ES2246020T3 - Articulacion esferica para un vehiculo. - Google Patents
Articulacion esferica para un vehiculo.Info
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Abstract
Articulación esférica para un vehículo, especialmente para el sistema de suspensión del vehículo con una carcasa de la articulación esférica dotada de una abertura (6) articulada, un gorrón(3) esférico que presenta una esfera (1) articulada y un gorrón (2), el cual con su esfera (1) articulada giratoria y orientable está colocado en la carcasa (4) de la articulación esférica y con su gorrón esférico (2) sobresale a través de la abertura (6) articulada hacia fuera de la carcasa (4) de la articulación esférica, en la que está fijado un elemento (10) de cierre independiente que cierra, al menos parcialmente, una abertura (9) de montaje prevista en la carcasa, caracterizada porque al menos un componente (11) electrónico está dispuesto en el elemento (10) de cierre.
Description
Articulación esférica para un vehículo.
La invención se refiere a una articulación
esférica para un vehículo, especialmente para el sistema de
suspensión del vehículo, con una carcasa de la articulación esférica
provista de una abertura de la articulación y un gorrón esférico que
presenta una esfera de la articulación y un gorrón, el cual está
colocado dentro de la carcasa de la articulación esférica de forma
giratoria y orientable y sobresale con su gorrón a través de la
abertura de la articulación fuera de la carcasa de la articulación
esférica a la que está fijado un elemento de cierre independiente
que cierra al menos parcialmente una abertura de montaje prevista en
la carcasa.
Las articulaciones esféricas de este tipo se
conocen a partir del estado de la técnica y definen conjuntamente el
funcionamiento del sistema de suspensión del vehículo como
componentes importantes de la suspensión de las ruedas, los ejes de
los automóviles y la unión de estos ejes en la carrocería del
vehículo. En general, cada rueda de un vehículo es soportada por un
soporte de rueda que está unido con la carrocería del vehículo por
medio de bielas. En este caso, las bielas presentan con frecuencia
articulaciones esféricas en sus extremos dirigidos a los soportes de
las ruedas, formando dichas articulaciones esféricas puntos de
articulación cinemáticos de las bielas en los soportes de las
ruedas. Además, están presentes articulaciones esféricas en la zona
de los ejes del vehículo, también en las barras de acoplamiento,
varillas de acoplamiento, apoyos pendulares, etc.
Desde hace mucho tiempo existe el requisito de
adaptar el comportamiento del vehículo a los estados concretos de la
marcha. Por ejemplo, puede ejercerse influencia sobre el
comportamiento de balanceo del vehículo por medio de un
estabilizador de dos piezas, cuyas dos piezas pueden girarse una
contra otra por medio de un motor hidráulico. Además, también es
posible ajustar los faros en función del estado de carga. Para
realizar una intervención activa de este tipo en la función del
sistema de suspensión del vehículo o de otros componentes del
vehículo en función del estado actual del sistema de suspensión se
requieren también, además de dispositivos de ajuste activos o
pasivos, componentes electrónicos como dispositivos de medición y
valoración, que, por ejemplo, puedan registrar el estado actual de
la marcha o el estado de carga actual. A este respecto, la
disposición de dispositivos de medición y valoración de este tipo se
realiza de manera adicional al montaje de los componentes mecánicos
que forman el sistema de suspensión en la empresa fabricante del
automóvil.
El objetivo de la invención es reducir el
esfuerzo de montaje de los componentes electrónicos dispuestos en el
sistema de suspensión de un vehículo que se lleva a cabo en la
empresa fabricante del automóvil.
La solución de este objetivo se realiza a través
de una articulación esférica para un vehículo, especialmente para el
sistema de suspensión del vehículo que presenta una carcasa de la
articulación esférica provista con una abertura de la articulación y
un gorrón esférico que comprende un gorrón, así como una esfera de
la articulación. El gorrón esférico está colocado con su esfera de
la articulación de forma giratoria y orientable en la carcasa de la
articulación esférica y sobresale con su gorrón a través de la
abertura de la articulación fuera de la carcasa de la articulación
esférica. En la carcasa de la articulación esférica está prevista
además una abertura de montaje que está cerrada al menos de forma
parcial por un elemento de cierre independiente fijado a la carcasa
de la articulación esférica en el cual está dispuesto como mínimo un
componente electrónico.
