ES2235695T3 - Articulacion esferica. - Google Patents
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Abstract
Articulación esférica formada por: - una carcasa (1) con una abertura de alojamiento (1.1), - un semicojinete (2) insertado en ella, - un perno esférico (3) que está alojado en el semicojinete y que, por su parte, está formado por una esfera articulada (3.1), una sección cónica (3.2), una región de transición (3.3) entre la esfera articulada y la sección cónica, así como una región de conexión (3.4), en la que la sección cónica del perno esférico está insertada al menos parcialmente en una abertura de alojamiento (4.1) de una pieza de construcción del automóvil (4), así como - un fuelle de obturación (5) entre la carcasa y el perno esférico, - un anillo de soporte (6) asentado fijamente sobre el perno esférico (3), que aloja, de modo completamente deslizante, la región del borde (5.1) de la parte del perno del fuelle de obturación (5), y que presenta, visto en sección transversal, una forma de ¿F¿, estando orientados, en relación con la línea central del perno esférico, un lado axial (6.1)de modo aproximadamente axial, y un lado radial (6.2) de modo aproximadamente radial y el lado axial (6.1) del anillo de soporte (6) presenta una brida anular (6.4) circular, al menos en una región, que se engrana en la región del borde (5.1) complementaria del fuelle de obturación (5), caracterizada porque el anillo de soporte (6) presenta en el lado radial (6.2) adicionalmente una brida anular (6.5) circular, al menos en una región, que se engrana en una ranura de alojamiento (4.3) complementaria de la pieza del automóvil (4).
Description
Articulación esférica.
La invención se refiere a una articulación
esférica según el preámbulo de la reivindicación 1, tal y como se
emplea, en particular, en suspensiones de las ruedas de
automóviles.
Una articulación esférica de este tipo se conoce,
por ejemplo, del documento DE 3930741 C1. La solución comprende una
carcasa con una abertura de alojamiento en la que está insertado un
semicojinete. En el interior de la superficie de apoyo de cojinete
de este semicojinete está alojado de modo móvil un perno esférico
por medio de una esfera articulada conformada a su alrededor por
todos los lados. El perno esférico pasa por debajo de la esfera
articulada a una región de transición a la que se conectan una
sección cónica y una región de conexión existente en el extremo de
ésta. La sección cónica del perno esférico se emplea en este caso en
la pieza de construcción del automóvil que posteriormente habrá de
ser unida con la articulación esférica. Adicionalmente, esta
articulación esférica está equipada con un fuelle de obturación
entre la carcasa y el perno esférico, uno de cuyos extremos está
fijado en el contorno de una carcasa, y el otro de cuyos extremos
penetra con un perfil del borde de modo que se puede mover de modo
giratorio en un perfil de un anillo de soporte dispuesto de modo que
se adhiere fijamente en un perno esférico. El anillo de soporte,
referido a la línea media del perno esférico no articulado, dispone
de un primer lado aproximadamente axial (lado axial), y de un
segundo lado aproximadamente radial (lado radial).
Otra articulación esférica conocida se desprende
del documento DE 3632265C1. El fuelle de obturación dispuesto en
ésta de forma obturante entre la carcasa y el perno esférico está
fijado con su región del borde de la parte del perno al perno
esférico sólo parcialmente en un anillo de soporte en forma de
"L" visto en su sección transversal.
