BR112017025119B1 - Componente de caixa de uma caixa de um dispositivo condutor de meio de pressão de um veículo - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se a um componente de caixa (2) de uma caixa (10) de um dispositivo (1) condutor de meio de pressão de um veículo, com pelo menos uma perfuração de conexão (12, 14) provida de uma rosca interna para o aparafusamento de um elemento de conexão provido de uma rosca externa, para o fornecimento e/ou remoção do meio de pressão para ou do dispositivo (1). A invenção prevê que o material do componente de caixa (2), ao menos na região da perfuração de conexão (12, 14), seja constituído de um termoplástico na forma de PPA (poliftalamida). Devido a isso, obtém-se um momento de soltura da conexão roscada após um envelhecimento por temperatura, momento de soltura este que é maior do que 25 % do momento de ruptura.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um componente de caixa de uma caixa de um dispositivo de um veículo que conduz um meio de pressão, com pelo menos uma perfuração de conexão provida de uma rosca interna para o aparafusamento de um elemento de conexão provido de uma rosca externa, para o fornecimento e/ou remoção do meio de pressão para ou do dispositivo, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
[002] Nesse sentido, uma fixação do elemento de conexão conectado, por exemplo, com um duto de meio de pressão, ao componente de caixa da caixa ocorre na medida em que o elemento de conexão é aparafusado na perfuração de conexão. Então, o fluido conduzido no duto de meio de pressão, especialmente ar comprimido ou líquido hidráulico, pode fluir do duto de meio de pressão para o interior do componente de caixa, respectivamente da caixa, e na direção inversa.
[003] Um problema nessas conexões por aparafusamento entre um elemento de conexão e uma perfuração de conexão de um componente de caixa consiste em que especialmente a perfuração de conexão no componente de caixa tem que apresentar propriedades de material que permitam um momento de aperto e um momento de soltura da conexão roscada tão grande que a conexão roscada não se solte mesmo sob temperaturas extremas e sob carga de vibrações.
[004] Um componente de caixa desse gênero é conhecido, por exemplo, pelo DE 10 2008 028 440 A1. Lá, um componente de caixa de uma caixa de uma válvula de controle de pressão ABS, que apresenta duas dessas perfurações de conexão para o fornecimento e para a remoção de ar comprimido, é uma peça moldada por injeção de metal leve e, especialmente, um componente de alumínio moldado por pressão. De fato, as propriedades de material de um tal componente de alumínio moldado por pressão permitem momentos relativamente elevados de aperto e de soltura para conexões roscadas, mas, no entanto, isso é relativamente caro na produção.
[005] A presente invenção tem como objetivo desenvolver um componente de caixa do tipo mencionado ao início, de tal modo que seja possível garantir uma conexão roscada segura, com produção econômica, entre o elemento de conexão do duto de meio de pressão e a perfuração de conexão.
[006] Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção através das características apresentadas na reivindicação 1.
[007] Por um componente de caixa deve ser entendido um componente separado de uma caixa, no qual estão alojados, ao menos parcialmente, outros componentes quaisquer do dispositivo condutor de meio de pressão. Juntamente com pelo menos outro componente de caixa, como, por exemplo, uma tampa, o componente de caixa pode, então, formar uma caixa completa, na qual os componentes de caixa ficam fixados um no outro ou em uma armação da caixa. Alternativamente, o componente de caixa também pode representar o único componente de caixa da caixa, como, por exemplo, no caso em que os componentes alojados pela caixa sejam sobremoldados com material sintético de PPA (poliftalamida).
[008] Na região da perfuração significa que a parede do componente de caixa, que fica exposta a um esforço de carga direto através da conexão roscada entre o elemento de conexão e a perfuração de conexão, é constituída de PPA (poliftalamida). De preferência, todo o componente de caixa é uma peça moldada por injeção de PPA (polifta- lamida). Alternativamente, apenas uma seção do componente de cai- xa, na região da perfuração de conexão, pode ser fabricada de PPA (poliftalamida) e outra seção pode ser fabricada de outro material, como, por exemplo, de alumínio ou de material sintético PA (poliamida) e pode ser conectada com uma seção de perfuração de conexão de PPA (poliftalamida).
