ES2199800T3 - Articulacion esferica. - Google Patents
Articulacion esferica.Info
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Abstract
Articulación esférica consistente en: - una carcasa (1), - un cojinete (2) colocado en su interior, - un perno esférico (3), cuya bola de la articulación (3.1) se encuentra colocada de forma móvil por todos lados, así como - un fuelle de obturación (4) entre la carcasa y el perno esférico, de modo que en un aro de rodadura (5) fijado sobre el perno esférico (3) se encuentra colocado de forma deslizante un anillo deslizante (6) que aloja la zona del borde (4.1) del fuelle de obturación (4) por el lado del perno, caracterizada porque el anillo deslizante (6) con su superficie deslizante que da a la bola de la articulación (3.1) se encuentra en contacto con el aro de rodadura (5) y forma una unión separable con la zona del borde (4.1) del fuelle de obturación (4).
Description
Articulación esférica.
La presente invención hace referencia a una
articulación esférica según el preámbulo de la reivindicación 1.
Este tipo de articulaciones esféricas se usa, por
ejemplo, para suspensiones de ruedas de automóviles. Su estructura
es por principio casi siempre la misma. Así, las articulaciones
esféricas conocidas constan de una carcasa y un cojinete introducido
en su interior. El cojinete recoge con su superficie de apoyo
esférica interior la bola de la articulación de un perno esférico
por todos lados de forma móvil. Para estanqueizar los elementos de
la articulación esférica relativamente móviles entre sí con respecto
al entorno, se introduce un fuelle de obturación entre la carcasa y
el perno esférico.
Una articulación esférica de este tipo la
describe, por ejemplo, el documento DE 36 32 265 C1. El fuelle de
obturación dispuesto entre la carcasa y el perno esférico sólo está
fijado parcialmente con su zona del borde del lado del perno al
perno esférico en un anillo de sujeción en forma de L visto en
sección transversal. Sin embargo, la desventaja de una realización
según el documento DE 36 32 265 C1 es que el fuelle de obturación
fijado, con su superficie exterior, se encuentra en contacto
directamente con el componente del vehículo, de modo que, al
producirse movimientos en la articulación esférica debido al
movimiento relativo entre el fuelle de obturación y el componente
del vehículo, se produce un rozamiento que daña la superficie del
fuelle de obturación, y a lo largo de un ciclo de vida largo, afecta
al fuelle en su función obturadora o lo destroza completamente. Esto
entraña el riesgo de que el fuelle de obturación envejezca o se
desgaste prematuramente, y con él se averíe posiblemente toda la
articulación.
Por el documento SUI-PS 465 971
se conoce, asimismo, un anillo de sujeción que está dispuesto de
forma fija sobre el perno esférico y recoge el borde del fuelle de
obturación de forma deslizante.
Una articulación esférica según el preámbulo de
la reivindicación 1 se conoce por el documento US4 220 418 A.
La presente invención tiene como punto de partida
el planteamiento del problema técnico de realizar el emparejamiento
de componentes "perno esférico - fuelle de obturación" de
manera que, con una fabricación más económica, permita un equilibrio
de los movimientos que se producen en la articulación con el menor
rozamiento posible sin que el fuelle de obturación quede desgastado
o destrozado.
La invención soluciona este problema técnico con
la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
Otras configuraciones de la invención son objeto
de las reivindicaciones secundarias.
La presente invención presenta, por tanto, un aro
de rodadura fijado sobre el perno esférico. En este aro de rodadura
se encuentra introducido un anillo deslizante que aloja la zona del
borde del fuelle de obturación del lado del perno de forma
deslizante, quedando el anillo deslizante con su superficie
deslizante vuelta hacia la bola de la articulación en contacto con
el aro de rodadura, y entrando en contacto una unión separable con
la zona del borde del fuelle de obturación.
Mediante la solución según la invención se
consigue un emparejamiento con un rozamiento optimizado entre el aro
de rodadura y el anillo deslizante, que recoge la zona del borde del
fuelle de obturación y, de este modo, permite el equilibrio de todos
los movimientos provocados por éste en la articulación esférica sin
que se produzca la destrucción ni daño alguno en el fuelle de
obturación.
Otra configuración ventajosa de una articulación
esférica según la invención prevé equipar el lado interior del
anillo deslizante que actúa conjuntamente con la zona del borde del
fuelle de obturación, al menos por zonas, con una banda de anillo.
