ES2235798T3 - Biela destinada a limitar desplazamientos relativos entre dos elementos rigidos. - Google Patents
Biela destinada a limitar desplazamientos relativos entre dos elementos rigidos.Info
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Abstract
Biela destinada a limitar desplazamientos relativos entre unos primer y segundo elementos rígidos, esencialmente según una dirección longitudinal (X), comprendiendo dicha biela un cuerpo rígido alargado (1) que se extiende sensiblemente según la dirección longitudinal (X) y que une entre sí unos primer y segundo manguitos (2, 3), estando estos dos manguitos destinados a ser articulados respectivamente con respecto a los elementos rígidos y que presentan respectivamente unos ejes centrales (Y, Y¿) paralelos entre sí y perpendiculares a la dirección longitudinal (X), presentando dicho cuerpo dos lados opuestos longitudinales sobre los cuales están formadas respectivamente unas primera y segunda nervaduras externas longitudinales (8, 9) que se extienden cada una entre los primer y segundo manguitos (2, 3), comprendiendo el cuerpo (1) de la biela, además, por lo menos una primera nervadura transversal (10) que presenta: - una primera parte (10a) que une entre sí el primer manguito (2) y la primera nervadura externa longitudinal (8) de manera que formen una primera estructura triangular con una primera porción de dicho primer manguito y una primera porción (8c) de la primera nervadura externa longitudinal (8), - y una segunda parte (10b) que une entre sí el primer manguito y la segunda nervadura externa longitudinal (9) de manera que forme una segunda estructura triangular con una segunda porción de dicho primer manguito y una primera porción (9c) de la segunda nervadura externa longitudinal.
Description
Biela destinada a limitar desplazamientos
relativos entre dos elementos rígidos.
La presente invención se refiere a las bielas
destinadas a limitar desplazamientos relativos entre unos primer y
segundo elementos rígidos, esencialmente según una dirección
longitudinal.
Las bielas del tipo en cuestión están por ejemplo
destinadas a unir, por una parte, las cajas de los vehículos y, por
otra parte, los motores de combustión interna de los vehículos
considerados, en particular (pero no exclusivamente), los motores de
suspensión pendular.
Las bielas están montadas de manera que trabajen
esencialmente a tracción y a compresión según su dirección
longitudinal.
Entre estas bielas, la invención se refiere más
particularmente a las que comprenden un cuerpo rígido alargado que
se extiende sensiblemente según la dirección longitudinal y que une
entre sí unos primer y segundo manguitos, estando estos dos
manguitos destinados a ser articulados respectivamente con respecto
a los elementos rígidos y que presentan respectivamente unos ejes
centrales paralelos entre sí y perpendiculares a la dirección
longitudinal, comprendiendo dicho cuerpo dos lados opuestos
longitudinales sobre los cuales están formadas respectivamente unas
primera y segunda nervaduras externas longitudinales que se
extienden cada una entre los dos manguitos, presentando el cuerpo de
la biela, además, por lo menos una primera nervadura transversal que
presenta:
- -
- una primera parte que une entre sí el primer manguito y la primera nervadura externa longitudinal de manera que forme una primera estructura triangular con una primera porción de dicho primer manguito y una primera porción de la primera nervadura externa longitudinal,
- -
- y una segunda parte que une entre sí el primer manguito y la segunda nervadura externa longitudinal de manera que forme una segunda estructura triangular con una segunda porción de dicho primer manguito y una primera porción de la segunda nervadura externa longitudinal.
El documento
GB-A-1 094 950 describe una biela de
este tipo, que presenta el inconveniente de que sus manguitos pueden
en ciertos casos deformarse por ovalización a consecuencia de los
esfuerzos de tracción soportados por dicha biela.
La presente invención tiene en particular por
objetivo evitar este inconveniente.
A este fin, la biela según la invención está
caracterizada porque las primera y segunda nervaduras externas
longitudinales presentan cada una por lo menos dos partes que
divergen separándose de la dirección longitudinal respectivamente a
partir de los primero y segundo manguitos formando con la dirección
longitudinal un ángulo agudo superior a 10º.
Gracias a estas disposiciones, se mejora
netamente la resistencia de la biela con respecto a los esfuerzos de
tracción, o por el contrario se puede reducir netamente la masa de
la biela para obtener unas características mecánicas similares a las
características obtenidas en la técnica anterior.
