ES2262849T3 - Cojinete de caucho vibroamortiguado. - Google Patents

Cojinete de caucho vibroamortiguado.

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ES2262849T3 ES02774447T ES02774447T ES2262849T3 ES 2262849 T3 ES2262849 T3 ES 2262849T3 ES 02774447 T ES02774447 T ES 02774447T ES 02774447 T ES02774447 T ES 02774447T ES 2262849 T3 ES2262849 T3 ES 2262849T3
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Abstract

Cojinete de caucho vibroamortiguado, especialmente para la fijación de un amortiguador de vibración en un elemento de soporte de un vehículo, con un elemento interno (1), envuelto por un casquillo externo (3), estando previsto entre el elemento interno (1) y el casquillo externo (3) un cuerpo anular (4) de elastómero para amortiguar la vibración, estando dispuesto el cuerpo anular (4) de elastómero de manera radial externa en la pared interna del casquillo externo (3) y de manera radial interna, en un semicojinete (5) en forma de casquillo que interactúa por deslizamiento mediante la creación de una articulación esférica con el elemento interno (1), caracterizado porque en la zona de paso a ambos lados, entre una conformación esférica (6) del elemento interno (1) y secciones tubulares contiguas (9a, 9b) con un espesor de pared básicamente uniforme está previsto en cada caso un anillo (10a, 10b) de obturación que está dispuesto en ranuras periféricas para la obturación de la zona del cojinete de caucho encerrada aquí.

