ES2144988T3 - Ballesta de hojas de material compuesto y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
Ballesta de hojas de material compuesto y procedimiento para su fabricacion.Info
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Abstract
RESORTE DE HOJA (1), EN CONCRETO PARA SUSPENSIONES DE AUTOMOCION, EN DONDE UN NUCLEO CENTRAL (2), P.EJ., DE ESPESOR VARIABLE, HECHO DE MATERIAL POLIMERICO QUE TIENE UNAS CARACTERISTICAS MECANICAS PREDETERMINADAS Y SIN FIBRAS DE REFUERZO ESTA CUBIERTO EN DOS SUPERFICIES OPUESTAS UTILES (3,4) POR LOS RESPECTIVOS ESTRATIFICADOS (17,18), P.EJ., DE ESPESOR CONSTANTE, HECHOS DE MATERIAL COMPUESTO. EL NUCLEO CENTRAL (2) TIENE UN EJE LONGITUDINAL (10) BASICAMENTE COINCIDENTE CON UN EJE NEUTRAL DEL RESORTE DE HOJA (1); Y UN NUMERO PREDETERMINADO DE ORIFICIOS TRANSVERSALES (20,21,22) MEDIANTE LOS CUALES SE FIJA EL RESORTE (1) A LAS CORRESPONDIENTES PIEZAS MECANICAS SE FORMAN A TRAVES DEL NUCLEO CENTRAL (2) EN EL EJE LONGITUDINAL (10) SIN AFECTAR A LOS ESTRATIFICADOS (17,18) DEL MATERIAL COMPUESTO.
Description
Ballesta de hojas de material compuesto y
procedimiento para su fabricación.
La presente invención se refiere a una ballesta
de hojas, en particular para suspensiones de automóviles, y a un
procedimiento para su fabricación.
Las ballestas de hojas para automóviles conocidas
por FR-A-2529839 y que muestran
todas las características del preámbulo de la reivindicación de
producto 1 y de la reivindicación de procedimiento 11, están
fabricadas en su totalidad de un material compuesto, es decir,
resina polimérica reforzada con fibras adecuadas, por ejemplo fibras
de vidrio, y que, al igual que todos los artículos hechos de
material compuesto, presentan características mecánicas superiores y
son de peso ligero en comparación con los componentes convencionales
similares, por ejemplo componentes metálicos.
Variando la sección transversal, se podría
conseguir otra reducción del peso de las ballestas de hojas hechas
de material compuesto: como es sabido, las ballestas de hojas,
actualmente utilizadas, no quedan sometidas a esfuerzo por igual a
lo largo de toda su longitud y solo requieren ciertas secciones
particularmente gruesas (habitualmente, las secciones de conexión
sometidas al máximo esfuerzo).
Un procedimiento conocido para la producción de
ballestas de hojas de grosor variable, descrito en la Patente
Japonesa 56/139921, comprende enrollar, alrededor de una estructura
desmontable, una banda continua de fibras preimpregnadas con resina
polimérica, con el fin de formar un número de capas superpuestas de
fibras preimpregnadas: variando la longitud de los sucesivos
arrollamientos, es posible obtener un artículo manufacturado de
grosor máximo en el centro, disminuyendo de grosor hacia los
extremos, y que se coloca entonces dentro de un molde para endurecer
la resina polimérica y obtener así el artículo acabado. Aunque esta
técnica permite, al contrario que otros métodos conocidos, el uso de
fibras enteras a lo largo de toda la longitud de la ballesta de
hojas (la mejor condición de trabajo para las fibras), el
procedimiento anterior implica no obstante varios inconvenientes. En
particular, se forman ballestas de hojas que contienen fibras por
todo el grosor y en particular también a lo largo del eje neutro en
donde, como es sabido, la presencia de fibras, al contrario de
mejorar el comportamiento de la ballesta de hojas, solo sirve para
aumentar el peso y reducir la resistencia al esfuerzo cortante (el
cual es de la mayor magnitud en el eje neutro, y que, como es
sabido, no es soportado adecuadamente por las fibras). Además,
cualesquiera orificios de conexión (indispensables para conectar la
ballesta de hojas a otros elementos mecánicos del vehículo, salvo
que se adopten sistemas de sujeción alternativos, complejos y de
alto coste) deben formarse a través del material compuesto,
interrumpiendo así localmente las fibras (y perjudicando también el
comportamiento de las mismas), aumentando localmente el esfuerzo, y,
en otras palabras, reduciendo de manera importante la resistencia
precisamente en los puntos de conexión que están sometidos a los
esfuerzos más elevados.