En unos modos de realización preferidos de la
biela según la invención, se puede eventualmente recurrir además a
la una y/o a la otra de las disposiciones siguientes:
- -
- la primera nervadura transversal es sensiblemente rectilínea;
- -
- la primera nervadura transversal está acodada en su centro, presentando una concavidad vuelta hacia el segundo manguito;
- -
- el cuerpo presenta además una segunda nervadura transversal que comprende:
- \bullet
- una primera parte que une entre sí el segundo manguito y la primera nervadura externa longitudinal de manera que forme una tercera estructura triangular con una primera porción de dicho segundo manguito y una segunda porción de la primera nervadura externa longitudinal,
- \bullet
- y una segunda parte que une entre sí el segundo manguito y la segunda nervadura externa longitudinal de manera que forme una cuarta estructura triangular con una segunda porción de dicho segundo manguito y una segunda porción de la segunda nervadura externa longitudinal;
- -
- la segunda nervadura transversal es sensiblemente rectilínea;
- -
- la segunda nervadura transversal está acodada en su centro, presentando una concavidad vuelta hacia el primer manguito;
- -
- los dos manguitos están unidos entre sí por lo menos por una nervadura longitudinal central que está dispuesta entre las primera y segunda nervaduras externas longitudinales y que está unida a cada nervadura transversal;
- -
- las dos partes divergentes de cada nervadura externa longitudinal se unen al nivel del punto de unión entre dicha nervadura externa longitudinal y la primera nervadura tranversal;
- -
- las dos partes divergentes de las primera y segunda nervaduras externas longitudinales están constituidas respectivamente por dichas primera y segunda porciones de cada nervadura externa longitudinal, estando dichas primera y segunda porciones de cada nervadura externa longitudinal unidas entre sí por medio de una parte rectilínea que pertenece a la nervadura externa longitudinal correspondiente.
Otras características y ventajas de la presente
invención aparecerán en el curso de la descripción detallada que
sigue de dos de sus formas de realización, dadas a título de
ejemplos no limitativos, con referencia a los planos anexos.
En los planos:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de una
primera biela no realizada según la invención,
- la figura 2 es una vista en planta de una
segunda biela no realizada según la invención,
- las figuras 3 a 6 son vistas análogas a la
figura 2, respectivamente para unas tercera y cuarta bielas no
realizadas según la invención y para unas quinta y sexta bielas
según dos formas de realización de la invención.
La descripción de las primera, segunda, tercera y
cuarta bielas se da aquí para hacer comprender mejor la invención,
aunque estas bielas no estén realizadas según la invención.
Con referencia a las figuras 1 a 6, la biela
comprende esencialmente un cuerpo 1 rígido que se extiende según un
eje longitudinal X entre dos manguitos rígidos 2 y 3 que están
destinados a ser articulados, respectivamente a la caja del vehículo
y al motor, según dos ejes de pivotamiento Y, Y' perpendiculares al
eje X.
El cuerpo 1 y los manguitos 2 y 3 están
realizados en metal, generalmente moldeados de una sola pieza de
fundición o de aleación ligera, y son simétricos con respecto a un
plano medio P que contiene los ejes X, Y, Y'. Además, los manguitos
2 y 3 están generalmente unidos respectivamente a la caja y al motor
por medio de cuerpos de elastómero 4 y 5 que están a su vez
dispuestos respectivamente en el interior de los manguitos 2 y 3 y
que a su vez rodean respectivamente unas armaduras tubulares
interiores 6 y 7.
El cuerpo 1, en cuanto a sí mismo, comprende en
todos los casos dos nervaduras externas 8, 9 que se extienden cada
una sensiblemente según el eje longitudinal X entre dos extremos
correspondientes 8a, 8b y 9a, 9b que se unen respectivamente a los
dos manguitos 2 y 3, siendo dichas nervaduras aplanadas
sensiblemente paralelamente al plano medio P mencionado.
Las nervaduras 8 y 9 están destinadas a trabajar
a tracción cuando la biela es sometida a dos fuerzas opuestas F1, F2
orientadas respectivamente según el eje longitudinal X.
Además, en el ejemplo de la figura 1, el cuerpo 1
comprende otra nervadura 10 que se extiende sensiblemente
perpendicularmente al eje longitudinal X entre las dos nervaduras
externas longitudinales 8 y 9 y que comprende una parte media 11c
unida a uno de los manguitos, por ejemplo el manguito 2, en una
región 2a de éste que está contenida en el plano medio P.
