), alguns tecidos de reforço central (9) requeridos para alcançar o perfil alargado necessário no corpo central (1) da mola de lâmina, e alguns tecidos de reforço de extremidade (8) que formam a forma de cunha das extremidades longitudinais (1.1) do corpo central (1).
[049] A Figura 6 mostra a geometria de seção transversal que os tecidos (7) de folha teriam a partir do primeiro conjunto de tecidos (7) que compreende o comprimento total do corpo central (1) da mola de lâmina, observando também o recesso (5) da zona de extremidade (1.1). A geometria do recesso (5) ou estreitamento na zona de extremidade (1.1) na Figura 6 também poderia ser obtida pela usinagem da zona de extremidade longitudinal (1.1) do corpo central (1) da mola de lâmina, uma vez que todos os tecidos (7, 9) estão de acordo com o padrão de corte da Figura 7.
[050] A Figura 7 mostra uma vista plana de uma modalidade do terceiro conjunto de tecidos de reforço central (9).
[051] A Figura 8 mostra uma modalidade do segundo conjunto de tecidos do reforço de extremidades (8). O posicionamento dos tecidos de reforço central (9) e dos tecidos de reforço das extremidades (8) pode ser realizado em qualquer ordem entre si.
[052] A Figura 9 mostra uma vista lateral do olhal (2) na qual pode ser visto o orifício (3) necessário para acomodar os blocos silenciosos de mola de lâmina através do qual seriam anexados ao veículo.
[053] A Figura 10 mostra uma vista plana do olhal (2) de mola de lâmina e uma seção transversal para um plano longitudinal que mostra o orifício (3) para acomodar as buchas de bloco silencioso e cavidade (2.1) para acomodar a zona de extremidade longitudinal (1.1) do corpo central (1) da mola de lâmina, apresentando a referida cavidade (2.1) dimensões crescentes em direção à extremidade longitudinal da mola de lâmina.
[054] A Figura 11 mostra um primeiro conjunto dos tecidos (10) que formam o olhal (2) com o orifício (3) para acomodar as buchas de bloco silencioso e cavidade (2.1) para acomodar a zona de extremidade longitudinal (1.1) do corpo central (1) da mola de lâmina. Este primeiro conjunto de tecidos (10) são, portanto, aqueles que compreendem o corte da cavidade (2.1) para acomodar as extremidades longitudinais (1.1) do corpo central (1) da mola de lâmina.
[055] A Figura 12 mostra um dos tecidos externos (11) que formam o olhal (2) da mola de lâmina com o orifício (3) para acomodar as buchas de bloco silencioso. Os tecidos externos (11) são aqueles que ficam do lado de fora do olhal (2), razão pela qual não possuem a cavidade (2.1) para acomodar a extremidade longitudinal (1.1) do corpo central (1).
[056] A Figura 13 mostra uma vista plana do processo de fabricação do olhal (2) de mola de lâmina diretamente no corpo central (1) da mola de lâmina usando um molde (12) projetado especificamente para este propósito.
[057] A Figura 14 mostra uma vista lateral em seção transversal da fabricação do olhal (2) de mola de lâmina em que o corpo central (1) da mola de lâmina pode ser visto, cuja (4) zona de extremidade longitudinal (1.1) é introduzida no interior do molde de fabricação (12) do olhal (2) e em que o pino (13) que dá forma ao orifício central (3) do olhal (2) também pode ser visto.
[058] O processo de fabricação de uma mola de única lâmina de acordo com uma modalidade da invenção compreende as seguintes etapas: - cortar um conjunto de tecidos de fibra (7, 8, 9) que formam o corpo central (1), - empilhar o conjunto de tecidos de fibra (7, 8, 9) em uma ferramenta de formação na direção longitudinal do corpo central (1) e de modo que o corpo central (1) compreenda as zonas de extremidade longitudinais (1.1) com uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central (1) crescente em direção à extremidade longitudinal (1.2), - pré-formar o conjunto de tecidos de fibra (7, 8, 9) para a geração de uma pré-forma de corpo central (1), para a qual o material deve, para pré-formá-lo, preferencialmente conter um ligante, e pressão e temperatura devem ser aplicadas durante um certo período de tempo, - posicionar a pré-forma de corpo central (1) em um molde de injeção para proceder à injeção da matriz polimérica, por exemplo, usando o RTM, - injetar resina polimérica no interior do molde de injeção, - curar o corpo central (1), - remover o corpo central (1) da mola de lâmina do molde RTM e preparação de superfície das extremidades para sua adequada adesão com o material dos olhais (2). A referida preparação de superfície pode incluir o acabamento de borda das extremidades, geração dos raios acordados, limpeza e lixamento da superfície que será envolvida pelo olhal. - cortar tecidos, de preferência MCS ou BMC pré-impregnados, para os olhais (2), - posicionar no molde de formação (12) o primeiro pacote de tecidos externos (11), de um dos lados dos olhais (2) no molde de formação (2), - posicionar no molde de formação (12) os tecidos centrais (10) do olhal (2) da mola de lâmina (10), - posicionar no molde (12) o resto dos tecidos laterais externos (11), do outro lado, que darão a forma final ao olhal (2) de mola de lâmina, - preparar a superfície do corpo central (1) da mola de lâmina e particularmente de suas extremidades (1.1) para ser inserida no interior do molde de fabricação (12) das extremidades, o que inclui tratamento de borda, geração dos raios acordados, limpeza e lixamento da superfície que será envolvida pelo olhal. - colocar áreas externas longitudinais (1.1) do corpo central (1) no molde de formação dos olhais (2), de modo que as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) sejam embutidas na cavidade (2.1) dos olhais (2), - moldar os olhais (2) de mola de lâmina, de preferência por moldagem de compressão, nas zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1).
