ES2244269A1 - Junta universal perfeccionada. - Google Patents
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Abstract
Junta universal perfeccionada. Está adaptada para la transmisión del movimiento de rotación de dos ejes orientables en direcciones distintas provistos de una horquilla en cada extremo, una de las cuales se prolonga en un bloque de deslizamiento con una zona de menor sección que se prolonga longitudinalmente en otra de mayor sección dotada de unos orificios para el paso con posibilidad de deslizamiento de unas varillas unidas por un extremo a una zona de soporte solidaria de la otra horquilla del otro eje, quedando unidas por el otro extremo a una placa de tope. Dicha zona de soporte, dicho bloque de deslizamiento y la placa de tope con las respectivas varillas forman un dispositivo de desplazamiento axial para absorber solicitaciones externas. Los orificios del tramo de mayor sección pueden incluir casquillos elásticos de baja fricción para el paso controlado a través de los mismos de las varillas.
Description
Junta universal perfeccionada.
La presente solicitud de Patente de Invención
consiste, conforme indica su enunciado, en una "Junta Universal
Perfeccionada", cuyas nuevas características de construcción,
conformación, y diseño cumplen el objetivo para el cual
específicamente ha sido proyectado, con una seguridad y eficacia
máximas.
La invención pertenece al sector técnico del
automóvil y más concretamente al mecanismo de dirección de
vehículos.
La transmisión de par que ejerce el conductor en
el volante en su giro es transmitida a la columna de dirección por
medio de juntas universales adaptadas para transmitir un movimiento
de rotación de dos ejes dispuestos en direcciones relativas
distintas con el fin de permitir el desplazamiento angular entre
uno y otro eje. Dichos dispositivos se utilizan típicamente para
transmitir el movimiento de rotación a las ruedas cuando éstas son
motrices y directrices a la vez, así como en las columnas de
dirección de los automóviles donde no es posible transmitir el
movimiento mediante un árbol longitudinal de una sola pieza por la
particular geometría del interior del vehículo donde deben montarse
y funcionar los distintos elementos mecánicos que intervienen en el
conjunto de dirección.
Existen en la técnica multitud de soluciones
destinadas a la transmisión de un movimiento de rotación de dos
ejes con capacidad de orientación en direcciones distintas. Un
extremo de dichos ejes está provisto convencionalmente de una
primera horquilla la cual presenta unos orificios destinados a
alojar los extremos de los brazos de una cruceta. Dicha cruceta une
entre sí de manera articulada la citada primera horquilla con los
extremos de una segunda horquilla.
Una solución particularmente eficaz es la que
planteaba el presente titular en su solicitud de patente de
invención ES2.169.676, en la que se describe una junta universal
con un diseño particular que le ha proporcionado actualmente una
gran eficacia en funcionamiento. Este diseño se basa en que las
citadas segundas horquillas de los ejes quedan unidas mecánicamente
entre sí mediante un dispositivo de desplazamiento axial diseñado
adecuadamente para absorber los efectos de un impacto externo que
podría dar lugar a interferencias en el funcionamiento del sistema
mecánico e incluso a roturas o averías de graves consecuencias. En
una aplicación específica para columnas de dirección de
automóviles, el dispositivo de desplazamiento axial de dicha
patente, el cual se montaba intercalado en la junta universal de la
columna de dirección del vehículo, permitía evitar ventajosamente
la transmisión de movimientos de la cremallera a la columna de
dirección del automóvil aislando así la columna del conjunto de
dirección. Además, esta particular configuración permitía también
modificar la separación de las horquillas de los ejes para
facilitar el montaje de los mismos gracias al juego establecido
entre ellos.
El titular de la presente invención ha encontrado
una nueva configuración de junta universal que está basada, en
líneas generales, en la junta descrita anteriormente pero con una
importante mejora en cuanto a simplificación del conjunto. Se ha
encontrado que la junta universal de la patente ES2.169.676 podía
simplificarse considerablemente adoptando una nueva configuración
sin perder eficacia. En la patente ES2.169.676, el dispositivo de
desplazamiento axial comprendía básicamente tres placas de soporte:
una primera placa de soporte solidaria de la segunda horquilla de
uno de los ejes, una placa de soporte intermedia y una segunda
placa de soporte. La primera placa de soporte estaba dotada
preferiblemente de tres varillas de guía y sujeción fijadas, por
uno de sus extremos, a la primera placa de soporte y, por el otro
de sus extremos, a la segunda placa de soporte. La placa intermedia
presentaba unos orificios pasantes adaptados para el paso a través
de ellos de las citadas varillas e incorporaba también una columna
solidaria a la misma por un extremo y solidaria, por el otro
extremo, a la segunda horquilla del otro eje.
