ES2220863T3 - Cojinete elastico de ojo de muelle para el apoyo de un ojo de un muelle de ballesta en un vehiculo. - Google Patents

Abstract

Cojinete elástico de ojo de muelle para el apoyo de un ojo de un muelle de ballesta en un vehículo, compuesto por una pieza (2) de goma-metal, con una pieza (3) cilíndrica de metal interna que se puede unir a una pieza del bastidor del vehículo, con un cuerpo (4) de goma con superficies (14) frontales a ambos lados, circular de forma rotacionalmente simétrica y que está vulcanizado de manera que se adhiere fijamente sobre la pieza (3) interna de metal, pudiéndose introducir a presión la pieza (2) de goma-metal en el ojo (5) de muelle durante el montaje bajo una pretensión de la goma, con partes sobresalientes de la pieza de metal con las que la pieza de metal (3) que sobresale por ambos lados del cuerpo (4) de goma, con anillos (7) de apoyo que están encajados en ambos lados en las partes sobresalientes de metal, fijados axialmente y que en el estado de montaje a presión están en contacto con los lados (14) frontales, asignados en cada caso, del cuerpo (4) de goma con superficies (6) de contacto de anillo, para el apoyo axial del cuerpo (4) de goma, solapando el ojo (5) de muelle, al menos en parte, con sus extremos de ojo de muelle, situados frontalmente, los anillos (7) de apoyo de modo que entre la superficie interna de los extremos del ojo de muelle y la superficie del contorno externa de los anillos (7) de apoyo queda, en cada caso, una ranura (13) anular de tope que se deja atrás en caso de una carga radial y/o una carga cardánica elevadas durante la compresión del muelle y de modo que, al menos, un extremo del ojo de muelle va al bloque en el anillo (7) de apoyo asignado, actuando el anillo (7) de apoyo como tope radial, caracterizado porque el cuerpo (4) de goma presenta una superficie libre del contorno y se puede introducir a presión en un ojo (5) de muelle no mecanizado, estando esta superficie del contorno directamente en contacto con el ojo (5) de muelle y porque las superficies (6) de apoyo de los anillos (7) de apoyo presentan, al menos, un espacio de alojamiento de la goma en forma de escotadura.

Description

Cojinete elástico de ojo de muelle para el apoyo de un ojo de un muelle de ballesta en un vehículo.

La invención trata de un cojinete elástico de ojo de muelle para el apoyo de un ojo de un muelle de ballesta en un vehículo, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un cojinete de ojo de muelle elástico (documento EP0493731B1) del tipo genérico consta de una pieza de goma-metal con una pieza cilíndrica de metal interna, que se puede unir a una pieza del bastidor del vehículo, y con un cuerpo de goma con superficies frontales a ambos lados, circular de forma rotacionalmente simétrica y que está vulcanizado de manera que se adhiere fijamente sobre la pieza interna de metal, pudiéndose introducir a presión la pieza de goma-metal en el ojo de muelle durante el montaje bajo una pretensión de la goma. Partes de la pieza interna de metal sobresalen por ambos lados del cuerpo de goma. En estas partes sobresalientes de metal están encajados, respectivamente, anillos de apoyo que están fijados axialmente y que en el estado de montaje a presión están en contacto con los lados frontales, asignados en cada caso, del cuerpo de goma mediante las superficies de contacto del anillo, para el apoyo axial del cuerpo de goma. El ojo de muelle solapa, al menos en parte, con sus extremos de ojo de muelle, situados frontalmente, los anillos de apoyo de modo que entre la superficie interna de los extremos del ojo de muelle y la superficie del contorno externa de los anillos de apoyo queda, en cada caso, una ranura anular de tope que se deja atrás en caso de una carga radial y/o una carga cardánica elevadas, de modo que, al menos, un extremo del ojo de muelle va al bloque en el anillo de apoyo asignado, actuando el anillo de apoyo como tope radial.