Description

Cojinete de caucho vibroamortiguado.
La presente invención se refiere a un cojinete de caucho vibroamortiguado con un elemento interno que está envuelto por un casquillo externo, estando previsto entre el elemento interno y el casquillo externo un cuerpo anular de elastómero para amortiguar la vibración.
Un campo preferido de aplicación de este tipo de cojinete de caucho es la construcción de vehículos, donde este componente se usa, por ejemplo, para fijar un amortiguador de vibración en un elemento de soporte de un vehículo. El elemento de soporte puede estar configurado como soporte de rueda o como biela del eje trasero. Sin embargo, el uso del cojinete de caucho, según la invención, no se limita sólo a la esfera de la construcción de vehículos. El cojinete de caucho vibroamortiguado se puede usar también, por ejemplo, en la construcción de máquinas herramienta, la construcción de medios de transporte o en otras áreas técnicas.
Forma parte del estado general de la técnica la construcción de un cojinete de caucho vibroamortiguado mediante un casquillo externo cilíndrico de acero, en el que está insertado un cuerpo anular de elastómero, conformado asimismo de manera cilíndrica, en el que está insertado un elemento interno de acero también cilíndrico. Este cojinete de caucho logra su característica antivibratoria mediante el cuerpo anular de elastómero que se compone principalmente de caucho convencional. El cojinete de caucho vibroamortiguado está dispuesto entre un primer elemento de soporte mediante su casquillo externo, que puede estar configurado también en forma de una sola pieza con el primer elemento de soporte, y un segundo elemento de soporte, que está fijado en el elemento interno. De esta forma se obtiene un apoyo vibroamortiguado del primer elemento de soporte con respecto al segundo elemento de soporte.
Este cojinete de caucho resulta fácil de fabricar y montar debido a la construcción encajada de sus elementos individuales. No obstante, se necesitan medidas especiales con el fin de impedir un movimiento relativamente axial de los elementos de soporte y así evitar una caída del cojinete de caucho.
En general, se conoce también la unión fija de los distintos componentes entre sí. Esta unión se realiza mediante una vulcanización prematura del cuerpo anular de elastómero en el casquillo externo, así como en el elemento interno. No obstante, un cojinete de caucho, configurado de esta forma, tiene la desventaja de que debido a un descentramiento angular del primer elemento de soporte respecto al segundo elemento de soporte en el cuerpo anular de elastómero se pueden originar zonas opuestas con un esfuerzo extremo de tracción y de compresión. Especialmente, en las zonas sometidas a tracción se pueden formar en caso extremo fisuras en el cuerpo anular de elastómero, ya que su material no es adecuado para un esfuerzo de tracción. La misma desventaja se presenta también en caso de un esfuerzo axial extremo del cojinete de caucho construido en forma de una sola pieza. El documento US-A-5364191 muestra las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Por el documento DE10011124A1 se da a conocer un cojinete de caucho, en el que se impiden las desventajas mencionadas arriba al estar provisto el elemento interno de una conformación atmosférica radial externa para crear una articulación esférica. Esta conformación interactúa con un casquillo externo configurado en correspondencia. Entre el casquillo externo y el elemento interno está dispuesto un cuerpo anular de elastómero con un espesor constante de pared que se acopla por deslizamiento a la conformación atmosférica del elemento interno. Mediante este tipo de realización es posible aumentar considerablemente la vida útil del cojinete de caucho vibroamortiguado en comparación con aquellos cojinetes de caucho, en los que el cuerpo anular de elastómero está dispuesto fijamente entre el elemento interno y el casquillo externo. Mediante la configuración en forma de articulación esférica en unión con el acoplamiento por deslizamiento del elemento interno del cuerpo anular de elastómero, éste se somete exclusivamente a presión. Esto es válido tanto en caso de una carga axial como de una carga radial del cojinete de caucho y en caso de escuadrarse el elemento interno con respecto al casquillo externo, o sea, una carga cardán. Una desventaja de este cojinete de caucho vibroamortiguado radica, sin embargo, en que está limitado un aumento de la rigidez elástica en la dirección de la carga mediante el sistema constructivo del cojinete de caucho vibroamortiguado. La rigidez elástica se puede lograr mediante el uso de un caucho más duro, la reducción del espesor de la pared del cuerpo anular de elastómero o un ensanchamiento del cojinete de caucho. No obstante, con esto aumenta también a la vez la fricción por deslizamiento a superar entre el elemento interno y el cuerpo anular de elastómero.
Por tanto, la presente invención tiene el objetivo de seguir mejorando un cojinete de caucho vibroamortiguado del tipo descrito arriba partiendo del hecho de que mediante un gran espectro de rigidez elástica se puedan realizar propiedades óptimas de fricción por deslizamiento entre los componentes, posibles de mover relativamente entre sí, en caso de una construcción sencilla.
Este objetivo se consigue mediante un cojinete de caucho vibroamortiguado según el preámbulo de la reivindicación 1 en unión con sus características. En las reivindicaciones dependientes siguientes aparecen variantes ventajosas de la invención.
La invención incluye la instrucción técnica de que un cuerpo anular de elastómero está instalado de manera radial externa en la pared interna del casquillo externo y de manera radial interna, en un semicojinete en forma de casquillo que interactúa por deslizamiento mediante la creación de una articulación esférica con el elemento interno.
Una ventaja de las características según la invención radica especialmente en que las buenas propiedades de fricción por deslizamiento, existentes entre el semicojinete en forma de casquillo y el elemento interno, son independientes de la selección de la rigidez elástica del cuerpo anular de elastómero. Por tanto, la selección de un caucho más duro para el cuerpo anular de elastómero con el fin de ajustar una rigidez elástica más alta no provoca que aumente así también la fricción por deslizamiento en la articulación esférica. Esta propiedad se obtiene con una división local de la zona de la articulación esférica respecto a la zona del amortiguador de vibración mediante el semicojinete en forma de casquillo. El cojinete de caucho vibroamortiguado, según la invención, se caracteriza por pares iniciales de arranque y de movimiento muy pequeños. Esto se realiza para pequeñas amplitudes de movimiento mediante el movimiento molecular en el material tratado de caucho del cuerpo anular de elastómero, sobre el que apenas influyen las fuerzas externas. La interacción del elemento interno con el elemento externo mediante la interconexión de la articulación esférica permite una protección eficaz contra un desplazamiento axial del cojinete de caucho.