Aunque se trataba de un mecanismo muy eficaz, se
ha encontrado que el diseño descrito implica un número elevado de
piezas lo cual influye negativamente en el precio final del
conjunto.
Gracias a la presente invención, este el número
de elementos que intervienen en la configuración de la junta
universal puede ser ventajosamente simplificado manteniendo la
misma eficacia en la amortiguación y compensación de movimientos en
el sistema de dirección, y particularmente en la transmisión de
éstos de la cremallera a la columna de dirección del automóvil
aislando la columna del conjunto de dirección. La junta de la
invención permite igualmente modificar la separación de las
horquillas de los ejes para facilitar su montaje en el vehículo
reduciendo así los costes de instalación.
La invención propone, por lo tanto, una nueva
junta universal destinada a la transmisión del movimiento de
rotación de dos ejes orientables en direcciones distintas los
cuales incluyen en sus extremos una horquilla. La junta universal
que se describe de acuerdo con la invención comprende respectivas
horquillas extremas acopladas de manera articulada a las citadas
horquillas de los ejes orientables citadas anteriormente.
La mejora que presenta la invención en la
simplificación del conjunto de junta universal consiste en que una
de las citadas horquillas extremas se prolonga en un bloque de
deslizamiento formando una pieza con ésta. Este bloque de
deslizamiento presenta una zona de menor sección que se prolonga
longitudinalmente en una zona de mayor sección. Esta zona de mayor
sección del bloque de deslizamiento dispone unos orificios
interiores pasantes por donde discurren unas varillas de guía.
Estas varillas quedan unidas por uno de sus extremos a una zona de
soporte que es solidaria de la otra horquilla opuesta. Por el
extremo opuesto, las citadas varillas quedan unidas a una placa de
tope. Con esta configuración, el citado bloque de deslizamiento
puede desplazarse axialmente respecto a las varillas definiéndose
un dispositivo de desplazamiento axial que permite absorber
impactos externos compensándolos eficazmente con un número muy
reducido de piezas. Se obtiene así una junta universal dotada de un
dispositivo intermedio de desplazamiento axial que define un
sistema compacto y muy rígido puesto que las piezas de
desplazamiento relativo, es decir, el bloque de deslizamiento y la
zona de soporte, forman parte de las propias horquillas.
El dispositivo de desplazamiento axial funciona
de manera que cuando existe una solicitación externa al automóvil,
por ejemplo un impacto, dicho dispositivo reacciona compensando
este esfuerzo al desplazarse longitudinalmente el citado bloque de
deslizamiento respecto a las varillas solidarias de la zona de
soporte de la horquilla opuesta. El dispositivo de desplazamiento
axial permite, por lo tanto, un determinado movimiento relativo
entre horquillas que permite compensar con eficacia cualquier
movimiento externo al sistema de transmisión del vehículo pero
permitiendo, a la vez, una buena transmisión de par dad su rigidez
torsional.
El comportamiento del conjunto en la citada
función de absorción de cargas en el colapso puede mejorarse
incorporando medios elásticos de tracción que tiendan a mantener la
separación entre las horquillas de los respectivos ejes ante una
fuerza exterior.
En una realización, el citado dispositivo de
desplazamiento axial comprende tres varillas que, como se ha
indicado anteriormente, son solidarias, por uno de sus extremos, de
la placa de tope pasando a través del tramo de mayor sección del
bloque de deslizamiento y quedando fijadas por el otro extremo a la
citada zona de soporte de la horquilla.
La invención prevé también la disposición de
unos casquillos elásticos de baja fricción en el interior de los
orificios del tramo de mayor sección del bloque de deslizamiento.
Estos casquillos de baja fricción tienen la misión de permitir el
paso controlado a través de los mismos de las citadas varillas. Con
ello se consigue una transmisión de par sin holgura y con muy bajo
esfuerzo de deslizamiento. Si no se disponen dichos casquillos
elásticos puede aplicarse un acabado superficial interior en los
orificios pasantes de la zona de mayor sección del bloque de
deslizamiento para permitir el paso ajustado de las citadas
varillas. Estas varillas pueden ser barras macizas o bien pueden
ser huecas interiormente para reducir el peso del conjunto.
