ES2207607T3 - Articulacion esferica. - Google Patents
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Abstract
Articulación esférica compuesta de, por lo menos, una carcasa (1) de la articulación abierta por un lado con una entalladura (6) de la carcasa, un gorrón (10) articulado encajado en la entalladura (6) de la carcasa con una esfera (2) de la articulación dotada de una protección superficial, cuya sección del gorrón sobresale por un orifico (5) de la carcasa, con un cojinete (4) dispuesto entre la carcasa (1) de la articulación y la esfera (2) de la articulación, así como con un fuelle (7) obturador entre la carcasa (1) de la articulación y el gorrón (10) articulado, caracterizada porque entre la carcasa (1) de la articulación y la esfera (2) de la articulación está dispuesto un elemento (3) obturador, que está en contacto deslizante con la esfera (2) de la articulación bajo tensión elástica previa.
Description
Articulación esférica.
Las articulaciones esféricas se emplean en
múltiples campos, pero en especial en la construcción de vehículos,
en módulos para suspensión de las ruedas.
Esta clase de articulaciones esféricas (por
ejemplo, el documento GB 2 100 337 A) se componen de una carcasa de
la articulación con una entalladura de la carcasa, de un gorrón
articulado depositado en la escotadura de la carcasa con su esfera
de la articulación dotada de una protección superficial, cuya
sección de gorrón sobresale por un orificio de la carcasa. La
esfera de la articulación se dispone en un cojinete que es necesario
para las altas cargas de esta clase de articulaciones en vehículos.
Además las articulaciones esféricas de esta clase presentan un
fuelle de obturación, que está previsto entre la carcasa de la
articulación y el gorrón articulado.
Muy importante para el funcionamiento duradero
(larga vida útil) de la articulación esférica es conseguir medidas
constructivas que posibiliten una lubricación duradera con grasa de
articulación. De esta manera se reduce enormemente la fricción
entre los componentes relativamente móviles entre sí. Como depósito
de grasa sirve, en las articulaciones habituales, un fuelle
obturador.
Sin embargo, el fuelle obturador también es
indispensable para la estanqueidad de los componentes de la
articulación de las articulaciones esféricas de vehículos contra la
suciedad y las influencias medioambientales.
Otro problema para el óptimo funcionamiento de la
articulación se produce por el hecho de que los vehículos se
limpian frecuentemente con aparatos de limpieza por alta presión.
Como se ha comprobado, estos aparatos generan presiones que están
en condiciones de levantar el fuelle obturador por lo menos breve y
ligeramente, de los componentes de la articulación. Las pérdidas de
estanqueidad que aparecen por este motivo permiten la entrada de
agentes no deseados en el interior de la articulación.
El planteamiento técnico del problema de la
presente invención es conseguir una estanqueidad mejorada de la
articulación esférica contra la entrada de suciedad o humedad entre
el cojinete y la esfera de la articulación, al mismo tiempo que una
función optimizada de lubricación en los componentes móviles.
Este planteamiento técnico problemático se
soluciona según la invención mediante una articulación esférica con
las características de la reivindicación 1 principal.
A continuación, se propone disponer un elemento
obturador entre la carcasa de la articulación y la esfera de la
articulación, el cual está en contacto deslizante con la esfera de
la articulación bajo una tensión elástica previa.
Para la puesta en práctica de la invención es
esencial que la esfera de la articulación esté dotada de una
protección superficial, de manera que, como consecuencia de este
tratamiento, presente una rugosidad y una protección contra la
corrosión extraordinariamente pequeñas porque sólo de esta manera
puede garantizarse una larga vida útil del labio de obturación que
está en contacto deslizante con la esfera de la articulación. La
máxima profundidad (Ry) de la rugosidad debería estar comprendida
aproximadamente entre 1 y 5 \mum.
La invención misma aporta varias ventajas.
Podrían emplearse, dentro de la articulación esférica, dos clases de
grasa diferentes sin temor a que se mezclen. Una primera clase de
grasa de lubricación con cualidades óptimas de lubricación y
deslizamiento está prevista entre la esfera de la articulación y el
cojinete, con lo que el labio de obturación cierra herméticamente el
depósito de grasa y lo mantiene en esta zona articulada. Una
segunda clase de grasa se aloja en el fuelle obturador y cumple
principalmente una función de estanqueidad.
El elemento obturador adicional dentro de la
articulación esférica garantiza así, no sólo una lubricación óptima
de la articulación, sino al mismo tiempo también una función de
estanqueidad óptima, lo que es una enorme ventaja respecto a las
realizaciones conocidas hasta ahora, especialmente al emplear
aparatos de limpieza por alta presión.