[009] Portanto, de acordo com a invenção é previsto que o material do componente de caixa, ao menos na região da perfuração de conexão, seja constituído de um termoplástico na forma de PPA (polif- talamida). Esse material apresenta propriedades de material, especialmente quanto ao módulo E e à rigidez do material, que tornam possível produzir conexões roscadas entre o elemento de conexão e a perfuração de conexão com um momento de aperto e de soltura que, mesmo após uma carga de temperatura elevada e expandida temporalmente, como, por exemplo, 85°C em 250 h, ou uma carga equivalente que siga a equação de Arrhenius, tal como ocorre no veículo, seja maior do que 25 % do momento de ruptura. Um momento elevado de aperto e de soltura atua, também por sua vez, positivamente sobre a resistência em relação à soltura da conexão roscada, principalmente em relação a temperaturas0, extremas de a cargas de vibração. Denominações comerciais para PPA (poliftalamida) são, por exemplo, SEM Grivory® HTV5 H1 ou Dupont Zytel®. A designação de produto do PPA (poliftalamida) de acordo com a ISO 1874 é, especialmente, PA6T/61, MH, 12-190, GF 50.
[0010] Especialmente, o momento de ruptura desse material sintético em uma perfuração de conexão M16 se situa em cerca de 95 Nm, o momento de aperto em 70 Nm e o momento de soltura após fadiga em 30 Nm.
[0011] Ao contrário da PA (poliamida), o termoplástico acima descrito tem a propriedade segundo a qual, ele, sob carga duradoura com elevadas compressões superficiais devido ao aparafusamento e, tam bém, devido a influências de temperatura, amolece ou arrasta-se pouco, de tal modo que o componente de caixa permanece amplamente com dimensões estáveis, mesmo sob uma carga desse tipo. Especialmente, no componente de caixa configurado de acordo com a invenção não há, portanto, nenhuma bucha roscada de metal, que apresente uma perfuração de conexão para o elemento de conexão, respectivamente não é necessária nenhuma bucha roscada de metal desse tipo.
[0012] Devido às providências expostas nas demais reivindicações, são possíveis formas vantajosas de desenvolvimento e aperfeiçoamentos da invenção apresentada na reivindicação 1.
[0013] Segundo uma forma de desenvolvimento, o componente de caixa é totalmente produzido de material sintético de PPA (poliftalami- da), especialmente como peça moldada por injeção.
[0014] De preferência, o termoplástico de PPA (poliftalamida) é reforçado com fibras, o que leva a uma maior resistência. Especialmente, é previsto um reforço de fibra de vidro, especialmente com 3065% em peso de reforço de fibra de vidro.
[0015] Especialmente, o termoplástico de PPA(poliftalamida) apresenta pelo menos algumas das seguintes propriedades: um módulo E de tração de pelo menos 17500 Mpa, uma resistência à ruptura de pelo menos 24o Mpa, um alongamento de ruptura de 2%, uma resistência ao impacto de 80 kJ/m2, uma resistência ao impacto de entalhe de 11 kJ/m2, uma dureza de pressão de esfera de pelo menos 340 Mpa, uma temperatura de fusão de pelo menos , uma estabilidade de forma HDT/A até pelo menos , uma dilatação térmica longitu dinal ao longo de no máximo 0,15 10-4/K, uma dilatação térmica longitudinal transversal no máximo 0,40 10-4/K, uma densidade de pelo menos 1,65 g/cm3, uma absorção de água de no máximo 3,0% e uma absorção de umidade de no máximo 1,3%.
[0016] Segundo uma forma de desenvolvimento, o componente de caixa pode apresentar pelo menos um olhal de aparafusar integrado, para a passagem de um parafuso ou de um pino para a fixação do dispositivo a uma estrutura do veículo, sendo que o material, ao menos na região do olhal de aparafusar, é constituído do termoplástico na forma de PPA (poliftalamida).
[0017] Para a fixação do componente de caixa, respectivamente da caixa ao veículo, um parafuso ou pino roscado é inserido através do pelo menos um olhal de parafuso e é aparafusado em uma perfuração roscada, como, por exemplo, na estrutura do veículo. Nesse caso, o parafuso, respectivamente o pino roscado, é apertado com um momento de aperto, que garante que a conexão roscada não se solte depois de exposta a mais de 250 horas a 85 graus Celsius e/ou cinquenta mudanças de temperatura entre menos 40 graus e 85 graus e/ou duas horas a menos 40 graus e/ou uma aceleração de mais de 5 g e/ou um perfil de vibração segundo a ISO. O momento de aperto rela-tivamente alto para isso será, então, mantido por um espaço de tempo maior, porque o termoplástico de PPA (poliftalamida), do qual é fabricado o componente de caixa ao menos na região do pelo menos um olhal de aparafusar, não se arrasta ou amolece frente a isso.