Un objeto de la presente invención consiste en
eliminar los inconvenientes antes indicados de las ballestas de
hojas producidas usando métodos conocidos. En particular, un objeto
de la presente invención consiste en proporcionar una ballesta de
hojas de superiores características mecánicas y de un peso
extremadamente ligero; otro objeto de la invención consiste en
proporcionar un procedimiento directo y de bajo coste para la
fabricación de dicha ballesta de hojas.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona una ballesta de hojas, en particular para suspensiones
de automóviles, como la reivindicada en la reivindicación 1.
La ballesta de hojas según la invención comprende
un número predeterminado de orificios transversales formados a
través del núcleo central de material polimérico y mediante los
cuales se sujeta la ballesta de hojas en los respectivos elementos
mecánicos; estando formados dichos orificios transversales a través
de los laterales de dicho núcleo central, con el fin de no
intersectar dicha cubierta al menos de material compuesto.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona también un procedimiento de fabricación de una ballesta
de hojas de sección transversal variable, en particular para
suspensiones de automóviles, siendo definido el procedimiento en la
reivindicación 11 e incluyendo las etapas de:
- producir, a partir de un primer material
polimérico de características mecánicas predeterminadas y que no
tiene fibras de refuerzo, una forma alargada longitudinalmente y
definida por dos superficies de trabajo longitudinales, enfrentadas,
opuestas y por dos lados laterales que conectan dichas superficies
de trabajo longitudinales; teniendo dicha forma un contorno
longitudinal sustancialmente coincidente con el contorno requerido
de dicha ballesta de hojas cuando esta está sin deformar, y
teniendo un eje longitudinal sustancialmente coincidente con un eje
neutro de dicha ballesta de hojas;
- impregnar un número de fibras de refuerzo
unidireccionales, longitudinalmente alineadas, con una resina
polimérica en estado fluido para obtener las correspondientes fibras
de refuerzo unidireccionales preimpregnadas;
- colocar al menos una capa respectiva de dichas
fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas sobre cada una de
las dos superficies de trabajo de dicha forma de manera que sigan el
contorno longitudinal de la forma; quedando situadas dichas capas
respectivas de dichas fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas de tal manera que las fibras de refuerzo son
sustancialmente paralelas a dicho eje longitudinal de dicha
forma;
- realizar una reacción de polimerización y/o
reticulación de dicha resina polimérica de manera que las
respectivas capas de dichas fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas sobre las dos superficies de trabajo de dicha forma,
definan respectivos laminados de material compuesto estrechamente
conectados a dicha forma y reproduciendo el contorno longitudinal de
esta última; definiendo dicha forma de dicho primer material
polimérico un núcleo central de dicha ballesta de hojas, para el
cual dichos respectivos laminados de material compuesto definen una
cubierta.
Para prevenir la interrupción y deterioro
funcional de las fibras de refuerzo, los orificios de sujeción de
la ballesta de hojas están formados en el núcleo central de resina y
no a través de las capas de cubierta de material compuesto.
Esto proporciona, por tanto, la consecución de
forma económica y sencilla de una ballesta de hojas de
características mecánicas superiores y de un peso extremadamente
ligero: el núcleo central de la ballesta de hojas, situado en el eje
neutro de la ballesta, se obtiene fácilmente, incluso con un grosor
variable y con un peso extremadamente ligero, a partir de material
polimérico sin fibras de refuerzo; precisamente al carecer de
fibras, el núcleo central es de una excelente resistencia al
esfuerzo cortante (que es más severo en el eje neutro),
especialmente si está hecho de resina epoxi; y la ausencia de fibras
en esta parte de la ballesta de hojas no solo proporciona la
reducción del peso total de la ballesta, sino que también mejora la
resistencia al esfuerzo cortante y el comportamiento de fatiga, sin
efecto negativo alguno sobre las características mecánicas de la
ballesta. Además, al tiempo que proporciona ballestas de hojas de
sección transversal tanto constante como variable, el procedimiento
según la invención resulta particularmente adecuado en este último
caso: de hecho, para obtener una ballesta de hojas de grosor
variable, el núcleo central de material polimérico - fácilmente
conformado utilizando técnicas directas y de bajo coste -
simplemente necesita ser de grosor variable, mientras que los
laminados de cubierta de material compuesto pueden hacerse
convenientemente con un grosor constante, es decir, sin recurrir al
tratamiento complejo del material compuesto. Sin embargo, como
resultará evidente, los laminados de cubierta de material compuesto
pueden ser también de grosor variable, como sería el caso, por
ejemplo, si los laminados se formaran mediante superposición de
sucesivas capas de diferentes longitudes.