Claims (13)
1. Mola de lâmina compreendendo pelo menos uma lâmina de material compósito que compreende, por sua vez: - um corpo central (1) que tem duas zonas de extremidade longitudinais (1.1) e que compreende pelo menos uma folha (6) de um material compósito compreendendo, por sua vez, um conjunto de tecidos de fibra (7, 8, 9) embutidos em uma matriz polimérica, e - dois olhais (2), localizados nas zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) compreendendo um orifício (3) para conectar a mola de lâmina a um veículo, em que o orifício (3) compreende um eixo longitudinal perpendicular à direção longitudinal do corpo central (1) e em que os olhais (2) compreendem um conjunto de tecidos de fibra (10, 11) de material compósito embutido em uma matriz polimérica, onde o corpo central (1) compreende suas áreas de extremidade longitudinais (1.1) embutidas em uma cavidade (2.1) de olhal (2), em que as seções transversais à direção longitudinal do corpo central (1) das zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) e das cavidades (2.1) de olhal (2) apresentam dimensões crescentes em direção à extremidade longitudinal da mola de lâmina e em que compreende tecidos de fibra (7, 8, 9) do corpo central (1) empilhados de acordo com uma direção Z perpendicular à direção longitudinal do corpo central (1) e à direção longitudinal do orifício (3) dos olhais (2) e compreende tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) empilhados de acordo com uma direção paralela à direção do eixo longitudinal do orifício (3), caracterizada pelo fato de que os tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) compreendem: - um primeiro conjunto de tecidos de fibra (10) que compreende uma cavidade (2.1) para embutir as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) e de modo que a cavidade (2.1) compreende uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central (1) crescente em direção à extremidade longitudinal (1.2) do corpo central (1), e - um segundo conjunto de tecidos de fibra (11) localizado após o primeiro conjunto de tecidos de fibra (10) em direção ao exterior do olhal (2).
2. Mola de lâmina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo central (1) compreende uma seção crescente nas zonas de extremidade longitudinais (1.1) em um plano que contém a direção longitudinal do corpo central (1) e a direção Z de empilhamento.
3. Mola de lâmina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o corpo central (1) compreende um recesso (5) da dimensão das zonas de extremidade longitudinais (1.1) na direção do eixo do orifício (3).
4. Mola de lâmina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o corpo central (1) compreende: - um primeiro conjunto de tecidos de fibra (7) em que cada tecido de fibra (7) se estende na direção longitudinal do corpo central (1) entre as extremidades longitudinais (1.1) do corpo central (1), - um segundo conjunto de tecidos de reforço (8) localizado na direção longitudinal do corpo central (1) e localizado nas extremidades longitudinais (1.1) do corpo central (1) para formar a seção crescente das referidas extremidades (1.1).
5. Mola de lâmina, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o corpo central (1) compreende um terceiro conjunto de tecidos de fibra de reforço (9) localizados na direção longitudinal do corpo central (1) e localizados na parte central do mesmo (1) para formar uma seção crescente na referida parte central.
6. Mola de lâmina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a orientação das fibras dos tecidos de fibra (7, 8, 9, 10, 11) do corpo central (1) e dos olhais (2) é unidirecional e longitudinal ao corpo central da mola de lâmina (1).