La pieza de goma-metal de este conocido cojinete de ojo de muelle del tipo genérico está configurada, además, como casquillo ranurado con un tubo cilíndrico externo de metal que presenta una ranura axial. El cuerpo de goma está vulcanizado de manera que se adhiere fijamente entre la pieza interna de metal y el tubo externo ranurado de metal, extendiéndose la ranura axial del tubo externo de metal en forma de cuña hacia el interior del cuerpo de goma. Sometida a pretensión radial, la ranura se cierra durante la introducción a presión en el ojo de muelle. Durante la introducción a presión de una pieza de goma-metal, ranurada axialmente, de este tipo, el diámetro de la pieza de goma-metal se reduce en aproximadamente 0,8 mm para la generación de una pretensión definida de la goma y para el cierre de la ranura axial del tubo externo de metal. Aquí, la goma del cuerpo de goma resulta desalojada axialmente en el lado frontal hacia fuera contra los anillos de apoyo para entrar en contacto con una curvatura predeterminada con relativa exactitud. Por tanto, las características del contacto entre los lados frontales del cuerpo de goma y los anillos de apoyo se pueden predeterminar ampliamente. Para lograr estas condiciones definidas en el caso de la reducción de diámetro, relativamente pequeña, de aproximadamente 0,8 mm de la pieza de goma-metal durante la introducción a presión, se requiere facilitar las condiciones exactas del diámetro del ojo de muelle que sólo se pueden obtener a través de un correspondiente maquinado previo, por ejemplo, mediante mandrilado o taladrado interior. En los ojos de muelle no mecanizados, por el contrario, las tolerancias de diámetro son de aproximadamente 0,8 mm. Una combinación de ojos de muelle no mecanizados con las piezas de goma-metal conocidas del tipo genérico no es posible en la producción en serie debido a que las asignaciones son demasiado inexactas. Además, el mecanizado previo de los ojos de muelle de material endurecido es trabajoso y muy costoso.

En el caso de otro cojinete de ojo de muelle conocido (documento DE19820773A1) se usa, por el contrario, un cuerpo de goma, cilíndrico y giratorio, sin tubo externo de metal ni ranura axial, de modo que la superficie del contorno del cuerpo de goma está en contacto directamente con la superficie interna con el ojo de muelle cuando éste se introduce a presión. Aquí, el cuerpo de goma puede absorber tolerancias mayores del ojo de muelle de modo que aquí es posible el montaje en cojinetes de ojo de muelle no mecanizados. Además, el cuerpo de goma presenta, en cada caso, talones circulares en el lado frontal que están situados, respectivamente, en el estado de introducción a presión y de montaje entre los lados frontales del ojo de muelle y las caras laterales asignadas de un soporte de cojinete en el lado del bastidor y que provocan un funcionamiento de apoyo axial. Aquí no se prevén anillos de apoyo como en los cojinetes de ojo de muelle de tipo genérico, indicados al inicio. Aquí tampoco se prevé un tope axial entre los anillos de apoyo en el lado frontal (inexistentes) y los extremos de ojo de muelle que los solapan. Si se usaran aquí anillos de apoyo en vez de los talones anulares en el lado frontal, existiría el problema de que en las piezas de goma-metal con forma igual y en los ojos de muelle no mecanizados, respectivamente, sus tolerancias de diámetro producirían curvaturas distintas en el lado frontal de la goma desplazada durante el pretensado. En los ojos de muelle no mecanizados con los diámetros mayores sería necesario, en todo caso, que la goma, desplazada en el lado frontal durante el pretensado, esté en contacto aún con los anillos de apoyo (en estado de ausencia de carga). Esto provocaría que en los cojinetes de ojo de muelle con diámetros pequeños, condicionados por la tolerancia, el desplazamiento de la goma en el lado frontal sería tan grande que la goma sería desplazada a la ranura de tope, que se extiende circularmente en forma de anillo, y allí se destruiría rápidamente. Esto daría lugar a un desgaste rápido y a una reducción tolerable de los tiempos de parada de un cojinete de este tipo. Asimismo, una destrucción así del volumen de la goma en la hendidura anular de tope disminuiría en general la constante de muelle del cojinete de una forma no permisible.

El objetivo de la invención es seguir desarrollando un cojinete de ojo de muelle del tipo genérico con anillos de apoyo, de modo que se puedan usar para ello ojos de muelle no mecanizados.

