BRPI0504596B1

BRPI0504596B1 - disposição para a fixação de uma peça de material sintético em uma peça suporte

Info

Publication number: BRPI0504596B1
Application number: BRPI0504596A
Authority: BR
Inventors: Hans Dominik; Panther Urban
Original assignee: Luk Lamellen & Kupplungsbau; Luk Vermoegensverwaltungsgellschaft Mbh; Schaeffler Technologies Ag; Schaeffler Technologies Gmbh & Co Kg
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2018-10-09
Also published as: EP1650444B1; BRPI0504596A; DE502005001771D1; JP2006118711A; BRPI0504596A8; JP5310970B2; EP1650444A1; ATE376625T1

Abstract

"disposição para a fixação de uma peça de material sintético em uma peça suporte". a presente invenção refere-se a uma disposição que compreende uma peça de material sintético, um parafuso com uma cabeça de parafuso, uma luva assim como uma peça suporte, sendo que a peça de material sintético apresenta um furo de passagem no qual é alojada a luva através da qual o parafuso se projeta adentro de um contrafuro da peça de material sintético e é unido mediante meios de fixação à peça de material sintético, sendo que a cabeça de parafuso compreende um anel de encosto e é disposta no lado afastado da peça suporte da peça de material sintético será obtida uma distribuição definida da força de tensão prévia ou da pressão superficial entre a peça de material sintético e a luva compreendendo a peça de material sintético pelo menos uma nervura que se projeta pelo menos em um lado do furo de passagem acima da superfície da peça de material sintético, sendo que a espessura axial da peça de material sintético incluindo a nervura é maior do que o comprimento da luva e a espessura axial da peça de material sintético sem a nervura é menor do que o comprimento da luva.

Description

(54) Título: DISPOSIÇÃO PARA A FIXAÇÃO DE UMA PEÇA DE MATERIAL SINTÉTICO EM UMA PEÇA SUPORTE (73) Titular: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG. Endereço: IndustriestraBe 1-3,, Herzogenaurach, Alemanha, ALEMANHA(DE) (72) Inventor: URBAN PANTHER; DOMINIK HANS

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 09/10/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 09/10/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSIÇÃO PARA A FIXAÇÃO DE UMA PEÇA DE MATERIAL SINTÉTICO EM UMA PEÇA SUPORTE.

A presente invenção refere-se a uma disposição para a junção de uma peça de material sintético com um parafuso com uma cabeça de parafuso, uma luva assim como uma peça suporte, sendo que a peça de material sintético apresenta um furo de passagem no qual é alojada a luva através da qual o parafuso se projeta adentro de um contrafuro da peça suporte e é unida mediante meios de fixação à peça suporte, sendo que a cabeça de parafuso compreende um anel de encosto e é disposta no lado afastado da peça suporte da peça de material sintético.

Se peças de material sintético forem fixadas, com o auxílio de parafusos, em outras peças, será necessário inserir uma luva de metal no furo de fixação da peça de material sintético. Com o parafuso apertado, a cabeça de parafuso vem a assentar-se tanto sobre a luva como sobre a peça de material sintético. O comprimento da luva de metal precisa corresponder, no caso, à espessura da peça de material sintético para obter uma tensão prévia uniforme da luva assim como da peça de material sintético.

Segundo a geometria das peças e de suas tolerâncias é difícil obter uma pressão superficial definida da luva e da peça de material sintético. Podem ocorrer situações em que ou apenas a luva de metal ou apenas a peça de material sintético assume toda a força de tensão prévia. Todavia, uma distribuição definida da força de tensão prévia é necessária já que o parafuso precisa ser retido ao longo da vida útil sob tensão para não se soltar automaticamente em função de vibrações. A peça de material sintético não pode conservar forças de tensão prévia duradouramente dado que ela com temperaturas elevadas relaxa e desmonta tensões internas. Na tração com tensão contrária, a força de tensão prévia do parafuso não pode ser conduzida, exclusivamente, através da luva já que então a peça de material sintético seria fixada com folgas.