7. Mola de lâmina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que é de lâmina única.
8. Processo de fabricação de uma mola de lâmina, que compreende pelo menos uma lâmina de material compósito que, por sua vez, compreende um corpo central (1) que tem duas zonas de extremidade longitudinais (1.1) e pelo menos uma folha (6) de material compósito e dois olhais (2) localizados nas zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) que compreendem um orifício (3) para a conexão da mola de lâmina a um veículo, em que o orifício (3) compreende um eixo perpendicular à direção longitudinal do corpo central (1), caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: - cortar um conjunto de tecidos de fibra (7, 8, 9) configurados para formar pelo menos a folha de material compósito (6) do corpo central (1), - empilhamento de pelo menos o conjunto de tecidos de fibra (7, 8, 9) em uma ferramenta de formação de modo que sejam localizados em uma direção longitudinal ao corpo central (1) e empilhados em uma direção perpendicular ao comprimento do referido corpo central (1) e de modo que o corpo central (1) compreende as zonas de extremidade longitudinais (1.1) com uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central (1) crescente em direção à extremidade longitudinal (1.2) do corpo central (1), - pré-formar o conjunto de tecidos de fibra (7, 8, 9) para a geração de uma pré-forma de corpo central (1), - posicionar a pré-forma de corpo central (1) em um molde de injeção para proceder à injeção da matriz polimérica, - injetar resina polimérica no molde de injeção, - curar o corpo central (1), - cortar tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) em que parte dos tecidos de fibra (10) compreende uma cavidade (2.1) para embutir as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) e de modo que a cavidade (2.1) compreenda uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central (1) crescente em direção à extremidade longitudinal (1.2) do corpo central (1), - posicionar pelo menos os tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) em um molde para formar os olhais (2) compreendendo as seguintes etapas: o posicionar um conjunto de tecidos de fibra (11) localizados adjacentes à parte externa do olhal (2) no molde de olhal (2), o posicionar um conjunto de tecidos de fibra (10) que compreende a cavidade (2.1) para embutir as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) e de modo que a cavidade (2.1) compreenda uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central (1) crescente em direção à extremidade longitudinal (1.2) do corpo central (1), - posicionar as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) no molde de formação dos olhais (2) de modo que as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) sejam embutidas na cavidade (2.1) dos tecidos de fibra (10) e de modo que a orientação dos tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) esteja localizada na direção longitudinal do corpo central (1) e empilhados em uma direção paralela ao eixo do orifício (3), - moldar os olhais (2) da mola de lâmina nas zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1).
9. Processo de fabricação de uma mola de lâmina, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a injeção de resina do corpo central (1) é realizada usando RTM.
10. Processo de fabricação de uma mola de lâmina, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o posicionamento dos tecidos de fibra (7, 8, 9) na ferramenta de formação do corpo central (1) compreende as seguintes etapas: - posicionar um conjunto de tecidos de fibra (7) que se estendem na direção longitudinal do corpo central (1) da mola de lâmina para as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1), - posicionar um conjunto de tecidos de reforço (8) localizado na direção longitudinal do corpo central (1) e localizado nas extremidades longitudinais (1.1) do corpo central (1) para formar a seção crescente das referidas extremidades (1.1).
11. Processo de fabricação de uma mola de lâmina, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende a seguinte etapa: - posicionar um conjunto de tecidos de reforço (9) que se estendem longitudinalmente na área central do corpo central (1).
12. Processo de fabricação de uma mola de lâmina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que os tecidos de fibra dos olhais (2) são pré-impregnados e/ou unidirecionais de modo que as fibras serão colocadas na direção longitudinal da direção do corpo central (1).
13. Molde (12) para a fabricação de uma mola de lâmina, em que a mola de lâmina compreende pelo menos uma lâmina de material compósito que compreende um corpo central (1) que tem duas zonas de extremidade longitudinais (1.1) e pelo menos uma folha (6) feita de material compósito e dois olhais (2) localizados nas zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) que compreende um orifício (3) para a conexão da mola de lâmina a um veículo, em que o orifício (3) compreende um eixo longitudinal perpendicular à direção longitudinal do corpo central (1), caracterizado pelo fato de que o molde compreende: - meios para posicionar os tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) em que parte dos tecidos de fibra (10) compreende uma cavidade (2.1) para embutir as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) e de modo que a cavidade (2.1) compreende uma seção transversal à direção longitudinal do corpo central (1) crescente em direção à extremidade longitudinal (1.2) do corpo central (1), - meios para posicionar e fixar a zona de extremidade longitudinal (1.1) do corpo central curado (1), de modo que as zonas de extremidade longitudinais (1.1) do corpo central (1) sejam embutidas na cavidade (2.1) dos tecidos de fibra (10) e de modo que a orientação das fibras dos tecidos de fibra (10, 11) dos olhais (2) estejam localizadas na direção longitudinal do corpo central (1) e empilhadas em uma direção paralela ao eixo do orifício (3), e - um pino (13) para moldar o orifício (3) do olhal (2).
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