De acuerdo con la invención, la zona de soporte
que sobresale de una de las horquillas, el bloque de deslizamiento
que sale de la otra horquilla y/o la placa de tope pueden presentar
un perfil cilíndrico o bien substancialmente poligonal (triangular,
triangular con los vértices redondeados, cuadrado, etc.) o
cualquier otro perfil adecuado. Del mismo modo, el número de
varillas del dispositivo de desplazamiento axial puede ser mayor
que tres.
Se prevé también que el dispositivo de
desplazamiento axial incluya un elemento protector flexible que lo
cubra con el fin de aislar los elementos mecánicos del polvo, la
suciedad y otros agentes exteriores que puedan influir en el
comportamiento dinámico de la junta. Este elemento protector puede
ser, a modo de ejemplo, un tubo de goma que rodee el dispositivo y
que, a su vez, permita el movimiento de los elementos de una manera
adecuada.
Las características y las ventajas de la junta
universal objeto de la presente invención serán más claras en la
descripción detallada de una realización preferida del mismo. Dicha
descripción se dará, de aquí en adelante, a modo de ejemplo no
limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales:
La figura nº 1 es una vista en perspectiva de la
junta universal de la presente invención;
La figura nº 2 es una vista en perspectiva en
despiece de la junta universal de la figura nº 1;
La figura nº 3 es una vista longitudinal en
alzado de la junta universal de la figura nº 1; y
La figura nº 4 es una vista longitudinal en
alzado de la junta universal seccionada por el plano AA' de la
figura nº 3.
Los elementos que aparecen en las figuras que se
adjuntan son los siguientes:
| (s) | separación relativa entre la zona de soporte (16) y el bloque de deslizamiento (17). |
| (A) | zona de mayor sección del bloque de desplazamiento; |
| (B) | zona de menor sección del bloque de desplazamiento; |
| (1) | primera horquilla de uno de los ejes; |
| (2) | brazos de la primera horquilla; |
| (3) | alojamiento de la primera horquilla; |
| (4) | primera horquilla del otro eje; |
| (5) | brazos de la primera horquilla del otro eje; |
| (6) | alojamiento de la primera horquilla del otro eje; |
| (7) | orificios de las horquillas del eje; |
| (8) | orificios de las horquillas del otro eje; |
| (9) | extremos de los brazos de la cruceta de las horquillas del eje; |
| (10) | extremos de los brazos de la cruceta de las horquillas del otro eje; |
| (11, 12) | crucetas de las horquillas; |
| (13) | segunda horquilla del eje; |
| (14) | segunda horquilla del otro eje; |
| (15) | dispositivo de desplazamiento axial; |
| (16) | zona de soporte de la horquilla (13); |
| (17) | bloque de desplazamiento de la horquilla opuesta (14); |
| (18) | placa de tope; |
| (19, 20, 21) | varillas de guía y sujeción; |
| (22, 23, 24) | orificios de la placa de tope; |
| (25, 26, 27) | orificios de la zona de mayor diámetro del bloque de deslizamiento; y |
| (28) | \begin{minipage}[t]{130mm} casquillos elásticos de baja fricción de la placa intermedia para el paso de las columnas de guía y sujeción.\end{minipage} |
La junta universal que se ha ilustrado en las
figuras y que se describe a continuación a modo de ejemplo no
limitativo de acuerdo con la invención comprende una primera
horquilla (1) adaptada para alojar un primer eje, por ejemplo el
eje conductor de la columna de dirección de un vehículo, cuyo eje
no ha sido ilustrado en los dibujos por motivos de claridad. El
extremo del citado eje conductor va alojado en dicha primera
horquilla (1) en un alojamiento (3) adaptado convenientemente para
ello.
En el extremo opuesto del conjunto se dispone
análogamente otra horquilla (4) que, de manera similar, aloja un
segundo eje, o eje conducido, el cual tampoco ha sido ilustrado en
los dibujos por motivos de claridad. El extremo de dicho eje
conducido va alojado de manera similar en una dicha horquilla (4)
en un alojamiento (6) adaptado igualmente para ello.
