Molas Hoesch

Devido ao atrito entre lâminas, os feixes possuem histerese, isto significa que absorvem energia sem deformação imediata, por isto veículos com feixes de mola tendem a ser menos confortáveis o que não recomenda sua utilização em automóveis de passeio.

Os feixes de mola já são por si próprios, elementos estruturais ( ligam o eixo ao chassi ), eliminando a necessidade de caros e pesados braços de suspensão, tirantes etc e isto é uma grande vantagem para veículos pesados.

Devido à carga suportada, os caminhões necessitariam molas de grande diâmetro de arame, cujo enrolamento é bastante dificultoso e por vezes até mesmo inviável.

São molas helicoidais ou feixes de lâminas, cuja constante elástica se altera à medida que a carga aplicada aumenta.

São usadas basicamente nas suspensões traseiras de veículos que apresentam grande variação de peso entre as condições de vazio e carregado, p.ex. caminhões, pick-ups, vans e station-wagons.

Nas molas helicoidais o aumento da constante elástica se consegue, fazendo com que as espiras se encostem entre si ou sobre um apoio previamente projetado. Nos feixes de lâminas este efeito é conseguido aumentando-se a quantidade de lâminas em contacto.

O exemplo a seguir mostra como se consegue a progressividade numa mola helicoidal.

Com a aplicação de carga as espiras com passo menor se encostam entre si deixando de trabalhar e a mola fica com 4,5 espiras ativas.

É um tipo de suspensão idealizada nos anos 50 pelo brilhante engenheiro inglês Ian McPherson, que se caracterizava por utilizar apenas 1 braço de sustentação com 2 pontos de ancoragem na estrutura do veículo, sendo o 3º ponto de ancoragem representado pela própria fixação superior do amortecedor.

Esta criação revolucionou o conceito de linha de montagem pois permitiu que a suspensão dianteira fosse montada em módulos separados e depois levada diretamente ao veículo com grande economia de tempo.

A barra de torção é uma mola e seu princípio de funcionamento é o mesmo das molas helicoidais ( solicitação por torção ). A principal vantagem das barras de torção é a de não ocuparem espaço útil no veículo, visto que podem ser literalmente “escondidas” na parte inferior dos mesmos. Sua grande desvantagem reside nos custos de fabricação, normalmente mais altos que o das molas helicoidais.

Esta questão necessita algumas ilustrações para ser respondida.

Observe agora o escalonamento de um feixe de molas:

Repare que não é por mero capricho do projetista que o feixe tem espessura máxima no centro e vai se “afinando” em direção à extremidade, ele é escalonado exatamente de acordo com a distribuição das tensões.

A rigidez de cada Lâmina depende de seu momento de inércia que é dado pela fórmula:

Passemos agora a um exemplo prático : 1 feixe com 6 lâminas de 70 x 10 mm

J = ( 70 x 10³ / 12 ) x 6 resulta 35.000 mm4

Isto significa que 35.000 = 70 x h³ /12, ou

h³ = 35000 x 12 / 70 > h³ = 6000 > h = 18,16 mm.

Portanto, nosso feixe de molas de 6 lâminas de 70 x 10 mm, poderia ser substituído por uma única lâmina de 70 x 18,16 mm ! uma enorme economia de material e redução de peso.

Esta lâmina única também pode ser devidamente adequada para uma perfeita distribuição de tensões, ou seja:

Ao invés disto:

Poderia ser isto:

A peça seria laminada, para um perfil afilado nas extremidades, de modo a distribuir uniformemente as tensões. Este perfil é obtido através da equação da parábola e por esta razão as molas assim fabricadas são “ Molas parabólicas “.

Suas grandes vantagens em relação aos feixes de mola convencionais são:

Uma barra estabilizadora é uma mola de torção, que só trabalha quando o veículo percorre uma curva.

A constante elástica desta “mola de torção” vai se somar à constante elástica da mola do lado externo da curva, diminuindo a “rolagem” do veículo com o conseqüente aumento da estabilidade.

A necessidade de uso da barra estabilizadora é proporcional ao desempenho do veículo, portanto um veículo popular com motor 1.0 e direção mecânica normalmente, não necessitará de barras estabilizadoras.