Dicha nervadura 10 presenta además dos extremos
11a, 11b que se unen respectivamente a dichas nervaduras externas
longitudinales 8 y 9, en la proximidad del manguito 2, de manera que
presenten unas primera y segunda mitades 10a y 10b simétricas con
respecto al plano medio P.
Así, se forma una primera estructura triangular
cuyos tres lados están constituidos respectivamente por la primera
mitad 10a de la nervadura 10, una porción 8c de la nervadura 8 que
se extiende entre el extremo 11a de la nervadura 10 y el extremo 8a
de la nervadura 8, y la porción del manguito 2 que se extiende entre
su región 2a y dicho extremo 8a de la nervadura 8.
De la misma manera, se forma una segunda
estructura triangular cuyos tres lados están constituidos
respectivamente por la segunda mitad 10b de la nervadura 10, una
porción 9c de la nervadura 9, que se extiende entre el extremo 11b
de la nervadura 10 y el extremo 9a de la nervadura 9, y la porción
del manguito 2 que se extiende entre su región 2a y dicho extremo 9a
de la nervadura 9.
Esta nervadura 10 constituye de hecho una
nervadura de refuerzo transversal que, teniendo en cuenta su
orientación y su disposición próxima al manguito 2, tiene por efecto
limitar ventajosamente la ovalización de este último según el eje
longitudinal X, en el caso en que la biela es solicitada a tracción,
como se ha indicado por la flecha F2.
En la figura 1, la nervadura transversal 10 está
acodada en su parte media 11c de manera que su concavidad esté
orientada hacia el manguito 3.
Los manguitos 2 y 3 tienen, en cuanto a sí
mismos, cada uno una sección circular, siendo el diámetro del
manguito 2 aquí superior al del manguito 3.
La biela de la figura 2 corresponde a la
representada en la figura 1 y se distingue de ella únicamente por el
hecho de que la biela presenta otra nervadura 12 que se extiende
sensiblemente perpendicularmente al eje longitudinal X entre las dos
nervaduras externas longitudinales 8 y 9 pero que, esta vez, está
dispuesta del lado del manguito 3.
Como la nervadura transversal 10, la nervadura 12
presenta una parte media 13c unida al manguito 3, en una región 3a
de éste que está contenida en el plano medio P.
Dicha nervadura 12 presenta también dos extremos
13a, 13b que se unen respectivamente a dichas nervaduras externas
longitudinales 8 y 9, en la proximidad del manguito 3, de manera que
presenten unas primera y segunda mitades 12a y 12b simétricas con
respecto al plano medio P.
Así, como en el caso de la nervadura transversal
10, se forma una tercera estructura triangular cuyos tres lados
están constituidos respectivamente por la primera mitad 12a de la
nervadura 12, una porción 8d de la nervadura 8 que se extiende entre
el extremo 13a de la nervadura 12 y el extremo 8b de la nervadura 8,
y la porción del manguito 3 que se extiende entre su región 3a y
dicho extremo 8b de la nervadura 8.
De la misma manera, se forma una cuarta
estructura triangular cuyos tres lados están constituidos
respectivamente por la segunda mitad 12b de la nervadura 12, una
porción 9d de la nervadura 9 que se extiende entre el extremo 13b de
la nervadura 12 y el extremo 9b de la nervadura 9, y la porción del
manguito 3 que se extiende entre su región 3a y dicho extremo 9b de
la nervadura 9.
La nervadura transversal 12 está además, como la
nervadura transversal 10, acodada en su parte media 13c de manera
que su concavidad esté orientada hacia el manguito 2.
Esta nervadura transversal 12 tiene la misma
función que la nervadura transversal 10 en lo que concierne a la
limitación de una ovalización eventual del manguito 3 según el eje X
a consecuencia de una solicitación a tracción de la biela, como se
ha indicado por la flecha F1.
Con referencia a la figura 3, la biela ilustrada
es una variante de la biela representada en la figura 2, según la
cual los manguitos 2 y 3 tienen, por una parte, la misma sección y,
por otra parte, una sección rectangular en lugar de una sección
circular.
En cuanto a las nervaduras transversales 10 y 12,
las mismas no están ya acodadas respectivamente en su centro, sino
que son cada una sensiblemente rectas y perpendiculares a las
nervaduras externas longitudinales 8 y 9.