[0018] De modo particularmente preferido, um dispositivo condutor de meio de pressão de um veículo apresenta pelo menos uma caixa com pelo menos um componente de caixa como o descrito acima.
[0019] Uma caixa que pode ser produzida de modo particularmente econômico é obtida quando, além do componente de caixa, pelo menos outro componente de caixa ou todos os componentes de caixa da caixa do dispositivo condutor de meio de pressão forem constituídos do termoplástico de PPA (poliftalamida).
[0020] O dispositivo condutor de meio de pressão é, especialmente, um dispositivo de válvula que conduz ar comprimido ou um líquido hidráulico como meio de pressão e um dos seguintes dispositivos de válvula: uma válvula de controle de pressão ABS, uma válvula ASR (regulagem de deslizamento de tração), uma válvula de relé, uma válvula de múltiplas vias, uma válvula magnética de múltiplas vias, uma válvula de freio, uma válvula de tratamento de ar, uma válvula auxiliar, uma válvula EBS de reboque, uma válvula EBS de veículo de tração, um prato de embreagem.
[0021] Especialmente o dispositivo condutor de meio de pressão é formado por uma válvula de controle de pressão ABS de um dispositivo de freio de serviço de um veículo, a qual apresenta uma primeira perfuração de conexão para o fornecimento do meio de pressão de uma fonte de meio de pressão e uma segunda perfuração de conexão para a remoção do meio de pressão para um atuador de freio acionado por meio de pressão.
[0022] A seguir, a invenção será descrita detalhadamente com base em um exemplo de execução, tomando-se como referência o desenho correspondente. A figura única mostra uma exposição em perspectiva de uma válvula de controle de pressão ABS como exemplo preferido de execução da invenção.
[0023] A válvula de controle de pressão ABS 1 mostrada na figura 1, como exemplo preferido de execução da invenção, tem o objetivo de ajustar a pressão de freio na roda durante uma inclinação de bloqueio da roda freada associada a essa válvula durante uma freada. Para isso, a válvula de controle de pressão ABS 1 está conectada, por um lado, a uma fonte (por exemplo, um avaliador de freio de serviço) que gera pressão de freio e, por outro lado, a um atuador de freio, como, por exemplo, a um cilindro de freio, e, para isso, pode controlar continuamente, parar ou abaixar a pressão de freio fornecida a este. Neste caso, a válvula de controle de pressão ABS 1 é componente, por exemplo, de um dispositivo de freio de serviço eletropneumático de um veículo utilitário. Nessa figura, a válvula de controle de pressão ABS 1 é mostrada na posição de uso, isto é, os componentes dispostos em cima na figura também estão dispostos em cima no estado montado da válvula de controle de pressão ABS em um chassi de um veículo utilitário.
[0024] A válvula e controle de pressão ABS apresenta várias partes de caixa, como, neste caso, uma parte superior de caixa 2 com duas tampas laterais 4, 6 e uma parte inferior de caixa 8, as quais formam juntas a caixa 10 da válvula de controle de pressão ABS 1. Na parte superior de caixa 2 há duas perfurações de conexão 12, 14 providas de uma rosca interna. Essas perfurações de conexão 12, 14 servem, respectivamente, para o aparafusamento de um elemento de conexão, não mostrado aqui, com uma rosca externa complementar, sendo que os elementos de conexão estão respectivamente conectados com um duto que conduz meio de pressão, como ar comprimido, neste caso.
[0025] Especialmente, uma primeira perfuração de conexão 12 serve para o aparafusamento, respectivamente para a conexão de um primeiro elemento de conexão, o qual está conectado, através de um duto pneumático, por exemplo, a um canal de um módulo de regula- gem de pressão do dispositivo eletropneumático de freio de serviço. Através dessa perfuração de conexão 12, ocorre, então, o fornecimento de ar comprimido. A segunda perfuração de conexão 14 serve para o aparafusamento, respectivamente para a conexão, de um segundo elemento de conexão, o qual está conectado, através de um duto pneumático, por exemplo, a um cilindro de freio de serviço pneumático do dispositivo eletropneumático de freio de serviço. Através dessa segunda perfuração de conexão 14 ocorre, então, a remoção de ar com- primido.