Este objetivo se alcanza mediante las características de la reivindicación 1.

Según la reivindicación 1, el cuerpo de goma presenta una superficie libre del contorno, es decir, no existe un tubo externo de metal vulcanizado y ranurado axialmente. El cuerpo de goma está introducido a presión en un ojo de muelle no mecanizado, estando esta superficie del contorno directamente en contacto con la superficie interna del ojo de muelle. Además, las superficies de apoyo anular de los anillos de apoyo presentan, al menos, un espacio de alojamiento de la goma en forma de escotadura.

Ventajosamente, en el caso de una realización de este tipo, el cuerpo de goma respectivo puede absorber con facilidad las tolerancias de diámetro de los ojos de muelle no mecanizados. En el caso de diámetros mayores de ojo de muelle, condicionados por la tolerancia, el cuerpo de goma se pretensiona, sin embargo, con una curvatura menor en el lado frontal durante la introducción a presión de la pieza de goma-metal. El dimensionamiento se debe realizar de modo que en este caso (en estado de carga no apto para el régimen de funcionamiento) exista aún un contacto con la superficie de contacto de los anillos de apoyo.

En el caso de un diámetro pequeño del ojo de muelle, condicionado por la tolerancia, se pretensa durante la introducción a presión, por el contrario, la goma del cuerpo de goma respectivo con grandes curvaturas en el lado frontal. Para que en este caso no entre goma a la hendidura anular de tope y no se destruya allí debido al funcionamiento, las superficies de contacto de los anillos de apoyo presentan para ello, al menos, un espacio de alojamiento de la goma en forma de escotadura. Con esta medida se pueden usar ventajosamente piezas de goma-metal de igual configuración con cuerpos de goma de igual diámetro en unión con ojos de muelle no mecanizados con tolerancias de diámetro relativamente grandes.

Tales escotaduras pueden ser, por ejemplo, bóvedas desplazadas a las superficies de contacto de anillo. Sin embargo, se logran ventajosamente condiciones de desplazamiento uniformes unidas a una fabricación sencilla, si el espacio de alojamiento de la goma según la reivindicación 2 está previsto como, al menos, una ranura de alojamiento de la goma que se extiende circularmente en forma de anillo. En este sentido, la ranura circular de alojamiento de la goma se debe dimensionar de modo que también en los casos de diámetros de ojo de muelle muy pequeños, condicionados por la tolerancia, se aloje tanta goma, desplazada axialmente, en la ranura de alojamiento de la goma que ninguna parte de la goma resulte desplazada la interior de la hendidura anular de tope.

En una forma de realización especialmente preferida según la reivindicación 3, se prevé una ranura anular de alojamiento de la goma, situada radialmente más hacia fuera, y un nervio de apoyo de la goma que sobresale anularmente de la superficie de contacto de anillo y que está situado radialmente más hacia dentro. En una combinación de este tipo con una ranura de alojamiento de la goma y un nervio de apoyo de la goma se logra ventajosamente que en los casos de diámetros de ojo de muelle muy grandes, condicionados por la tolerancia, la goma, que está sólo un poco desplazada frontalmente durante la pretensión y curvada, esté en contacto aún con el nervio de apoyo de la goma que sobresale.

Con el fin de reducir un desgaste frontal de la goma en caso de cargas del rodamiento y los aplastamientos desfavorablemente grandes de la goma se propone en la reivindicación 4 que las escotaduras y/o las ranuras de alojamiento de la goma y/o los nervios de apoyo de la goma estén realizados sin cantos con superficies de contacto de la goma y transiciones redondeadas.