Por isso, é tarefa da presente invenção prover uma disposição do tipo acima mencionado que oferece uma distribuição definida da força de

12/03/2018, pág. 5/25 tensão prévia ou da pressão superficial entre a peça de material sintético e a luva.

Este problema é solucionado por uma disposição que compreende uma peça de material sintético, um parafuso com uma cabeça de parafuso, uma luva assim como uma peça suporte, sendo que a peça de material sintético apresenta um furo de passagem no qual é alojada a luva através da qual o parafuso se projeta adentro de um contratura da peça de material sintético e é unido mediante meios de fixação à peça de material sintético, sendo que a cabeça de parafuso compreende um anel de encosto e é disposta no lado afastado da peça suporte da peça de material sintético caracterizado pelo fato de que a peça de material sintético compreende pelo menos uma nervura que se projeta pelo menos em um lado do furo de passagem acima da superfície da peça de material sintético, sendo que a espessura axial da peça de material sintético incluindo a nervura é maior do que o comprimento da luva e a espessura axial da peça de material sintético sem a nervura é menor do que o comprimento da luva. Sob meios de fixação são entendidos aqui tanto um furo roscado na peça suporte como um furo de passagem com porcas dispostas no lado oposto. O anel de encosto da cabeça de parafuso pode ser configurado nesta mas também pode representar, especialmente, por exemplo, em um parafuso Imbus, simplesmente o lado inferior da cabeça de parafuso. Do mesmo modo, é possível, por exemplo, utilizar um parafuso sextavado diretamente na disposição, sendo que este apresenta como anel de encosto então o lado inferior em forma de sextavada. A nervura da peça de material sintético faz com que o comprimento da luva na verdade seja mais comprido do que a espessura da peça de material sintético propriamente dita, sobressaindo esta com a nervura, porém, com a luva colocada acima da mesma. A nervura é fabricada, de preferência, do mesmo material como a peça de material sintético, porém, pode ser fabricada também de um material mais duro ou mais macio, por exemplo, como inserção durante um processo de moldagem por injeção.

Em uma configuração preferida é previsto que a nervura ao apertar o parafuso se deforma plástica e/ou elasticamente até o anel de encosto

12/03/2018, pág. 6/25 assentar sobre a luva. Nisso, é previsto, preferencialmente, que a nervura, ao apertar o parafuso se deforma primeiramente elasticamente até alcançar o limite aparente de elasticidade do material sintético e que, depois disso, começa uma deformação plástica. Pelo fato de que a deformação é levada até à faixa plástica recebe-se uma força de tensão prévia definida já que, em todo o caso, uma parte da nervura é deslocada plasticamente e com isso resta uma faixa deformada elasticamente aproximadamente constante da nervura, independentemente de tolerâncias de fabricação.

Em outra configuração preferida é previsto que a nervura no sentido periférico se estenda totalmente em volta do furo de passagem. Em função do diâmetro relativo da cabeça de parafuso ou do anel de encosto em relação à nervura, pode ser sensato criar regiões para dentro das quais pode fluir o material sintético plasticamente deslocado. Para este fim podem ser previstos, por exemplo, recessos em forma de nervura ou semelhante, por exemplo, a nervura pode ser interrompida no sentido radial pelo menos parcialmente.

A peça suporte é fabricada, de preferência, de um metal com um furo roscado como meio de fixação; alternativamente a peça suporte pode ser fabricada de um material sintético com uma inserção roscada como meio de fixação. Do mesmo modo, o meio de fixação pode ser uma porca.