De acuerdo con una modalidad preferida de la
invención, se hace un uso conveniente de fibras de refuerzo
continuas, las cuales son únicamente interrumpidas en el eje neutro
de la ballesta de hojas y que, por tanto, son de una funcionalidad
total.
Se emplea preferentemente una resina epoxi para
el núcleo central y también como matriz del material compuesto de
las capas de cubierta: la resina epoxi que define la matriz del
material compuesto se polimeriza convenientemente en dos etapas de
acuerdo con una técnica conocida.
Se describirá ahora, a modo de ejemplo, un número
de modalidades no limitativas de la presente invención, con
referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
La figura 1 muestra una vista esquemática de una
ballesta de hojas formada de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra una variación de la ballesta
de hojas de la figura 1.
Con referencia a la figura 1, el procedimiento,
según la invención, para la fabricación de una ballesta de hojas 1
de sección transversal variable, en particular para suspensiones de
automóviles, comprende, en primer lugar, la producción, a partir de
un primer material polimérico de características mecánicas
predeterminadas y que carece de fibras de refuerzo, de una forma 2
que define eventualmente, como se explicará más adelante, un núcleo
central de la ballesta de hojas 1. La forma 2 es conformada también
para que comprenda un contorno longitudinal correspondiente al
contorno requerido de la ballesta de hojas 1 acabada cuando se
encuentra en estado no deformado: en particular, la forma 2
comprende un eje longitudinal 10 (curvado en el ejemplo mostrado)
sustancialmente coincidente con un eje neutro de la ballesta de
hojas 1. Aunque la forma 2 tiene una sección transversal variable en
el ejemplo no limitativo mostrado en la figura 1, la invención se
aplica también evidentemente a ballestas de hojas de sección
constante. Por tanto, la forma 2 es alargada longitudinalmente y
está definida por dos superficies de trabajo opuestas, curvadas, que
pueden flexionarse elásticamente 3, 4, enfrentadas entre sí y
conectadas por dos laterales 5 (solo se muestra uno de ellos en la
figura 1) de un modo sustancialmente (aunque no necesariamente)
perpendicular, por ejemplo, a las superficies de trabajo 3, 4. El
grosor, medido entre las dos superficies de trabajo 3, 4, de la
forma 2 varía longitudinalmente; y la forma 2 de material polimérico
puede producirse empleando cualquier técnica conocida, por ejemplo,
mediante moldeo, y es preferentemente de resina epoxi.
El procedimiento según la invención comprende
entonces la impregnación, de un modo sustancialmente conocido, de un
número de fibras de refuerzo unidireccionales, por ejemplo, fibras
de vidrio, con una resina polimérica en estado fluido (por ejemplo,
la misma resina epoxi usada para producir la forma 2) para obtener
las correspondientes fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6. Se colocan entonces respectivas capas 7, 8 de
fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas 6 sobre las dos
superficies de trabajo 3, 4 de la forma 2, de manera que sigan el
contorno longitudinal de la forma, y de manera que las fibras de
refuerzo queden alineadas longitudinalmente entre sí y de un modo
sustancialmente paralelo al eje 10 de la forma 2, es decir al eje
neutro de la ballesta de hojas 1.
En la modalidad preferida mostrada
esquemáticamente en la figura 1, las fibras de refuerzo
unidireccionales preimpregnadas 6 definen una banda continua que
está enrollada de forma continua y longitudinal alrededor de la
forma 2: por tanto, las fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6 quedan depositadas de un modo alternativo y
sucesivo sobre las dos superficies de trabajo 3, 4 de la forma 2, de
manera que sigan el contorno longitudinal de la forma, y son
plegadas en cada extremo longitudinal 11, 14 de la forma 2 para
formar las capas 7, 8 sobre las respectivas superficies de trabajo
3, 4. En el ejemplo mostrado, las capas 7, 8 son por tanto
uniformes.