De una forma ya conocida, los anillos de apoyo en el estado de fabricación pueden estar encajados de manera móvil, según la reivindicación 5, en las partes sobresalientes metálicas de la pieza interna de metal y se pueden mantener fijos en el estado de montaje terminado mediante las caras laterales de un soporte de cojinete situado en el lado del bastidor. En una forma de realización mejorada, también ya conocida, los anillos de apoyo montados a presión, según la reivindicación 6, en las partes sobresalientes de metal de la pieza interna de metal, estando fijados axialmente de forma imperdible ya en el estado de fabricación. En el estado de fabricación queda, en cada caso, entre los anillos de apoyo y los lados frontales asignados del cuerpo de goma una distancia como espacio libre que está dimensionada de modo que en estado de montaje a presión este espacio libre está lleno por la curvatura frontal de la goma, al menos, de manera que el cuerpo de goma está en contacto axialmente con los anillos de apoyo con una pretensión relativamente pequeña. Las partes sobresalientes de metal pueden ser de metal desnudo. Condicionado por la técnica de fabricación, puede existir una capa de goma delgada también en la superficie de las piezas sobresalientes de metal en la zona de encajamiento de los anillos de apoyo.

Preferentemente, los anillos de apoyo están realizados, según la reivindicación 7, como anillos de plástico que se pueden colocar a presión en la pieza interna de metal mediante ensanchamiento. Sin embargo, también se pueden usar anillos de metal de forma ya conocida.

Según la reivindicación 8, el cuerpo de goma cilíndrico tiene de forma conocida, en el estado de fabricación para la generación de una pretensión adecuada de la goma, un diámetro externo que es mayor que el diámetro interno del ojo del muelle y lados frontales del cuerpo de goma que discurren de forma radialmente cónica. Además, para una creación de la hendidura anular de tope el diámetro interno del ojo de muelle es siempre mayor que el diámetro externo de los anillos de apoyo. Convenientemente, el cuerpo de goma se divide, según la reivindicación 9, en dos zonas parciales mediante una ranura circular de goma axialmente central, lográndose con la introducción a presión un desplazamiento uniforme de la goma, con el que la ranura de goma se puede cerrar de nuevo.

De una forma ya conocida, una o varias capas intermedias pueden estar vulcanizadas dentro del cuerpo de goma, por ejemplo, como chapas enrolladas.

Además, según la reivindicación 10 es conveniente realizar la pieza interior de metal como tubo de metal que se puede sujetar de forma resistente a la torsión mediante un tornillo de sujeción insertado entre las caras laterales de un soporte de cojinete situado en el lado del bastidor, terminando los anillos de apoyo al nivel de los lados frontales del tubo de metal. Un ejemplo de realización de la invención se explica detalladamente a continuación mediante un dibujo.

Muestran:

Fig. 1 un corte longitudinal a través de un cojinete elástico como apoyo de ojo de muelle en estado de montaje terminado,

Fig. 2 un detalle X ampliado de la figura 1,

Fig. 3 un detalle Y ampliado de la figura 1,

Fig. 4 una pieza de goma-metal en estado no montado con anillos de apoyo (corte libre de la pieza interna de metal),

Fig. 5 y 5a un corte a través de un anillo de apoyo en una representación detallada y ampliada.

En la figura 1 se representa un cojinete 1 de ojo de muelle con una pieza 2 de goma-metal que está construido con una pieza 3 interna de metal y un cuerpo 4 de goma vulcanizado encima de manera que se adhiere fijamente. La pieza 2 de goma-metal está introducida a presión en un ojo 5 de muelle bajo pretensión radial. La pieza 2 de goma-metal, introducida a presión en el ojo 5 de muelle, está montada en un soporte 8 de apoyo en el lado del bastidor mediante un tornillo 11 de sujeción y una tuerca 12. La respectiva superficie 6 de contacto de anillo, dirigida hacia el cuerpo 4 de goma, de los dos anillos 7 de apoyo laterales está realizada con una ranura 9 de alojamiento de la goma, que se extiende circularmente en forma de anillo, y un nervio 10 de apoyo de la goma que sobresale circularmente en forma de anillo.