Esta banda de anillo estará dispuesta preferentemente en el lado
interior del anillo deslizante, de modo que éste se pueda fabricar
como un componente de una sola pieza. La banda de anillo actúa por
su parte en un contorno complementario en la zona del borde del
fuelle de obturación. De este modo se consigue de forma sencilla y
ventajosa un "efecto de apriete". Este presiona la zona del
borde del fuelle de obturación bajo una tensión previa contra el aro
de rodadura, de manera que, además de la función deslizante de la
zona del borde del fuelle de obturación, al mismo tiempo se
garantiza la suficiente obturación. Así, el anillo deslizante puede
presentar una forma prácticamente en forma de L, de T o de F, visto
en sección transversal.
Para reducir aún más el rozamiento de
deslizamiento entre el anillo deslizante y el aro de rodadura, según
la invención se propone asimismo, al utilizarse un anillo deslizante
prácticamente en forma de L visto en sección transversal, que consta
por lo tanto de un brazo axial y un brazo radial, fabricar una unión
deslizante únicamente entre el brazo radial y la superficie interior
del aro de rodadura. Entre el brazo axial y la superficie interior
del aro de rodadura asignada al brazo axial se encuentra una
hendidura. Gracias a una solución de este tipo, las superficies que
están en contacto entre sí son muy pequeñas, lo cual permite una
influencia selectiva de los parámetros de rozamiento. Por su parte,
el aro de rodadura puede presentar una forma de U o también de L
visto en sección transversal. Dependiendo de las necesidades de las
parejas de rozamiento de deslizamiento y la estanqueidad de todo el
sistema, también es posible que al menos una superficie de la zona
del borde del fuelle de obturación se encuentre en contacto
directamente de forma deslizante con la superficie interior del aro
de rodadura. De acuerdo con la solución que aquí se propone, este
par de contactos puede consistir en una falda obturadora de la zona
del borde del fuelle de obturación o ser una junta laberíntica
creada con la superficie interior del aro de rodadura.
La junta laberíntica entre la superficie interior
del aro de rodadura y la zona del borde del fuelle de obturación,
así como la falda obturadora, son soluciones alternativas que,
naturalmente, también se pueden aplicar conjuntamente. Esto
significa que, por ejemplo, una superficie de la zona del borde del
fuelle de obturación presenta una falda obturadora, actuando dicha
falda obturadora contra la superficie interior del aro de rodadura,
y una segunda superficie de la zona del borde del fuelle de
obturación crea una junta laberíntica junto con la superficie
interior del aro de rodadura. El anillo deslizante asume así la
función de pretensar la zona del borde del fuelle de obturación en
el sentido axial o radial correspondiente contra la superficie a
obturar. Un diámetro reducido del fuelle de obturación puede servir
como ayuda. El anillo deslizante puede fabricarse de forma sencilla
y económica como una pieza preformada de chapa o una pieza
preformada de plástico. Lo mismo puede afirmarse del aro de
rodadura.
Según la invención, el anillo deslizante, según
otra configuración, puede presentar al menos otra ranura. En caso de
una realización ranurada del anillo deslizante, éste se ensanchará
brevemente durante el montaje y, a continuación, se enclavará en el
aro de rodadura.
Otra realización según la invención consiste en
que el aro de rodadura presente bridas dispuestas separadas unas de
otras. En una forma de realización de este tipo, el anillo
deslizante se desplaza sobre el aro de rodadura, de modo que las
bridas del aro de rodadura se transforman a continuación en sentido
radial, alojando el anillo deslizante, junto con la zona del borde
del fuelle de obturación, dentro del aro de rodadura.
Mediante una articulación esférica según la
invención, se puede realizar de forma manifiesta una obturación de
la pareja de componentes "perno esférico - fuelle de
obturación" en sentido axial, en sentido radial, así como en
sentido axial y radial. Por motivos de estabilidad, es conveniente
en ese caso que la zona del borde del fuelle de obturación por el
lado del perno forme un reborde de material reforzado que actúe con
una tensión previa contra el aro de rodadura y/o contra el anillo
deslizante. Mediante una articulación esférica según la invención se
consigue una reducción en el rozamiento entre el fuelle de
obturación y el perno esférico. El fuelle de obturación ya no se
puede retorcer al producirse movimientos en la articulación, con lo
cual, debido a los esfuerzos de la tracción perjudiciales provocados
por la torsión, tampoco se puede desgastar ni destrozar, como ocurre
con las realizaciones conocidas en el estado actual de la técnica.
La medición de la tensión previa entre el anillo deslizante y el aro
de rodadura se puede realizar de forma muy sencilla y exacta, de
modo que los parámetros de rozamiento, y con ello el comportamiento
de las parejas de rozamiento, se puede predecir con gran
exactitud.
Según la invención, el anillo deslizante está
unido a la zona del borde del fuelle de obturación.
A continuación, se explica con más detalle una
articulación esférica según la invención con la ayuda de los dibujos
correspondientes.
Estos muestran:
Figuras 1, 2, 5-7: diferentes
realizaciones según la invención del emparejamiento de componentes
perno esférico - zona del borde del fuelle de obturación.