La banda continua de fibras de refuerzo
unidireccionales preimpregnadas 6 puede ser enrollada alrededor de
la forma empleando una técnica conocida, por ejemplo, haciendo girar
la forma 2 con respecto a las fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6 y vertiendo las fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas en el interior de un canal alineado con las
superficies de trabajo 3, 4.
Preferentemente, se produce un número
predeterminado de arrollamientos longitudinales de fibras de
refuerzo unidireccionales preimpregnadas 6 alrededor de la forma 2,
para formar las correspondientes capas superpuestas. Como se muestra
en la figura 1, el arrollamiento continuo de las fibras de refuerzo
unidireccionales preimpregnadas 6 alrededor de la forma 2 comienza
en un primer extremo longitudinal 11 de la forma 2, colocando un
primer extremo 12 de la banda de fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6 en el eje 10 de la forma 2, el cual, una vez
acabada la ballesta de hojas 1, define el eje neutro de la ballesta
de hojas. Una vez depositadas sobre la superficie de trabajo 3 de la
forma 2, las fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas 6
son plegadas alrededor de un segundo extremo longitudinal 14, el
extremo opuesto 11, de la forma 2, y luego se depositan sobre la
superficie de trabajo 4 y vuelven hacia el extremo longitudinal de
partida 11. Una vez completado el número predeterminado de
arrollamientos longitudinales alrededor de la forma 2, se interrumpe
el arrollamiento en el extremo longitudinal de partida 11 de la
forma 2, por ejemplo cortando las fibras de refuerzo
unidireccionales preimpregnadas 6, de manera que un segundo extremo
15 de la banda de fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas
6 queda también situado en el extremo longitudinal 11 y en el eje
10.
Usando el método de arrollamiento anteriormente
descrito, las fibras de refuerzo unidireccionales continuas se
enrollan longitudinalmente alrededor de la forma 2 y son plegadas,
pero no interrumpidas, en los extremos longitudinales 11, 14 de la
forma 2: las fibras solo se interrumpen en el eje 10,
correspondiente al eje neutro de la ballesta de hojas 1, en los
puntos de comienzo y finalización del arrollamiento.
El procedimiento según la invención comprende
entonces llevar a cabo una reacción de polimerización y/o
reticulación de la resina polimérica con la cual se impregnan las
fibras de refuerzo, de manera que las capas 7, 8 de fibras de
refuerzo unidireccionales preimpregnadas 6, sobre las dos
superficies de trabajo 3, 4 de la forma 2, definen respectivos
laminados 17, 18 de material compuesto - de grosor constante en el
ejemplo mostrado - conectados estrechamente a la forma 2 y
reproduciendo el entorno longitudinal de la misma. Como tal, la
forma 2, producida en cualquier configuración a partir de material
polimérico sin fibras de refuerzo, define un núcleo central de la
ballesta de hojas 1, en donde dichos laminados 17, 18 de material
compuesto definen una cubierta de grosor constante 19.
El procedimiento según la invención comprende
también formar un número predeterminado de orificios transversales
20, 21, 22 a través de la forma 2 de material polimérico -
concretamente a través de los laterales 5 de la forma - para que la
ballesta de hojas 1 pueda sujetarse de manera conocida (posiblemente
con la inserción de casquillos) en los respectivos elementos
mecánicos: en el ejemplo mostrado, la ballesta de hojas 1 es
provista, taladrando simplemente la forma 2 de material polimérico,
de dos ojetes 20, 21 en los respectivos extremos longitudinales 11,
14 de la forma 2, y de un par de orificios centrales 22. Los ojetes
20, 21 y los orificios centrales 22 se forman todos ellos en la
forma 2 de la ballesta de hojas 1, por ejemplo en el eje 10, de
manera que no intersecten a la cubierta 19 de material compuesto; y
los orificios transversales 20, 21, 22 pueden formarse evidentemente
antes o después de depositar las fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6 sobre la forma 2.
Aunque no se muestra en la figura 1 solo por
simplificar, el procedimiento de acuerdo con la invención puede
comprender también una etapa adicional en donde respectivas capas de
cubierta - hechas de material polimérico (por ejemplo, de nuevo una
resina epoxi) y que no tienen fibras de refuerzo - se depositan
sobre las capas 7, 8 de fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6, las cuales quedan así situadas entre la forma 2 de
grosor variable y las capas de cubierta; y otra reacción de
reticulación/polimerización hace que las capas de cubierta se
conecten estrechamente con los laminados subyacentes 17, 18 de
material compuesto.