Mediante la articulación esférica según la
invención es posible evitar el montaje por separado del componente
electrónico durante la fabricación del vehículo ya que el componente
electrónico ya está integrado en la articulación esférica. Esto
conlleva un ahorro del esfuerzo de montaje y, por tanto, una
reducción de los costes del proceso de producción para el fabricante
del automóvil.
El elemento de cierre sirve para cerrar al menos
parcialmente una abertura de la carcasa de la articulación esférica.
Para esto, el elemento de cierre puede estar configurado, por
ejemplo, como anillo cuya abertura interior forma la abertura de la
articulación esférica. En este caso la abertura de montaje está
prevista en la carcasa de la articulación esférica por el lado del
gorrón, de manera que en el montaje de la articulación esférica el
gorrón esférico con su esfera se introduce a través de esa abertura
de montaje en la carcasa. El extremo de la carcasa de la
articulación esférica dispuesto enfrentado a la abertura de montaje
en general está cerrado completamente en una forma de realización de
este tipo.
Preferiblemente, la carcasa de la articulación
esférica presenta sin embargo una abertura de montaje cerrada por el
elemento de cierre en el lado dispuesto enfrentado a la abertura de
la articulación. En este caso es posible, durante el montaje de la
articulación esférica, introducir primero el gorrón esférico con su
gorrón en la carcasa. Además, el gorrón esférico no atraviesa al
elemento de cierre, de manera que se dispone de una superficie mayor
en el elemento de cierre para la disposición del al menos un
componente electrónico.
Para evitar la penetración de suciedad o humedad
en el interior de la articulación esférica es ventajoso que la
abertura de montaje esté cerrada completamente por el elemento de
cierre.
El componente electrónico puede estar dispuesto
en el lado del elemento de cierre opuesto (lado exterior) a la
esfera de la articulación. Si el componente electrónico está
previsto en el lado (lado interior) del elemento de cierre dirigido
a la esfera de la articulación, es posible proteger más fácilmente
al componente electrónico de impurezas ambientales, daños, o por
ejemplo, cargas térmicas.
El componente electrónico puede estar dispuesto
libremente en el elemento de cierre. Sin embargo, se prefiere una
realización según la cual en el elemento de cierre está previsto un
elemento de protección que cubre al menos parcialmente al elemento
de cierre y, de manera ventajosa, completamente, al componente
electrónico. En el caso de que el componente electrónico esté
dispuesto en el lado interior del elemento de cierre, el elemento de
protección puede servir, por ejemplo, para rechazar el lubricante
que regularmente está presente en una articulación esférica de un
vehículo.
La tarea prioritaria del elemento de protección
en caso de que se hubiera colocado el componente electrónico en el
lado exterior del elemento de cierre sería la de desviar las
impurezas ambientales.
El elemento de protección puede ser un
recubrimiento de metal, cerámica o plástico que debe montarse en la
articulación esférica como componente independiente. Se prefiere sin
embargo que el elemento de protección esté hecho de un material
aislante a la electricidad, como por ejemplo, plástico, conllevando
el plástico especialmente un ahorro en el peso.
Un elemento de protección hecho de plástico puede
estar fijado o pegado al elemento de cierre.
Según otra configuración de la invención, el
material del elemento de protección es un plástico adecuado para un
procedimiento de pulverización, de manera que el elemento de
protección pueda ser pulverizado directamente sobre el componente
electrónico. Con esto se elimina la necesidad del montaje del
elemento de protección, pudiéndose realizar además una buena
protección del componente electrónico, especialmente contra la
humedad.
El elemento de cierre puede estar hecho como
arandela o anillo de chapa metálica. Se prefiere, no obstante, que
el elemento de cierre esté configurado en sí mismo como placa
electrónica de circuitos impresos sobre la cual está montado el
componente electrónico. Por tanto, el componente electrónico puede
estar soldado de la manera habitual sobre el elemento de cierre
para, por ejemplo, realizar una conexión del componente electrónico
mediante un circuito impreso configurado en la placa de circuitos
impresos.
El elemento de cierre configurado como placa
electrónica de circuitos impresos puede, por ejemplo, estar hecho de
papel laminado o de cerámica.