[0026] Na caixa 10 estão alojadas duas válvulas de diafragma que apresentam diafragmas sob carga de elementos de mola, bem como válvulas de controle eletromagnéticas, que podem ser comandadas por um aparelho de controle ABS eletrônico externo, para o controle prévio das válvulas de diafragma. Por meio de um dispositivo elétrico de conexão 16, que está alojado em um rebaixo da caixa 10, ocorre a conexão elétrica das válvulas de controle eletromagnéticas com o aparelho de controle ABS. A construção dessa válvula de controle de pressão ABS é suficientemente conhecida e se acha descrita detalhadamente, por exemplo, no DE 10 2008 028 440 A1.
[0027] Neste caso, a válvula de controle de pressão ABS 1 é, por exemplo, parte integrante de um dispositivo eletropneumático de freio de serviço de um veículo utilitário, especialmente de um sistema de freio (EBS) com regulagem eletrônica de pressão de freio.
[0028] Além disso, a caixa 10 apresenta, por exemplo, na parte superior de caixa 2, por exemplo, dois olhais de aparafusar 18, sendo que eixos centrais dos olhais de aparafusar 18 estão dispostos paralelamente um ao outro, por exemplo. Os olhais de aparafusar 18 formam aberturas de saída na parte superior de caixa 2, isto é, eles se estendem de um lado de parte de caixa até o outro lado de parte de caixa voltado de costas para o outro lado de parte de caixa. Nos olhais de aparafusar é particularmente preferível que a relação entre o diâmetro externo (Da) e o diâmetro interno (di) seja menor do que 2,2. Alternativamente, pelo menos um olhal de aparafusar 18 também poderia ser configurado em um flange em forma de chapa que se projete a partir da caixa 10.
[0029] Pelo menos a parte superior de caixa 2 é totalmente produzida de material sintético de PPA (poliftalamida); especialmente ela é moldada por injeção desse termoplástico. Por exemplo, o termoplásti- co de PPA (poliftalamida) também pode ser reforçado por fibras, espe-cialmente reforçado por fibras de vidro. Especialmente, um reforço de fibras de vidro é provido de 30-65% em peso de reforço de fibra de vidro. De preferência, todas as partes de caixa 2, 4, 6, 8 são produzidas de termoplástico de PPA (poliftalamida).
[0030] Especialmente, o termoplástico de PPA (poliftalamida) apresenta pelo menos uma das seguintes propriedades: um módulo E de tração de pelo menos 17500 Mpa, uma resistência à ruptura de pelo menos 24o Mpa, um alongamento de ruptura de 2 %, uma resistência ao impacto de 80 kJ/m2, uma resistência ao impacto de entalhe de 11 kJ/m2, uma dureza de pressão de esfera de pelo menos 340 Mpa, uma temperatura de fusão de pelo menos , uma estabilidade de forma HDT/A até pelo menos , uma dilatação térmica longitu dinal ao longo de no máximo 0,15 10-4/K, uma dilatação térmica longitudinal transversal no máximo 0,40 10-4/K, uma densidade de pelo menos 1,65 g/cm3, uma absorção de água de no máximo 3,0% e uma absorção de umidade de no máximo 1,3%.
[0031] Para a fixação da válvula de controle de pressão ABS em um chassi do veículo utilitário, parafusos ou pinos roscados são inseridos através dos olhais de aparafusar 18 e são aparafusados em perfurações roscadas no chassi do veículo utilitário. Além disso, os dutos pneumáticos são conectados, por meio dos elementos de conexão, às perfurações de conexão 12, 14 através de aparafusamento dos elementos de conexão nas perfurações de conexão 12, 14.