Con referencia a la figura 4, la biela ilustrada
corresponde a la representada en la figura 2 y se distingue de ella
únicamente por el hecho de que la biela comprende por lo menos otra
nervadura, por ejemplo dos nervaduras 14 y 15 que están dispuestas
entre las nervaduras externas longitudinales 8 y 9 y que se
extienden cada una según el eje longitudinal X entre dos extremos
correspondientes 14a, 14b y 15a, 15b que se unen respectivamente a
las regiones 2a y 3a de los manguitos 2 y 3. Dichas nervaduras 14 y
15 son además simétricas una de la otra con respecto al plano medio
P y aplanadas paralelamente a este último.
Las nervaduras 14 y 15 constituyen así dos
nervaduras longitudinales de refuerzo suplementarias que permiten,
en asociación con las nervaduras longitudinales 8 y 9, reforzar
ventajosamente la resistencia a la tracción de la biela según la
invención.
Con referencia a la figura 5, el modo de
realización ilustrado corresponde a la biela representada en la
figura 4 y se distingue de ella únicamente por el hecho de que la
nervadura transversal 12 ha sido suprimida y que las nervaduras
longitudinales 8 y 9 no son ya rectas.
En este ejemplo, la porción 8c de la nervadura
longitudinal 8 diverge a partir del manguito 2 formando con el plano
medio P un ángulo agudo a que es superior a 10º. Esta porción 8c se
une, al nivel del extremo 11a de la nervadura transversal 10, por la
parte restante 8e de la nervadura longitudinal 8, que diverge en
cuanto a sí misma a partir del manguito 3 formando con el plano
medio P un ángulo agudo \beta que es superior a 10º. Teniendo en
cuenta la simetría con respecto al plano medio P, la porción 9c y la
parte restante 9e de la nervadura longitudinal 9 divergen
respectivamente de la misma manera que la porción 8c y la parte
restante 8e de la nervadura longitudinal 8.
Teniendo en cuenta el valor superior a 10º de los
ángulos agudos \alpha y \beta, los extremos 11a y 11b de la
nervadura transversal 10 están situados netamente fuera de la zona
delimitada por una primera tangente T y una segunda tangente T' que
son respectivamente comunes a los dos manguitos 2 y 3. Esta
disposición de los extremos de la nervadura transversal, que no se
encuentra en las bielas del estado de la técnica, presenta el
interés de rigidizar aún más el cuerpo 1 de la biela de manera que
impida la ovalización de los manguitos 2 y 3 cuando esta última está
sometida a un esfuerzo de tracción.
Con referencia a la figura 6, el modo de
realización ilustrado es una variante de la biela representada en la
figura 2, según la cual los manguitos 2 y 3 tienen la misma sección
y según la cual las primera y segunda porciones 8c, 8d de la
nervadura longitudinal 8, así como las primera y segunda porciones
9c y 9d de la nervadura longitudinal 9, divergen respectivamente a
partir de los manguitos 2 y 3, formando cada una, con el plano medio
P, un ángulo agudo superior a 10º, como en el caso del modo de
realización de la figura 5. La porción restante 8f de la nervadura
longitudinal 8, que está comprendida entre las dos porciones
divergentes 8c y 8d, es rectilínea y sensiblemente paralela al plano
medio P. Es lo mismo para la porción restante 9f de la nervadura
longitudinal 9, que está en cuanto sí misma comprendida entre las
dos porciones divergentes 9c y 9d.
La experiencia muestra que frente a los esfuerzos
longitudinales, la rigidez de las bielas del tipo de las
representadas en las figuras 1 a 5 es aproximadamente 2 a 3 veces
superior a la de las bielas de la técnica anterior, cuando estas
bielas son consideradas de igual masa.
Así, para unas bielas que presentan cada una una
masa de, por ejemplo, 235 g, se ha observado que una biela de la
técnica anterior empieza a deformarse longitudinalmente bajo la
acción de una fuerza de tracción igual a aproximadamente 17 kN,
mientras que una biela según la invención empieza a deformarse
longitudinalmente bajo la acción de una fuerza de tracción igual a
aproximadamente 40 kN.
Por consiguiente, con una masa reducida a
aproximadamente la mitad, las bielas según la invención pueden
presentar las mismas características que las bielas de la técnica
anterior en términos de rigidez y de resistencia a la tracción. Su
coste se encuentra por tanto reducido en gran manera.
Desde luego que las características propias de
uno de los modos de realización mencionados podrían ser combinadas
con las características propias de otro modo de realización.