Em uma primeira forma de execução preferida é previsto que as nervuras estejam dispostas por baixo da cabeça de parafuso. Em uma segunda forma de execução é previsto que as nervuras estejam dispostas no lado afastado da cabeça de parafuso da peça de material sintético. A segunda forma de execução tem a vantagem de que a cabeça de parafuso ou o anel de encosto se apoia com sua superfície sobre a superfície da peça de material sintético e de que assim a pressão superficial pode ser diminuída em relação à primeira forma de execução. Na segunda forma de execução é previsto, de preferência, que na nervura seja disposto pelo menos um recesso na peça de material sintético de maneira que partes da nervura plasticamente deformadas podem ser deslocadas nele. O recesso pode ser, por

12/03/2018, pág. 7/25 exemplo, um chanfro radial do furo de passagem ou um rebaixamento da peça de material sintético.

O problema inicialmente mencionado também é solucionado por um cilindro-mestre ou um servocilindro de um sistema hidráulico para veículos, especialmente de um sistema hidráulico que compreende um cilindromestre e um servocilindro assim como uma tubulação de pressão que liga os dois, sendo que o cilindro-mestre e/ou o servocilindro é fabricado em parte de metal e em parte de material sintético, sendo que pelo menos uma ligação entre as peças de metal e de material sintético é executada por uma disposição segundo uma das reivindicações anteriores.

A seguir, estão sendo explicados exemplos de execução da invenção com base nos desenhos anexos. Os desenhos mostram:

figura 1 uma disposição de acordo com a invenção, em corte, em estado não deformado;

figura 2 o detalhe X segundo a figura 1;

figura 3 uma disposição de acordo com a invenção em estado deformado;

figura 4 o detalhe X segundo a figura 3.

A figura 1 mostra uma peça suporte 1 na qual, mediante um parafuso 2, é fixada uma peça de material sintético 3. A peça suporte 1 é fabricada, por exemplo, de metal, sendo que em um contrafuro 11 é cortada uma rosca interna correspondente à rosca do parafuso 2. Na peça de material sintético 3 é disposto um furo de passagem 4 no qual é colocada uma luva distanciadora 5. O diâmetro interno da luva distanciadora 5 é maior do que o diâmetro externo do parafuso 2. A luva distanciadora 5 pode ser inserida na peça de material sintético 3, por exemplo, com um ajuste com folga, ajuste de transição ou ajuste forçado. O parafuso 2 compreende uma cabeça de parafuso 6 que apresenta no seu lado virado para a peça de material sintético 3 um anel de encosto circular 7. O anel de encosto pode ser, como representado aqui, o lado inferior de uma saliência cônica da cabeça de parafuso mas também pode representar, especialmente com parafusos Imbus, diretamente o lado inferior virado para a rosca da cabeça de parafuso. O

12/03/2018, pág. 8/25 diâmetro externo do anel de encosto 7 é maior do que o diâmetro externo da luva distanciadora 5.

É moldada na peça de material sintético 3 uma nervura 8 através da qual passa também o furo de passagem 4. Com base na figura 5 são representadas diversas configurações da nervura 8. Em uma primeira forma de execução segundo a figura 5a, a nervura 8 é configurada semelhante a uma arruela. Nas representações das figuras 5a a c, a nervura é mostrada sempre em vista de cima, sendo que a peça de material sintético 3 assim como o parafuso 2 ou a cabeça de parafuso 6 não são representados em nenhuma figura. O diâmetro interno d da nervura 8 e, com isso, do furo de passagem 4 é, como indicado antes, aproximadamente tão grande como o diâmetro externo da luva distanciadora 5 de maneira que resulta um ajuste com folga, ajuste de transição ou ajuste forçado. O diâmetro externo D da nervura 8 é maior do que o diâmetro externo do anel de encosto 7 da cabeça de parafuso 6. A espessura axial LS da peça de material sintético 3 inclusive a nervura 8 é maior do que o comprimento LH da luva 5 que, por sua vez, é maior do que a espessura axial LK da peça de material sintético 3 sem a nervura 8.