Preferentemente el cuerpo anular de elastómero está vulcanizado, pegado o unido de otra forma adecuada por arrastre de material con los componentes contiguos, a saber, el casquillo externo, por una parte, y el semicojinete, por la otra parte. Este componente en forma de una sola pieza se puede fabricar fácilmente como elemento de metal y caucho. El casquillo externo o el semicojinete, así como el elemento interno están compuestos preferentemente de un plástico, un metal ligero o de acero. Especialmente, el semicojinete en forma de casquillo se puede fabricar de plástico en el procedimiento de fundición por inyección debido a su moldeo relativamente complicado y con el fin de obtener buenas propiedades de fricción por deslizamiento.
A través del casquillo externo del cojinete de caucho vibroamortiguado se puede realizar una fijación en un primer elemento de soporte, por ejemplo, de un vehículo, mediante presión, pegado, atornillado, empotramiento o similar en una entalladura correspondiente del primer elemento de soporte. Es posible, además, configurar el casquillo externo del cojinete de caucho, según la invención, como componente del primer elemento de soporte y formando una sola pieza con éste. Esta variante resulta especialmente adecuada si el primer elemento de soporte es un amortiguador hidráulico de vibración o similar.
El elemento interno del cojinete de caucho está configurado preferentemente de forma tubular y está provisto de una conformación atmosférica radial externa de la articulación esférica, que interactúa con el semicojinete configurado en correspondencia, con el fin de alojar un tornillo para la fijación en un segundo elemento de soporte, por ejemplo, una biela transversal de un chasis.
Según la invención, en la zona de paso a ambos lados, entre la conformación esférica del elemento interno y las secciones tubulares contiguas, está previsto un anillo de obturación para obturar la zona del cojinete de caucho encerrado aquí. Esta simple medida impide la entrada de suciedad y de polvo en la zona del cojinete de caucho. Los dos anillos de obturación están fijados en ranuras periféricas asignadas por la parte del elemento interno o también por la parte del semicojinete. Como medidas adicionales de obturación se puede prever en las zonas frontales del cojinete de caucho un fuelle dispuesto entre el elemento interno, por una parte, y el semicojinete, por la otra parte. El fuelle se puede disponer, además, entre el elemento interno, por una parte, y el casquillo externo, por la otra parte, de modo que éste también cubra la zona del cuerpo anular de elastómero.
Conforme a otra medida que mejora el montaje del cojinete de caucho, según la invención, el semicojinete, en correspondencia con el elemento interno, está configurado de manera dividida en sentido axial, de modo que se puede acoplar un elemento de base del casquillo interno con un elemento de tapa del casquillo interno. El acoplamiento se deberá realizar de manera separable mediante una unión atornillada o de resorte para posibilitar un desmontaje. Sin embargo, se puede pensar también en unir el elemento de base del casquillo interno con el elemento de tapa del casquillo interno entre sí de manera inseparable, preferentemente mediante una unión por adhesivo o soldadura, después de montarse el elemento
interno.
A continuación se exponen detalladamente otras medidas, que mejoran la invención, junto con la descripción de un ejemplo preferido de realización de la invención mediante las figuras.
Muestran:
Fig. 1 un corte longitudinal parcial básico de un cojinete de caucho vibroamortiguado, según la invención, y
Fig. 2 un corte longitudinal detallado de un cojinete de caucho vibroamortiguado, según la invención.
El cojinete de caucho, según la figura 1, presenta un elemento interno 1 que está fijado a través de un taladro 2 coaxial de paso en un primer elemento de soporte, no representado aquí, mediante una unión atornillada. Un casquillo externo 3 de un material rígido interactúa con un segundo elemento de soporte, no representado tampoco aquí. El elemento interno 1 está fabricado de acero y el casquillo externo 3, por el contrario, de un plástico. Entre el elemento interno 1 y el casquillo externo 3 está dispuesto un cuerpo anular 4 de elastómero para amortiguar la vibración. El cuerpo anular 4 de elastómero está conformado directamente de manera radial externa en la pared interna del casquillo externo 3 y de manera radial interna, en un semicojinete 5 en forma de casquillo. Así, el casquillo externo 3 crea junto con el elemento anular 4 de elastómero y el semicojinete interno 5 un componente en forma de una sola pieza. El semicojinete 5 en forma de casquillo presenta de manera radial interna una entalladura que se acopla por deslizamiento mediante la creación de una articulación esférica con una correspondiente conformación 6 esférica radial externa en el elemento interno 1. Para el montaje en el elemento interno 1 se configura el correspondiente semicojinete 5 de manera dividida en sentido axial y se compone de un elemento 7 de base del casquillo interno que está unido a un elemento 8 de tapa del casquillo interno mediante soldadura por ultrasonidos. Según se observa detalladamente en la figura 2, para la obturación de la zona del cojinete de caucho está previsto en la zona de paso a ambos lados, entre la conformación esférica 6 del elemento interno 1 y las secciones tubulares contiguas 9a, 9b, un anillo 10a, 10b de obturación que está dispuesto en ranuras periféricas correspondientes en cada caso por la parte del elemento interno 1. Como medidas adicionales de obturación, ambas zonas frontales 11a, 11b del cojinete de caucho pueden estar provistas de un fuelle, no representado ampliamente aquí y fijado entre el elemento interno 1, por una parte, y el semicojinete 5, por la otra parte.
Un reborde nervado 12 crea un límite elástico de tope entre el elemento interno 1 y el semicojinete 5. El cojinete de caucho vibroamortiguado, según la invención, desarrolla sus propiedades antivibratorias especialmente en caso de una carga radial como resultado de una carga de presión, eficaz aquí, sobre el cuerpo anular 4 de elastómero. En caso de una carga axial se evita que el elemento interno 1 salga del casquillo externo 3 debido a la articulación esférica. La articulación esférica posibilita un descentramiento angular del elemento interno 1 con respecto al casquillo externo 3 en los límites definidos por las secciones finales del semicojinete 5. Mediante la articulación esférica, el cojinete de caucho, según la invención, posibilita relativamente un movimiento giratorio sin obstáculos del elemento interno con respecto al casquillo externo. El cojinete de caucho vibroamortiguado con los grados de libertad, explicados arriba, puede garantizar mediante la selección correspondiente del material del cuerpo anular de elastómero un gran espectro de rigidez elástica manteniendo las mismas buenas propiedades de fricción por deslizamiento entre los componentes que se pueden mover relativamente entre sí.
Lista de referencias
1
Elemento interno
2
Taladro de paso
3
Casquillo externo
4
Cuerpo anular de elastómero
5
Semicojinete
6
Conformación
7
Elemento de base del casquillo interno
8
Elemento de tapa del casquillo interno
9
Sección tubular
10
Anillo de obturación
11
Parte frontal
12
Reborde