La representación está subdividida horizontalmente en dos situaciones de montaje distintas de la pieza 2 de goma-metal en el ojo 5 de muelle. En la mitad superior se representa el montaje 17 mínimo, es decir, el diámetro de ojo de muelle se encuentra en el límite de la menor medida posible debido a desviaciones condicionadas por la tolerancia. El dimensionamiento de los componentes participantes se ha establecido de modo que el cuerpo 4 de goma en el estado de introducción a presión resulta desplazado a la ranura 9 de alojamiento de la goma, que se extiende circularmente en forma de anillo. En la mitad inferior de la representación aparece dibujado el montaje 18 máximo, o sea, que el diámetro interno del ojo de muelle se encuentra en el límite de la mayor medida posible debido a desviaciones condicionadas por la tolerancia. Para este caso se puede usar una pieza 2 de goma-metal con igual configuración que para el montaje 17 mínimo, pues ésta entra en contacto con el puente 10 de apoyo de la goma que sobresale circularmente en forma de anillo, garantizándose así el funcionamiento de todo el cojinete.

Los detalles X e Y de la figura 1 se representan de forma ampliada en las figuras 2 y 3. Aquí sólo aparecen dibujados, respectivamente, el cuerpo 4 de goma, el ojo 5 de muelle y el anillo 7 de apoyo. La ranura 9 de alojamiento de la goma y el nervio 10 de apoyo de la goma se pueden reconocer en la superficie 6 de contacto de anillo. Aquí, la figura 2 representa la situación de montaje 17 mínimo y la figura 3, la situación de montaje 18 máximo en estado de funcionamiento montado, no recargado por el régimen de funcionamiento.

La figura 4 muestra una pieza 2 de goma-metal con anillos 7 de apoyo encajados, en estado de montaje. Aquí se pueden reconocer en el cuerpo 4 de goma los lados 14 frontales, que discurren de forma radial-cónica, y la ranura 15 de goma que discurre circularmente en posición axial en el centro. Los espacios 16 libres entre el cuerpo 4 de goma y los dos anillos 7 de apoyo laterales se llenan durante el proceso de introducción a presión en el ojo 5 de muelle, obteniéndose al mismo tiempo debido a la forma general del cuerpo 4 de goma un desplazamiento uniforme en el estado de montaje. En el corte libre lateral se puede reconocer la pieza 3 interna de metal, sobre la que se ha vulcanizado el cuerpo 4 de goma. Los anillos 7 de apoyo sólo pueden estar encajados de forma móvil, sujetándose mediante el soporte 8 de cojinete situado en el lado del bastidor o estando montados a presión de forma imperdible sobre la pieza 3 interna de metal.

Un corte a través del anillo 7 de apoyo se representa en la figura 5. Aquí se puede reconocer la ranura 9 de alojamiento de la goma, que discurre circularmente en forma de anillo, y el nervio 10 de apoyo de la goma. La figura 5a representa una ampliación detallada de la figura 5.

Mediante la realización, descrita antes, de los anillos 7 de apoyo se garantiza, según la invención, que el cuerpo de goma no sea desplazado a la hendidura 13 anular de tope incluso en el caso de un montaje 17 mínimo y de una fuerte carga radial y/o una carga cardánica, sino que se aloje en la ranura 9 de alojamiento de la goma. Así se puede evitar una destrucción parcial del cuerpo 4 de goma debido a aplastamientos en la hendidura 13 anular de tope. Adicionalmente, la pieza 2 de goma-metal se puede insertar en un ojo 5 de muelle no mecanizado con tolerancias de diámetro relativamente grandes, pues éstas son compensadas por la forma de la superficie 6 de contacto de los anillos 7 de apoyo. La ranura 9 de alojamiento de la goma y el nervio 10 de apoyo de la goma están realizados sin cantos con transiciones redondeadas. De esta forma, en caso de cargas sobre el cojinete se debe esperar una abrasión frontal pequeña de la goma y ningún tipo de aplastamiento desfavorable de la goma.