En el caso de una realización según el documento
DE 3632265C1 es desventajoso, sin embargo, el que el fuelle de
obturación fijo esté directamente en contacto con su superficie
exterior con la pieza de construcción del automóvil, y con ello, en
caso de movimientos de la articulación esférica no se pueda evitar
una fricción entre la superficie del fuelle de obturación y la pieza
de construcción del automóvil. Puesto que las articulaciones
esféricas, como piezas de construcción de seguridad de automóviles,
han de funcionar correctamente y estar listas para su uso a lo largo
de un largo ciclo de vida útil, una realización de este tipo está
condicionada por el riesgo de que el fuelle de obturación, como
consecuencia de la fricción que se produce, se desgaste antes de
tiempo, envejezca, y posiblemente ya no sea capaz de cumplir
suficientemente con su función prescrita de obturación. Con ello,
existe el peligro de que penetre humedad y suciedad en el interior
de la articulación, y que finalmente destruyan la articulación. Del
documento genérico CH 465971 se conoce además un anillo de soporte
que está dispuesto de modo fijo en el perno esférico y que aloja al
borde del fuelle de obturación de modo deslizante.
La invención se basa en el objetivo de
desarrollar una articulación esférica que haga posible una
obturación óptima del fuelle de obturación por la parte del
perno.
Este objetivo se consigue con las características
de la reivindicación 1.
Otras configuraciones de la invención son objeto
de las reivindicaciones subordinadas.
El anillo de soporte conforme a la invención
presenta un perfil en forma de "F" visto en sección
transversal. Un primer lado, referido a la línea central del perno
esférico, discurre en este caso aproximadamente en dirección axial
(lado axial), y un segundo lado discurre aproximadamente en
dirección radial (lado radial). En el lado axial del anillo de
soporte está conformada, al menos en una región, una brida anular
circular. Esta brida anular penetra en una región del borde del
fuelle de obturación conformada complementariamente. Por medio de la
brida anular conformada en el anillo de soporte, éste obtiene el
contorno en forma de "F" visto en su sección transversal.
La brida anular en el anillo de soporte provoca
además que la introducción de fuerzas por medio del movimiento del
fuelle de obturación durante un movimiento de la articulación y la
función de obturación del fuelle de obturación estén separadas. Esto
significa que los movimientos del fuelle de obturación no actúan
sobre su región del borde, lo cual lleva a una mejora considerable
de la obturación. De modo correspondiente, sólo se influye de un
modo reducido, o no se influye, en la posición de montaje de la
región del borde.
Según una configuración de la invención, el lado
radial se apoya directamente en la superficie de la pieza de
construcción del automóvil. Por medio de este contacto, el anillo de
soporte experimenta una estabilización adicional.
Para mejorar el efecto de rascado de la unión
deslizante entre la región del borde del fuelle de obturación y el
anillo de soporte, dentro del sentido de la invención está el hecho
de prever en la región de contacto entre el lado radial y la región
del borde de la parte del perno del fuelle de obturación una
obturación de laberinto. En este caso, la unión deslizante se puede
mejorar adicionalmente por medio de medios de reducción de la
fricción de deslizamiento conocidos de por sí.
El lado axial del anillo de soporte que está en
contacto con el perno esférico se encuentra bajo una deformación
elástica, al menos parcialmente en la región de transición del perno
esférico. Preferentemente se prevé entre el anillo de soporte y el
perno esférico un ajuste prensado, de manera que el anillo de
soporte esté dispuesto en la región asignada del perno esférico con
una menor diferencia inferior.
La región del borde del fuelle de obturación
introducida de modo deslizante en el anillo de soporte está
realizada según la invención de modo reforzado, al menos localmente.
Con ello, el fuelle de obturación conforma en esta región un
refuerzo de material. Éste presiona bajo una pretensión elástica
contra el anillo de soporte. Por medio de esta unión ventajosa del
fuelle de obturación y del anillo de soporte se consigue un efecto
de obturación óptimo.
El anillo de soporte puede estar fabricado, por
ejemplo, a partir de plásticos termoplásticos.
La superficie de deslizamiento creada por medio
de la unión del anillo de soporte con la región del borde del fuelle
de obturación forma una superficie de obturación que presenta una
superficie uniforme y libre de corrosión.
