ES2215889T3 - Soporte de goma. - Google Patents

Abstract

Soporte de goma, preferentemente, soporte de goma sencillo, con una parte interior (1) particularmente cilíndrica, un casquillo exterior (2) en forma de tubo, dispuesto de modo coaxial alrededor de la parte interior (1), así como con un cuerpo de presión, formado por un elastómero (3), dispuesto entre la parte interior (1) y el casquillo exterior (2) y unido a ellos mediante vulcanización, en el que se extienden en el elastómero (3), en dirección axial en el interior del soporte, partiendo, respectivamente, de los extremos axiales, dos canales que discurren en una circunvalación completa en torno al eje del soporte (5), denominados canales abiertos (4, 4¿), cuya distancia radial al eje del soporte (5) y/o su anchura, varía cíclicamente de manera continua, en el que se produce un desfase entre los dos canales abiertos (4, 4¿), considerando el recorrido determinado por la variación de la distancia radial al eje del soporte (5) y/o de la anchura, que sigue preferentemente el mismo ciclo y en el que, por medio del cuerpo de presión formado por el elastómero (3), unas fibras (6, 6¿) con capacidad de carga axial idéntica forman una trabazón cruzada mediante una dirección de recorrido cambiante, de modo que mediante la fijación del ángulo entre las fibras (6, 6¿) que forman el trabazón cruzada y el eje del soporte (5) y/o mediante una conformación diferente del recorrido de los contornos de los canales abiertos (4, 4¿), se puede variar de forma sencilla la relación entre la rigidez axial y radial de los soportes con una construcción, por lo demás, básicamente igual.

Description

Soporte de goma.

La invención se refiere a un soporte de goma con absorción mejorada de las cargas que se producen por torsión y los sistemas cardán. Ésta se refiere, preferentemente, a soportes de goma sencillos, en los que las piezas de inserción, dispuestas axialmente, se unen entre sí muy adherentes mediante el elastómero. Sin embargo, la reflexión fundamental de la invención se puede trasladar también a soportes de goma de varias piezas, o también a aquellos para los que se prevén, por motivos determinados, piezas de inserción adicionales o discos de detención.

Los soportes de goma se emplean principalmente en la construcción de vehículos con las finalidades más variadas. Según la finalidad de empleo concreta, se le plantean al soporte diferentes requisitos de capacidad de carga. En particular, los soportes que se emplean en el entorno del bastidor, por ejemplo, en relación con la suspensión de las ruedas, se exponen también a una carga elevada por torsión o los sistemas cardán. En este sentido, es necesario adaptar los soportes considerando su rigidez axial y radial frente a estas cargas.

Los soportes de goma sencillos, de construcción tradicional, presentan una relación "natural", sin aplicar medidas adicionales, entre la rigidez axial y radial aproximada de 1:3. Al efecto de modificar esta relación, en el sentido de una mejor adaptación a las cargas cardán producidas o al esfuerzo por torsión, hasta ahora es necesario prever en los soportes piezas de inserción complicadas o discos de detención. En algunos casos, esto conduce a construcciones bastante costosas. Además, este tipo de piezas conllevan, por otra parte, limitaciones no deseadas en otros sitios considerando la conversión de la torsión y de los sistemas cardán. La construcción aparatosa supone una fabricación aparatosa y, con ello, gastos de fabricación elevados. Además, se deducen costes elevados para el control y configuración de las estructuras de control correspondientes. También el montaje en las instalaciones del cliente, en particular, el ajuste exacto considerando la capacidad de carga dependiente del sentido, es comparativamente complicada.