Además, es también posible en el sentido de la
invención reforzar el lado exterior de la placa electrónica de
circuitos impresos mediante una arandela adicional o un anillo
adicional de chapa metálica. Sin embargo, se prefiere el elemento de
cierre configurado como placa electrónica de circuitos impresos pero
hecha de plástico reforzado con fibra de vidrio que cumpla los
requisitos exigidos a una tapa de cierre de una articulación
esférica en el vehículo respecto a la capacidad de carga
mecánica.
La placa electrónica de circuitos impresos puede
estar dotada de circuitos impresos dispuestos únicamente de forma
superficial. No obstante, es también posible prever circuitos
impresos en el volumen de la placa electrónica de circuitos impresos
(multilayer, sistema de capas múltiples).
La carcasa puede estar aislada eléctricamente
respecto a la placa electrónica de circuitos impresos. Con una
conexión directa de la placa electrónica de circuitos impresos y la
carcasa es posible, no obstante, utilizar la carcasa como
apantallamiento electromagnético sin conexiones de cables
adicionales. También la carcasa puede estar diseñada en sí misma
como cuerpo refrigerante para el componente electrónico.
Para registrar el estado de marcha o de carga de
un vehículo, el componente electrónico puede además estar conectado
a un sensor dispuesto dentro o junto a la carcasa de la articulación
esférica para registrar una magnitud física que caracterice el
estado de la articulación esférica, de modo que por “estado de la
articulación esférica” ha de entenderse, por ejemplo, la desviación
y / o el giro actual del gorrón esférico con respecto a la carcasa
de la articulación esférica. Además, pueden registrase mediante
sensores de fuerzas las fuerzas que se presentan en la articulación
esférica. Por tanto, por ejemplo, mediante el estado registrado de
la articulación esférica es posible deducir la separación actual de
la rueda de la carrocería del vehículo. Mediante diagnósticos de
este tipo pueden sacarse conclusiones sobre el estado del vehículo
en su conjunto.
Un sensor puede estar dispuesto como sensor
independiente en la articulación esférica, no obstante,
preferiblemente, por razones de ahorro de espacio, el sensor está
configurado integrado en el componente electrónico.
Además, en el elemento de cierre pueden estar
dispuestos varios componentes electrónicos que forman un módulo
electrónico. No obstante, preferiblemente el componente electrónico
está configurado como un circuito integrado de aplicación específica
(ASIC), de modo que puede realizarse una pluralidad de diferentes
circuitos eléctricos con un único componente electrónico. Esto
conlleva un gran ahorro de espacio y una alta pluralidad de
variantes de la articulación esférica según la invención.
Para que el componente electrónico pueda emitir
señales hacia fuera y se garantice una alimentación de energía para
el componente electrónico, puede existir en el elemento de cierre,
según una primera variante, una clavija de enchufe conectada
eléctricamente con el componente electrónico para la conexión de
aparatos externos.
Sin embargo, según una segunda variante, también
es posible que en la articulación esférica esté dispuesto un
dispositivo acoplado eléctricamente al componente electrónico para
enviar ondas electromagnéticas, el cual posibilita un intercambio de
información sin una conexión por cable entre el componente
electrónico y los aparatos externos.
El componente electrónico puede estar conectado
con la alimentación de corriente del vehículo mediante una conexión
por cable. Además, es también posible disponer una batería en la
articulación esférica para alimentar energía eléctrica al componente
electrónico. No obstante, preferiblemente, al componente electrónico
se le alimenta la energía necesaria para el funcionamiento del mismo
en forma de ondas electromagnéticas por medio de un emisor externo.
Para ello, con el componente electrónico está dispuesto un
dispositivo que se dispone en la articulación esférica para recibir
ondas electromagnéticas, que además puede estar dotado de un medio
de almacenamiento para almacenar energía eléctrica. En esta forma de
alimentación de energía es especialmente ventajoso solamente un
consumo de energía reducido por parte del componente
electrónico.
La invención se describe detalladamente a
continuación mediante formas de realización preferidas haciendo
referencia al dibujo correspondiente. En el dibujo muestran:
la figura 1, una primera forma de realización de
una articulación esférica según la invención,
la figura 2, una segunda forma de realización de
una articulación esférica según la invención, y
la figura 3, una tercera forma de realización de
una articulación esférica según la invención.