Na figura 5b é representada uma forma de execução alternativa na qual a nervura 8 é configurada por vários segmentos 8.1, sendo que entre os segmentos 8.1 sempre entre o diâmetro interno d e o diâmetro externo D não existe material nenhum. Olhando a nervura 8 segundo a figura 5b somente por si, então os vários segmentos 8.1 não são ligados uns aos outros no sentido periférico da nervura 8 de maneira que resultam várias nervuras contínuas entre os mesmos.

Na figura 5c é representado um terceiro exemplo de execução da nervura 8; neste trata-se de uma combinação das formas de execução segundo as figuras 5a e 5b. Em uma região interna 8.2, que vai do diâmetro interno d até um diâmetro externo interno D1, a nervura 8 é configurada circulante e entre o diâmetro externo interno D1 e o diâmetro externo exterior D2 a nervura 8 é configurada, correspondente à representação da figura 5b, em vários segmentos. O diâmetro externo D2 também é aqui maior do que o

12/03/2018, pág. 9/25 diâmetro externo do anel de encosto 7, o diâmetro externo D1 é menor do que este.

A figura 2 mostra o recorte X segundo a figura 1 em representação aumentada. O anel de encosto 7 toca, quando do aparafusamento, aqui levemente na nervura 8 e pelo parafuso 2 não é exercida nenhuma força de pressão sobre a peça suporte 1 e a peça de material sintético 3. Também aqui pode-se verificar que a espessura axial LS da peça de material sintético 3 incluindo a nervura 8 é maior do que o comprimento LH da luva 5, o qual é novamente maior do que a espessura axial LK da peça de material sintético 3 sem a nervura 8. Entre o lado inferior da cabeça de parafuso 6 e o canto superior virado para a cabeça de parafuso da luva distanciadora 5 resta uma distância L. Nas figuras 1 e 2, é representada uma posição na qual o parafuso 2 é aparafusado justamente até o ponto em que esse toca na nervura 8. Se o parafuso 2 agora for apertado mais o anel de encosto 7 da cabeça de parafuso 6 se pressionará adentro da nervura como isso é mostrado na figura 3 e correspondente à representação da figura 2 aumentado na figura 4. O parafuso 2 agora é aparafusado até a distância L, como representado na figura 4, desaparecer quase ou totalmente. Se mesmo em estado de aparafusamento firme restar uma distância L então a luva 5 é recebida com uma folga no furo entre a peça suporte 1 e a cabeça de parafuso 6. Se a distância L desaparecer por completo, como representado, por exemplo, na figura 4, então também a luva distanciadora 5 será escorada entre a cabeça de parafuso 6 e a peça suporte 1, de maneira que também esta assuma uma parte da força de pressão exercida pelo parafuso 2. A nervura 8 está sendo deformada, nisso, em parte plástica em parte elasticamente. Segundo o tipo do material sintético utilizado pode resultar aqui também uma deformação elástica completa.

Como se pode depreender das figuras 1 a 4, a altura da nervura sobre a peça de material sintético é dimensionada de tal maneira que a altura total do flange em cada posição de tolerância é maior do que o comprimento da luva distanciadora. A superfície coberta pela cabeça de parafuso das nervuras é dimensionada de tal maneira que uma cota definida da força

12/03/2018, pág. 10/25 de tesão prévia provoca uma deformação plástica das nervuras. Quando do aperto do parafuso, a cabeça de parafuso primeiramente vem a deitar sobre as nervuras. Ao alcançar a tensão de compressão máxima da peça de material sintético as nervuras deformam-se plasticamente. Por isso, a força de tensão prévia na peça de material sintético alcançou seu valor definido. O restante da força de tensão prévia é apoiado pela luva distanciadora assim que a distância L torne zero.