El documento DE2838391A1 describe un soporte de goma, que a través de una configuración especial de su parte interior y de la carcasa externa, garantiza una absorción mejorada de las fuerzas axiales registradas. En este soporte, las superficies laterales de la parte interior y del casquillo exterior, se inclinan contra el eje del soporte. Al aplicar fuerzas axiales, la parte interior y el casquillo exterior, debido a su conformación especial, se desplazan radialmente uno contra otro. Sin embargo, un soporte conformado según el documento, en particular, considerando la forma de su casquillo exterior, no entra en consideración para cualquier finalidad de empleo. Por el documento DE3346665A1, se conoce un soporte elástico para la absorción de movimientos de desplazamiento cardán. Según la solución mostrada, se incorporan en los dos lados frontales de la articulación unas formaciones huecas en el cuerpo articulado. Por ello, se produce un guiado forzado del cuerpo articulado al producirse movimientos de desplazamiento cardán.

El objetivo de la invención es crear un soporte de goma, que con una construcción sencilla, es variable dentro de unos límites amplios con respecto a la relación entre la rigidez axial y radial, y se adapta a la finalidad de empleo correspondiente, en particular, considerando las cargas que se producen, dado el caso, por torsión y los sistemas cardán.

El objetivo se alcanza mediante un soporte de goma con las características de la reivindicación principal. Por medio de las reivindicaciones subordinadas, se ofrecen variantes ventajosas y configuraciones del soporte según la invención.

El soporte, conformado preferentemente como soporte de goma sencillo, está formado, de modo en sí conocido, por una parte interior esencialmente cilíndrica, un casquillo exterior coaxial en forma de tubo, dispuesto alrededor de la parte interior, así como por un cuerpo de presión, formado por un elastómero, dispuesto entre la parte interior y el casquillo exterior y unido a ellos mediante vulcanización. La parte interior y el casquillo exterior de este tipo de soportes de goma, presenta por lo general, una forma cilíndrica. Sin embargo, para determinadas finalidades de empleo, la forma también puede diferenciarse de ésta, de modo que el área de la sección transversal también puede presentar forma elíptica o similar, o las partes pueden presentar talones en el recorrido de su extensión axial. La aplicabilidad de la idea fundamental de la invención no experimenta cambios por ello.

En el modo esencial de la invención, se extienden en el elastómero, en dirección axial en el interior del soporte, partiendo de los extremos axiales, dos canales abiertos que discurren en una circunvalación completa en torno al eje del soporte y configurados de modo especial. La configuración especial de los canales abiertos consiste en que su distancia radial al eje del soporte y/o su anchura, varía cíclicamente, en que se produce un desfase entre ellas, considerando el recorrido determinado por la variación de la distancia radial al eje del soporte y/o de la anchura. El recorrido de los dos canales abiertos sigue preferentemente, en esto, el mismo ciclo. Según la invención, en el cuerpo de presión formado por el elastómero, las fibras con capacidad de carga axial idéntica forman, además, una trabazón cruzada mediante un sentido de recorrido cambiante. Se debe considerar como esencial en la invención que, mediante la determinación del ángulo entre las fibras que forman el trabazón cruzada y el eje del soporte y/o mediante una conformación diferente del recorrido de los contornos de los canales abiertos, se puede variar de forma sencilla la relación entre la rigidez axial y radial de soportes con una construcción, por lo demás, básicamente igual.

Concuerda con el sentido de la invención, cuando en una configuración, además, la profundidad axial de los dos canales abiertos varía respecto al perímetro del soporte y, por lo menos, se adentran los dos en el interior del soporte, más allá de la mitad axial, al menos por secciones. En esto, se elige el desfase existente entre sus recorridos, de modo que los suelos de los canales, en las secciones del perímetro del soporte, en las que los dos canales abiertos se extienden más allá de la mitad del soporte, presenten una distancia radial diferente respecto al eje del soporte.

Con la correspondiente determinación del ángulo de las fibras que forman la trabazón cruzada y/o la geometría de los canales abiertos, se puede regular la relación entre la rigidez axial y radial del soporte en el intervalo entre 1:3 y aproximadamente 1:1.