Las horquillas (1, 4) de los ejes de la columna
de dirección se prolongan en correspondientes brazos (2, 5)
provistos de unos orificios (7, 8) donde se alojan los extremos (9,
10) de los brazos de respectivas crucetas (11, 12). Estas crucetas
(11, 12) unen entre sí de manera articulada las citadas horquillas
(1, 4) con las horquillas (13, 14) de los respectivos ejes de la
columna de dirección del vehículo.
La horquilla (14) se prolonga en un bloque de
deslizamiento cilíndrico (17) que presente dos zonas de distinto
diámetro: una primera zona (B) de menor diámetro que se prolonga
longitudinalmente en una zona de mayor diámetro (A). Esta zona de
mayor diámetro (A) del bloque de deslizamiento (17) está provista
de tres orificios (25, 26, 27) por el interior de los cuales pueden
deslizar longitudinalmente respectivas varillas de guía (19, 20,
21). Uno de los extremos de dichas varillas de guía (19, 20, 21)
están unidos a una zona de soporte (16) que es solidaria de la otra
horquilla opuesta (13). El otro extremo de dichas varillas de guía
(19, 20, 21) queda unido a una placa circular de tope (18) a través
de respectivos orificios (22, 23, 24).
La zona de soporte (16) de la horquilla (13) con
sus varillas (19, 20, 21) unidas a la citada placa de tope (18),
junto con el bloque de deslizamiento (17), definen un dispositivo
de desplazamiento axial (15) destinado a compensar los efectos de
un impacto externo en el sistema de dirección del vehículo
desplazándose dicho bloque (17) variando la separación relativa (s)
entre la citada zona de soporte (16) y dicho bloque de
deslizamiento (17) la cual se ha representado en las figuras nº 1,
3 y 4. La movilidad del dispositivo de desplazamiento axial (15) y
consecuentemente de las horquillas (1, 4, 13, 14) facilita
enormemente el montaje de los ejes. Valores típicos de la magnitud
de la separación relativa (s) que definen el juego eficaz de una
columna de dirección de un automóvil son del orden de
30-40 mm aproximadamente, si bien la separación (S)
puede presentar cualquier valor en función de los requerimientos
mecánicos de la junta y de la aplicación a la que vaya ser
destinada, pudiendo llegar a valores de 100 mm en algunos casos, o
incluso más.
La sujeción de los extremos de las varillas (19,
20 21) puede ser, por ejemplo, por roscado (o bien por cualquier
otro medio adecuado), disponiéndose a tal efecto, en la placa de
tope (18), los citados orificios (22, 23, 24) para el acoplamiento
de las varillas (19, 20 21), tal como puede apreciarse en la figura
nº 2 de los dibujos. Las varillas (19, 20, 21) pueden ser barras
macizas o bien huecas para reducir el peso del conjunto.
Aunque no se ha ilustrado en las figuras, puede
disponerse un elemento protector flexible que cubra el dispositivo
de desplazamiento axial (15) con el fin de aislar los elementos
mecánicos en movimiento del polvo, la suciedad y otros agentes
exteriores. Por otra parte, podría disponerse también medios
elásticos en forma de muelle de compresión para mantener la
separación relativa (s) entre la zona de soporte (16) y el bloque
de deslizamiento (17) ante esfuerzos de colapso, absorbiéndolos de
una manera eficaz dado que el movimiento que experimenta el bloque
de deslizamiento (17) respecto a las varillas (19, 20, 21) puede
controlarse entonces de una manera adecuada.
El deslizamiento de las columnas de guía y
sujeción (19, 20, 21) a través de la zona de mayor diámetro (A) del
bloque de deslizamiento (17) se realiza mediante unos casquillos
elásticos de baja fricción (28) alojados en los orificios pasantes
(25, 26, 27) de la zona de mayor diámetro (A) del citado bloque de
deslizamiento (17). Alternativamente, dichos orificios pasantes
(25, 26, 27) del bloque de deslizamiento (17) pueden presentar un
acabado superficial interior adecuado para permitir el paso
ajustado de las tres varillas (19, 20, 21) y conseguir así una
transmisión de par sin holgura evitando la utilización de dichos
casquillos de baja fricción (28).