En la variante mostrada esquemáticamente en la
figura 2, en la cual cualesquiera detalles similares o idénticos a
los ya descritos son indicados empleando los mismos números de
referencia, las capas 7, 8 de fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6, depositadas sobre las superficies de trabajo 3, 4
de la forma 2 de grosor variable, son capas separadas, distintas: en
este caso, las capas 7, 8 de fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6 se preparan en el tamaño adecuado antes de
depositarse por separado sobre las respectivas superficies de
trabajo 3, 4 para formar los correspondientes laminados 17, 18 que
cubren sustancialmente toda la extensión longitudinal de las
superficies de trabajo 3, 4.
También en este caso, un número de capas 7, 8 de
fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas 6 se depositan
preferentemente de manera sucesiva una encima de la otra sobre las
respectivas superficies de trabajo 3, 4, para obtener un grosor
total predeterminado de los correspondientes laminados 17, 18, que,
como es lógico, pueden ser de grosor variable en el caso de que se
formen, por ejemplo, superponiendo respectivas capas 7, 8 de
longitudes diferentes.
En esta variante, las capas 7, 8 de fibras de
refuerzo unidireccionales preimpregnadas 6, depositadas sobre las
superficies de trabajo 3, 4 de la forma 2, son comprimidas en un
molde antes de la polimerización/reticulación de la resina
polimérica. También en este caso, las fibras de refuerzo de cada una
de las capas 7, 8 de fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas 6 son continuas y únicamente quedan interrumpidas en
los respectivos extremos en los ejes longitudinales 11, 14 de la
forma 2.
Evidentemente, pueden realizarse otros cambios en
el procedimiento y en la ballesta de hojas de acuerdo con la
invención tal y como aquí se describen sin por ello desviarse del
alcance de las reivindicaciones adjuntas. En particular, los
laminados 17, 18 (cada uno de ellos de grosor constante o variable)
que cubren las respectivas superficies de trabajo (3, 4 de la forma
2, pueden diferir evidentemente entre sí en cuanto a grosor; y
también es posible poder depositar una cubierta de fibras de
refuerzo preimpregnadas 6 sobre solo una de las superficies de
trabajo 3, 4.
Claims (17)
1. Una ballesta de hojas (1), en particular para
suspensiones de automóviles, que comprende un núcleo central (2)
hecho de un primer material polimérico de características mecánicas
predeterminadas y que no tiene fibras de refuerzo; y al menos una
cubierta (19) para recubrir dicho núcleo central (2) y hecha de un
material compuesto que comprende a su vez una matriz polimérica;
siendo dicho núcleo central (2) de una forma correspondiente a la
conformación de dicha ballesta de hojas (1) cuando ésta se encuentra
sin deformar, y estando definido por dos superficies de trabajo
elásticamente deformables, longitudinales, opuestas (3, 4) y por dos
lados laterales (5) que conectan dichas superficies de trabajo (3,
4); estando situadas la cubierta o las cubiertas (19) que recubren
dicho núcleo central (2) sobre al menos una de dichas superficies de
trabajo (3, 4) de dicho núcleo central (2); caracterizada
porque dicha matriz polimérica incorpora un número de fibras de
refuerzo unidireccionales; y porque, en combinación, dicha ballesta
de hojas comprende un número predeterminado de orificios
transversales (20, 21, 22) formados a través de dicho núcleo central
(2) de material polimérico y mediante los cuales dicha ballesta de
hojas (1) se sujeta a respectivos elementos mecánicos; estando
formados dichos orificios transversales (20, 21, 22) a través de
dichos lados (5) de dicho núcleo central (2) de tal manera que no
intersecten a dicha o dichas cubiertas (19) de material
compuesto.
2. Una ballesta de hojas (1) según la
reivindicación 1, caracterizada porque, en la práctica, tiene
un eje neutro sustancialmente coincidente con un eje longitudinal
recto o curvado (10) de dicho núcleo central (2); y porque dichas
fibras de refuerzo unidireccionales están dispuestas, en dicha o
dichas cubiertas (19), alineadas longitudinalmente entre sí y
sustancialmente paralelas a dicho eje neutro (10); careciendo
sustancialmente dicha ballesta de hojas (1) de dichas fibras de
refuerzo unidireccionales en dicho eje neutro (10), el cual reside
sustancialmente en dicho núcleo central (2).