Conforme a una posible configuración del soporte, la distancia cambiante cíclicamente entre los canales abiertos y el eje del soporte se determina mediante un recorrido aproximadamente sinusoidal de su contorno interior. Este contorno interior se determina, por otra parte, mediante el espesor del material del elastómero en la zona de su unión con la parte interior del soporte. Se ofrece otra posibilidad de configuración mediante el recorrido correspondiente del contorno exterior de los canales abiertos. En esto, el espesor del material del elastómero en la zona de su unión con el casquillo exterior, sigue igualmente un recorrido sinusoidal. A causa de esto, se ofrece una variación cíclica correspondiente de la anchura de los canales abiertos. La combinación de las dos posibilidades mostradas anteriormente, da como resultado, además, una posibilidad de configuración evidente, de modo que tanto el contorno interior como el contorno exterior de los canales abiertos presenta un recorrido sinusoidal. Mediante el desfase correspondiente entre los dos recorridos sinusoidales de los contornos, se consiguen recorridos de los canales abiertos en esta variante de la configuración, en los que su distancia al eje del soporte, manteniendo invariable la anchura, varía siguiendo un recorrido sinusoidal.

De forma ventajosa, el recorrido sinusoidal del contorno interior y/o exterior de los canales abiertos, se extiende, al menos, durante dos ciclos. Es decir, que en el recorrido del contorno se presentan, al menos, dos puntos del elastómero con espesor de material máximo y dos puntos con espesor de material mínimo, en la zona de su unión con la parte interior y/o con el casquillo exterior.

Resulta especialmente ventajosa una configuración del soporte, en la que la trabazón cruzada entre las fibras con capacidad de carga idéntica se conforma de modo que, una primera fibra del contorno del canal abierto se une con un extremo axial de la parte interior del soporte y con el casquillo exterior, mientras que una segunda fibra, que cruza en ángulo a la primera, se une con el otro extremo axial de la parte interior del soporte, así como con el casquillo exterior.

Conforme a una variante ventajosa del soporte según la invención, se pueden prever unas perforaciones que discurren axiales a través del cuerpo de presión formado por el elastómero. Con esta medida, es posible conferir al soporte diferentes rigideces radiales en su dirección circunferencial. Otra posibilidad ventajosa para influir en el comportamiento frente a la torsión o la carga cardánica, se ofrece mediante una variante del soporte según la invención, por la que se conforman unas abolladuras locales sobre las fibras que determinan los contornos de los canales abiertos. Estas abolladuras posibilitan una distribución todavía mejor de las tensiones que se producen por la torsión y los sistemas cardán. Para ello, estas abolladuras se conforman preferentemente sobre el contorno interior de los canales abiertos, en el entorno de los puntos con mayor espesor de material del elastómero, en la zona de su unión con la parte interior.

La invención se describe a continuación con mayor detalle, mediante un ejemplo de realización.

Los dibujos respectivos muestran:

Figura 1a una vista desde arriba del soporte, según la invención, en dirección axial, en una representación esquemática;

Figura 1b una representación isométrica del soporte, según la figura 1a;

Figura 1c un corte axial del soporte, según la figura 1a;

Figura 2a una vista desde arriba de una forma de configuración del soporte, según la invención, en dirección axial, con diferentes líneas de corte;

Figura 2b una representación isométrica del soporte, según la figura 2a;

Figura 2c-j diferentes representaciones en corte del soporte, con los cortes axiales realizados a lo largo de las líneas de corte de la figura 2a;

Figura 3 un corte axial del soporte con abolladuras locales adicionales en la zona del contorno interior de un canal abierto;

Figura 4a una representación isométrica de un soporte conformado según la invención, con formas modificadas para la parte interior y el casquillo exterior;

Figura 4b un corte axial del soporte según la figura 4a.

A través de las figuras 1a y 1b, se ilustra la estructura básica de un soporte configurado conforme a la invención. La figura 1a se refiere a una representación esquemática simplificada de una vista desde arriba en dirección axial. En la figura b, se reproduce de nuevo el soporte, según la figura 1a, en una representación isométrica.