Figura 3: en detalle, el trazado de la sección
III-III según la figura 1,
Figura 4: en detalle, el trazado de la sección
IV-IV según la figura 2, y
Figura 8: el trazado de la sección
VIII-VIII según la representación de la figura
7.
En las representaciones de las figuras en
detalle, por motivos de simplificación, no aparecen representadas
las carcasas ni los cojinetes de las articulaciones esféricas. En el
perno esférico 3 se ha colocado un aro de rodadura 5 en forma de U
visto en sección transversal. El asiento fijo del aro de rodadura 5
sobre el perno esférico 3 se consigue preferentemente mediante una
tensión de prensado. En el aro de rodadura 5 en forma de U visto en
sección transversal se ha introducido un anillo deslizante 6 en
forma de L visto en sección transversal. El anillo deslizante 6
presenta un brazo axial 6.3 y un brazo radial 6.4. Entre estos
brazos se encuentra alojada la zona del borde 4.1 del fuelle de
obturación 4. En este caso, una superficie de la zona del borde 4.1
del fuelle de obturación 4 se encuentra en contacto directo de forma
deslizante con la superficie interior del aro de rodadura 5. Esta
unión representa al mismo tiempo una junta laberíntica 4.3, 5.1. En
el lado de apoyo del brazo radial 6.4 del anillo deslizante 6, el
aro de rodadura 5 presenta bridas 5.2. Estas bridas, orientadas en
sentido axial antes del montaje del anillo deslizante, tras la
colocación del anillo deslizante 6 se transforman en el aro de
rodadura 5, de modo que se produce un emparejamiento de
deslizamiento entre el aro de rodadura 5 y el anillo deslizante
6.
En la figura 2 se vuelve a representar un
emparejamiento de componentes entre el perno esférico 3 y la zona
del borde del fuelle de obturación 4.1 con una estructura
esencialmente igual a la realización dibujada en la figura 1. Sin
embargo, en la realización según la invención conforme a la figura
2, el anillo deslizante 6, con su brazo axial 6.3, no está en
contacto de forma deslizante con la superficie interior del aro de
rodadura 5, sino que entre el brazo axial 6.3 del anillo deslizante
6 y la superficie interior del aro de rodadura 5 se encuentra más
bien una hendidura 7. Así, el anillo deslizante 6 se encuentra sólo
en parte, con su brazo radial 6.4, sobre la brida 5.2 del aro de
rodadura 5. En una realización de este tipo, las superficies en
contacto entre sí entre el aro de rodadura 5 y el anillo deslizante
6 son muy pequeñas, de modo que, gracias a ello, se puede conseguir
una considerable reducción del rozamiento.
Las formas de realización de una articulación
esférica según la invención representadas gráficamente en las
figuras 5 y 6 presentan algunas peculiaridades. Así, el aro de
rodadura 5 sigue teniendo forma de U visto en sección transversal,
pero el anillo deslizante 6 está realizado en forma de disco.
Aproximadamente en el centro, en el lado que da a la zona del borde
4.1 del fuelle de obturación 4 se encuentra junto al anillo
deslizante 6 una banda de anillo 6.1. Esta banda de anillo encaja
directamente en la zona del borde 4.1 del fuelle de obturación 4,
permitiendo así presionar la zona del borde bajo una tensión previa
contra la superficie interior del aro de rodadura. Asimismo, la zona
del borde 4.1 del fuelle de obturación 4 presenta una falda
obturadora 4.2 que se encuentra en contacto con una primera
superficie interior del aro de rodadura 5 y, debido a su efecto
rascador, desempeña una función obturadora al producirse movimientos
en el fuelle de obturación. Asimismo, en otra superficie de la zona
del borde 4.1 del fuelle de obturación 4, se encuentra un contorno
ondulado 4.3. Éste actúa conjuntamente con una superficie interior
5.1 del aro de rodadura 5 configurada de forma complementaria,
formando una junta laberíntica (4.3, 5.1).
En la realización según la figura 6, el anillo
deslizante 6 está realizado además de forma ranurada. Eso significa
que se sujeta a presión sobre el aro de rodadura 5 durante el
montaje, como se puede ver en el trazado de la sección IV - IV de la
figura 2 dibujado en la figura 4. En la figura 3 aparece dibujado el
trazado de la sección III - III según la figura 1, donde se pueden
apreciar las bridas 5.2.
Como puede verse en las figuras 1, 2, 5 y 6,
tanto el aro de rodadura 5 como el anillo deslizante 6 pueden
fabricarse, según se prefiera, de metal, de plástico, o de
materiales compuestos de metal y plástico.