Claims (9)

1. Cojinete de caucho vibroamortiguado, especialmente para la fijación de un amortiguador de vibración en un elemento de soporte de un vehículo, con un elemento interno (1), envuelto por un casquillo externo (3), estando previsto entre el elemento interno (1) y el casquillo externo (3) un cuerpo anular (4) de elastómero para amortiguar la vibración, estando dispuesto el cuerpo anular (4) de elastómero de manera radial externa en la pared interna del casquillo externo (3) y de manera radial interna, en un semicojinete (5) en forma de casquillo que interactúa por deslizamiento mediante la creación de una articulación esférica con el elemento interno (1), caracterizado porque en la zona de paso a ambos lados, entre una conformación esférica (6) del elemento interno (1) y secciones tubulares contiguas (9a, 9b) con un espesor de pared básicamente uniforme está previsto en cada caso un anillo (10a, 10b) de obturación que está dispuesto en ranuras periféricas para la obturación de la zona del cojinete de caucho encerrada aquí.
2. Cojinete de caucho vibroamortiguado según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo anular (4) de elastómero está vulcanizado o pegado en el casquillo externo (3), por una parte, así como en el semicojinete (5), por la otra parte, mediante la creación de un componente en forma de una sola pieza.
3. Cojinete de caucho vibroamortiguado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque a través del casquillo externo (3) se realiza una fijación en un primer elemento de soporte mediante presión, pegado, atornillado o empotramiento en una entalladura correspondiente del primer elemento de soporte.
4. Cojinete de caucho vibroamortiguado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el casquillo externo (3) es un componente del primer elemento de soporte y está configurado aquí en forma de una sola pieza.
5. Cojinete de caucho vibroamortiguado según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento interno (1) está configurado de forma básicamente tubular con una conformación (6) esférica radial externa para la creación de la articulación esférica junto con el semicojinete (5), configurado en correspondencia, con el fin de alojar un tornillo para la fijación en un segundo elemento de soporte.
6. Cojinete de caucho vibroamortiguado según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para la obturación de la zona del cojinete de caucho está previsto en ambos lados frontales (11a, 11b) un fuelle dispuesto entre el elemento interno (1), por una parte, y el semicojinete (5) o el casquillo externo (3), por la otra parte.
7. Cojinete de caucho vibroamortiguado según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para el montaje en el elemento interno (1), el correspondiente semicojinete (5) está configurado de manera dividida en sentido axial, pudiéndose acoplar un elemento (7) de base del casquillo interno con un elemento (8) de tapa del casquillo interno.
8. Cojinete de caucho vibroamortiguado según la reivindicación 7, caracterizado porque el acoplamiento se realiza de manera separable mediante una unión atornillada o de resorte o de manera no separable mediante una unión por adhesivo o soldadura.
9. Cojinete de caucho vibroamortiguado según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento interno (1), el correspondiente semicojinete (5) y/o el casquillo externo (3) están fabricados de un plástico, de un metal ligero o de acero.
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