El soporte está formado de modo en sí conocido por una parte interior 1 esencialmente cilíndrica, un casquillo exterior 2 coaxial en forma de tubo, dispuesto alrededor de la parte interior 1, así como por un cuerpo de presión dispuesto entre las piezas metálicas mencionadas anteriormente. El cuerpo de presión, formado por el elastómero 3 o de goma, se une a la parte interior 1 y al casquillo exterior 2 mediante vulcanización. En las figuras se aprecia claramente el recorrido de los canales abiertos 4, 4', conformados en las dos mitades axiales del soporte. En el ejemplo representado, la distancia entre los canales abiertos 4, 4' y el eje del soporte 5, varía siguiendo un recorrido sinusoidal. Como se aprecia, el recorrido presenta tres ciclos. Por lo tanto, se configuran, respectivamente, tres zonas del elastómero 3 unido a la parte interior 1 con espesor de material máximo y tres zonas con espesor de material mínimo. En la zona del casquillo exterior 2, el espesor de material del elastómero 3 presenta también un recorrido sinusoidal. No obstante, en este caso, el recorrido del espesor de material se desfasa respecto del de la parte interior 1. Esto se aclara mediante la figura 1a, en la que se esboza mediante una línea de rayas el recorrido del canal abierto 4, 4' en la mitad del soporte opuesta al plano de proyección. Ciertamente, en la forma de realización representada a modo de ejemplo, varía la distancia entre los canales abiertos 4, 4', y el eje del soporte 5, pero su anchura se mantiene invariable a lo largo de todo el recorrido. Esto no se aprecia en la representación esquemática de la figura 1a, pero se aclara bien mediante la figura 1b. También se aprecia, que el canal abierto 4' presenta un desfase en su recorrido respecto del canal abierto 4.

Mediante la figura 1c, se ofrece una representación en corte del soporte, según las figuras 1a y 1b. Para un mejor entendimiento, en ésta se representa resaltada la contextura de fibras de las fibras 6, 6' que forman la trabazón cruzada del cuerpo de presión. Se aprecia que una primera fibra 6 del contorno de goma 8 se une al extremo superior axial del soporte y al casquillo exterior 2. Una segunda fibra 6', que cruza a la primera fibra 6, se une al extremo inferior axial, así como al casquillo exterior 2. Con la determinación correspondiente del ángulo que se forma entre las fibras 6, 6' y el eje del soporte 5, se puede determinar la relación entre la rigidez axial y radial. Cuanto más agudo sea este ángulo, tanto más aumenta la rigidez axial. Configurando a la vez el recorrido de los canales abiertos 4, 4' de forma correspondiente, considerando la capacidad de carga radial y axial, se regula aproximadamente una relación 1:1. Mediante la representación en corte de la figura 1c, se aprecia claramente en qué medida disminuye la rigidez radial debido a los canales abiertos 4, 4' solapados en dirección axial. Mediante el desfase del recorrido de los canales abiertos 4, 4', los suelos 10, 10' entrecruzados, referido a la extensión axial, de los canales abiertos 4, 4', presentan una distancia radial diferente al eje del soporte 5. Por ello, se garantiza la cohesión del cuerpo de presión y, al mismo tiempo, se reduce su espesor. De este modo, el soporte, con respecto a sus características, se flexibiliza en dirección axial.

En la figura 2a, se muestra de nuevo una forma de realización del soporte según la invención, en una vista desde arriba en dirección axial, en la que, considerando las representaciones de corte axial de las figuras 2c-j, se incluyen las líneas de corte con diferente recorrido. En este ejemplo, los canales abiertos 4, 4' presentan un recorrido de contorno que difiere algo del ejemplo de la figura 1. Pero aquí también cambian cíclicamente la distancia del canal al eje del soporte 5 y la anchura del canal. Esto se aprecia bien de nuevo, en particular, mediante la figura 2b. Adicionalmente a los canales abiertos 4, 4', se prevén dos perforaciones en el elastómero, mediante las cuales, el soporte posee también diferente rigidez respecto a las diferentes direcciones radiales.