La variante de una articulación esférica según la
invención con una estructura esencialmente igual a las realizaciones
representadas en las figuras 5 y 6, como aparece representada en la
figura 7, presenta la diferencia de que el anillo deslizante 6
consiste en una pieza de chapa fabricada mediante transformación y
troquelado. La unión de este anillo deslizante 6 con el aro de
rodadura 5 aparece dibujado en la representación en sección de la
figura 8 conforme al trazado de la sección VIII - VIII de la figura
7. En ella se siguen utilizando bridas 5.2 del aro de rodadura 5, de
la forma ya descrita anteriormente, para la fijación de la zona del
borde 4.1 del fuelle de obturación 4, así como del anillo deslizante
6. La banda de anillo 6.1 se forma mediante un pliegue de
material.
- 1
- Carcasa
- 2
- Cojinete
- 3
- Perno esférico
- 3.1
- Bola de la articulación
- 4
- Fuelle de obturación
- 4.1
- Zona del borde
- 4.2
- Falda obturadora
- 4.3
- Junta laberíntica
- 5
- Aro de rodadura
- 5.1
- Junta laberíntica
- 5.2
- Brida
- 6
- Anillo deslizante
- 6.1
- Banda de anillo
- 6.2
- Ranura
- 6.3
- Brazo axial
- 6.4
- Brazo radial
- 7
- Hendidura
Claims (12)
1. Articulación esférica consistente en:
- una carcasa (1),
- un cojinete (2) colocado en su interior,
- un perno esférico (3), cuya bola de la
articulación (3.1) se encuentra colocada de forma móvil por todos
lados, así como
- un fuelle de obturación (4) entre la carcasa y
el perno esférico, de modo que en un aro de rodadura (5) fijado
sobre el perno esférico (3) se encuentra colocado de forma
deslizante un anillo deslizante (6) que aloja la zona del borde
(4.1) del fuelle de obturación (4) por el lado del perno,
caracterizada porque el anillo deslizante
(6) con su superficie deslizante que da a la bola de la articulación
(3.1) se encuentra en contacto con el aro de rodadura (5) y forma
una unión separable con la zona del borde (4.1) del fuelle de
obturación
(4).
2. Articulación esférica según la reivindicación
1, caracterizada porque sobre la superficie interior del
anillo deslizante (6) que actúa conjuntamente con la zona del borde
(4.1) del fuelle de obturación (4), se encuentra, al menos en
algunas zonas, como mínimo una banda de anillo (6.1) que actúa en la
zona del borde (4.1) del fuelle de obturación (4).
3. Articulación esférica según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque el anillo deslizante (6), visto
en sección transversal, presenta una forma aproximadamente de L, de
T o de F.
4. Articulación esférica según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque el anillo deslizante (6), visto
en sección transversal, presenta una forma aproximadamente de L, con
lo que consta de un brazo axial (6.3) y un brazo radial (6.4), de
tal modo que el brazo radial (6.4) se encuentra en contacto con la
superficie interior del aro de rodadura (5) de forma deslizante, y
entre el brazo axial (6.3) y la superficie interior del aro de
rodadura (5) correspondiente existe una
hendidura (7).
hendidura (7).
5. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el aro de
rodadura (5), visto en sección transversal, presenta una forma
aproximadamente de U.
6. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos
una superficie de la zona del borde (4.1) del fuelle de obturación
(4) se encuentra en contacto de forma deslizante con la superficie
interior del aro de
rodadura (5).
rodadura (5).
7. Articulación esférica según la reivindicación
6, caracterizada porque la superficie de la zona del borde
(4.1) del fuelle de obturación (4) que se encuentra en contacto con
la superficie interior del aro de rodadura presenta una falda
obturadora (4.2) o forma una junta laberíntica (4.3, 5.1) junto con
la superficie interior.
8. Articulación esférica según la reivindicación
6, caracterizada porque una superficie de la zona del borde
(4.1) del fuelle de obturación (4) que se encuentra en contacto con
la superficie interior del aro de rodadura presenta una falda
obturadora (4.2), y una segunda superficie de la zona del borde
(4.1) del fuelle de obturación (4) forma una junta laberíntica (4.3,
5.1) junto con la superficie interior.
9. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el anillo
deslizante (6) es una pieza preformada de chapa o una pieza
preformada de plástico.
10. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el brazo
del aro de rodadura (5) que se encuentra en contacto con el anillo
deslizante (6) consta de bridas (5.2) dispuestas separadas unas de
otras.
11. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el anillo
deslizante (6) presenta al menos una ranura (6.2) que transcurre de
forma radial.
12. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la zona
del borde (5.1) del fuelle de obturación (5) por el lado del perno
forma un reborde de material reforzado que presiona con una tensión
elástica previa contra el aro de rodadura (5) o contra el anillo
deslizante (6).
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