3. Una ballesta de hojas (1) según cualquiera de
las reivindicaciones 1 ó 2 anteriores, caracterizada porque
dicha o dichas cubiertas (19) cubren ambas superficies de trabajo
(3, 4) de dicho núcleo central (2) y definen, sobre las superficies
de trabajo, respectivos laminados (17, 18) de material compuesto,
cada uno de los cuales está conectado estrechamente a dicho núcleo
central (2) y reproduce el contorno longitudinal de este último;
comprendiendo cada uno de dichos laminados (17, 18) de material
compuesto una o más capas superpuestas de dichas fibras de refuerzo
unidireccionales, incorporadas en dicha matriz polimérica.
4. Una ballesta de hojas (1) según la
reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque dicha o dichas
cubiertas (19) de material compuesto son una cubierta continua de
grosor constante enrollada longitudinalmente alrededor de dicho
núcleo central (2); siendo dichas fibras de refuerzo
unidireccionales fibras continuas enrolladas longitudinalmente
alrededor de dicho núcleo central (2) y estando plegadas, pero no
interrumpidas, en cada extremo longitudinal (11, 14) de dicho núcleo
central (2).
5. Una ballesta de hojas (1) según la
reivindicación 4, caracterizada porque dichas fibras de
refuerzo unidireccionales continuas enrolladas alrededor de dicho
núcleo central (2) presentan respectivos extremos (12, 15) situados
en dicho eje neutro (10) de dicha ballesta de hojas (1) en el mismo
extremo longitudinal (11) de dicho núcleo central (2).
6. Una ballesta de hojas (1) según la
reivindicación 3, caracterizada porque dichos respectivos
laminados (17, 18) de material compuesto definidos sobre las dos
superficies de trabajo (3, 4) de dicho núcleo central (2) por dicha
o dichas cubiertas (19) son dos laminados distintos, cuyas fibras de
refuerzo unidireccionales están separadas entre sí; estando dichas
fibras de refuerzo unidireccionales interrumpidas en cada extremo
longitudinal (11, 14) de dicho núcleo central (2).
7. Una ballesta de hojas (1) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho
núcleo central (2) tiene una sección transversal variable; siendo
dichas superficies de trabajo (3, 4) superficies curvadas
enfrentadas entre sí y conectadas entre sí por los dos lados (5);
variando longitudinalmente el grosor, medido entre las dos
superficies de trabajo curvadas (3, 4).
8. Una ballesta de hojas (1) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha o
dichas cubiertas (19) de material compuesto comprenden un número de
capas superpuestas (7, 8) de material compuesto conectadas
estrechamente entre sí y teniendo cada una de ellas el respectivo
número de dichas fibras de refuerzo unidireccionales.
9. Una ballesta de hojas (1) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
comprende también, por el espesor constante de dicha o dichas
cubiertas (19) de material compuesto, al menos una capa de cubierta
hecha de un segundo material polimérico que no tiene fibras de
refuerzo.
10. Una ballesta de hojas (1) según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
dicho primer material polimérico a partir del cual se hace dicho
núcleo de control (2) y dicha matriz de dicho material compuesto son
resinas epoxi.