Claims (9)
1. Biela destinada a limitar desplazamientos
relativos entre unos primer y segundo elementos rígidos,
esencialmente según una dirección longitudinal (X), comprendiendo
dicha biela un cuerpo rígido alargado (1) que se extiende
sensiblemente según la dirección longitudinal (X) y que une entre sí
unos primer y segundo manguitos (2, 3), estando estos dos manguitos
destinados a ser articulados respectivamente con respecto a los
elementos rígidos y que presentan respectivamente unos ejes
centrales (Y, Y') paralelos entre sí y perpendiculares a la
dirección longitudinal (X), presentando dicho cuerpo dos lados
opuestos longitudinales sobre los cuales están formadas
respectivamente unas primera y segunda nervaduras externas
longitudinales (8, 9) que se extienden cada una entre los primer y
segundo manguitos (2, 3), comprendiendo el cuerpo (1) de la biela,
además, por lo menos una primera nervadura transversal (10) que
presenta:
- -
- una primera parte (10a) que une entre sí el primer manguito (2) y la primera nervadura externa longitudinal (8) de manera que formen una primera estructura triangular con una primera porción de dicho primer manguito y una primera porción (8c) de la primera nervadura externa longitudinal (8),
- -
- y una segunda parte (10b) que une entre sí el primer manguito y la segunda nervadura externa longitudinal (9) de manera que forme una segunda estructura triangular con una segunda porción de dicho primer manguito y una primera porción (9c) de la segunda nervadura externa longitudinal (9),
caracterizada porque las
primera (8) y segunda (9) nervaduras externas longitudinales
presentan cada una por lo menos dos partes (8c, 8e; 9c, 9e) que
divergen separándose de la dirección longitudinal (X)
respectivamente a partir de los primero (2) y segundo (3) manguitos
formando con la dirección longitudinal (X) un ángulo agudo superior
a
10º.
2. Biela según la reivindicación 1, en la cual
dicha primera nervadura transversal (10) es sensiblemente
rectilínea.
3. Biela según la reivindicación 1, en la cual
dicha primera nervadura transversal (10) está acodada en su centro,
presentando una concavidad vuelta hacia el segundo manguito (3).
4. Biela según cualquiera de las reivindicaciones
1 a 3, en la cual dicho cuerpo comprende además una segunda
nervadura transversal (12) que presenta:
- -
- una primera parte (12a) que une entre sí el segundo manguito y la primera nervadura externa longitudinal (8) de manera que forme una tercera estructura triangular con una primera porción de dicho segundo manguito y una segunda porción (8d) de la primera nervadura externa longitudinal (8),
- -
- y una segunda parte (12b) que une entre sí el segundo manguito y la segunda nervadura externa longitudinal (9) de manera que forme una cuarta estructura triangular con una segunda porción de dicho segundo manguito y una segunda porción (9d) de la segunda nervadura externa longitudinal (9).
5. Biela según la reivindicación 4, en la cual la
segunda nervadura transversal (12) es sensiblemente rectilínea.
6. Biela según la reivindicación 4, en la cual la
segunda nervadura transversal (12) está acodada en su centro,
presentando una concavidad vuelta hacia el primer manguito (2).
7. Biela según cualquiera de las reivindicaciones
4 a 6, en la cual los dos manguitos están unidos entre sí por lo
menos por una nervadura longitudinal central (14) que está dispuesta
entre las primera (8) y la segunda (9) nervaduras externas
longitudinales y que está unida a cada nervadura transversal.
8. Biela según cualquiera de las reivindicaciones
1 a 7, en la cual las dos partes divergentes (8c, 8e; 9c, 9e) de
cada nervadura externa longitudinal (8; 9) se unen al nivel del
punto de unión entre dicha nervadura externa longitudinal y la
primera nervadura transversal (10).
9. Biela según la reivindicación 8, en la cual
las dos partes divergentes de las primera y segunda nervaduras
externas longitudinales están constituidas respectivamente por
dichas primera (8c, 9c) y segunda (8d, 9d) porciones de cada
nervadura externa longitudinal (8, 9), estando dichas primera y
segunda porciones de cada nervadura externa longitudinal ligadas
entre sí por medio de una parte rectilínea (8f, 9f) que pertenece a
la nervadura externa longitudinal correspondiente.
Applications Claiming Priority (2)
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| FR9906482 | 1999-05-21 | ||
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