En ciertas circunstancias podría conseguirse una
articulación esférica según la invención, incluso sin fuelle
obturador en absoluto. En cualquier caso pueden reducirse las
dificultades para conseguir un asiento fijo del fuelle obturador,
de manera que parece posible renunciar al empleo de anillos
tensores, con lo que pueden reducirse no sólo el número de
componentes presentes, sino también las dificultades en el montaje
de las articulaciones esféricas según la invención y, con ello, los
costes.
Los perfeccionamientos ventajosos de la invención
son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Así pues, de acuerdo con otra configuración de la
invención, se propone realizar el elemento obturador como una
anillo configurado como una sola pieza con el cojinete, que
establece en el lado del orificio de la carcasa una unión hermética
entre la superficie de la esfera de la articulación y la superficie
interior de la entalladura de la carcasa. Una configuración del
elemento obturador de esta clase permite, de manera sencilla, una
estanqueidad entre la esfera de la articulación y la carcasa de la
articulación, con lo que el elemento obturador puede ser un anillo
obturador confeccionado según el procedimiento de dos componentes,
vulcanizado o pegado en el lado abierto del cojinete o formar una
sola pieza con el cojinete.
No obstante, como elemento obturador puede
emplearse tanto un labio de obturación inyectado en el lado del
orificio de la carcasa directamente en la carcasa de la
articulación o en el cojinete, o bien aprisionado entre el cojinete
y la superficie interior de la entalladura de la carcasa, estando en
contacto el labio de obturación con la esfera de la articulación
bajo tensión elástica previa. El labio de obturación presenta una
sección transversal que se extiende en forma de punta, de manera
que con su punta provoca un efecto de rascado en la esfera de la
articulación.
El elemento obturador puede estar compuesto de
material termoplástico como, por ejemplo, polioximetileno,
poliuretano, poliamida (PA), material de caucho u otros materiales
elastómeros, lo que posibilita tanto su fácil confección como
también su sencilla unión con la carcasa de la articulación o con
el
\hbox{cojinete.}
También es ventajoso que la superficie de
obturación del elemento obturador que se apoya en la esfera de la
articulación presente un recubrimiento adicional de un material de
poca fricción. Este puede ser, por ejemplo, teflón u otro material
apropiado.
Es posible además, en una articulación esférica
según la invención, fragilizar artificialmente después de su
fabricación la superficie de obturación del elemento obturador que
se apoya en la esfera de la articulación, lo que mejora el efecto
obturador como consecuencia del aumento de superficie.
Para evitar la entrada de suciedad en la zona
comprendida entre el cojinete y la esfera de la articulación es
ventajoso, además, prever una transición fluida desde la esfera de
la articulación a la sección del gorrón del gorrón articulado, es
decir, mantener al mínimo el radio R de transición entre la esfera
de la articulación y la sección del gorrón del gorrón articulado.
Según la invención, en esta zona no debe existir ninguna
acanaladura.
A continuación se explicará con detalle la
invención mediante un ejemplo de realización. Aquí se muestra:
La figura 1: una representación en corte
seccionada de una articulación esférica según el estado de la
técnica,
La figura 2: una representación en corte
seccionada de una articulación esférica según la invención
y
La figura 3: una representación en corte
seccionada de otra articulación esférica según la invención.
En las figuras se ha mostrado a modo de ejemplo
una articulación esférica según el estado de la técnica así como
dos articulaciones esféricas según la invención.
La figura 1 debe representar realizaciones
conocidas hasta el momento que presentan en especial la desventaja
de que en la zona de transición entre la esfera 2 de la
articulación y la sección del gorrón del gorrón 10 esférico existe
una acanaladura 12. El gorrón 10 esférico giratorio en la dirección
de la flecha A transporta, en su movimiento, suciedad que se
encuentra en la citada acanaladura 12, directamente a la superficie
del cojinete, entre el cojinete 4 y la esfera 2 de la articulación,
lo cual se resalta visiblemente en al representación de la figura
1.
En la entalladura 6 de la carcasa de una carcasa
1 de la articulación según la invención mostrada en las figuras 2 y
3 está dispuesta una esfera 2 de la articulación de un gorrón 10
articulado, dotada con una protección superficial. La esfera de la
articulación está encajada en el cojinete 4 de forma que puede
moverse en varias direcciones. El cojinete 4 también está colocado
en la entalladura 6 de la carcasa. Un fuelle 7 obturador sirve como
depósito de grasa y para la estanqueización de los componentes
móviles de la articulación esférica respecto al entorno. Está
apoyado, por una parte, en la carcasa 1 de la articulación y, por
otra parte, en el gorrón 10 articulado. La carcasa 1 de la
articulación está dotada con un orificio 5 de la carcasa en el lado
de salida del gorrón. En el lado opuesto de este orificio de la
carcasa, está cerrada por medio de una tapa 8 de cierre. Ésta se
fija mediante conformación del material de un borde 11 de la
carcasa en la carcasa 1 de la articulación. Para fijar en posición
el cojinete 4 se introduce entre la tapa 8 de cierre y el cojinete
4 un anillo 9 de tolerancia.