11. Procedimiento de fabricación de una ballesta
de hojas (1), en particular para suspensiones de automóviles, cuyo
procedimiento comprende las etapas de:
- producir, a partir de un primer material
polimérico de características mecánicas predeterminadas y que no
tiene fibras de refuerzo, una forma (2) alargada longitudinalmente y
definida por dos superficies de trabajo longitudinales, enfrentadas,
opuestas (3, 4) y por dos lados laterales (5) que conectan dichas
superficies de trabajo longitudinales (3, 4); teniendo dicha forma
(2) un contorno longitudinal sustancialmente coincidente con el
contorno requerido de dicha ballesta de hojas (1) cuando esta está
sin deformar, y teniendo un eje longitudinal (10) sustancialmente
coincidente con un eje neutro de dicha ballesta de hojas (1);
- impregnar un número de fibras de refuerzo con
una resina polimérica en estado fluido para obtener las
correspondientes fibras de refuerzo preimpregnadas (6);
- colocar al menos una capa respectiva (7, 8) de
dichas fibras de refuerzo preimpregnadas (6) sobre cada una de las
dos superficies de trabajo (3, 4) de dicha forma (2), de manera que
sigan el contorno longitudinal de la forma;
- realizar una reacción de polimerización y/o
reticulación de dicha resina polimérica de manera que las
respectivas capas (7, 8) de dichas fibras de refuerzo preimpregnadas
(6) sobre las dos superficies de trabajo (3, 4) de dicha forma (2),
definan respectivos laminados (17, 18) de material compuesto
estrechamente conectados a dicha forma (2) y reproduciendo el
contorno longitudinal de esta última; definiendo dicha forma (2) de
dicho primer material polimérico un núcleo central de dicha ballesta
de hojas (1), para el cual dichos respectivos laminados (17, 18) de
material compuesto definen una cubierta (19);
caracterizado porque, en combinación:
- dichas fibras de refuerzo (6) son fibras
unidireccionales, longitudinalmente alineadas; quedando situadas
dichas capas respectivas (7, 8) de dichas fibras de refuerzo
unidireccionales preimpregnadas (6) de tal manera que las fibras de
refuerzo (6) son sustancialmente paralelas a dicho eje longitudinal
(10) de dicha forma (2);
- dicho procedimiento comprende también la etapa
de formar, a través de dicha forma (2) de dicho primer material
polimérico, un número predeterminado de orificios transversales (20,
21, 22) por los cuales la ballesta de hojas (1) se puede sujetar a
respectivos elementos mecánicos; siendo formados dichos orificios
transversales (20, 21, 22) a través de dichos lados (5) de dicha
forma sin perforar dichos laminados (17, 18) de material
compuesto.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque dichas fibras de refuerzo
unidireccionales preimpregnadas (6) definen una banda continua que,
en el transcurso de la etapa de colocación de dichas capas
respectivas (7, 8) de dichas fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas (6) sobre dichas superficies de trabajo (3, 4) de
dicha forma (2), se enrolla continua y longitudinalmente alrededor
de dicha forma (2); depositándose dichas fibras de refuerzo
unidireccionales preimpregnadas (6) alternativa y sucesivamente
sobre una primera (3) y una segunda (4) de las dos superficies de
trabajo de dicha forma (2) de manera que sigan el contorno
longitudinal de la forma, y siendo plegadas en los respectivos
extremos longitudinales (11, 14) de dicha forma (2) para formar las
respectivas capas (7, 8) sobre cada una de las dos superficies de
trabajo (3, 4).
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque, en el transcurso de la etapa de
enrollar continuamente dichas fibras de refuerzo unidireccionales
preimpregnadas (6) alrededor de dicha forma (2), se lleva a cabo un
número predeterminado de arrollamientos longitudinales de dicha
banda continua de fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas
(6) alrededor de dicha forma (2), para formar un número de
correspondientes capas uniformes superpuestas (7, 8) de dichas
fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas (6).
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque el arrollamiento continuo de dichas
fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas (6) alrededor de
dicha forma (2) se inicia en un primer extremo longitudinal (11) de
dicha forma, en dicho eje neutro (10) de dicha ballesta de hojas
(1), y se interrumpe, tras completarse dicho número predeterminado
de arrollamientos longitudinales alrededor de dicha forma (2), en el
mismo primer extremo longitudinal (11) de dicha forma, de nuevo en
dicho eje neutro (10), mediante corte de dicha banda continua de
dichas fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas (6).
15. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque dichas respectivas capas (7, 8) de
dichas fibras de refuerzo unidireccionales preimpregnadas (6)
depositadas sobre dichas superficies de trabajo (3, 4) de dicha
forma (2) son capas separadas distintas, las cuales son cortadas de
antemano a un tamaño predeterminado y luego depositadas sobre dichas
superficies de trabajo (3, 4) para cubrir sustancialmente toda la
extensión longitudinal de las superficies de trabajo.
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado porque se deposita un número de dichas capas
(7, 8) de dichas de refuerzo unidireccionales preimpregnadas (6)
sucesivamente, una encima de la otra, sobre cada una de las dos
superficies de trabajo (3, 4) de dicha forma (2).
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque comprende
también la etapa en donde dichas capas (7, 8) de dichas fibras de
refuerzo unidireccionales preimpregnadas (6) depositadas sobre
dichas superficies de trabajo (3, 4) de dicha forma (2) se comprimen
en un molde.
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