Alternativamente, é possível de não posicionar as nervuras por baixo da cabeça de parafuso, mas, pelo contrário, na fenda de separação entre a peça de material sintético 3 e a peça suporte 1. Vantajoso nesta configuração é a superfície de apoio maximizada entre a peça de material sintético 3 e a cabeça de parafuso 6 ou o anel de encosto 7 o que leva em funcionamento a uma pressão superficial minimizada por baixo da cabeça de parafuso 6 ou do anel de encosto 7. Na forma de execução antes mencionada precisa ser assegurado que o material prensado da nervura possa escapar para dentro de um espaço livre. Para esse fim, existe, vantajosamente, em redor da nervura correspondente um rebaixamento que, quanto ao seu tamanho, corresponde ao volume a ser comprimido da nervura. Isso pode ser obtido, por exemplo, segundo a representação de corte da figura 6, em dimensionar a nervura 8 ou em forma de ondas de maneira que, correspondente à representação aumentada do detalhe Y na figura 6, segundo a figura 7, a superfície secional A na nervura 8, configurada em forma de rebordo, corresponde a uma superfície secional A’ de um rebaixamento 9 em forma de anel e de que assim, quando do deslocamento de material da nervura 8, está enchido o rebaixamento 9.

A figura 8 mostra uma configuração alternativa semelhante à da figura 6; representada é apenas o recorte aumentado Y. No lado interno da nervura 8, a qual aqui é configurada como rebordo quase em forma de semicírculo, segue um chanfro 10 configurado semelhante a um furo vertical. Altemativamente, pode ser previsto aqui também um furo cego ou semelhante. Também aqui precisa ser assegurado que o volume retirado pelo furo cego ou o furo vertical 10 corresponde ao volume adicional da nervura 8.

12/03/2018, pág. 11/25

Listagem de referência peça suporte parafuso peça de material sintético

4 furo de passagem luva distanciadora cabeça de parafuso anel de encosto nervura

8.1, 8.2,etc segmentos da nervura rebaixamento chanfro contrafuro

Petição 870180019896, de 12/03/2018, pág. 12/25

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Disposição que compreende uma peça de material sintético (3), um parafuso (2) com uma cabeça de parafuso (6), uma luva (5) assim como uma peça suporte (1), sendo que a peça de material sintético (3) apresenta um furo de passagem (4) no qual é alojada a luva (5) através da qual o parafuso (2) se projeta adentro de uma contrafuro (11) da peça suporte (1) e é unida mediante meios de fixação à peça suporte (1), sendo que a cabeça de parafuso (6) compreende um anel de encosto (7) e é disposta no lado afastado da peça suporte (1) da peça de material sintético (3), caracterizada pelo fato de que a peça de material sintético (3) compreende pelo menos uma nervura (8) que se projeta pelo menos em um lado do furo de passagem (4) acima da superfície da peça de material sintético (3), sendo que a espessura axial (LS) da peça de material sintético (3) incluindo a nervura (8) é maior do que o comprimento (LH) da luva (5) e a espessura axial (LK) da peça de material sintético (3) sem a nervura (8) é menor do que o comprimento (LH) da luva (5).

2. Disposição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a nervura (8) se estende no sentido periférico totalmente em volta do furo de passagem (4) e ao apertar o parafuso (2) se deforma plástica e/ou elasticamente até o anel de encosto (7) se apoiar sobre a luva (5).

3. Disposição, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a nervura (8) no sentido radial é interrompida pelo menos em parte.

4. Disposição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a peça suporte (1) é fabricada de um metal com um furo roscado ou de um material sintético com uma inserção roscada para um meio de fixação.

5. Disposição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o meio de fixação é uma porca.

6. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as nervuras (8) são dispostas por baixo

12/03/2018, pág. 13/25 da cabeça de parafuso (6) ou do lado da peça de material sintético (3) o qual está virado para o lado da cabeça de parafuso (6).

7. Disposição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que na nervura (8) seja disposto pelo menos um recesso (9, 10)

5 na peça de material sintético (3) de maneira que partes da nervura (8) plasticamente deformadas possam ser deslocadas nele e de que o recesso é um chanfro radial (10) do furo de passagem (4) ou de que o recesso é um rebaixamento (9) da peça de material sintético (3).

Petição 870180019896, de 12/03/2018, pág. 14/25 • · · • · · • ♦· * *

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