En la realización correspondiente a la figura 2
hay vulcanizado en la parte 5 del orificio de la carcasa de la
carcasa 1 de la articulación en el cojinete 4, un elemento 3
obturador en forma de un anillo obturador que, bajo tensión
elástica previa, está en contacto deslizante con la superficie de la
esfera de la articulación, tratándose aquí de un anillo de
caucho.
La realización de la figura 3 muestra, por el
contrario, como elemento 3 obturador un labio de obturación apoyado
en la superficie de la esfera de la articulación bajo tensión
elástica previa y vulcanizado en la carcasa 1 de la articulación.
Las dos realizaciones de una esfera de la articulación según la
invención presentan, en la zona de transición entre la esfera 2 de
la articulación y la sección de gorrón del gorrón 10 articulado, un
radio extremadamente pequeño, con lo que se evita una acanaladura en
esta zona.
- 1.
- Carcasa de la articulación
- 2.
- Esfera de la articulación
- 3.
- Elemento obturador
- 4.
- Cojinete
- 5.
- Orifico de la carcasa
- 6.
- Entalladura de la carcasa
- 7.
- Fuelle obturador
- 8.
- Tapa
- 9.
- Anillo de tolerancia
- 10.
- Gorrón articulado
- 11.
- Borde de la carcasa
- 12.
- Acanaladura
Claims (9)
1. Articulación esférica compuesta de, por lo
menos, una carcasa (1) de la articulación abierta por un lado con
una entalladura (6) de la carcasa, un gorrón (10) articulado
encajado en la entalladura (6) de la carcasa con una esfera (2) de
la articulación dotada de una protección superficial, cuya sección
del gorrón sobresale por un orifico (5) de la carcasa, con un
cojinete (4) dispuesto entre la carcasa (1) de la articulación y la
esfera (2) de la articulación, así como con un fuelle (7) obturador
entre la carcasa (1) de la articulación y el gorrón (10)
articulado, caracterizada porque entre la carcasa (1) de la
articulación y la esfera (2) de la articulación está dispuesto un
elemento (3) obturador, que está en contacto deslizante con la
esfera (2) de la articulación bajo tensión elástica previa.
2. Articulación esférica según la reivindicación
1, caracterizada porque el elemento (3) obturador es un
anillo configurado de una sola pieza con el cojinete (4) que
establece, en el lado del orificio (5) de la carcasa, una unión
obturadora entre la superficie de la esfera (2) de la articulación y
la superficie interior de la entalladura (6) de la carcasa.
3. Articulación esférica según la reivindicación
2, caracterizada porque el elemento (3) obturador es un
anillo obturador confeccionado según el procedimiento de dos
componentes vulcanizado o pegado en el lado abierto del cojinete
(4) o formando una sola pieza con el cojinete (4).
4. Articulación esférica según la reivindicación
1, caracterizada porque el elemento (3) obturador es un
labio obturador inyectado en la carcasa de la articulación, en el
lado del orificio (5) de la carcasa, que está apoyado en la esfera
(2) de la articulación bajo tensión elástica previa.
5. Articulación esférica según la reivindicación
1, caracterizada porque el elemento (3) obturador es un
labio obturador inyectado en el cojinete (4) en el lado del
orificio (5) de la carcasa o aprisionada entre el cojinete (4) y la
superficie interior de la entalladura (6) de la carcasa, que está
apoyado en la esfera (2) de la articulación bajo tensión elástica
previa.
6. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriormente citadas, caracterizada porque
el elemento (3) obturador está compuesto por material termoplástico
como, por ejemplo, polioximetileno, poliamida (PA), poliuretano,
material de caucho o elastómero o bien de una materia elástica de
varios componentes.
7. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriormente citadas, caracterizada porque
la superficie obturadora del elemento (3) obturador que se apoya en
la esfera (2) de la articulación presenta un revestimiento de un
material de baja fricción.
8. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriormente citadas, caracterizada porque
la superficie obturadora del elemento (3) obturador apoyada en la
esfera (2) de la articulación se fragiliza después de su
fabricación.
9. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriormente citadas, caracterizada porque
el radio R de transición entre la esfera (2) de la articulación y
la sección de gorrón del gorrón (10) articulado se mantiene con
dimensiones mínimas o ni siquiera existe y la rugosidad (Ry) máxima
de la superficie de la esfera de la articulación está comprendida
entre 1 y 5 \mum.
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