El fuelle de obturación, por su parte, presenta
una pretensión axial reducida, de manera que no es solicitado de
modo supererogatorio por medio de fuerzas de presión o de tracción,
incluso en el caso de desvíos máximos. Una carga de este tipo, de
modo conocido, es extremadamente dañina para materiales elastómeros,
en particular para la goma, y adicionalmente empeora en la región de
obturación (región de laberinto) la acción de obturación, de manera
que las fuerzas de presión o de tracción se tendrían que evitar en
la mayor medida posible, cosa que se puede conseguir por primera vez
con una articulación esférica conforme a la invención.
Para reforzar adicionalmente la región del borde
del fuelle de obturación, adicionalmente es posible, y está también
dentro de la idea de la invención, conformar refuerzos adicionales
en el interior de la región del borde. Éstos podrían ser, por
ejemplo, anillos tensores hechos de plástico o de otros
materiales.
Una forma de realización preferida conforme a la
invención de una articulación esférica se describe a continuación
tomando como referencia los dibujos.
Se muestra:
Figura 1: Una articulación esférica en el
interior de un soporte de una rueda, en sección parcial, y
Figura 2: una articulación esférica conforme a la
invención, igualmente en una sección parcial.
La articulación esférica mostrada en la Figura 1
está formada por una carcasa 1 y un semicojinete 2 insertado en la
abertura de alojamiento 1.1 de la carcasa. El semicojinete presenta
en su parte interior una superficie esférica de apoyo del cojinete
en la que se aloja la esfera articulada 3.1 de un perno esférico 3
de modo móvil por todas partes. Por debajo de la esfera articulada
se pasa a una región de transición 3.3, que va a parar a una sección
3.2 cónica. En la parte opuesta a la esfera articulada está
dispuesta, adicionalmente, una región de conexión 3.4. El perno
esférico está insertado con su sección 3.2 cónica en una abertura de
alojamiento 4.1 de la pieza de construcción del automóvil 4. La
fijación de la articulación esférica a la pieza de construcción del
automóvil 4 se lleva a cabo por medio de la región de conexión 3.4
desde la parte inferior de la pieza de construcción del automóvil.
Entre la carcasa 1 y el perno esférico 3 está insertado un fuelle de
obturación 5 que obtura las piezas móviles de la articulación
esférica. Un fuelle de obturación de este tipo es necesario para
evitar la penetración de suciedad en las partes interiores de la
articulación esférica de un modo efectivo. El fuelle de obturación 5
está alojado con su región del borde 5.1 en un anillo de soporte 6.
Este anillo de soporte, visto en su sección transversal, presenta
una forma de "F". En este caso, éste dispone de un lado axial
6.1 y un lado radial 6.2. En el lado axial 6.1 está conformada,
además, una brida anular 6.4.
La brida anular 6.4 está configurada de modo
circular. La región del borde 5.1 del fuelle de obturación 5 forma
además, junto con la región de contacto 6.3 del lado radial 6.2 del
anillo de soporte 6, una unión deslizante. Esta unión deslizante
realiza de un modo sencillo una obturación de anillo deslizante, que
puede ser, por ejemplo, una obturación de laberinto, como está
representado esto en la Figura 1.
Para ello se conforma en la región de contacto
6.3 y en la región del borde 5.1 asignada, respectivamente, una
estructura en forma de laberinto. Estas estructuras se engranan
entre ellas de modo complementario. El lado radial del anillo de
soporte 6 se apoya con su superficie exterior en la superficie 4.2
de la pieza de construcción del automóvil. Con ello, también surge
una superficie de obturación en esta unión.
En la Figura 2 se muestra una realización de una
articulación esférica conforme a la invención. En este caso, el
anillo de soporte 6 presenta en el lado radial 6.2 una brida anular
6.5, que se introduce en una ranura de alojamiento 4.3
complementaria de la pieza de construcción del automóvil 4. Por lo
demás, la articulación esférica representada en la Figura 2 tiene la
misma construcción que la mostrada en la Figura 1. Por medio de una
conformación de este tipo se puede hacer posible una función de
obturación mejorada de todo el sistema.