A partir de la figura 1 puede observarse una
primera forma de realización de la articulación esférica según la
invención, en la que un gorrón 3 esférico que presenta una esfera 1
articulada y un gorrón 2 está colocado con su esfera 1 articulada de
manera giratoria y orientable en una carcasa 4 de la articulación
esférica. El gorrón 3 esférico está dispuesto con su esfera 1 de la
articulación en un semicojinete 5 colocado en la carcasa 4 de la
articulación esférica y hecho de plástico y sobresale con su gorrón
2 por fuera de la carcasa 4 de la articulación esférica a través de
una abertura 6 de la articulación que está prevista en la carcasa 4
de la articulación esférica.
Contra la penetración de suciedad y humedad en el
interior de la articulación esférica está previsto un fuelle 7 de
estanqueidad hecho de un elastómero que está fijado con uno de sus
extremos a la carcasa 4 de la articulación esférica y está colocado
con su otro extremo en el gorrón 2 de manera que puede deslizarse.
El interior de la carcasa 4 de la articulación esférica y del fuelle
7 de estanqueidad está lleno en cada caso de un lubricante, no
mostrado, el cual ejerce una influencia en sentido positivo en el
comportamiento mecánico de la articulación esférica y, además, forma
una protección adicional contra la penetración de suciedad y de
humedad.
La carcasa 4 de la articulación esférica está
unida a una planchuela 8 formando una sola pieza y presenta en su
extremo opuesto a la abertura 6 de la articulación una abertura 9 de
montaje que está cerrada mediante un elemento 10 de cierre
configurado como placa electrónica de circuitos impresos. Para fijar
el elemento 10 de cierre a la carcasa 4 se conforma alrededor un
borde de carcasa que rodea a la abertura 9 de montaje de la carcasa
4. En el lado interior del elemento 10 de cierre están dispuestos
varios componentes 11 electrónicos que están cubiertos completamente
por un elemento 12 de protección hecho de plástico. Uno de los
componentes electrónicos está configurado como sensor 13 magnético
que actúa conjuntamente con un imán M dispuesto en la articulación 1
esférica. Los componentes 11, 13 electrónicos están conectados
eléctricamente, al menos indirectamente, con una clavija 14 de
enchufe dispuesta en el lado exterior del elemento 10 de cierre,
mediante la cual, en el estado operativo, tiene lugar una conexión
de los componentes 11, 13 electrónicos a un aparato externo (no
mostrado). Además, mediante la clavija 14 de enchufe se alimenta
energía a los componentes 11, 13 electrónicos durante el
funcionamiento.
A partir de la figura 2 puede observarse una
segunda forma de realización de la articulación esférica según la
invención, de modo que las mismas características o las
características con la misma función están indicadas con los mismos
números de referencia que en la primera forma de realización.
La segunda forma de realización no presenta, en
contraposición a la primera forma de realización, ninguna clavija de
enchufe en el lado exterior del elemento 10 de cierre. Sin embargo,
para hacer posible una comunicación con un aparato externo (no
mostrado), en el lado interior del elemento 10 de cierre está
previsto un elemento 16 de emisión, conectado eléctricamente al
menos indirectamente al componente electrónico configurado aquí como
circuito 15 integrado de aplicación específica (ASIC), para enviar
ondas electromagnéticas portadoras de información que pueden
recibirse y ser valoradas por el aparato externo. Para ello, el
aparato externo está dotado de un receptor adecuado y un dispositivo
de valoración.
Además, uno de los componentes electrónicos está
configurado como elemento 17 de recepción para recibir ondas
electromagnéticas portadoras de información, de manera que según la
segunda forma de realización se realiza un intercambio de
información inalámbrico por los dos lados entre la articulación
esférica y el aparato externo, el cual está dotado para ello de un
emisor adecuado.
A diferencia de la primera forma de realización,
para fijar el elemento 10 de cierre no está previsto el borde de la
carcasa que rodea a la abertura 9 de montaje, sino una corona 18 de
sujeción independiente que está fijada a la carcasa 4 y está
ribeteada hacia dentro para fijar el elemento 10 de cierre. Además,
para un soporte adicional del semicojinete 5 está previsto un anillo
19 de retención entre el semicojinete 5 y el elemento 12 de
protección.