Mediante las figuras 2c a j, se representa el soporte de nuevo en diferentes representaciones en corte, cada una a lo largo de la línea de corte incluida en la figura 2a. Por ello, se aclara de nuevo cómo se enroscan los dos canales abiertos 4, 4' con los ciclos alternos determinados de sus contornos entre la parte interior 1 y exterior 2. En este caso, también se aprecia la trabazón cruzada de las fibras 6, 6', que forman el cuerpo de presión.

En la figura 3 se representa una variante ventajosa del soporte configurado, por lo demás, del mismo modo, según se aprecia en las figuras 1 y 2. En esta variante de la invención, se conforman unas abolladuras 9 locales, rodeando el perímetro, en la zona de los nervios del elastómero 3, es decir, en el entorno de los puntos de espesor de material máximo del elastómero 3 unido a la parte interior 1. Mediante dichas abolladuras 9, se puede conseguir un calibrado y una armonización del soporte para una mejor distribución de las tensiones, sometido a carga por torsión y los sistemas cardán.

Mediante las figuras 4a y 4b, se ilustra una configuración del soporte según la invención, en la que las piezas de inserción, a saber, la parte interior 1 y el casquillo exterior 2, se modifican ligeramente en su forma frente a las formas de realización explicadas anteriormente. Con el objetivo de una adaptación óptima a la finalidad de empleo prevista, se puede influir de esta manera adicionalmente en el comportamiento característico y, dado el caso, calibrar la relación de la rigidez radial y axial en el sentido de esta optimización. En el ejemplo mostrado, los suelos 10, 10' de los canales abiertos 4, 4' se sitúan en un plano, de modo que no se forma ninguna muesca o espacio libre.

El soporte de goma según la invención se distingue, porque gracias a su construcción comparativamente sencilla, sin necesidad de piezas de inserción adicionales, respecto a la relación entre la rigidez radial y axial, sin modificación de la configuración constructiva fundamental, se puede variar dentro de unos límites amplios. Esto conlleva una fabricación sencilla y la reducción correspondiente de los costes de fabricación. También el control de las relaciones caracterizadoras se simplifica gracias a la superfluidad de medios auxiliares adicionales. Lo mismo se aplica al montaje en las instalaciones del cliente. Gracias a la ausencia de piezas de inserción adicionales, el soporte tiene, además, un peso menor en comparación a otras formas de realización conocidas. No obstante, el soporte es capaz de absorber momentos de torsión elevados, y debido a los recorridos cardán largos, resistir cargas cardán elevadas.

Lista de referencias

1	parte interior
2	casquillo exterior
3	elastómero
4, 4'	canal abierto
5	eje del soporte
6, 6'	fibra
7	perforación
8	contorno
9	abolladura
10	suelo

Claims (11)

1. Soporte de goma, preferentemente, soporte de goma sencillo, con una parte interior (1) particularmente cilíndrica, un casquillo exterior (2) en forma de tubo, dispuesto de modo coaxial alrededor de la parte interior (1), así como con un cuerpo de presión, formado por un elastómero (3), dispuesto entre la parte interior (1) y el casquillo exterior (2) y unido a ellos mediante vulcanización, en el que se extienden en el elastómero (3), en dirección axial en el interior del soporte, partiendo, respectivamente, de los extremos axiales, dos canales que discurren en una circunvalación completa en torno al eje del soporte (5), denominados canales abiertos (4, 4'), cuya distancia radial al eje del soporte (5) y/o su anchura, varía cíclicamente de manera continua, en el que se produce un desfase entre los dos canales abiertos (4, 4'), considerando el recorrido determinado por la variación de la distancia radial al eje del soporte (5) y/o de la anchura, que sigue preferentemente el mismo ciclo y en el que, por medio del cuerpo de presión formado por el elastómero (3), unas fibras (6, 6') con capacidad de carga axial idéntica forman una trabazón cruzada mediante una dirección de recorrido cambiante, de modo que mediante la fijación del ángulo entre las fibras (6, 6') que forman el trabazón cruzada y el eje del soporte (5) y/o mediante una conformación diferente del recorrido de los contornos de los canales abiertos (4, 4'), se puede variar de forma sencilla la relación entre la rigidez axial y radial de los soportes con una construcción, por lo demás, básicamente igual.