Claims (10)

1. Cojinete elástico de ojo de muelle para el apoyo de un ojo de un muelle de ballesta en un vehículo, compuesto por una pieza (2) de goma-metal, con una pieza (3) cilíndrica de metal interna que se puede unir a una pieza del bastidor del vehículo, con un cuerpo (4) de goma con superficies (14) frontales a ambos lados, circular de forma rotacionalmente simétrica y que está vulcanizado de manera que se adhiere fijamente sobre la pieza (3) interna de metal, pudiéndose introducir a presión la pieza (2) de goma-metal en el ojo (5) de muelle durante el montaje bajo una pretensión de la goma, con partes sobresalientes de la pieza de metal con las que la pieza de metal (3) que sobresale por ambos lados del cuerpo (4) de goma, con anillos (7) de apoyo que están encajados en ambos lados en las partes sobresalientes de metal, fijados axialmente y que en el estado de montaje a presión están en contacto con los lados (14) frontales, asignados en cada caso, del cuerpo (4) de goma con superficies (6) de contacto de anillo, para el apoyo axial del cuerpo (4) de goma, solapando el ojo (5) de muelle, al menos en parte, con sus extremos de ojo de muelle, situados frontalmente, los anillos (7) de apoyo de modo que entre la superficie interna de los extremos del ojo de muelle y la superficie del contorno externa de los anillos (7) de apoyo queda, en cada caso, una ranura (13) anular de tope que se deja atrás en caso de una carga radial y/o una carga cardánica elevadas durante la compresión del muelle y de modo que, al menos, un extremo del ojo de muelle va al bloque en el anillo (7) de apoyo asignado, actuando el anillo (7) de apoyo como tope radial, caracterizado porque el cuerpo (4) de goma presenta una superficie libre del contorno y se puede introducir a presión en un ojo (5) de muelle no mecanizado, estando esta superficie del contorno directamente en contacto con el ojo (5) de muelle y porque las superficies (6) de apoyo de los anillos (7) de apoyo presentan, al menos, un espacio de alojamiento de la goma en forma de escotadura.

2. Cojinete elástico de ojo de muelle según la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio de alojamiento de la goma es, al menos, una ranura (9) de alojamiento de la goma que se extiende circularmente en forma de anillo.

3. Cojinete elástico de ojo de muelle según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se prevé una ranura (9) de alojamiento de la goma en forma de anillo, situada radialmente más hacia fuera, y un nervio (10) de apoyo de la goma que está situado radialmente más hacia dentro y que sobresale anularmente en la superficie (6) de contacto de anillo.

4. Cojinete elástico de ojo de muelle según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están realizadas escotaduras y/o ranuras (9) de alojamiento de la goma y/o nervios (10) de apoyo de la goma sin cantos con superficies de contacto de la goma redondeadas y transiciones redondeadas.

5. Cojinete elástico de ojo de muelle según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los anillos (7) de apoyo en el estado de fabricación están encajados de manera móvil en la pieza (3) interna de metal y axialmente fijos en el estado de montaje terminado mediante las caras laterales de un soporte (8) de cojinete situado en el lado del bastidor.

6. Cojinete elástico de ojo de muelle según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los anillos (7) de apoyo están montados a presión en la pieza (3) interna de metal, quedando fijados así axialmente, de modo que en el estado de fabricación queda como espacio libre una distancia hasta el lado (14) frontal del cuerpo (4) de goma asignado, que está dimensionada de modo que en estado de montaje a presión el espacio (16) libre está lleno por la curvatura frontal de la goma, al menos, de manera que el cuerpo (4) de goma está en contacto axialmente con los anillos (7) de apoyo sólo con una pretensión pequeña.

7. Cojinete elástico de ojo de muelle según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los anillos (7) de apoyo son anillos de plástico.

8. Cojinete elástico de ojo de muelle según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cuerpo (4) de goma cilíndrico presenta en el estado de fabricación un diámetro externo mayor que el diámetro interno del ojo (5) de muelle y lados (14) frontales del cuerpo de goma que discurren de forma radialmente cónica, así como porque el diámetro interno del ojo (5) de muelle es mayor que el diámetro externo de los anillos (7) de apoyo.

9. Cojinete elástico de ojo de muelle según la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo (4) de goma está dividido en dos zonas parciales mediante una ranura (15) de goma axialmente central que discurre circularmente.

10. Cojinete elástico de ojo de muelle según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la pieza (3) interior de metal está realizada como tubo de metal que se puede sujetar de forma resistente a la torsión mediante un tornillo (11) de sujeción insertado entre las caras laterales de un soporte (8) de cojinete situado en el lado del bastidor, terminando los anillos (7) de apoyo al nivel de los lados frontales del tubo de metal.