A partir de la figura 3 puede observarse una
tercera forma de realización de la articulación esférica según la
invención en la que las mismas características o características con
la misma función están indicadas con los mismos números de
referencia que en las formas de realización anteriores. La fijación
del elemento 10 de cierre se realiza en la carcasa 4 de la
articulación esférica de forma análoga a la primera forma de
realización.
La tercera forma de realización no presenta, en
contraposición a las otras dos formas de realización, ningún
elemento de protección, de manera que, con las mismas dimensiones,
se dispone de un espacio libre mayor (eventualmente lleno de un
lubricante) entre el elemento 10 de cierre y la esfera 1 de la
articulación. Por tanto, es posible una forma estructural compacta
con al mismo tiempo una gran zona de giro para el gorrón 3
esférico.
- 1
- esfera de la articulación
- 2
- gorrón
- 3
- gorrón esférico
- 4
- carcasa de la articulación esférica
- 5
- semicojinete
- 6
- abertura de la articulación
- 7
- fuelle de estanqueidad
- 8
- planchuela
- 9
- abertura de montaje
- 10
- elemento de cierre
- 11
- componente electrónico
- 12
- elemento de protección
- 13
- sensor
- 14
- clavija de enchufe
- 15
- ASIC (circuito integrado de aplicación específica)
- 16
- unidad de emisión
- 17
- unidad de recepción
- 18
- corona de sujeción
- 19
- anillo de retención
- M
- imán
Claims (14)
1. Articulación esférica para un vehículo,
especialmente para el sistema de suspensión del vehículo con una
carcasa de la articulación esférica dotada de una abertura (6)
articulada, un gorrón(3) esférico que presenta una esfera (1)
articulada y un gorrón (2), el cual con su esfera (1) articulada
giratoria y orientable está colocado en la carcasa (4) de la
articulación esférica y con su gorrón esférico (2) sobresale a
través de la abertura (6) articulada hacia fuera de la carcasa (4)
de la articulación esférica, en la que está fijado un elemento (10)
de cierre independiente que cierra, al menos parcialmente, una
abertura (9) de montaje prevista en la carcasa, caracterizada
porque al menos un componente (11) electrónico está dispuesto en el
elemento (10) de cierre.
2. Articulación esférica según la reivindicación
1, caracterizada porque la abertura (9) de montaje está
prevista en el lado de la carcasa (4) de la articulación esférica
opuesto a la abertura (6) de la articulación y es cerrada por el
elemento (10) de cierre.
3. Articulación esférica según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque el componente (11) electrónico
está dispuesto en el lado del elemento (10) de cierre dirigido hacia
la esfera de la articulación.
4. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el
elemento (10) de cierre está previsto un elemento (12) de
protección, por el cual está cubierto el componente (11)
electrónico.
5. Articulación esférica según la reivindicación
4, caracterizada porque el elemento (12) de protección está
hecho de un material eléctricamente aislante, especialmente de
plástico, e es pulverizado directamente sobre el componente (11)
electrónico.
6. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
(10) de cierre está configurado en sí mismo como una placa
electrónica de circuitos impresos sobre la cual está montado el
componente (11) electrónico.
7. Articulación esférica según la reivindicación
6, caracterizada porque el elemento (10) de cierre está hecho
de plástico reforzado con fibra de vidrio.
8. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
componente (11) electrónico está conectado de forma eléctrica con un
sensor (13) dispuesto dentro de la carcasa (4) de la articulación
esférica o junto a ésta para registrar una magnitud física que
caracteriza el estado de la articulación esférica.
9. Articulación esférica según la reivindicación
8, caracterizada porque el sensor (13) está configurado de
forma integrada con el componente (11) electrónico.
10. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
componente electrónico es un circuito (5) integrado de aplicación
específica.
11. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el lado
del elemento (10) de cierre opuesto a la esfera (1) de la
articulación está dispuesta un clavija (14) de enchufe conectada de
forma eléctrica con el componente (11) electrónico.
12. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la
esfera de la articulación está dispuesto un dispositivo (16)
acoplado de forma eléctrica con el componente (11) electrónico para
enviar ondas electromagnéticas.
13. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la
esfera de la articulación está dispuesto un dispositivo (17)
acoplado de forma eléctrica con el componente (11) electrónico para
recibir ondas electromagnéticas.
14. Articulación esférica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa
(4) forma un apantallamiento electromagnético o un cuerpo
refrigerante para el componente (11) electrónico.
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