2. Soporte de goma según la reivindicación 1, caracterizado porque la profundidad axial de los dos canales abiertos (4, 4') varía respecto al perímetro del soporte y, por lo menos, se adentran los dos canales abiertos (4, 4') en el interior del soporte, más allá de la mitad axial, al menos por secciones, en que el desfase existente entre sus recorridos se elige de modo que los suelos (10, 10') de los canales abiertos (4, 4'), en las secciones del perímetro del soporte, en las que los dos canales abiertos (4, 4') se extienden más allá de la mitad del soporte, presentan una distancia radial diferente respecto al eje del soporte (5).

3. Soporte de goma según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se puede regular la relación entre la rigidez axial y radial mediante la fijación correspondiente del ángulo de las fibras (6,6') que forman la trabazón cruzada con el eje del soporte (5) y/o la geometría de los canales abiertos (4,4') en el intervalo entre 1:3 y aproximadamente 1:1.

4. Soporte de goma según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la distancia cíclicamente cambiante entre los canales abiertos (4, 4') y el eje del soporte (5), se determina mediante un recorrido aproximadamente sinusoidal de su contorno interior, fijado mediante el espesor del material del elastómero respectivo en la zona de su unión con la parte interior (1) del soporte.

5. Soporte de goma según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la anchura cíclicamente cambiante de los canales abiertos (4, 4'), se determina mediante un recorrido aproximadamente sinusoidal de su contorno exterior, fijado mediante el espesor del material del elastómero respectivo en la zona de su unión con el casquillo exterior (2).

6. Soporte de goma según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la distancia entre los canales abiertos (4, 4') y el eje del soporte (5), manteniendo invariable la anchura, presenta aproximadamente un recorrido sinusoidal, mientras que el contorno exterior, fijado mediante el espesor del material del elastómero respectivo en la zona de su unión con el casquillo exterior (2), con el desfase correspondiente frente al contorno anterior, sigue igualmente un recorrido sinusoidal.

7. Soporte de goma según una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el recorrido sinusoidal del contorno interior y/o exterior de los canales abiertos (4, 4'), se extiende, al menos, durante dos ciclos, de modo que en el recorrido del contorno se dan, al menos, dos puntos del elastómero con espesor de material máximo y dos puntos con espesor de material mínimo, en la zona de su unión con la parte interior (1) y/o con el casquillo exterior (2).

8. Soporte de goma según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el trabazón cruzada entre las fibras (6, 6') con capacidad de carga idéntica se conforma de modo que, una primera fibra (6) del contorno (8) interior de un canal abierto (4, 4') se une a un extremo axial de la parte interior (1) del soporte y al casquillo exterior (2), mientras que una segunda fibra (6') del contorno interior (8) del otro canal abierto (4, 4'), se une al otro extremo axial de la parte interior (1) del soporte y al casquillo exterior (2).

9. Soporte de goma según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el cuerpo de presión formado por el elastómero (3), presenta perforaciones (7) que discurren axiales, por las que el soporte obtiene diferentes rigideces radiales en el sentido circunferencial.

10. Soporte de goma según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se conforman unas abolladuras (9) locales adicionales en las fibras (6, 6') que determinan los contornos (8) de los canales abiertos (4, 4').

11. Soporte de goma según la reivindicación 10, caracterizado porque las abolladuras (9) adicionales se conforman sobre el contorno interior (8) de los canales abiertos (4, 4'), en el entorno de los puntos con mayor espesor de material del elastómero (3), en la zona de su unión a la parte interior (1).