Aunque los elementos (16, 17, 18, 19, 20, 21)
que definen el dispositivo de desplazamiento axial (15) de la junta
universal objeto de la presente invención se han ilustrado, en la
realización que se ha descrito aquí, presentando una configuración
substancialmente cilíndrica, es evidente que éstos pueden presentar
otras geometrías técnicamente apropiadas, tales como un perfil
triangular de vértices redondeados, o cualquier otra geometría. Del
mismo modo, los materiales de los elementos que componen la junta
universal descrita de acuerdo con la invención, así como las
dimensiones y demás características podrán ser convenientemente
reemplazadas por otras técnicamente equivalentes, siempre y cuando
no se aparten de la esencialidad de la presente invención ni del
concepto inventivo de la misma definido en las reivindicaciones que
se incluyen a continuación.
Claims (7)
1. Junta Universal Perfeccionada para la
transmisión del movimiento de rotación de dos ejes orientables en
direcciones distintas provistos cada uno en uno de sus extremos de
respectivas horquillas (1, 4), comprendiendo dicha junta universal
otras horquillas (13, 14) acopladas articuladas a las citadas
horquillas (1, 4) de los ejes, caracterizada en que una de
las citadas horquillas (14) de uno de los ejes se prolonga en un
bloque de deslizamiento (17) que presenta una zona de menor sección
(B) la cual se prolonga longitudinalmente en una zona de mayor
sección (A), estando provista dicha zona de mayor sección (A) de
unos orificios (25, 26, 27) adaptados para el paso con posibilidad
de deslizamiento de unas varillas (19, 20, 21) las cuales se
encuentran unidas por uno de sus extremos a una zona de soporte (16)
solidaria de la otra horquilla (13) del otro eje, y quedando unidas
dichas varillas (19, 20, 21) por el otro de sus extremos a una placa
de tope (18) formando dicha zona de soporte (16), dicho bloque de
deslizamiento (17) y la citada placa de tope (18) con las
respectivas varillas (19, 20, 21) un dispositivo de desplazamiento
axial (15) destinado a absorber solicitaciones externas, definiendo
la separación relativa (s) entre la zona de soporte (16) y dicho
bloque de deslizamiento (17) el desplazamiento entre las horquillas
(1, 4) de los respectivos ejes ante dichas solicitaciones
externas.
2. Junta Universal Perfeccionada según la 1ª
reivindicación, caracterizada en que por el interior de la
zona de mayor sección (A) de dicho bloque de deslizamiento (17) de
la horquilla (14) pasan tres varillas (19, 20, 21) formadas
solidarias de dicha placa de tope (18) por uno de sus extremos y
quedando fijadas por el otro de sus extremos a la zona de soporte
(16) de la otra horquilla (13).
3. Junta Universal Perfeccionada según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que
dichas varillas (19, 20, 21) son huecas interiormente.
4. Junta Universal Perfeccionada según la 1ª
reivindicación, caracterizada en que los orificios (25, 26,
27) del tramo de mayor sección (A) del bloque de deslizamiento (17)
presentan respectivos casquillos elásticos de baja fricción (28)
para permitir el paso controlado a través de los mismos de las
varillas (19, 20, 21).
5. Junta Universal Perfeccionada según la 1ª
reivindicación, caracterizada en que los citados orificios
pasantes (25, 26, 27) del bloque de deslizamiento (17) presentan un
acabado superficial interior para permitir el paso ajustado de las
citadas varillas (19, 20, 21).
6. Junta Universal Perfeccionada según la 1ª
reivindicación, caracterizada en que por lo menos alguna de
la zona de soporte (16), el bloque de deslizamiento (17) y la placa
de tope (18) presenta un perfil cilíndrico.
7. Junta Universal Perfeccionada según la 1ª
reivindicación, caracterizada en que por lo menos alguna de
la zona de soporte (16), el bloque de deslizamiento (17) y la placa
de tope (18) presenta un perfil substancialmente poligonal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200300111A ES2244269B1 (es) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | Junta universal perfeccionada. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200300111A ES2244269B1 (es) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | Junta universal perfeccionada. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2244269A1 true ES2244269A1 (es) | 2005-12-01 |
| ES2244269B1 ES2244269B1 (es) | 2006-10-16 |
Family
ID=35453057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200300111A Expired - Lifetime ES2244269B1 (es) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | Junta universal perfeccionada. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2244269B1 (es) |
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- 2003-01-17 ES ES200300111A patent/ES2244269B1/es not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2244269B1 (es) | 2006-10-16 |
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