Sin embargo, las características fundamentales de
la articulación esférica conforme a la invención son el anillo de
soporte 6 dispuesto fijamente sobre el perno esférico con la brida
anular 6.4 conformada en él, que aloja a la región del borde 5.1 del
fuelle de obturación 5 en la dirección de contorno de modo
deslizante. Por medio de una realización de este tipo se consigue
además de una función de obturación, una separación, y con ello un
desacoplamiento, de la función de obturación de la función de apoyo,
ya que la región reforzada del borde del fuelle de obturación 5.1 es
relativamente inmóvil a través de la brida anular 6.4 en la
dirección axial, lo que provoca una pretensión constante en la
región del borde 5.1, y con ello una obturación optimizada.
| 1 | carcasa |
| 1.1 | abertura de alojamiento |
| 2 | semicojinete |
| 3 | perno esférico |
| 3.1 | esfera articulada |
| 3.2 | sección cónica |
| 3.3 | región de transición |
| 3.4 | región de conexión |
| 4 | pieza de construcción del automóvil |
| 4.1 | abertura de alojamiento |
| 4.2 | superficie |
| 4.3 | ranura de alojamiento |
| 5 | fuelle de obturación |
| 5.1 | región del borde |
| 5.2 | obturación de laberinto |
| 6 | anillo de soporte |
| 6.1 | lado axial |
| 6.2 | lado radial |
| 6.3 | región de contacto |
| 6.4 | brida anular |
| 6.5 | brida anular |
Claims (5)
1. Articulación esférica formada por:
- -
- una carcasa (1) con una abertura de alojamiento (1.1),
- -
- un semicojinete (2) insertado en ella,
- -
- un perno esférico (3) que está alojado en el semicojinete y que, por su parte, está formado por una esfera articulada (3.1), una sección cónica (3.2), una región de transición (3.3) entre la esfera articulada y la sección cónica, así como una región de conexión (3.4), en la que la sección cónica del perno esférico está insertada al menos parcialmente en una abertura de alojamiento (4.1) de una pieza de construcción del automóvil (4), así como
- -
- un fuelle de obturación (5) entre la carcasa y el perno esférico,
- -
- un anillo de soporte (6) asentado fijamente sobre el perno esférico (3), que aloja, de modo completamente deslizante, la región del borde (5.1) de la parte del perno del fuelle de obturación (5), y que presenta, visto en sección transversal, una forma de "F", estando orientados, en relación con la línea central del perno esférico, un lado axial (6.1) de modo aproximadamente axial, y un lado radial (6.2) de modo aproximadamente radial
y el lado axial (6.1) del anillo de
soporte (6) presenta una brida anular (6.4) circular, al menos en
una región, que se engrana en la región del borde (5.1)
complementaria del fuelle de obturación (5), caracterizada
porque el anillo de soporte (6) presenta en el lado radial (6.2)
adicionalmente una brida anular (6.5) circular, al menos en una
región, que se engrana en una ranura de alojamiento (4.3)
complementaria de la pieza del automóvil
(4).
2. Articulación esférica según la reivindicación
1, caracterizada porque el lado radial (6.2) se apoya en la
superficie (4.2) de la pieza de construcción del automóvil (4).
3. Articulación esférica según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque la región de contacto (6.3) entre
el lado radial (6.2) y la región del borde (5.1) de la parte del
perno del fuelle de obturación (5) es una obturación de laberinto
(5.2).
4. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el lado
axial (6.1) del anillo de soporte (6) que está en contacto con el
perno esférico (3) se pone en contacto al menos parcialmente con la
región de transición (3.3) del perno esférico (3) bajo una
deformación elástica.
5. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la región
del borde (5.1) de la parte del perno del fuelle de obturación (5)
forma un refuerzo de material reforzado que presiona con una
pretensión elástica contra el anillo de soporte (6).
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