[0032] Nesse caso, os parafusos, respectivamente os pinos roscados, e os elementos de conexão são apertados com um momento de aperto que garante que as conexões roscadas não se soltem depois de expostas a mais de 250 horas a 85 graus Celsius e/ou cinquenta mudanças de temperatura entre menos 40 graus e 85 graus e/ou duas horas a menos 40 graus e/ou uma aceleração de mais de 5 g e/ou um perfil de vibração segundo a ISO. O momento de aperto relativamente alto para isso será, então, também mantido por um espaço de tempo maior, porque o termoplástico de PPA (poliftalamida), do qual é fabricada pelo menos a parte de caixa 2, apresenta frente a isso uma tendência pequena para se arrastar ou amolecer. Lista de Números de Referência 1 válvula de controle de pressão ABS 2 parte superior de caixa 4 tampa 6 tampa 8 parte inferior de caixa 10 caixa 12 primeira perfuração de conexão 14 segunda perfuração de conexão 16 dispositivo de conexão 18 olhais de aparafusar
Claims (12)
1. Componente de caixa (2) de uma caixa (10) de um dispositivo (1) de um veículo que conduz um meio de pressão, com pelo menos uma perfuração de conexão (12, 14) provida de uma rosca interna para o aparafusamento de um elemento de conexão provido de uma rosca externa, para o fornecimento e/ou remoção do meio de pressão para ou do dispositivo (1), caracterizado pelo fato de que o material do componente de caixa (2), ao menos na região da perfuração de conexão (12, 14), é constituído de um termoplástico na forma de PPA (poliftalamida).
2. Componente de caixa de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser totalmente produzido do material sintético PPA (poliftalamida).
3. Componente de caixa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o termoplástico PPA (poliftalamida) está reforçado com fibras.
4. Componente de caixa de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o termoplástico PPA (poliftalamida) está reforçado com fibras, com 30 - 65% de peso em reforço de fibra de vidro.
5. Componente de caixa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de ser uma peça moldada por injeção.
6. Componente de caixa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o termoplástico PPA (poliftalamida) apresenta pelo menos algumas das seguintes propriedades: um módulo E de tração de pelo menos 17500 Mpa, uma resistência à ruptura de pelo menos 240 Mpa, um alongamento de ruptura de 2%, uma resistência ao impacto de 80 kJ/m2, uma resistência ao impacto de entalhe de 11 kJ/m2, uma dureza de pressão de esfera de pelo menos 340 Mpa, uma temperatura de fusão de pelo menos , uma estabilidade de forma HDT/A até pelo menos , uma dilatação térmica longitudinal ao longo de no máximo 0,15 10-4/K, uma dilatação térmica longitudinal transversal no máximo 0,40 10-4/K, uma densidade de pelo menos 1,65 g/cm3, uma absorção de água de no máximo 3,0% e uma absorção de umidade de no máximo 1,3 %.
7. Componente de caixa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que apresenta pelo menos um olhal de aparafusar integrado (18) para a introdução de um parafuso ou de um pino para a fixação do dispositivo em uma estrutura do veículo, sendo que o material, pelo menos na região do olhal de aparafusar (18), é constituído do termoplástico na forma de PPA (poliftalamida).
8. Dispositivo condutor de meio de pressão de um veículo, caracterizado pelo fato de que apresenta pelo menos uma caixa (10) com pelo menos um componente de caixa (2) como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.
9. Dispositivo condutor de meio de pressão de um veículo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que além de um componente de caixa (2), pelo menos outro componente de caixa ou todos os componentes de caixa (2, 4, 6, 8) da caixa (10) do dispositivo (1) condutor de meio de pressão são constituídos do termoplástico PPA (poliftalamida).
10. Dispositivo condutor de meio de pressão de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que ele é um dispositivo de válvula (1) que conduz um ar comprimido ou um líquido hidráulico como meio de pressão.
11. Dispositivo condutor de meio de pressão de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que é um dos seguintes dispositivos: uma válvula de controle de pressão ABS (1), uma válvula ASR, uma válvula de relé, uma válvula de múltiplas vias, uma válvula magnética de múltiplas vias, uma válvula de freio, uma válvula de tratamento de ar, uma válvula auxiliar, uma válvula EBS de reboque, uma válvula EBS de veículo de tração, um prato de embreagem.
12. Dispositivo condutor de meio de pressão de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que é formado por uma válvula de controle de pressão ABS (1) de um dispositivo de freio de serviço de um veículo, a qual apresenta uma primeira perfuração de conexão (12) para o fornecimento do meio de pressão a partir de uma fonte de meio de pressão e uma segunda perfuração de conexão (14) para a remoção do meio de pressão para um atuador de freio acionado por meio de pressão.
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